CN106765446A - 一种利用冷却水余热直接空冷高背压‑抽汽联合供热系统 - Google Patents

一种利用冷却水余热直接空冷高背压‑抽汽联合供热系统 Download PDF

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Abstract

本发明属于热电厂供热技术领域，尤其涉及一种利用冷却水余热直接空冷高背压‑抽汽联合供热系统。为解决高背压低温水直供模式供热距离受限、单纯利用抽汽加热热网水损大的问题，本发明提供了一种利用冷却水余热直接空冷高背压‑抽汽联合供热系统。该系统包括空冷机组、第一排汽阀、空冷岛、第二排汽阀、供热凝汽器、电动热泵、热网加热器、近距离热用户、换热站、辅机循环冷却水出水管、机力通风冷却塔、热水阀、辅机循环冷却水回水管、抽汽调节阀、远距离热用户、凝结水阀、疏水阀以及发电机，本发明以高背压供热机组为基础，充分回收辅机余热，实现了供热过程中能量的回收与梯级利用，提高机组的经济性，达到了节能降耗的目的。

Description

一种利用冷却水余热直接空冷高背压-抽汽联合供热系统
技术领域
本发明属于热电厂供热技术领域，尤其涉及一种利用冷却水余热直接空冷高背压-抽汽联合供热系统。
背景技术
随着城市化进程的加快，北方地区集中供热面积快速增长，热电厂作为城市的热能供应中心，在城市集中供热过程中承担着极其重要的角色。我国北方尤其是西北地区富煤缺水，在寒冷季节又有非常大的用热需求，因此直接空冷供热机组在我国北方具有很强的功能适应性。然而我国目前是世界上最大的温室气体排放国之一，“节能减排”是“十二五”期间我国社会经济发展的一个重要核心。提高能源利用率、加强余热回收利用是节约能源、降低碳排放、保护环境的一项重要措施。目前我国的大型抽凝热电机组，供热抽汽温度多在200～300℃温度范围内，现行热网的设计供回水温度在130℃/70℃的温度水平，供热抽汽温度和热网回水温度存在很大的温差，直接利用供热抽汽加热热网回水会产生很大的损，不利于节能降耗。空冷高背压供热机组采用低温水直供模式供热，虽然能避免抽汽供热模式造成的损失，但是热网供水温度在60℃～70℃之间，温度较低，供热距离有限，不适于远距离供热。而空冷热电联产电厂中辅机循环冷却水的余热总量大、品位低，且通常通过机力通风冷却塔直接排放到环境中，造成了能量的极大浪费。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种利用冷却水余热直接空冷高背压-抽汽联合供热系统，包括空冷机组、第一排汽阀4、空冷岛5、第二排汽阀6、供热凝汽器7、电动热泵8、热网加热器9、近距离热用户10、换热站11、辅机循环冷却水出水管12、机力通风冷却塔13、热水阀14、辅机循环冷却水回水管15、抽汽调节阀16、远距离热用户17、凝结水阀18、疏水阀19、发电机20，所述空冷机组包括高压缸1、中压缸2和低压缸3；空冷机组的高压缸1、中压缸2以及低压缸3依次相连，空冷机组的排汽管通过第一排汽阀4连通空冷岛5，且空冷机组的排汽管通过第二排汽阀6并联连通供热凝汽器7，供热凝汽器7的出汽口通过凝结水阀18连接空冷岛5的出水管道，电动热泵8的高温水进水管连接供热凝汽器7的热网水供水管，电动热泵8的高温水出水管同时连接热网加热器9的进水管和近距离热用户10的进水管，热网加热器9的出水管连接换热站11的一次网进水管，近距离热用户10的出水管和换热站11的一次网出水管同时连接供热凝汽器7的热网水回水管，辅机循环冷却水出水管12连接机力通风冷却塔13的进水管，并通过热水阀14连接电动热泵8的低温水进水管，机力通风冷却塔13的出水管和电动热泵8的低温水出水管均与辅机循环冷却水回水管15相连，中压缸2的抽汽通过抽汽调节阀16与热网加热器9的蒸汽进汽管相连，换热站11的二次网出水管与远距离热用户17的进水管相连，远距离热用户17的出水管与换热站11的二次网进水管相连。
