CN110748940A - 集中供热大温差集中组合式梯级换热机组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集中供热大温差集中组合式梯级换热机组，解决了如何深度利用电厂各类余热的问题。第一级是由二次网的第一循环泵（43）前的回水经过第一升压泵（6）升压后，经过第二压缩式热泵（9）的蒸发器降温后补入一级网回水；第二级是由一级管网上的溴化锂吸收式换热机组（2）出水进入第一压缩式热泵（4）的蒸发器入口降温后汇入一级网回水总管，二级网回水经过第一循环泵（43）升压后进入第一压缩式热泵的冷凝器升温后与二级网供水总管混合；第三级是由溴化锂吸收式换热机组（2）由一级网换热回水降温后进入第一压缩式热泵继续降温后汇入一级管网回水总管；第四级是由一级网供水与二次网供水混合加热后达到设计要求的温度供出。

Description

集中供热大温差集中组合式梯级换热机组

技术领域

本发明涉及一种热电联产的集中供热系统，特别涉及一种可以协调平衡一级供热管网和二级供热管网的压力和热负荷，增加供热系统供热能力的大温差集中组合式梯级换热机组。

背景技术

热电联产集中热水供热系统中长距离输送供热工程（以下简称长输供热）越来越多，为了达到热能输送的经济性，并使电厂的余热得到充分地利用，长输供热要求热水输送管道的供水与回水的温差要大于常规集中热水供热的供水与回水的温差，例如：常规热电联产集中热水供热的供水温度为130℃-110℃，回水为60℃-50℃时，要求的供水与回水的温差是50℃-60℃；而长输供热工程要求输送干线供水温度为130℃-110℃，回水温度为30℃-15℃，供水与回水的温差是80℃-115℃；也就是说，在同等管径和流量条件下，长输供热的热输送能力要比常规热电联产集中热水供热提高30%-100%。现有技术在长输供热的一级管网降低回水温度的措施上，主要有两种方式，第一种是分布式降温方式，即在每个热力站安装溴化锂大温差换热机组，其优点是能够将回水温度降低下来，拉大温差，但缺点是由于溴化锂大温差换热机组占地面积大，城市热力站一般占地空间有限,空间小的热力站无法布置，当不能设置溴化锂大温差换热机组热力站占比较多时，造成总回水温度降低的幅度不理想；第二种是集中布置方式，根据二级网的特点，集中布置若干集中式溴化锂大温差换热机组，其优点是通过集中设置大温差机组，避免了分布式在各热力站布置溴化锂大温差换热机组的缺陷，原有热力站和新建热力站可按传统热力站布置和设计即可，集中设置大温差机组可在原有锅炉房位置或新建场地上建设，易于布置和设计，降回水温度相对易于控制，但缺点是由于溴化锂大温差换热机组换热后二级网的供水温度较低，不能满足下级热力站的换热要求，需要在二级网供水侧增设尖峰加热热源，同时由于二级网回水经过热力站换热后回水温度偏高，导致一级网侧的回水降低的幅度较小，降温的稳定性差。

发明内容

本发明提供了一种集中供热大温差集中组合式梯级换热机组，解决了如何深度利用电厂各类余热，满足二级网各热力站换热要求和如何协调平衡一、二级管网的压力和热负荷的技术问题。

本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：

一种集中供热大温差集中组合式梯级换热机组，包括溴化锂吸收式换热机组、第一压缩式热泵、第二压缩式热泵、一次网供水总管、一次网回水总管、二次网供水总管和二次网回水总管，一次网供水总管与溴化锂吸收式换热机组的换热降温输入端连接在一起，溴化锂吸收式换热机组的换热降温输出端通过换热降温输出管与第一压缩式热泵的换热降温输入端连接在一起，第一压缩式热泵的换热降温输出端与一次网回水总管连接在一起，二次网回水总管依次通过第一循环泵和第一逆止阀后分别与第一回水输入分支管和第二回水输入分支管连接在一起，第一回水输入分支管的另一端与第二压缩式热泵的冷凝器升温输入端连接在一起，第二压缩式热泵的冷凝器升温输出端通过第一回水输出分支管与二次网供水总管连接在一起，在第一回水输入分支管上设置有第一电动调节阀，第二回水分支管的另一端与第一压缩式热泵的冷凝器升温输入端连接在一起，第一压缩式热泵的冷凝器升温输出端通过第二回水输出分支管与二次网供水总管连接在一起，在第二回水输入分支管上设置有第二电动调节阀；在第一压缩式热泵的冷凝器升温输入端上连通有溴化锂吸收式换热机组的换热升温输入管，换热升温输入管的另一端与溴化锂吸收式换热机组的换热升温输入端连接在一起，溴化锂吸收式换热机组的换热升温输出端通过换热升温输出管与二次网供水总管连接在一起；在二次网回水总管上设置有第三回水输入分支管，第三回水输入分支管的另一端与第二压缩式热泵的换热降温输入端连接在一起，第二压缩式热泵的换热降温输出端通过第二压缩式热泵的换热降温输出管与一次网回水总管连接在一起，在第三回水输入分支管上分别设置有第一升压泵和第二逆止阀。

