CN105888739B - 一种新型高背压热电联产系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型高背压热电联产系统，包括发电系统和供热系统，发电系统包括锅炉、高压缸、第一中压缸、低压缸、第二中压缸、凝汽器、除氧器、水泵和加热器，供热系统包括热网加热器、远程热网、近程热网。设置第一中压缸和第二中压缸，分别给热网循环系统提供能源，并通过控制阀进行控制，适用大容量机组的供热方式，节约能源，供热效率高；设置过滤装置，第三控制阀、第四控制阀、温度传感器，近程热网供热时，可以通过控制阀来选择凝汽器的循环热水或者远程热网的出口热水，远程热网供热则采用热网加热器加热凝汽器的循环热水，充分利用凝汽器的排汽余热和远程热网的余热，热量利用率高，经济性好，有利于节能减排。

Description

一种新型高背压热电联产系统
技术领域：
本发明属于热电技术领域，具体是涉及一种新型高背压热电联产系统。
背景技术：
热电联产技术是煤炭清洁高效利用，实现火电机组节能减排的重要途径，采用热电联产的先进燃煤机组，其能源利用效率可达80％左右，与现有超临界机组310g/kWh(供电效率39％)的供电煤耗相比，热效率提高近一倍。同时，热电联产机组减少了冷源损失，大大减少了燃烧化石能源直接供暖造成的环境污染。国务院“十一五”、“十二五”发布的节能减排五年规划中，热电联产均占据了重要的地位。同时，热电联产也是重要的民生工程，存在着巨大的国家需求和市场需求。目前，常见的热电联产模式主要有：抽凝供热、热泵供热、低真空机组供热和背压机供热。其中，传统的抽凝供热方式多从中压缸排气中抽出部分蒸汽加热热网水。
近年来，由于火电结构的调整，燃煤机组向着大容量、高参数发展，300MW及以上机组已成为电力行业的主体结构，供热改造多在中、低压缸分缸处抽气(压力等级为0.4～1.0Mpa)作为供热热源会带来巨大的节流损失，随着供热负荷的增加，这部分不可逆损失也会显著增加。供热环节中的节流损失，使得大机组采用抽凝供热经济性大打折扣，不利于热电联产机组节能减排。近年来，低品位供热理论和实施技术的日渐成熟，新建楼宇中更多采用地暖以及风机盘管技术，与传统暖气片型散热器相比，供回水温度需求较低，因此高背压循环水直接供热即可满足供热温度要求，而对老建筑和离热电厂较远的用户而言，则需要提高供水温度增加热网水的输运能力，同时可以看到，若进入供热凝汽器热网水温度过高，对高背压汽轮机排汽余热利用非常不利。
发明内容：
为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中热电联产系统中发电系统侧大容量机组的供热方式供热效率低，能源浪费，经济性大打折扣，不利于节能减排，供热系统侧供热需求复杂，对高背压汽轮机排汽余热利用不利，从而提出一种新型高背压热电联产系统。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种新型高背压热电联产系统，包括发电系统和供热系统。
所述发电系统包括锅炉、高压缸、第一中压缸、低压缸、第二中压缸、凝汽器、第一高压加热器、第二高压加热器、第一中压加热器、第二中压加热器、第三中压加热器、第一水泵、除氧器、第一低压加热器、第二低压加热器、第二水泵。
所述供热系统包括热网加热器、远程热网、近程热网，所述热网加热器的第一进汽口通过第一管道连接所述第一中压缸的出汽口，所述第一管道上设置有第一控制阀，所述热网加热器的第二进汽口通过第二管道连接所述第二中压缸的出汽口，所述第二管道上设置有第二控制阀，所述热网加热器的热水进口通过第三管道与所述凝汽器的循环热水出口连接，所述第三管道上设置有过滤装置，所述热网加热器的热水出口与所述远程热网的热水进口连接，所述近程热网的热水进口通过第四管道与所述第三管道连接，所述第四管道上设置有第三控制阀，所述近程热网的热水进口通过第五管道与所述远程热网的热水出口连接，所述第五管道上设置有温度传感器和第四控制阀，所述远程热网的热水出口与所述近程热网的热水出口连接后与所述凝汽器的循环热水进口连接，所述热网加热器的疏水出口与所述除氧器连接。
