CN109653818A - 一种两级背压机再热抽汽供热系统与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种两级背压机再热抽汽供热系统与方法,包括按照水流通方向依次连通的除氧器进水管、除氧器、锅炉进水管、锅炉出水管、高压背压机和高压供汽管,所述的锅炉进水管上设置有锅炉,所述的高压供汽管上连通有低压进汽管,所述的低压进汽管连通有低压背压机,所述的低压背压机连通有低压供汽管。本发明的有益效果是:本发明利用机组再热满足热用户高参数的蒸汽要求,再热后蒸汽做功能力大大增加,通过低压背压机做功的乏汽供低压热用户,能够同时满足用户对高压供汽与低压供汽的需求,提高热能的利用效率。
Description
技术领域
本发明涉及背压机技术领域,具体是一种两级背压机再热抽汽供热系统与方法。
背景技术
《国务院办公厅关于印发能源发展战略行动计划》(2014-2020)(国办[2014]31号)要求:全面落实“节约、清洁、安全”的能源战略方针,推行更严格能效环保标准,加快燃煤发电升级与改造,打造高效清洁可持续发展的煤电产业升级版,为国家能源发展和战略安全夯实基础。根据国家相关产业政策,按照“以热定电”,对于有充足、稳定产业热负荷和采暖负荷的地区,原则上建设背压式汽轮机组,必要时配合建设大型抽汽凝汽式机组,按抽背联合运行方式供热,优先安排背压型热电联产机组的原则确定机组容量和机组型式。
背压式汽轮机属热电联产机组,热电联产使能源得到合理利用,是节约能源的一项重要措施。背压式汽轮机以热负荷来调整发电负荷。就工业供热的抽汽凝汽式汽轮机组,根据热用户所需热负荷用途不同,对蒸汽参数的要求也有所不同。抽汽压力在1.0∽2.5MPa左右的工业用汽,可在汽轮机缸结构中设置座缸阀,旋转隔板或是连通管上增设蝶阀调节来实现,4.0MPa左右的工业供热可通过中联门参调,在再热热段抽汽来实现供热要求。对于高参数如5.0Mpa及以上的工业供热现目前主要有小锅炉直接供热、背压机抽汽供热、高压座缸阀调节供热等三种方式,均存在较多问题:
1)小锅炉直接供热可靠稳定,但小锅炉燃烧效率低,经济性差,排放很难达标,环保压力巨大,面临淘汰,且不能提供电力,功能单一。
2)背压式汽轮机供热可靠稳定,但蒸汽主要来源于小锅炉,同样存在锅炉燃烧效率低,排放很难达标环保压力巨大,面临淘汰;同时仅能为项目提供极小部分电力,背压式汽轮机通流效率也较低,经济性很差。
3)高压座缸阀调节可实现汽轮机机组提供高压力可调供热,机组在高压通流中设置座缸阀进行调节,压力反应灵敏;但该方案须采用高中压分缸、结构复杂、高压内缸需分成两段,并增加蒸汽引入和引出装置、座缸阀得全新设计、高压外缸上半需安装座缸阀并承受其动载荷,汽缸刚性难保证,设计难度大、周期长;
4)基于石化、制铝等企业对工业用汽参数要求较高且用汽用电参数稳定的特点,特提出了一种两级背压式再热汽轮机同轴布置抽汽供热方法。在满足不同蒸汽参数要求的同时,可提高能源利用效率,降低能耗指标,提高技术装备水平,实现高效清洁可持续发展的发电产业目标。
发明内容
为克服现有技术的不足,本发明提供了一种两级背压机再热抽汽供热系统与方法,用于提高能源利用率,满足高、低压两种用汽的需求。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是:一种两级背压机再热抽汽供热系统,包括按照水流通方向依次连通的除氧器进水管、除氧器、锅炉进水管、锅炉出水管、高压背压机和高压供汽管,所述的锅炉进水管上设置有锅炉,所述的高压供汽管上连通有低压进汽管,所述的低压进汽管连通有低压背压机,所述的低压背压机连通有低压供汽管。
本方案所取得的有益效果是:本方案利用高压背压机从再加热出汽管内抽出部分汽体能够实现高压供汽的功能,能够满足用户对高压供汽与低压供汽的需求,提高热能的利用效率。
