CN108167915B - 一种与调峰锅炉结合的大温差供热系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于供热能源技术领域,公开了一种与调峰锅炉结合的大温差供热系统及方法,设置有:蒸汽锅炉、透平机、压缩式热泵、吸收式热泵、汽水换热器以及连接蒸汽锅炉、透平机、压缩式热泵、吸收式热泵、汽水换热器的蒸汽系统、热水系统。本发明采用压缩式热泵与吸收式热泵相结合的方式,可以实现热网回水温度的深度降温,增加热网供、回水温差,降低管网投资和运行费用,同时为热电厂低温余热的回收创造有利工况;调峰锅炉产生蒸汽首先进入透平机做功驱动压缩式热泵,减压后的透平机排汽作为吸收式热泵的驱动热源,实现了锅炉热源可用能的充分利用;热网回水依次经过吸收式热泵的蒸发器和压缩式热泵的蒸发器梯级降温。

Description

一种与调峰锅炉结合的大温差供热系统及方法
技术领域
本发明属于供热能源技术领域,尤其涉及一种与调峰锅炉结合的大温差供热系统及方法。
背景技术
我国北方城市冬季供暖主要采用集中供热形式,其中热电厂为基础热源,锅炉为调峰热源。出于环保要求,热电厂远离城市,需要建设长距离热水管网实现热量输送。随着城市供热面积不断增加,而常规热网回水温度高,通常为50℃~60℃,由此带来两方面问题:(1)由于热网供、回水温差小,流量大,导致管网投资和运行费用高;(2)热网回水无法与电厂低温乏汽或烟气直接换热,余热回收的代价大。
此外,利用燃煤或燃气调峰锅炉直接加热热网水,由于热源与热网水的能级极度不匹配,造成大量可用能(做功能力)的浪费,其节能潜力有很大提升空间。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种与调峰锅炉结合的大温差供热系统及方法。
本发明是这样实现的,一种与调峰锅炉结合的大温差供热系统设置有:蒸汽锅炉、透平机、压缩式热泵、吸收式热泵、汽水换热器以及连接蒸汽锅炉、透平机、压缩式热泵、吸收式热泵、汽水换热器的蒸汽系统、热水系统。
进一步,所述蒸汽系统包括:蒸汽管道、排汽管道;
蒸汽锅炉的蒸汽出口通过蒸汽管道连接透平机的蒸汽入口,透平机的排汽出口通过排汽管道分别与吸收式热泵发生器的入口、汽水换热器的汽侧入口相连。
进一步,所述热水系统包括:热网供水管道、热网回水管道、旁路水管道;
热网回水管道分流出旁路水管道,分流后的热网回水管道与吸收式热泵蒸发器的入口相连,吸收式热泵蒸发器的出口通过热网回水管道与压缩式热泵蒸发器的入口相连,压缩式热泵蒸发器的出口与热网回水管道相连,热网回水管道另一端连接至热电厂,旁路水管道与压缩式热泵冷凝器的入口相连,压缩式热泵冷凝器的出口通过旁路水管道与吸收式热泵吸收器的入口相连,吸收式热泵吸收器的出口通过旁路水管道与吸收式热泵冷凝器的入口相连,吸收式热泵冷凝器的出口通过旁路水管道与汽水换热器的水侧入口相连,汽水换热器水侧的出口通过旁路水管道与热网供水管道相连。
进一步,所述旁路水管道上设置有循环泵。
进一步,所述透平机通过联轴器与压缩式热泵压缩机相连。
进一步,所述汽水换热器与吸收式热泵发生器均设置有凝水管道。
进一步,所述蒸汽锅炉是一组或者多组的燃煤蒸汽锅炉或燃气蒸汽锅炉。
进一步,所述吸收式热泵为蒸汽型溴化锂吸收式热泵。