作为上述技术方案的优选，所述高压缸的进汽口通过第六管道连接所述锅炉的第一出汽口，所述第六管道上设置有第五控制阀，所述高压缸的出汽口连接所述锅炉的进汽口和所述第二高压加热器的进汽口，所述高压缸的抽气口连接所述第一高压加热器的进汽口。
所述第一中压缸的进汽口通过第七管道连接所述锅炉的第二出汽口，所述第七管道上设置有第六控制阀。
所述低压缸的进汽口连接所述第一中压缸的出汽口，所述低压缸的出汽口连接所述凝汽器，所述低压缸的第一抽气口连接所述第一低压加热器的进汽口，所述低压缸的第二抽气口连接所述第二低压加热器的进汽口。
所述第二中压缸的进汽口连接所述高压缸的出汽口，所述第二中压缸的第一抽气口与所述第一中压加热器连接，所述第二中压缸的第二抽气口与所述第二中压加热器连接，所述第二中压缸的第三抽气口与所述第三中压加热器连接，所述第二中压缸的第四抽气口与所述除氧器连接；
所述高压缸、所述第一中压缸、所述低压缸依次同轴连接，所述低压缸连接有第一发电机，所述第二中压缸连接有第二发电机。
作为上述技术方案的优选，所述第一高压加热器的给水出口连接所述锅炉的进水口。
所述第二高压加热器的给出出口连接所述第一高压加热器的给水进口，所述第二高压加热器的疏水进口连接所述第一高压加热器的疏水出口。
所述第一中压加热器的给水出口连接所述第二高压加热器的给水进口，所述第一中压加热器的疏水进口连接所述第二高压加热器的疏水出口。
所述第二中压加热器的给水出口连接所述第一中压加热器的给水进口，所述第二中压加热器的疏水进口连接所述第一中压加热器的疏水出口。
所述第三中压加热器的给水出口连接所述第二中压加热器的给水进口，所述第三中压加热器的疏水进口连接所述第二中压加热器的疏水出口。
所述第一水泵的给水出口连接所述第三中压加热器的给水进口。
所述除氧器的给水出口连接所述第一水泵的给水进口，所述除氧器的疏水进口连接所述第三中压加热器的疏水出口。
所述第一低压加热器的给水出口连接所述除氧器的给水进口。
所述第二低压加热器的给水出口连接所述第一低压加热器的给水进口，所述第二低压加热器的疏水进口连接所述第一低压加热器的疏水出口，所述第二低压加热器的疏水出口连接所述凝汽器的疏水进口。
所述第二水泵的给水出口连接所述第二低压加热器的给水进口，所述第二水泵的给水进口连接所述凝汽器的给水出口。
作为上述技术方案的优选，所述远程热网由若干个并联设置的第一热用户组成。所述近程热网由若干个并联设置的第二热用户组成。
作为上述技术方案的优选，所述凝汽器为高背压供热凝汽器。
本发明的有益效果在于：其通过在发电系统端在设置第一中压缸和第二中压缸，分别给热网循环系统提供能源，并通过控制阀进行控制，在保证供热和发电的前提下，提供范围灵活且参数较低的，适用300MW及以上大容量机组的供热方式，节约能源，能够显著的降低回热加热器的过热度，减少换热过程热损耗，效率高；其通过在供热系统端设置第三控制阀、第四控制阀、温度传感器，近程热网供热时，可以通过第三控制阀和第四控制阀来选择凝汽器的循环热水或者远程热网的出口热水，远程热网供热则采用热网加热器加热凝汽器的循环热水，充分利用凝汽器的排汽余热和远程热网的余热，热量利用率高，经济性好，有利于节能减排；其通过在供热系统端设置过滤装置，可以给进入供热系统的热水进行过滤。
附图说明：
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
图1为本发明一个实施例的新型高背压热电联产系统结构示意图；
图2为本发明一个实施例的发热系统部分结构示意图；
图3为本发明一个实施例的供热系统结构示意图。
图中符号说明：