所述一种利用冷却水余热直接空冷高背压-抽汽联合供热系统，远距离供热采用一、二次热网间连模式。
所述电动热泵8的电能来源为厂用电。
所述空冷机组以直接空冷高背压供热机组为基础，利用电动热泵提取辅机循环冷却水水中的余热，采用热网供水分级加热的工作模式，对远、近热用户的热网供水分别加热，经汽轮机排汽后，利用热泵提取的辅机余热加热热网供水，加热后的热网供水一部分直接进入近距离热用户进行供热，另一部分经由中压缸抽汽加热后进入换热站，用来加热远距离热用户采暖供水。
本发明的有益效果在于：
(1)避免了普通电厂采用机力通风冷却塔的方式进行辅机循环冷却水冷却所造成的热量损失，实现了辅机循环冷却水系统的余热利用，提高了整个电厂的热效率及热经济性。
(2)为远距离热用户供热采用一、二次网间连模式，利用中压缸抽汽对一次网供水加热，提升供热参数，解决了单纯采用高背压供热模式产生的供热距离受限的问题，同时换热站一次网供水在被热网加热器加热前先由汽轮机排汽和热泵提取后的辅机余热进行加热升温，减小了中压缸抽汽与换热站一次网供水的温差，降低了直接利用中压缸抽汽加热造成的损失。
(3)为近距离热用户供热采用低温水直供模式，无抽汽加热环节，避免抽汽造成的损失。
(4)对远、近距离热用户采用不同模式供热，实现了供热过程中的能量的梯级利用，达到提高现有的空冷高背压机组的供热能力、减小热网加热器换热温差进而减少热网水加热过程的损、节能降耗、满足不同距离热用户的用热需求。
附图说明
附图1为高背压-抽汽联合供热系统的结构示意图。
附图标记：1-高压缸、2-中压缸、3-低压缸、4-第一排汽阀、5-空冷岛、6-第二排汽阀、7-供热凝汽器、8-电动热泵、9-热网加热器、10-近距离热用户、11-换热站、12-辅机循环冷却水出水管、13-机力通风冷却塔、14-热水阀、15-辅机循环冷却水回水管、16-抽汽调节阀、17-远距离热用户、18-凝结水阀、19-疏水阀、20-发电机。
具体实施方式
为解决高背压低温水直供模式供热距离受限、单纯利用抽汽加热热网水损大的问题，本发明提供了一种利用冷却水余热直接空冷高背压-抽汽联合供热系统。下面结合附图对本发明进行详细说明。
附图1为高背压-抽汽联合供热系统的结构示意图，如图1所示，包括空冷机组、第一排汽阀4、空冷岛5、第二排汽阀6、供热凝汽器7、电动热泵8、热网加热器9、近距离热用户10、换热站11、辅机循环冷却水出水管12、机力通风冷却塔13、热水阀14、辅机循环冷却水回水管15、抽汽调节阀16、远距离热用户17、凝结水阀18、疏水阀19、发电机20，所述空冷机组包括高压缸1、中压缸2和低压缸3；空冷机组的高压缸1、中压缸2以及低压缸3依次相连，空冷机组的排汽管通过第一排汽阀4连通空冷岛5，且空冷机组的排汽管通过第二排汽阀6并联连通供热凝汽器7，供热凝汽器7的出汽口通过凝结水阀18连接空冷岛5的出水管道，电动热泵8的高温水进水管连接供热凝汽器7的热网水供水管，电动热泵8的高温水出水管同时连接热网加热器9的进水管和近距离热用户10的进水管，热网加热器9的出水管连接换热站11的一次网进水管，近距离热用户10的出水管和换热站11的一次网出水管同时连接供热凝汽器7的热网水回水管，辅机循环冷却水出水管12连接机力通风冷却塔13的进水管，并通过热水阀14连接电动热泵8的低温水进水管，机力通风冷却塔13的出水管和电动热泵8的低温水出水管均与辅机循环冷却水回水管15相连，中压缸2的抽汽通过抽汽调节阀16与热网加热器9的蒸汽进汽管相连，换热站11的二次网出水管与远距离热用户17的进水管相连，远距离热用户17的出水管与换热站11的二次网进水管相连。
