CN109539358A - 降低一次热网回水温度的节能及扩容供热系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种降低一次热网回水温度的节能及扩容供热系统，包括：小区换热站侧板式换热器、热电厂采暖抽汽系、乏汽排汽系统、热压机乏汽余热回收系统，小区换热站侧电驱动水源热泵；小区换热站侧供暖一次网供水通过板式换热器与二次网进行换热后，在一次网回水中通过电驱动水源热泵与二次网进行换热，将一次网回水温度降到第一预设温度以下；降到第一预设温度以下的一次网回水通过热压机乏汽余热回收系统以回收热电厂乏汽排汽系统的乏汽余热，再经过热电厂采暖抽汽系统换热，得到小区换热站侧供暖的一次网供水。上述系统能够提高电厂乏汽有效回收，提高电厂能源利用率，同时提高的热用户侧的供热温差及一次热网输送效率，增加供热规模。

Description

降低一次热网回水温度的节能及扩容供热系统
技术领域
本发明涉及热电厂余热处理技术，特别是一种降低一次热网回水温度的节能及扩容供热系统。
背景技术
目前热电联产机组虽然实现了能源的梯级利用，但由于受一次热网回水温度制约，电厂乏汽余热利用率较低。
降低一次热网回水温度可以充分利用电厂乏汽余热供热，推动低碳经济的发展，提高一次能源的利用效率，符合节能减排的国策，不仅对国民经济的可持续发展和改善不断恶化的大气环境起到了重要的推动作用，而且对提高城市居民的生活质量做出了重要的贡献。
当前存在一种汽轮机乏汽直接进入空冷凝汽器，通过空气自然及强制换热的方式，直接将乏汽的热量散热至大气环境中。然而，汽轮机的冷端损失是电厂热力系统的最大损失。汽轮机排汽进入空冷凝汽器，通过空气冷却方式直接将乏汽的热量排向大气，造成了能源的浪费。
另外，还存在一种根据热水型吸收式热泵降低回水温度的方式，然而，热水型吸收式热泵驱动热源为一次热网供水，供水温度波动较大，对热泵效率影响较大，热泵利用率低，无法降低一次网回水温度。
为此，如何提高电厂乏汽的有效回收，提高电厂能源利用率成为当前需要解决的问题。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供一种降低一次热网回水温度的节能及扩容供热系统，该系统能够实现提高电厂乏汽有效回收，提高电厂能源利用率，同时提高的热用户侧的供热温差及一次热网输送效率，增加供热规模的目的。
第一方面，本发明提供一种降低一次热网回水温度的节能及扩容供热系统，包括：小区换热站侧板式换热器、热电厂采暖抽汽系统，热电厂乏汽排汽系统、热压机乏汽余热回收系统，小区换热站侧电驱动水源热泵；
其中，小区换热站侧供暖一次网供水通过板式换热器与供暖二次网进行换热后，在供暖一次网回水中通过电驱动水源热泵与供暖二次网进行换热，将供暖一次网回水温度降到第一预设温度以下；以及
降到第一预设温度以下的一次网回水通过热压机乏汽余热回收系统以回收热电厂乏汽排汽系统的乏汽余热，再经过热电厂采暖抽汽系统进行加热，得到小区换热站侧供暖的一次网供水。
可选地，所述热压机乏汽余热回收系统包括：高背压凝气器；
所述高背压凝气器中的用于加热一次网回水的热源为热电厂乏汽排汽系统中汽轮机组的乏汽；
其中，降到第一预设温度以下的一次网回水通过高背压凝气器后，所述一次网回水的温度升至第二预设温度；
所述第二预设温度大于第一预设温度。
可选地，所述热压机乏汽余热回收系统还包括：热压机；
所述热压机利用热电厂汽轮机组的采暖抽汽作为动力蒸汽，以热电厂汽轮机组的乏汽作为低温热源，对第二预设温度的一次网回水进行加热，使得一次网回水达到第三预设温度；
所述第三预设温度大于第二预设温度。
可选地，所述第一预设温度为40℃，第二预设温度为58℃，第三预设温度为85℃。
可选地，达到第三预设温度的一次网回水与热电厂采暖抽汽系统的热网加热器换热升温至100℃作为输出的小区换热站侧供暖的一次网供水。