1-锅炉、2-高压缸、3-第一中压缸、4-低压缸、5-第二中压缸、6-凝汽器、7-第一高压加热器、8-第二高压加热器、9-第一中压加热器、10-第二中压加热器，11-第三中压加热器，12-第一水泵、13-除氧器、14-第一低压加热器、15-第二低压加热器、16-第二水泵，17-热网加热器，18-远程热网，19-近程热网，20-第一发电机，21-第二发电机，101-第一出汽口，102-第二出汽口，103-进汽口，104-进水口，201-第六管道，202-第五控制阀，301-第七管道，302-第六控制阀，1701-第一进汽口，1702-第一管道，1703-第一控制阀，1704-第二进汽口，1705-第二管道，1706-第二控制阀，1707-热水进口，1708-第三管道，1709-过滤装置，1710-热水出口，1711-疏水出口，1801-第一热用户，1901-第四管道，1902-第三控制阀，1903-第五管道，1904-温度传感器，1905-第四控制阀，1906-第二热用户。
具体实施方式：
如图1所示，本发明的新型高背压热电联产系统，包括发电系统和供热系统。
如图2所示，所述发电系统包括锅炉1、高压缸2、第一中压缸3、低压缸4、第二中压缸5、凝汽器6、第一高压加热器7、第二高压加热器8、第一中压加热器9、第二中压加热器10、第三中压加热器11、第一水泵12、除氧器13、第一低压加热器14、第二低压加热器15、第二水泵16。本实施例中，所述凝汽器6为高背压供热凝汽器。所述高压缸2、所述第一中压缸3、所述低压缸4依次同轴连接，所述低压缸4连接有第一发电机20，所述第二中压缸5连接有第二发电机21。
如图3所示，所述供热系统包括热网加热器17、远程热网18、近程热网19，本实施例中，所述远程热网18由若干个并联设置的第一热用户1801组成。所述近程热网19由若干个并联设置的第二热用户1906组成。所述热网加热器17的第一进汽口1701通过第一管道1702连接所述第一中压缸3的出汽口，所述第一管道1702上设置有第一控制阀1703，所述热网加热器17的第二进汽口1704通过第二管道1705连接所述第二中压缸5的出汽口，所述第二管道1705上设置有第二控制阀1706，所述热网加热器17的热水进口1707通过第三管道1708与所述凝汽器6的循环热水出口连接，所述第三管道1708上设置有过滤装置1709，所述热网加热器17的热水出口1710与所述远程热网18的热水进口连接，所述近程热网19的热水进口通过第四管道1901与所述第三管道1708连接，所述第四管道1901上设置有第三控制阀1902，所述近程热网19的热水进口通过第五管道1903与所述远程热网18的热水出口连接，所述第五管道1903上设置有温度传感器1904和第四控制阀1905，所述远程热网18的热水出口与所述近程热网19的热水出口连接后与所述凝汽器6的循环热水进口连接，所述热网加热器17的疏水出口与所述除氧器13连接。所述过滤装置1709用于过滤所述凝汽器6的循环热水出口进入到供热系统的热水，所述温度传感器1904用于获取所述远程热网的出水口的温度，若高于预设值，则打开所述第四控制阀1905，用远程热网的出水口的热水给近程热网进行供热，充分利用热量。
所述高压缸2的进汽口通过第六管道201连接所述锅炉1的第一出汽口101，所述第六管道201上设置有第五控制阀202，所述高压缸2的出汽口连接所述锅炉1的进汽口103和所述第二高压加热器8的进汽口，所述高压缸2的抽气口连接所述第一高压加热器7的进汽口。
所述第一中压缸3的进汽口通过第七管道301连接所述锅炉1的第二出汽口102，所述第七管道301上设置有第六控制阀302。
所述低压缸4的进汽口连接所述第一中压缸3的出汽口，所述低压缸4的出汽口连接所述凝汽器7，所述低压缸4的第一抽气口连接所述第一低压加热器14的进汽口，所述低压缸4的第二抽气口连接所述第二低压加热器15的进汽口。