本发明的另一目的在于提供一种所述与调峰锅炉结合的大温差供热系统的与调峰锅炉结合的大温差供热方法,所述与调峰锅炉结合的大温差供热方法包括:蒸汽锅炉产生蒸汽经蒸汽管道进入透平机做功,驱动压缩式热泵压缩机,做功后产生的排汽经排汽管道分别进入吸收式热泵发生器驱动热泵循环、汽水换热器换热,热用户侧流出的热网回水分流出旁路水,分流后的热网回水经热网回水管道进入吸收式热泵蒸发器一级降温,再经热网回水管道进入压缩式热泵蒸发器降温至回水温度返回至热电厂,旁路水先经旁路水管道进入压缩式热泵冷凝器一级升温,再经旁路水管道进入吸收式热泵吸收器、吸收式热泵冷凝器二级升温,最后经旁路水管道进入汽水换热器加热至供水温度汇入热网供水管道供给至用户侧。
本发明的优点及积极效果为:充分利用调峰锅炉蒸汽的做功能力,采用压缩式热泵与吸收式热泵相结合的方式,在不额外消耗能源、并确保系统供热能力不变的前提下,降低热网回水温度至15℃,进而增加热网供、回水温差,降低管网投资和运行费用30%以上,同时为热电厂低温余热的回收创造有利工况;调峰锅炉产生蒸汽首先进入透平机做功驱动压缩式热泵,减压后的透平机排汽作为吸收式热泵的驱动热源,实现了锅炉热源可用能的充分利用;热网回水依次经过吸收式热泵的蒸发器和压缩式热泵的蒸发器梯级降温。
附图说明
图1是本发明实施例提供的与调峰锅炉结合的大温差供热系统结构示意图;
图中:1、蒸汽锅炉;2、透平机;3、压缩式热泵;3-1、压缩式热泵压缩机;3-2、压缩式热泵蒸发器;3-3、压缩式热泵冷凝器;4、吸收式热泵;4-1、吸收式热泵发生器;4-2、吸收式热泵冷凝器;4-3、吸收式热泵蒸发器;4-4、吸收式热泵吸收器;5、汽水换热器;6、循环泵;7、热网供水管道;8、热网回水管道;9、旁路水管道;10、蒸汽管道;11、排汽管道。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明利用调峰锅炉蒸汽的做功能力,在不额外消耗能源、并确保系统供热能力不变的前提下,将热网回水热量传递给热网供水,显著降低热网回水温度,实现大温差供热效果。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
如图1所示,本发明实施例提供的与调峰锅炉结合的大温差供热系统包括:蒸汽锅炉1、透平机2、压缩式热泵3、吸收式热泵4、汽水换热器5、循环泵6、热网供水管道7、热网回水管道8、旁路水管道9、蒸汽管道10、排汽管道11。
蒸汽锅炉1的蒸汽出口通过蒸汽管道10连接透平机2的蒸汽入口,透平机2的排汽出口通过排汽管道11分别与吸收式热泵发生器4-1的入口、汽水换热器5的汽侧入口相连。
热网回水管道8分流出旁路水管道9,分流后的热网回水管道8与吸收式热泵蒸发器4-3的入口相连,吸收式热泵蒸发器4-3出口通过热网回水管道8与压缩式热泵蒸发器3-3的入口相连,压缩式热泵蒸发器3-3的出口与热网回水管道8相连,热网回水管道另一端连接至热电厂,旁路水管道9与压缩式热泵冷凝器3-3的入口相连,压缩式热泵冷凝器3-3的出口通过旁路水管道9与吸收式热泵吸收器4-4的入口相连,吸收式热泵吸收器4-4的出口通过旁路水管道9与吸收式热泵冷凝器4-2的入口相连,吸收式热泵冷凝器4-2的出口通过旁路水管道9与汽水换热器5的水侧入口相连,汽水换热器5的水侧出口通过旁路水管道9与热网供水管道7相连。
压缩式热泵冷凝器3-3的出口与吸收式热泵吸收器4-4的入口之间的旁路水管道9上设置有循环泵6;透平机2通过联轴器与压缩式热泵压缩机3-1相连;吸收式热泵4为蒸汽型溴化锂吸收式热泵;汽水换热器5的汽侧出口与吸收式热泵发生器4-1的出口均设置有凝水管道。