可选地，小区换热站侧供暖的一次网供水的温度为100℃，通过板式换热器与供暖二次网进行换热后，供暖一次网回水的温度降为55℃。
可选地，所述电驱动水源热泵的COP值达到8。
另一方面，还提供一种智能热网系统，包括上述任一所述的降低一次热网回水温度的节能及扩容供热系统。
本发明具有的有益效果：
在热网侧增加少量投资、利用少量电耗提取一次热网回水温度热量，将一次热网供热温差拉大，提高供热效率。由于热网水的温度较高，水源热泵的COP值可达到8，降低了电能的消耗。同时提高了一次热网输送效率及增加了一次热网的扩容能力，增加供热规模，减少了一次热网的投资。实现了热电厂机组乏汽余热的高效利用，提高能源利用率。在热电厂的降耗节能方面有较显著成效。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的降低一次热网回水温度的节能及扩容供热系统的示意图。
附图标记：
小区换热站侧的供暖一次网回水A1；
小区换热站侧的供暖一次网供水A2；
小区换热站侧的供暖二次网回水B1；
小区换热站侧的供暖二次网供水B2；
热网回水主干管线C1；
热网供水主干管线C2；
热电厂采暖抽汽系统D1；
热电厂乏汽排汽系统D2；
热压机乏汽余热回收系统D3；
汽轮机组11；
热压机乏汽余热回收系统的高背压凝汽器12；
热压机乏汽余热回收系统的热压机13；
热电厂采暖抽汽系统的热网换热器/汽水换热器14；
小区换热站侧的板式换热器21；
电驱动水源热泵22；
热用户二次网/热用户31。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
如图1所示，本发明提供一种降低一次热网回水温度参与热压机回收电厂余热的节能扩容供热系统，该系统包括：热电厂采暖抽汽系统D1、热电厂乏汽排汽系统D2、热压机乏汽余热回收系统D3、小区换热站侧板式换热器21及电驱动水源热泵22、供暖一次网和供暖二次网。
小区换热站侧的供暖一次网供水A2(即一次管网供水)通过板式换热器21与供暖二次管网(如二次网供水B2)进行换热后，在供暖一次网的回程(即一次网回水A1)中设置电驱动水源热泵22，将供暖一次网回水A1温度降到约40℃以下；即在电能的驱动下，电驱动水源热泵22提取一次热网回水中的热量供给小区热用户二次网31，将一次热网回水有55℃降至40℃。
降温后的一次网回水A1借助热网回水主干管线C1通过电厂侧乏汽余热回收系统中高背压凝汽器12，该高背压凝汽器12采用回收汽轮机组11乏汽余热对一次网回水进行加热，使得一次网回水的温度升高至58℃；
升高至58℃的一次网回水接着经过电厂侧乏汽余热回收系统中热压机13对上述58℃的一次网回水继续进行加热，使得一次网回水温度达到85℃；
85℃的一次网回水进入采暖抽汽系统中汽水换热器14进行加热，使得一次网回水的温度达到100℃，作为一次网供水通过热网供水主干管线C2输出至小区换热站。
在本实施例中，降温后的一次网回水进入电厂侧逐级吸收高背压凝汽器12中乏汽及热压机13中的热量，换热升温后的一次网回水再进入汽水换热器14换热，得到常规供热方式的一次网供水温度，其中一次热网回水温度提升过程中高背压凝汽器12的热源为汽轮机组乏汽，热压机的动力蒸汽为采暖抽汽，热压机的低温热源为机组乏汽。
也就是说，一次热网回水依次通过电厂侧高背压凝汽器、热压机及汽水换热器14换热，得到一次热网供水，一次热网供水通过板式换热器及电驱动水源热泵与二次热网进行换热，换热后的一次热网回水进入电厂侧进行换热，换热后的供暖二次热网为热用户进行供暖，且二次网回水B1循环进入电驱动水源热泵与一次热网供水换热。
例如，在热电厂中，汽轮机组11中的乏汽一路进入到高背压凝汽器12中，将一次网回水加热到58℃；另一路乏汽进入到热压机13中利用汽轮机11的采暖抽汽做为动力蒸汽进行回收，58℃的一次网回水进入热压机逐级提升至85℃；85℃的一次网回水进入汽水换热器14中与汽轮机11的采暖抽汽换热升温至100℃作为一次热网供水供出。