所述第二中压缸5的进汽口连接所述高压缸2的出汽口，所述第二中压缸5的第一抽气口与所述第一中压加热器9连接，所述第二中压缸5的第二抽气口与所述第二中压加热器10连接，所述第二中压缸5的第三抽气口与所述第三中压加热器11连接，所述第二中压缸5的第四抽气口与所述除氧器13连接。
所述第一高压加热器7的给水出口连接所述锅炉1的进水口104。
所述第二高压加热器8的给出出口连接所述第一高压加热器7的给水进口，所述第二高压加热器8的疏水进口连接所述第一高压加热器7的疏水出口。
所述第一中压加热器9的给水出口连接所述第二高压加热器8的给水进口，所述第一中压加热器9的疏水进口连接所述第二高压加热器8的疏水出口。
所述第二中压加热器10的给水出口连接所述第一中压加热器9的给水进口，所述第二中压加热器10的疏水进口连接所述第一中压加热器9的疏水出口。
所述第三中压加热器11的给水出口连接所述第二中压加热器10的给水进口，所述第三中压加热器11的疏水进口连接所述第二中压加热器10的疏水出口。
所述第一水泵12的给水出口连接所述第三中压加热器11的给水进口。
所述除氧器13的给水出口连接所述第一水泵12的给水进口，所述除氧器13的疏水进口连接所述第三中压加热器11的疏水出口。
所述第一低压加热器14的给水出口连接所述除氧器13的给水进口。
所述第二低压加热器15的给水出口连接所述第一低压加热器14的给水进口，所述第二低压加热器15的疏水进口连接所述第一低压加热器14的疏水出口，所述第二低压加热器15的疏水出口连接所述凝汽器6的疏水进口。
所述第二水泵16的给水出口连接所述第二低压加热器15的给水进口，所述第二水泵16的给水进口连接所述凝汽器6的给水出口。
本实施例所述的新型高背压热电联产系统，包括发电系统和供热系统，发电系统包括锅炉、高压缸、第一中压缸、低压缸、第二中压缸、凝汽器、第一高压加热器、第二高压加热器、第一中压加热器、第二中压加热器、第三中压加热器、第一水泵、除氧器、第一低压加热器、第二低压加热器、第二水泵，供热系统包括热网加热器、远程热网、近程热网。设置第一中压缸和第二中压缸，分别给热网循环系统提供能源，并通过控制阀进行控制，在保证供热和发电的前提下，提供范围灵活且参数较低的，适用300MW及以上大容量机组的供热方式，节约能源，供热效率高；其通过在供热系统端设置过滤装置，第三控制阀、第四控制阀、温度传感器，近程热网供热时，可以通过第三控制阀和第四控制阀来选择凝汽器的循环热水或者远程热网的出口热水，远程热网供热则采用热网加热器加热凝汽器的循环热水，充分利用凝汽器的排汽余热和远程热网的余热，热量利用率高，经济性好，有利于节能减排。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (4)

1.一种新型高背压热电联产系统，其特征在于，包括发电系统和供热系统；
所述发电系统包括锅炉(1)、高压缸(2)、第一中压缸(3)、低压缸(4)、第二中压缸(5)、凝汽器(6)、第一高压加热器(7)、第二高压加热器(8)、第一中压加热器(9)、第二中压加热器(10)、第三中压加热器(11)、第一水泵(12)、除氧器(13)、第一低压加热器(14)、第二低压加热器(15)、第二水泵(16)；
所述供热系统包括热网加热器(17)、远程热网(18)、近程热网(19)，所述热网加热器(17)的第一进汽口(1701)通过第一管道(1702)连接所述第一中压缸(3)的出汽口，所述第一管道(1702)上设置有第一控制阀(1703)，所述热网加热器(17)的第二进汽口(1704)通过第二管道(1705)连接所述第二中压缸(5)的出汽口，所述第二管道(1705)上设置有第二控制阀(1706)，所述热网加热器(17)的热水进口(1707)通过第三管道(1708)与所述凝汽器(6)的循环热水出口连接，所述第三管道(1708)上设置有过滤装置(1709)，所述热网加热器(17)的热水出口(1710)与所述远程热网(18)的热水进口连接，所述近程热网(19)的热水进口通过第四管道(1901)与所述第三管道(1708)连接，所述第四管道(1901)上设置有第三控制阀(1902)，所述近程热网(19)的热水进口通过第五管道(1903)与所述远程热网(18)的热水出口连接，所述第五管道(1903)上设置有温度传感器(1904)和第四控制阀(1905)，所述远程热网(18)的热水出口与所述近程热网(19)的热水出口连接后与所述凝汽器(6)的循环热水进口连接，所述热网加热器(17)的疏水出口(1711)与所述除氧器(13)连接；