所述高背压-抽汽联合供热系统在供热期间，通过调节第一排汽阀4以减小空冷岛5的蒸汽流量，保证空冷岛5的最小防冻流量，通过开启第二排汽阀6、热水阀14、电动热泵8、抽汽调节阀16、疏水阀19以及凝结水阀18，使得空冷机组背压升高到7-35kPa，此时热网回水依次流入供热凝汽器7以及电动热泵8中，待加热升温后达到60℃～70℃，加热后的热网水分成两部分，一部分直接进入近距离热用户10进行供热，另一部分经热网加热器9加热后达到一定温度，进入换热站11对远距离热用户17的采暖供水进行加热，热网水在近距离热用户10和换热站11分别换热后，经混合重新流入供热凝汽器7中，构成一个循环。升温后的热网循环水进入热网10供热后，再回到供热凝汽器7，构成一个循环。二次网水在换热站11被加热后进入远距离热用户17进行供热，供热后的水重新流入换热器11，构成一个独立循环。在供热期内，可根据室外温度不同，调节热水阀14以控制进入近距离热用户10的水温，从而满足近距离热用户的供热需求，通过调节抽汽调节阀16以控制进入换热站11的水温，从而满足远距离热用户17的供热需求。供热期结束后，调节第一排汽阀4，关闭第二排汽阀6、热水阀14、电动热泵8、抽汽调节阀16、疏水阀19以及凝结水阀18，将机组切换到纯凝运行。
此实施例仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种利用冷却水余热直接空冷高背压-抽汽联合供热系统，其特征在于，包括空冷机组、第一排汽阀(4)、空冷岛(5)、第二排汽阀(6)、供热凝汽器(7)、电动热泵(8)、热网加热器(9)、近距离热用户(10)、换热站(11)、辅机循环冷却水出水管(12)、机力通风冷却塔(13)、热水阀(14)、辅机循环冷却水回水管(15)、抽汽调节阀(16)、远距离热用户(17)、凝结水阀(18)、疏水阀(19)、发电机(20)，所述空冷机组包括高压缸(1)、中压缸(2)和低压缸(3)；空冷机组的高压缸(1)、中压缸(2)以及低压缸(3)依次相连，空冷机组的排汽管通过第一排汽阀(4)连通空冷岛(5)，且空冷机组的排汽管通过第二排汽阀(6)并联连通供热凝汽器(7)，供热凝汽器(7)的出汽口通过凝结水阀(18)连接空冷岛(5)的出水管道，电动热泵(8)的高温水进水管连接供热凝汽器(7)的热网水供水管，电动热泵(8)的高温水出水管同时连接热网加热器(9)的进水管和近距离热用户(10)的进水管，热网加热器(9)的出水管连接换热站(11)的一次网进水管，近距离热用户(10)的出水管和换热站(11)的一次网出水管同时连接供热凝汽器(7)的热网水回水管，辅机循环冷却水出水管(12)连接机力通风冷却塔(13)的进水管，并通过热水阀(14)连接电动热泵(8)的低温水进水管，机力通风冷却塔(13)的出水管和电动热泵(8)的低温水出水管均与辅机循环冷却水回水管(15)相连，中压缸(2)的抽汽通过抽汽调节阀(16)与热网加热器(9)的蒸汽进汽管相连，换热站(11)的二次网出水管与远距离热用户(17)的进水管相连，远距离热用户(17)的出水管与换热站(11)的二次网进水管相连。
2.根据权利要求1所述一种利用冷却水余热直接空冷高背压-抽汽联合供热系统，其特征在于，所述高背压-抽汽联合供热系统远距离供热采用一、二次热网间连模式。
3.根据权利要求1所述一种利用冷却水余热直接空冷高背压-抽汽联合供热系统，其特征在于，所述电动热泵(8)的电能来源为厂用电。
4.根据权利要求1所述一种利用冷却水余热直接空冷高背压-抽汽联合供热系统，其特征在于，所述空冷机组以直接空冷高背压供热机组为基础，利用电动热泵提取辅机循环冷却水水中的余热，采用热网供水分级加热的工作模式，对远、近热用户的热网供水分别加热，经汽轮机排汽后，利用热泵提取的辅机余热加热热网供水，加热后的热网供水一部分直接进入近距离热用户进行供热，另一部分经由中压缸抽汽加热后进入换热站，用来加热远距离热用户采暖供水。
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