进一步地,为了更好的实现本发明,所述的高压背压机连通有与锅炉的锅炉再热器连接的高压排汽管,高压排汽管与高压供汽管之间连通有再加热出汽管。
采用上述进一步的技术方案所取得的有益效果是:一次能够对高压汽体进行再加热以满足更高的蒸汽温度的供热要求。
进一步地,为了更好的实现本发明,所述的再加热进汽管连通有一级回热抽汽管,所述的锅炉进水管上设置有与一级回热抽汽管连通的一级高压加热器。
采用上述进一步的技术方案所取得的有益效果是:能够利用已有的高温汽体对进入锅炉的给水进行加热,减少锅炉对水进行处理时的能量消耗,并且不需要使用额外的热源,节省了能源,还能够提高对已有热能的利用效率。
进一步地,为了更好的实现本发明,所述的低压背压机连通有二级回热抽汽管,所述的锅炉进水管上设置有与二级回热抽汽管连通的二级高压加热器。
进一步地,为了更好的实现本发明,所述的低压背压机连通有三级回热抽汽管,所述的锅炉进水管上设置有与三级回热抽汽管连通的三级高压加热器。
采用上述进一步的技术方案所取得的有益效果是:分多级对进入锅炉的水进行加热,能够逐步提高水的温度,使得水与后续的换热器换热的效率提高,避免热能浪费。
进一步地,为了更好的实现本发明,所述的低压背压机与除氧器之间连通有除氧器抽汽管。
采用上述进一步的技术方案所取得的有益效果是:以此利用已有的热能为除氧器供热,提高热能的利用率。
进一步地,为了更好的实现本发明,所述的高压背压机与低压背压机同轴布置。
采用上述进一步的技术方案所取得的有益效果是:节省布置空间,减小本方案整体的占地面积,系统布置更简单。
进一步地,为了更好的实现本发明,所述的低压背压机电连接有发电机。
一种两级背压机再热抽汽供热方法,其特征在于:在再加热出汽管上设置高压供汽管及低压进汽管,使低压进汽管连通低压背压机的进汽口,低压进汽管分流的汽体进入低压背压机内,并通过低压背压机出汽口连通的低压供汽管输出。
本方案所取得的有益效果是:本方案利用低压背压机的乏汽实现低压供汽的功能,能够满足用户对高压供汽与低压供汽的需求,提高热能的利用效率。
进一步地,为了更好的实现本发明,所述的高压背压机与低压背压机同轴布置。
采用上述进一步的技术方案所取得的有益效果是:节省布置空间,减小本方案整体的占地面积,系统布置更简单。
附图说明
图1为供热系统的结构示意图。
其中:1-高压背压机,2-低压背压机,3-锅炉,4-除氧器,5-除氧器进水管,6-锅炉进水管,7-锅炉出水管,8-高压排汽管,9-高压供汽管,10-再加热出汽管,11-低压进汽管,12-低压供汽管,13-一级回热抽汽管,14-一级高压加热器,15-二级回热抽汽管,16-二级高压加热器,17-三级回热抽汽管,18-三级高压加热器,19-除氧器抽汽管,20-发电机。
具体实施方式
下面结合实施例及附图,对本发明作进一步的详细说明,但本发明的实施方式不限于此。
实施例1:
如图1所示,本实施例中,一种两级背压机再热抽汽供热系统,包括按照水流通方向依次连通的除氧器进水管5、除氧器4、锅炉进水管6、锅炉出水管7、高压背压机1和高压供汽管9,所述的锅炉进水管6上设置有锅炉3,所述的高压供汽管9上连通有低压进汽管11,所述的低压进汽管11连通有低压背压机2,所述的低压背压机2连通有低压供汽管12。
水从除氧器进水管5进入到除氧器4内进行除氧之后再通过锅炉进水管6进入到锅炉3,锅炉3对锅炉进水管6内的水进行加热形成高温高压蒸汽,高温高压蒸汽通过锅炉出水管7进入到高压背压机1内做功,做功之后的蒸汽通过高压供汽管9为用户供热。为用户供热后的剩余蒸汽通过低压进汽管11进入到低压背压机2内做功,做完功排出低压背压机2的蒸汽称为乏汽,乏汽通过低压供汽管12为低压热用户供热。高压背压机1和低压背压机2的背压均由热用户的供热系统来维持。以此能够同时满足高压用汽与低压用汽的需求。
