CN104501275A - 充分利用电厂余热的梯级加热供热系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种充分利用电厂余热的梯级加热供热系统，解决了现有技术存在的电厂余热利用率不高和供热温度调节不灵活的问题。本发明是将空冷机组的高背压凝汽器结合热泵回收汽轮机乏汽供热一种供热系统，改变了现有的热泵回收乏汽供热、高背压凝汽器回收乏汽供热和单纯的抽汽供热方式，本发明的有益效果是将供热热网水的加热系统增加至三级加热，减小了热网水在加热过程中的温度梯度差，从而减少了火用损。本发明系统可以分期建设，初投资相对较少，供热调节灵活。适用于火力发电厂直接空冷机组，特别适合于30万及30万以下直接空冷机组。
Description
技术领域
本发明涉及一种火力发电厂直接空冷机组高背压结合热泵的供热系统，是将空冷机组的高背压凝汽器与热泵结合用以回收汽轮机乏汽的一种供热系统。
背景技术
热电联产供热机组传统的供热方式是采用抽汽供热。在节能减排政策的指引下，近几年来，采用热泵及凝汽器等余热利用设备来提取汽轮机尾部乏汽来供热的工程也越来越多。当下常用的供热方式有四种：第一种是抽汽供热，是利用汽轮机采暖抽汽，通过汽-水换热器即热网加热器加热热网循环水供热。特点是投资少，但无法利用汽轮机乏汽。第二种是热泵供热，是通过设置吸收式或压缩式热泵来提取汽轮机乏汽供热，不足的热量再通过热网加热器补充。特点是可利用一部分乏汽，但乏汽利用率不高，占比约为30%-40%。第三种是前置凝汽器加热泵供热，由于空冷机组运行背压在12-15KPa，在热泵前设置凝汽器可利用初末寒期回水温度低的特点大量吸收汽轮机乏汽，经前置凝汽器加热后的热网水进入热泵继续被加热，当热量不足时，再利用热网加热器加热热网水。特点是可大量利用初、末寒期的乏汽，余热利用率约为45%-55%。第四种是机组高背压供热，是将一台空冷机组的背压提高到25KPa以上，通过设置大容量的凝汽器来加热热网水，不足部分由热网加热器来加热。该种型式的余热利用率约在55%-65%，投资也较少，缺点是调节不灵活，供热面积需要足够大，设计供水温度不能太高，否则余热占比会降低。
发明内容
本发明提供了一种充分利用电厂余热的梯级加热供热系统，解决了现有技术存在的电厂余热利用率不高和供热温度调节不灵活的技术问题。
本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：
一种充分利用电厂余热的梯级加热供热系统，包括第一机组汽轮机、第一机组排汽装置、第二机组汽轮机和第二机组排汽装置，第一机组排汽装置通过第一机组直接空冷排汽管路与第一机组空冷散热器连通，第一机组空冷散热器通过第一机组直接空冷乏汽凝结水管路与第一机组排汽装置上的热井连通，第二机组排汽装置通过第二机组直接空冷排汽管路与第二机组空冷散热器连通，第二机组空冷散热器通过第二机组直接空冷乏汽凝结水管路与第二机组排汽装置上的热井连通；热网凝汽器的乏汽口通过第一机组乏汽管道与第一机组直接空冷排汽管路连通，热网凝汽器的乏汽凝结水口通过第一机组热网凝汽器乏汽凝结水管道与第一机组直接空冷乏汽凝结水管路连通，城市热网回水管路通过热网凝汽器进水管道与热网凝汽器的进水口连通，热网凝汽器出水管道的一端与热网凝汽器的出水口连通，热网凝汽器出水管道的另一端与热泵的热网水进水口连通，热泵的乏汽凝结水口通过第二机组热泵乏汽凝结水管道与第二机组直接空冷乏汽凝结水管路连通，热泵的乏汽口通过第二机组乏汽管道与第二机组直接空冷排汽管路连通，热泵的驱动蒸汽口通过第二机组蒸汽管道与第二机组汽轮机的抽汽口连通，热泵的热网水口通过热泵出水管道与热网加热器上的热网水进水口连通，在热泵出水管道上设置有热网循环泵，热网加热器上的热网出水口通过热网加热器出水管道与城市热网供水管道连通，热网加热器上的加热蒸汽口通过第二机组蒸汽管道与第二机组汽轮机的抽汽口连通，热网加热器上的加热蒸汽口通过第一机组蒸汽管道与第一机组汽轮机的抽汽口连通，热网加热器上的加热蒸汽疏水口通过第一机组蒸汽疏水管道与第一机组汽轮机的低压凝结水管道连通，热网加热器上的加热蒸汽疏水口通过第二机组蒸汽疏水管道与第二机组汽轮机的低压凝结水管道连通。
本发明的有益效果是将供热热网水的加热系统增加至三级加热，减小了热网水在加热过程中的温度梯度差，从而减少了火用损。本发明系统可以分期建设，初投资相对较少，供热调节灵活。本系统适用于火力发电厂直接空冷机组，特别适合于30万及30万以下直接空冷机组。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明：