在一次网供水总管上设置有一次网供水管分支管，在二次网供水总管上设置有二次网供水管分支管，在一次网供水管分支管的另一端与二次网供水管分支管的另一端之间并联有一次网供水管压力低于二次网供水管压力调节支路管和一次网供水管水压高于二次网供水管水压调节支路管，在一次网供水管压力低于二次网供水管压力调节支路管上依次串联有第一关断阀、第一减压阀、第二升压泵和第三逆止阀，在一次网供水管水压高于二次网供水管水压调节支路管上依次串联有第二关断阀、第二减压阀、第三电动调节阀和第三关断阀。

在二次网回水总管上分别连接有低温储热水箱输入水分支管道和低温储热水箱输出水分支管道，低温储热水箱输入水分支管道的另一端与低温储热水箱的输入端连接在一起，低温储热水箱输出水分支管道的另一端与低温储热水箱的输出端连接在一起，在低温储热水箱输入水分支管道上依次设置有第四关断阀、第四电动调节阀和第五关断阀，在低温储热水箱输出水分支管道上分别设置有第一补水泵和第四逆止阀；在二次网供水总管上设置有分别连接有高温储热水箱输入水分支管道和高温储热水箱输出水分支管道，高温储热水箱输入水分支管道的另一端与高温储热水箱的输入端连接在一起，高温储热水箱输出水分支管道的另一端与高温储热水箱的输出端连接在一起，在高温储热水箱输入水分支管道上依次设置有第六关断阀、第五电动调节阀和第七关断阀，在高温储热水箱输出水分支管道上分别设置有第二补水泵和第五逆止阀；在低温储热水箱上连接有软水补水管路，在软水补水管路的另一端连接有软水处理装置，在软水处理装置上连接有自来水水管。

在二次网供水总管上设置有温度传感器，温度传感器通过温度传感器控制线分别与第一电动调节阀控制器和第一变频器电连接在一起，第一电动调节阀控制器与第三电动调节阀电连接在一起，第一变频器与第二升压泵电连接在一起；在二次网回水总管上设置有第一压力传感器，第一压力传感器通过第一压力传感器控制线分别与第二变频器和第二电动调节阀控制器电连接在一起，第二变频器与第一补水泵电连接在一起，第二电动调节阀控制器与第四电动调节阀电连接在一起；在一次网回水总管上设置有第二压力传感器，第二压力传感器通过第二压力传感器控制线与第三变频器电连接在一起，第三变频器与第一升压泵电连接在一起。

本发明可以稳定的按要求降低一次网回水温度，可充分利用电厂余热，增加机组供热能力，降低供热能耗及成本；通过四级加热系统可以提供比较高的二级网供水温度，满足二级网各热力站换热要求；通过设置高、低温储热水箱及排放和补水系统，可以协调平衡一、二级管网的压力和热负荷，增加供热系统供热能力。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