本发明的蒸汽锅炉1产生蒸汽经蒸汽管道10进入透平机2做功,驱动压缩式热泵压缩机3-1,做功后产生的排汽经排汽管道11分别进入吸收式热泵发生器4-1驱动热泵循环、汽水换热器5换热,热用户侧流出的热网回水分流出旁路水,分流后的热网回水经热网回水管道8进入吸收式热泵蒸发器4-3一级降温,再经热网回水管道8进入压缩式热泵蒸发器3-2降温至回水温度返回至热电厂,旁路水先经旁路水管道9进入压缩式热泵冷凝器3-3一级升温,再经旁路水管道9进入吸收式热泵吸收器4-4、吸收式热泵冷凝器4-2二级升温,最后经旁路水管道9进入汽水换热器5加热至供水温度汇入热网供水管道7供给至用户侧。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种与调峰锅炉结合的大温差供热系统,其特征在于,所述与调峰锅炉结合的大温差供热系统设置有:蒸汽锅炉、透平机、压缩式热泵、吸收式热泵、汽水换热器以及连接蒸汽锅炉、透平机、压缩式热泵、吸收式热泵、汽水换热器的蒸汽系统、热水系统;
所述蒸汽系统包括:蒸汽管道、排汽管道;蒸汽锅炉的蒸汽出口通过蒸汽管道连接透平机的蒸汽入口,透平机的排汽出口通过排汽管道分别与吸收式热泵发生器的入口、汽水换热器的汽侧入口相连;
所述热水系统包括:热网供水管道、热网回水管道、旁路水管道;
热网回水管道分流出旁路水管道,分流后的热网回水管道与吸收式热泵蒸发器的入口相连,吸收式热泵蒸发器的出口通过热网回水管道与压缩式热泵蒸发器的入口相连,压缩式热泵蒸发器的出口与热网回水管道相连,热网回水管道另一端连接至热电厂,旁路水管道与压缩式热泵冷凝器的入口相连,压缩式热泵冷凝器的出口通过旁路水管道与吸收式热泵吸收器的入口相连,吸收式热泵吸收器的出口通过旁路水管道与吸收式热泵冷凝器的入口相连,吸收式热泵冷凝器的出口通过旁路水管道与汽水换热器的水侧入口相连,汽水换热器水侧的出口通过旁路水管道与热网供水管道相连。
2.如权利要求1所述的与调峰锅炉结合的大温差供热系统,其特征在于,所述旁路水管道上设置有循环泵。
3.如权利要求1所述的与调峰锅炉结合的大温差供热系统,其特征在于,所述透平机通过联轴器与压缩式热泵压缩机相连。
4.如权利要求1所述的与调峰锅炉结合的大温差供热系统,其特征在于,所述汽水换热器与吸收式热泵发生器均设置有凝水管道。
5.如权利要求1所述的与调峰锅炉结合的大温差供热系统,其特征在于,所述蒸汽锅炉是一组或者多组的燃煤蒸汽锅炉或燃气蒸汽锅炉。
6.如权利要求1所述的与调峰锅炉结合的大温差供热系统,其特征在于,所述吸收式热泵为蒸汽型溴化锂吸收式热泵。
7.一种如权利要求1所述与调峰锅炉结合的大温差供热系统的与调峰锅炉结合的大温差供热方法,其特征在于,所述与调峰锅炉结合的大温差供热方法包括:蒸汽锅炉产生蒸汽经蒸汽管道进入透平机做功,驱动压缩式热泵压缩机,做功后产生的排汽经排汽管道分别进入吸收式热泵发生器驱动热泵循环、汽水换热器换热,热用户侧流出的热网回水分流出旁路水,分流后的热网回水经热网回水管道进入吸收式热泵蒸发器一级降温,再经热网回水管道进入压缩式热泵蒸发器降温至回水温度返回至热电厂,旁路水先经旁路水管道进入压缩式热泵冷凝器一级升温,再经旁路水管道进入吸收式热泵吸收器、吸收式热泵冷凝器二级升温,最后经旁路水管道进入汽水换热器加热至供水温度汇入热网供水管道供给至用户侧。
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