所述的高压供汽管9上设置有高压供汽控制开关,本实施例中,所述的高压供汽控制开关采用快关调节阀和抽汽逆止阀,利用快关调节阀能够快速打开或关闭高压供汽管9以满足快速供汽或快速关闭的要求,利用抽汽逆止阀防止高压汽体逆流。
所述的低压进汽管11上设置有分流控制开关,本实施例中,所述的分流控制开关采用包括由中央主汽阀和调节阀组成的中压联合汽阀,以此能够根据用户的需要,通过对中央调节阀进行调节来控制高压供汽管9内汽体的压力,以保证汽压满足用户的需求。
实施例2:
所述的高压背压机1的出汽口连通有与锅炉3的锅炉再热器连接的高压排汽管8,高压排汽管8与高压供汽管9之间连通有再加热出汽管10。当进入高压背压机1做功的蒸汽排出高压背压机1之后,蒸汽温度不满足高压用汽的需求时,调整锅炉3的参数,使高压汽体通过高压排汽管8进入锅炉3内,由锅炉3的锅炉再热器对蒸汽进行加热以再次提高汽体的参数直至满足高压用汽的需求。
当仅需要满足高压用汽需求时,高压用汽需求为4MPa,背压机的背压为热用户系统维持。如果热用户端出现异常,可通过中压联合汽阀进行调节,使高压背压机1输出的高压汽体压力稳定为4MPa以保证用户端的使用需求。再加热蒸汽管9出来的压力除用于高压供热外,剩余汽体进入到低压背压机1做功,低压背压机的背压则由低压热用户的供热系统来维持。该系统在满足热用户供热蒸汽参数要求的同时,还可提高蒸汽的循环效率。
本实施例中,其它未描述的内容与上述实施例相同,故不赘述。
实施例3:
在上述实施例的基础上,本实施例中,所述的高压排汽管8连通有一级回热抽汽管13,所述的锅炉进水管6上设置有与一级回热抽汽管13连通的一级高压加热器14。
通过一级回热抽汽管13能够从高压排汽管8分流部分高压汽体出来,并使之进入到一级高压加热器14内,利用一级高压加热器14,使高压汽体与锅炉进水管6中的水进行热交换,从而提高经过一级高压加热器14的水的温度,以此能够提高锅炉3对锅炉3内的给水进行升温升压的效率。
所述的一级回热抽汽管13上设置有控制开关。本实施例中,所述的控制开关采用止回阀和关断阀,以此来控制进入一级回热抽汽管13内高压汽体的流向。本实施例中,其它未描述的内容与上述实施例相同,故不赘述。
实施例4:
在上述实施例的基础上,本实施例中,所述的低压背压机2连通有二级回热抽汽管15,所述的锅炉进水管6上设置有与二级回热抽汽管15连通的二级高压加热器16。
所述的低压背压机2连通有三级回热抽汽管17,所述的锅炉进水管6上设置有与三级回热抽汽管17连通的三级高压加热器18。
利用低压背压机2向二级回热抽汽管15与二级高压加热器16内输送蒸汽,从而使得二级回热抽汽器15与二级高压加热器16也能够对锅炉进水管6中的水进行热交换。三级回热抽汽器17与三级高压加热器18内汽体的温度低于一级换热器14内汽体的温度,使得锅炉进水管6内的水依次流经三级高压加热器18、二级高压加热管16与一级高压加热器14时,能够逐步升温,便于使锅炉进水管6内的水能够充分升温,减少锅炉3内对水升温的时长,提高锅炉3的工作效率。
并且能够利用现有的热源实现预热功能,避免使用额外的热源而增加设备的使用成本以及能源的消耗,从而有利于提高资源利用率。
本实施例中,所述的二级回热抽汽管15与二级高压加热器16上也设置有控制开关。本实施例中,所述的控制开关采用止回阀和关断阀,以此来控制进入二级回热抽汽管15或二级回热抽汽器16内低压汽体的流向。
本实施例中,其它未描述的内容与上述实施例相同,故不赘述。
实施例5:
在上述实施例的基础上,本实施例中,所述的低压背压机2与除氧器4之间连通有除氧器抽汽管19。利用低压背压机2通过除氧器抽汽管19向除氧器4输送低压汽体对除氧器4进行预热处理,以此提高除氧器4除氧的效率。本实施例中,其它未描述的内容与上述实施例相同,故不赘述。