一种集中供热大温差集中组合式梯级换热机组，包括溴化锂吸收式换热机组2、第一压缩式热泵4、第二压缩式热泵9、一次网供水总管1、一次网回水总管11、二次网供水总管18和二次网回水总管42，一次网供水总管1与溴化锂吸收式换热机组2的换热降温输入端连接在一起，溴化锂吸收式换热机组2的换热降温输出端通过换热降温输出管3与第一压缩式热泵4的换热降温输入端连接在一起，第一压缩式热泵4的换热降温输出端与一次网回水总管11连接在一起，二次网回水总管42依次通过第一循环泵43和第一逆止阀44后分别与第一回水输入分支管12和第二回水输入分支管45连接在一起，第一回水输入分支管12的另一端与第二压缩式热泵9的冷凝器升温输入端连接在一起，第二压缩式热泵9的冷凝器升温输出端通过第一回水输出分支管15与二次网供水总管18连接在一起，在第一回水输入分支管12上设置有第一电动调节阀13，第二回水分支管45的另一端与第一压缩式热泵4的冷凝器升温输入端连接在一起，第一压缩式热泵4的冷凝器升温输出端通过第二回水输出分支管46与二次网供水总管18连接在一起，在第二回水输入分支管45上设置有第二电动调节阀16；在第一压缩式热泵4的冷凝器升温输入端上连通有溴化锂吸收式换热机组的换热升温输入管47，换热升温输入管47的另一端与溴化锂吸收式换热机组2的换热升温输入端连接在一起，溴化锂吸收式换热机组2的换热升温输出端通过换热升温输出管17与二次网供水总管18连接在一起；在二次网回水总管42上设置有第三回水输入分支管5，第三回水输入分支管5的另一端与第二压缩式热泵9的换热降温输入端连接在一起，第二压缩式热泵9的换热降温输出端通过第二压缩式热泵的换热降温输出管10与一次网回水总管11连接在一起，在第三回水输入分支管5上分别设置有第一升压泵6和第二逆止阀7。

本发明由四级换热系统组成，第一级是由二次网的第一循环泵43前的回水经过第一升压泵6升压后，经过第二压缩式热泵9的蒸发器降温后补入一级网回水，同时，另有一路二级网回水经过第一循环泵43升压后进入第二压缩式热泵9的冷凝器升温后与二次网供水总管18的水混合；第二级是由一级管网上的溴化锂吸收式换热机组2出水进入第一压缩式热泵4的蒸发器入口降温后汇入一级网回水总管，二级网回水经过第一循环泵43升压后进入第一压缩式热泵4的冷凝器升温后与二级网供水总管混合；第三级是由溴化锂吸收式换热机组2由一级网换热回水降温后进入第一压缩式热泵4继续降温后汇入一级管网回水总管，二级管网回水经第一循环泵43升压后进入溴化锂吸收式换热器2升温后进入二级网供水总管；第四级是由一级网供水与二次网供水混合加热后达到设计要求的温度供出。

在一次网供水总管1上设置有一次网供水管分支管19，在二次网供水总管18上设置有二次网供水管分支管24，在一次网供水管分支管19的另一端与二次网供水管分支管24的另一端之间并联有一次网供水管压力低于二次网供水管压力调节支路管14和一次网供水管水压高于二次网供水管水压调节支路管8，在一次网供水管压力低于二次网供水管压力调节支路管14上依次串联有第一关断阀20、第一减压阀21、第二升压泵22和第三逆止阀23，在一次网供水管水压高于二次网供水管水压调节支路管8上依次串联有第二关断阀25、第二减压阀26、第三电动调节阀27和第三关断阀28；即，第四级是由一级网供水与二次网供水混合加热后达到设计要求的温度供出。

在二次网回水总管42上分别连接有低温储热水箱输入水分支管道48和低温储热水箱输出水分支管道41，低温储热水箱输入水分支管道48的另一端与低温储热水箱38的输入端连接在一起，低温储热水箱输出水分支管道41的另一端与低温储热水箱38的输出端连接在一起，在低温储热水箱输入水分支管道48上依次设置有第四关断阀49、第四电动调节阀50和第五关断阀51，在低温储热水箱输出水分支管道41上分别设置有第一补水泵39和第四逆止阀40；在二次网供水总管18上设置有分别连接有高温储热水箱输入水分支管道33和高温储热水箱输出水分支管道32，高温储热水箱输入水分支管道33的另一端与高温储热水箱37的输入端连接在一起，高温储热水箱输出水分支管道32的另一端与高温储热水箱37的输出端连接在一起，在高温储热水箱输入水分支管道33上依次设置有第六关断阀34、第五电动调节阀35和第七关断阀36，在高温储热水箱输出水分支管道32上分别设置有第二补水泵30和第五逆止阀31；在低温储热水箱38上连接有软水补水管路54，在软水补水管路54的另一端连接有软水处理装置53，在软水处理装置53上连接有自来水水管52；设置的高温储热水箱37可以在热负荷低谷段时间段（如夜间）可以从二级网供水总管上泄水至该水箱储热，在热负荷高峰段（如白天）可以利用补水泵将高温储热水箱的高温水补入二级网供水总管，增加供热负荷；设置的低温储热水箱38可以在二级网回水总管上设置泄水管道，将二级网供热系统由于一次网供水和二次网供水混合或升温后水体膨胀多余的水经过二级网回水总管的泄水阀排入低温储热水箱，该水箱同时起到对二级网供热系统补水定压的作用。