所述高压缸(2)的进汽口通过第六管道(201)连接所述锅炉(1)的第一出汽口(101)，所述第六管道(201)上设置有第五控制阀(202)，所述高压缸(2)的出汽口连接所述锅炉(1)的进汽口(103)和所述第二高压加热器(8)的进汽口，所述高压缸(2)的抽气口连接所述第一高压加热器(7)的进汽口；
所述第一中压缸(3)的进汽口通过第七管道(301)连接所述锅炉(1)的第二出汽口(102)，所述第七管道(301)上设置有第六控制阀(302)；
所述低压缸(4)的进汽口连接所述第一中压缸(3)的出汽口，所述低压缸(4)的出汽口连接所述凝汽器(6)，所述低压缸(4)的第一抽气口连接所述第一低压加热器(14)的进汽口，所述低压缸(4)的第二抽气口连接所述第二低压加热器(15)的进汽口；
所述第二中压缸(5)的进汽口连接所述高压缸(2)的出汽口，所述第二中压缸(5)的第一抽气口与所述第一中压加热器(9)连接，所述第二中压缸(5)的第二抽气口与所述第二中压加热器(10)连接，所述第二中压缸(5)的第三抽气口与所述第三中压加热器(11)连接，所述第二中压缸(5)的第四抽气口与所述除氧器(13)连接；
所述高压缸(2)、所述第一中压缸(3)、所述低压缸(4)依次同轴连接，所述低压缸(4)连接有第一发电机(20)，所述第二中压缸(5)连接有第二发电机(21)。
2.根据权利要求1所述的新型高背压热电联产系统，其特征在于：
所述第一高压加热器(7)的给水出口连接所述锅炉(1)的进水口(104)；
所述第二高压加热器(8)的给出出口连接所述第一高压加热器(7)的给水进口，所述第二高压加热器(8)的疏水进口连接所述第一高压加热器(7)的疏水出口；
所述第一中压加热器(9)的给水出口连接所述第二高压加热器(8)的给水进口，所述第一中压加热器(9)的疏水进口连接所述第二高压加热器(8)的疏水出口；
所述第二中压加热器(10)的给水出口连接所述第一中压加热器(9)的给水进口，所述第二中压加热器(10)的疏水进口连接所述第一中压加热器(9)的疏水出口；
所述第三中压加热器(11)的给水出口连接所述第二中压加热器(10)的给水进口，所述第三中压加热器(11)的疏水进口连接所述第二中压加热器(10)的疏水出口；
所述第一水泵(12)的给水出口连接所述第三中压加热器(11)的给水进口；
所述除氧器(13)的给水出口连接所述第一水泵(12)的给水进口，所述除氧器(13)的疏水进口连接所述第三中压加热器(11)的疏水出口；
所述第一低压加热器(14)的给水出口连接所述除氧器(13)的给水进口；
所述第二低压加热器(15)的给水出口连接所述第一低压加热器(14)的给水进口，所述第二低压加热器(15)的疏水进口连接所述第一低压加热器(14)的疏水出口，所述第二低压加热器(15)的疏水出口连接所述凝汽器(6)的疏水进口；
所述第二水泵(16)的给水出口连接所述第二低压加热器(15)的给水进口，所述第二水泵(16)的给水进口连接所述凝汽器(6)的给水出口。
3.根据权利要求1所述的新型高背压热电联产系统，其特征在于：所述远程热网(18)由若干个并联设置的第一热用户(1801)组成；所述近程热网(19)由若干个并联设置的第二热用户(1906)组成。
4.根据权利要求1所述的新型高背压热电联产系统，其特征在于：所述凝汽器(6)为高背压供热凝汽器。
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