实施例6:
在上述实施例的基础上,本实施例中,所述的高压背压机1与低压背压机2同轴布置。以此能够节省布置空间。并且,当蒸汽进入高压背压机1或低压背压机2内的汽缸中做功时,蒸汽作用于转子、叶片等转动部件时就会所产生的轴向推力,使高压背压机1与低压背压机2同轴布置,就能够利用蒸汽对高压背压机1内转动部件产生的轴向推力与蒸汽对低压背压机2内转动部件产生的轴向推力互相平衡,避免高压背压机1内的转动部件或低压背压机2内的转动部件长期受到同一方向的推力而导致疲劳磨损及推力瓦超温等现象,有利于提高转动部件的使用寿命及机组的安全运行。
本实施例中,其它未描述的内容与上述实施例相同,故不赘述。
以上所述的,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,依据本发明的技术实质,在本发明的精神和原则之内,对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等,均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种两级背压机再热抽汽供热系统,包括按照水流通方向依次连通的除氧器进水管(5)、除氧器(4)、锅炉进水管(6)、锅炉出水管(7)、高压背压机(1)和高压供汽管(9),所述的锅炉进水管(6)上设置有锅炉(3),其特征在于:所述的高压供汽管(9)上连通有低压进汽管(11),所述的低压进汽管(11)连通有低压背压机(2),所述的低压背压机(2)连通有低压供汽管(12)。
2.根据权利要求1所述的一种两级背压机再热抽汽供热系统,其特征在于:所述的高压背压机(1)连通有与锅炉(3)的锅炉再热器连接的高压排汽管(8),高压排汽管(8)与高压供汽管(9)之间连通有再加热出汽管(10)。
3.根据权利要求2所述的一种两级背压机再热抽汽供热系统,其特征在于:所述的再加热进汽管(8)连通有一级回热抽汽管(13),所述的锅炉进水管(6)上设置有与一级回热抽汽管(13)连通的一级高压加热器(14)。
4.根据权利要求3所述的一种两级背压机再热抽汽供热系统,其特征在于:所述的低压背压机(2)连通有二级回热抽汽管(15),所述的锅炉进水管(6)上设置有与二级回热抽汽管(15)连通的二级高压加热器(16)。
5.根据权利要求3所述的一种两级背压机再热抽汽供热系统,其特征在于:所述的低压背压机(2)连通有三级回热抽汽管(17),所述的锅炉进水管(6)上设置有与三级回热抽汽管(17)连通的三级高压加热器(18)。
6.根据权利要求3所述的一种两级背压机再热抽汽供热系统,其特征在于:所述的低压背压机(2)与除氧器(4)之间连通有除氧器抽汽管(19)。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的一种两级背压机再热抽汽供热系统,其特征在于:所述的高压背压机(1)与低压背压机(2)同轴布置。
8.根据权利要求7所述的一种两级背压机再热抽汽供热系统,其特征在于:所述的低压背压机(2)电连接有发电机(20)。
9.一种两级背压机再热抽汽供热方法,其特征在于:在再加热出汽管(10)上设置高压供汽管(9)及低压进汽管(11),使低压进汽管(11)连通低压背压机(2)的进汽口,低压进汽管(11)分流的汽体进入低压背压机(2)内,并通过低压背压机(2)出汽口连通的低压供汽管(12)输出。
10.根据权利要求9所述的一种两级背压机再热抽汽供热方法,其特征在于:所述的高压背压机(1)与低压背压机(2)同轴布置。
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