CN106594703A - 热电厂热网疏水与主凝结水换热的余热利用系统及方法 - Google Patents

热电厂热网疏水与主凝结水换热的余热利用系统及方法 Download PDF

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徐斌
马欣强
陈瑞克
陈卓
高小频
蔺雪莉
张方绮
王宏斌
樊守峰
颜新宇
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22D—PREHEATING, OR ACCUMULATING PREHEATED, FEED-WATER FOR STEAM GENERATION; FEED-WATER SUPPLY FOR STEAM GENERATION; CONTROLLING WATER LEVEL FOR STEAM GENERATION; AUXILIARY DEVICES FOR PROMOTING WATER CIRCULATION WITHIN STEAM BOILERS
    • F22D1/00—Feed-water heaters, i.e. economisers or like preheaters
    • F22D1/50—Feed-water heaters, i.e. economisers or like preheaters incorporating thermal de-aeration of feed-water

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Abstract

本发明公开了一种热电厂热网疏水与主凝结水换热的余热利用系统及方法，使热网加热器疏水与并联安装在主凝结水管道上的一台热网疏水冷却器进行一次换热，通过提高热网疏水温度和选择加热部分凝结水量，从而提高加热后的主凝结水的温度，减小汽轮机低压缸上抽汽压力较高级的回热抽汽流量，使这部分高品质的蒸汽用来做功，在机组进汽参数和流量相同的条件下，降低了汽轮机热耗并且增大了机组的发电量。

Description

热电厂热网疏水与主凝结水换热的余热利用系统及方法
【技术领域】
本发明涉及热电厂余热利用技术，涉及一种热电厂热网疏水与主凝结水换热的余热利用系统及方法。
【背景技术】
根据《大中型火力发电厂设计规范》(GB50660-2011)的规定，超临界/超超临界机组采暖疏水必须经过凝结水精处理装置后方可进入机组回热系统。
我国现阶段投产的热电厂，热网加热器疏水的余热利用方法，通常是将采暖抽汽与热网循环水在热网加热器中进行换热后的采暖疏水(水温通常设计为75℃左右)，串联引入安装在主机凝结水管路上，介于轴封冷却器与末级低压加热器之间的采暖疏水冷却器，在该疏水冷却器内采暖疏水与主机凝结水进行一次热交换，使轴封加热器后的凝结水在进入末级低压加热器前被加热，75℃左右的热网疏水被冷却至50℃左右后进入主机凝结水箱。这样设计的目的是：首先，热网疏水回到了凝结水精处理前，其次，热网疏水的热量得以循环利用来提升了凝结水温度，排挤机组末级抽汽继续在低压缸内做功，来增加机组做功能力，从而降低机组热耗。
但是由于热网疏水温度较低，热网疏水冷却器通常是串联进轴封加热器及末级低压加热器之间，热网加热器疏水的热量就被用来加热轴封加热器至末级低压加热器之间全容量的凝结水。这样凝结水温度升高只能排挤末级低压加热器的抽汽量，从而提高末级抽汽量继续在低压缸内做功来增加机组做功能力。这种方法的缺陷是末级抽汽的蒸汽品质较低，对机组热耗降低和做功能力的提高效果有限。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种热电厂热网疏水与主凝结水换热的余热利用系统及方法，克服热电厂常规系统热网加热器疏水余热利用不充分的缺陷，提高机组在采暖期内的经济性。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
热电厂热网疏水与主凝结水换热的余热利用系统，热网疏水系统包括依次连接的热网加热器、热网疏水冷却器和凝汽器；主凝结水管路包括依次连接的凝水精处理装置、轴封加热器、多级低压加热器和除氧器；热网疏水系统的凝结水送入凝结水精处理装置后的凝汽器内；热网疏水系统的热网疏水冷却器并联至主机凝结水管路上多级低压加热器之间。
进一步，热网疏水冷却器并联在轴封加热器和前几级的某级低压加热器之间。
进一步，所述凝汽器为水冷凝汽器和空冷凝汽器。
热电厂热网疏水系统与主凝结水换热的余热利用方法，包括以下步骤：
首先、提高热网加热器的疏水温度，使疏水温度略低于汽机抽汽压力下对应的饱和温度；
其次、将热网加热器的疏水引至并联安装在主机凝结水管路上多级低压加热器之间的热网疏水冷却器内；
最后、被热网疏水加热的主凝结水量，根据热网疏水所需要通过主凝结水带走的换热量和热网疏水冷却器出口位置所对应的主管凝结水的水温来确定；将热网疏水冷却器出来的采暖疏水排入凝汽器内。
进一步，提高热网加热器的疏水温度，使疏水温度略低于汽机抽汽压力下对应的饱和温度20℃。
进一步，控制被热网疏水加热的主凝结水量使被热网加热器疏水冷却器加热的主凝结水温度与前几级低加中某级低加汇合处的主凝结水的温度相近。
本发明热网疏水系统的热网疏水冷却器并联至主机凝结水管路上多级低压加热器上，将热网加热器的疏水引至并联安装在主机凝结水管路上多级低压加热器之间的热网疏水冷却器内，提高了热网加热器的疏水温度、同时通过热网加热器疏水加热了部分流量的主凝结水，提高了热网疏水冷却器出口的凝结水温度。从而使被热网疏水冷却器加热后的凝结水回到主凝结水的在前几级低压加热器之前，这样可以排挤前几级低压加热器的抽汽量，由于前几级低压加热器的蒸汽品质较高，从而提高前几级抽汽量继续在低压缸内做功来增加机组做功能力。提高机组在采暖期内的经济性，在机组进汽参数和流量相同的条件下，降低了汽轮机热耗并且增大了机组的发电量。
相比传统方法加热全部流量的凝结水，热网疏水冷却器设置在末级低压加热器前，仅仅能够排挤末级低压加热器的排汽量，对机组热耗降低和做功能力的提高效果更为明显。
【附图说明】
图1为热电厂热网疏水系统的示意图
【具体实施方式】
以下结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述：
本发明的热电厂热网疏水与主凝结水换热的余热利用系统及方法，热网疏水系统包括依次连接的热网加热器、热网疏水冷却器和凝汽器；主凝结水管路包括依次连接的凝结水精处理装置、轴封加热器、多级低压加热器和除氧器；
热网疏水系统的凝结水送入凝结水精处理装置后的凝汽器内；热网疏水系统的热网疏水冷却器并联至主机凝结水管路上多级低压加热器之间。
进一步，多级低压加热器包括依次连接的四级低压加热器，热网疏水冷却器并联在轴封加热器和前三级低压加热器之间；凝汽器为水冷凝汽器和空冷凝汽器。
如图1所示，根据采暖蒸汽压力为对应的饱和温度确定出热网加热器疏水温度t4℃(t4℃>t1℃)，热网疏水冷却器并联至轴封加热器及6号低压加热器出口之间(回水点温度考虑热网疏水冷却器端差后温度为t5℃，略大于热平衡图上6号低压加热器出口的温度)，热网疏水被冷却至t3℃后进入主机凝结水箱。
本发明热电厂热网疏水与主凝结水换热的余热利用系统，比传统方案提高机组运行的经济性。在机组进汽参数和流量相同的条件下，降低了汽轮机热耗并且增大了机组的发电量。
同时提出了一种热电厂热网疏水系统与主凝结水换热的余热利用方法，包括以下步骤：
(1)提高热网加热器的疏水温度，疏水略低于该抽汽压力下对应的饱和温度20℃左右；这样可以保证采暖供热负荷不变的情况下，采暖抽汽的流量增加不大，同时热网加热器的疏水温度得到较大提高。
(2)将热网加热器的疏水引至并联安装在主机凝结水管路上多级低压加热器之间的一级热网疏水冷却器内，被热网疏水加热的主凝结水量，根据热网疏水所需要通过主凝结水带走的换热量来确定。从主凝水系统的取水点(低温水源)选择在轴封加热器出口，回水点(被热网疏水加热后的凝结水)选择热网疏水温度降低5℃左右(考虑热网疏水冷却器的换热端差)后热平衡图中主凝结水温度相接近的位置。
(3)最后将一级热网疏水冷却器出来的采暖疏水排入主机凝汽器内。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (6)