需要说明的，采用了本发明的系统，100℃的一次网供水A2经过板式换热器21与二次热网换热后温度降至55℃；
设置在一次热网侧的电驱动水源热泵，以电做为驱动热源，以55℃的一次网回水A1做为低温热源，给二次热网的用户供热，换热后的一次网回水A2温度换热后温度降至40℃；
热电厂侧设置有高背压凝汽器、热压机。高背压凝汽器热源为机组乏汽。热压机以采暖抽汽做为动力蒸汽，以机组乏汽做为低温热源，给一次热网回水进行加热。
在热电厂中，机组的乏汽进入高背压凝汽器中，将一次热网水加热至58℃后进入热压机，热压机将热网水逐步提升至85℃，85℃的一次热网回水进入汽水换热器14与汽轮机组的采暖抽汽换热升温至100℃作为一次网供水输出。
在热网侧增加少量投资提取一次网回水温度热量，将一次网供热温差拉大，提高供热效率。由于热网水的温度较高，水源热泵的COP(Coefficient Of Performance，制热能效比)值可达到8，降低了电能的消耗，同时提高了一次网输送效率及增加了一次网的扩容能力，增加供热规模，减少了一次网的投资。实现了热电厂机组乏汽余热的高效利用，提高能源利用率。在热电厂的降耗节能方面有较显著成效。
上述各个实施例可以相互参照，本实施例不对各个实施例进行限定。
最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种降低一次热网回水温度的节能及扩容供热系统，包括：小区换热站侧板式换热器、热电厂采暖抽汽系统，热电厂乏汽排汽系统、热压机乏汽余热回收系统，其特征在于，还包括：小区换热站侧电驱动水源热泵；
其中，小区换热站侧供暖一次网供水通过板式换热器与供暖二次网进行换热后，在供暖一次网回水中通过电驱动水源热泵与供暖二次网进行换热，将供暖一次网回水温度降到第一预设温度以下；以及
降到第一预设温度以下的一次网回水通过热压机乏汽余热回收系统以回收热电厂乏汽排汽系统的乏汽余热，再经过热电厂采暖抽汽系统进行加热，得到小区换热站侧供暖的一次网供水。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述热压机乏汽余热回收系统包括：高背压凝气器(12)；
所述高背压凝气器中的用于加热一次网回水的热源为热电厂乏汽排汽系统中汽轮机组的乏汽；
其中，降到第一预设温度以下的一次网回水通过高背压凝气器后，所述一次网回水的温度升至第二预设温度；
所述第二预设温度大于第一预设温度。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述热压机乏汽余热回收系统还包括：热压机(13)；
所述热压机(13)利用热电厂汽轮机组的采暖抽汽作为动力蒸汽，以热电厂汽轮机组的乏汽作为低温热源，对第二预设温度的一次网回水进行加热，使得一次网回水达到第三预设温度；
所述第三预设温度大于第二预设温度。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，
所述第一预设温度为40℃，第二预设温度为58℃，第三预设温度为85℃。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，
达到第三预设温度的一次网回水与热电厂采暖抽汽系统的热网加热器换热升温至100℃作为输出的小区换热站侧供暖的一次网供水。
6.根据权利要求1至5任一所述的系统，其特征在于，
小区换热站侧供暖的一次网供水的温度为100℃，通过板式换热器与供暖二次网进行换热后，供暖一次网回水的温度降为55℃。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电驱动水源热泵的COP值达到8。
8.一种智能热网系统，其特征在于，包括上述权利要求1至7任一所述的降低一次热网回水温度的节能及扩容供热系统。
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