一种充分利用电厂余热的梯级加热供热系统，包括第一机组汽轮机1、第一机组排汽装置2、第二机组汽轮机6和第二机组排汽装置7，第一机组排汽装置2通过第一机组直接空冷排汽管路4与第一机组空冷散热器3连通，第一机组空冷散热器3通过第一机组直接空冷乏汽凝结水管路5与第一机组排汽装置2上的热井连通，第二机组排汽装置7通过第二机组直接空冷排汽管路9与第二机组空冷散热器8连通，第二机组空冷散热器8通过第二机组直接空冷乏汽凝结水管路10与第二机组排汽装置7上的热井连通，热网凝汽器11的乏汽口通过第一机组乏汽管道12与第一机组直接空冷排汽管路4连通，热网凝汽器11的乏汽凝结水口通过第一机组热网凝汽器乏汽凝结水管道13与第一机组直接空冷乏汽凝结水管路5连通，城市热网回水管路14通过热网凝汽器进水管道16与热网凝汽器11的进水口连通，热网凝汽器出水管道15的一端与热网凝汽器11的出水口连通，热网凝汽器出水管道15的另一端与热泵17的热网水进水口连通，热泵17的乏汽凝结水口通过第二机组热泵乏汽凝结水管道18与第二机组直接空冷乏汽凝结水管路10连通，热泵17的乏汽口通过第二机组乏汽管道19与第二机组直接空冷排汽管路9连通，热泵17的驱动蒸汽口通过第二机组蒸汽管道20与第二机组汽轮机6的抽汽口连通，热泵17的热网水口通过热泵出水管道21与热网加热器23上的热网水进水口连通，在热泵出水管道21上设置有热网循环泵28，热网加热器23上的热网出水口通过热网加热器出水管道24与城市热网供水管道25连通，热网加热器23上的加热蒸汽口通过第二机组蒸汽管道20与第二机组汽轮机6的抽汽口连通，热网加热器23上的加热蒸汽口通过第一机组蒸汽管道26与第一机组汽轮机1的抽汽口连通，热网加热器23上的加热蒸汽疏水口通过第一机组蒸汽疏水管道28与第一机组汽轮机的低压凝结水管道连通，热网加热器23上的加热蒸汽疏水口通过第二机组蒸汽疏水管道27与第二机组汽轮机的低压凝结水管道连通。
本发明的供热系统按热网水三级梯度加热设计，常规供热管网中的城市热网回水管路14中水的运行参数热网回水温度T14=50℃；在直接空冷机组主机不改造的前提下，热网凝汽器出水管道（15）中水温度T15=70℃；从热泵设备本身性能考虑，热泵特性系统cop=1.8，热泵出水管道21中水温度T21=85℃；按供热管网供水温度的实际要求，城市热网供水管道25中水温度T25=110℃-90℃；
综合计算得出，本供热系统余热利用负荷系数xyr在44％-66％之间,即整个采暖季乏汽余热占比高达65％-85％；
供热系统余热利用负荷系数计算公式：
xyr = ；
式中：T14—热网回水（即热网凝汽器进水）温度(℃)；
T15—热网凝汽器出水温度(℃)；
T21——热泵出水温度(℃)；
T25——热网供水（即热网加热器出水）温度(℃)；
cop——热泵特性系数，常数；
G——热网水流量(t/h)；
Q——供热负荷(KW)；
Qyr——余热负荷(KW)；
c——水的比热系数[kj/(℃·kg)]；
xyr——供热系统余热利用负荷系数；
公式中：为热网凝汽器回收余热负荷，为热泵回收余热负荷，为总供热负荷。（热网凝汽器回收余热负荷+热泵回收余热负荷）/总供热负荷×100=余热利用负荷系数；
公式化简得：xyr =。
Claims (1)
1. 一种充分利用电厂余热的梯级加热供热系统，包括第一机组汽轮机（1）、第一机组排汽装置（2）、第二机组汽轮机（6）和第二机组排汽装置（7），第一机组排汽装置（2）通过第一机组直接空冷排汽管路（4）与第一机组空冷散热器（3）连通，第一机组空冷散热器（3）通过第一机组直接空冷乏汽凝结水管路（5）与第一机组排汽装置（2）上的热井连通，第二机组排汽装置（7）通过第二机组直接空冷排汽管路（9）与第二机组空冷散热器（8）连通，第二机组空冷散热器（8）通过第二机组直接空冷乏汽凝结水管路（10）与第二机组排汽装置（7）上的热井连通；其特征在于，热网凝汽器（11）的乏汽口通过第一机组乏汽管道（12）与第一机组直接空冷排汽管路（4）连通，热网凝汽器（11）的乏汽凝结水口通过第一机组热网凝汽器乏汽凝结水管道（13）与第一机组直接空冷乏汽凝结水管路（5）连通，城市热网回水管路（14）通过热网凝汽器进水管道（16）与热网凝汽器（11）的进水口连通，热网凝汽器出水管道（15）的一端与热网凝汽器（11）的出水口连通，热网凝汽器出水管道（15）的另一端与热泵（17）的热网水进水口连通，热泵（17）的乏汽凝结水口通过第二机组热泵乏汽凝结水管道（18）与第二机组直接空冷乏汽凝结水管路（10）连通，热泵（17）的乏汽口通过第二机组乏汽管道（19）与第二机组直接空冷排汽管路（9）连通，热泵（17）的驱动蒸汽口通过第二机组蒸汽管道（20）与第二机组汽轮机（6）的抽汽口连通，热泵（17）的热网水口通过热泵出水管道（21）与热网加热器（23）上的热网水进水口连通，在热泵出水管道（21）上设置有热网循环泵（28），热网加热器（23）上的热网出水口通过热网加热器出水管道（24）与城市热网供水管道（25）连通，热网加热器（23）上的加热蒸汽口通过第二机组蒸汽管道（20）与第二机组汽轮机（6）的抽汽口连通，热网加热器（23）上的加热蒸汽口通过第一机组蒸汽管道（26）与第一机组汽轮机（1）的抽汽口连通，热网加热器（23）上的加热蒸汽疏水口通过第一机组蒸汽疏水管道（28）与第一机组汽轮机的低压凝结水管道连通，热网加热器（23）上的加热蒸汽疏水口通过第二机组蒸汽疏水管道（27）与第二机组汽轮机的低压凝结水管道连通。
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