1.热电厂热网疏水与主凝结水换热的余热利用系统，其特征在于：热网疏水系统包括依次连接的热网加热器、热网疏水冷却器和凝汽器；主凝结水管路包括依次连接的凝水精处理装置、轴封加热器、多级低压加热器和除氧器；热网疏水系统的凝结水送入凝结水精处理装置后的凝汽器内；热网疏水系统的热网疏水冷却器并联至主机凝结水管路上多级低压加热器之间。
2.根据权利要求1所述的热电厂热网疏水与主凝结水换热的余热利用系统，其特征在于：热网疏水冷却器并联在轴封加热器和前几级低加的某级低压加热器之间。
3.根据权利要求1所述的热电厂热网疏水与主凝结水换热的余热利用系统，其特征在于：所述凝汽器为水冷凝汽器和空冷凝汽器。
4.基于权利要求1余热利用系统的热电厂热网疏水系统与主凝结水换热的余热利用方法，其特征在于包括以下步骤：
首先、提高热网加热器的疏水温度，使疏水温度略低于汽机抽汽压力下对应的饱和温度；
其次、将热网加热器的疏水引至并联安装在主机凝结水管路上多级低压加热器之间的热网疏水冷却器内；
最后、被热网疏水加热的主凝结水量，根据热网疏水所需要通过主凝结水带走的换热量和热网疏水冷却器出口位置所对应的主管凝结水的水温来确定；将热网疏水冷却器出来的采暖疏水排入凝汽器内。
5.根据权利要求4所述的热电厂热网疏水系统与主凝结水换热的余热利用方法，其特征在于：提高热网加热器的疏水温度，使疏水温度略低于汽机抽汽压力下对应的饱和温度20℃。
6.根据权利要求4所述的热电厂热网疏水系统与主凝结水换热的余热利用方法，其特征在于：控制被热网疏水加热的主凝结水量，使被热网加热器疏水冷却器加热的主凝结水温度与前几级低加中某级低加汇合处的主凝结水的温度相近。
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