在二次网供水总管18上设置有温度传感器55，温度传感器55通过温度传感器控制线56分别与第一电动调节阀控制器58和第一变频器57电连接在一起，第一电动调节阀控制器58与第三电动调节阀27电连接在一起，第一变频器57与第二升压泵22电连接在一起；在二次网回水总管42上设置有第一压力传感器59，第一压力传感器59通过第一压力传感器控制线60分别与第二变频器61和第二电动调节阀控制器62电连接在一起，第二变频器61与第一补水泵39电连接在一起，第二电动调节阀控制器62与第四电动调节阀50电连接在一起；在一次网回水总管11上设置有第二压力传感器63，第二压力传感器63通过第二压力传感器控制线29与第三变频器64电连接在一起，第三变频器64与第一升压泵6电连接在一起。

本发明通过以上四级加热系统可以将一级网回水降低到需要的回水温度回热电厂充分利用热电厂余热，同时可供出较高的二级网供水温度，满足二级网各热力站供热需求，设置的高低温储热水箱可以在热负荷低谷段储热，热负荷高峰段供热，增加供热能力。本发明通过集中供热大温差集中组合式梯级换热机组的四级换热系统，可以将一级网回水逐级降温到最低10-15℃回电厂深度利用电厂各类余热，同时将二级管网的供水温度可提升到95-100℃，完全可满足城区二级网各热力站换热要求，本发明设置了大型的冷热储热水箱各一个，可以储存多余的热水和热量，用于平衡昼夜间热负荷，可增加20%-50%的供热能力。

Claims (4)

1.一种集中供热大温差集中组合式梯级换热机组，包括溴化锂吸收式换热机组（2）、第一压缩式热泵（4）、第二压缩式热泵（9）、一次网供水总管（1）、一次网回水总管（11）、二次网供水总管（18）和二次网回水总管（42），其特征在于，一次网供水总管（1）与溴化锂吸收式换热机组（2）的换热降温输入端连接在一起，溴化锂吸收式换热机组（2）的换热降温输出端通过换热降温输出管（3）与第一压缩式热泵（4）的换热降温输入端连接在一起，第一压缩式热泵（4）的换热降温输出端与一次网回水总管（11）连接在一起，二次网回水总管（42）依次通过第一循环泵（43）和第一逆止阀（44）后分别与第一回水输入分支管（12）和第二回水输入分支管（45）连接在一起，第一回水输入分支管（12）的另一端与第二压缩式热泵（9）的冷凝器升温输入端连接在一起，第二压缩式热泵（9）的冷凝器升温输出端通过第一回水输出分支管（15）与二次网供水总管（18）连接在一起，在第一回水输入分支管（12）上设置有第一电动调节阀（13），第二回水分支管（45）的另一端与第一压缩式热泵（4）的冷凝器升温输入端连接在一起，第一压缩式热泵（4）的冷凝器升温输出端通过第二回水输出分支管（46）与二次网供水总管（18）连接在一起，在第二回水输入分支管（45）上设置有第二电动调节阀（16）；在第一压缩式热泵（4）的冷凝器升温输入端上连通有溴化锂吸收式换热机组的换热升温输入管（47），换热升温输入管（47）的另一端与溴化锂吸收式换热机组（2）的换热升温输入端连接在一起，溴化锂吸收式换热机组（2）的换热升温输出端通过换热升温输出管（17）与二次网供水总管（18）连接在一起；在二次网回水总管（42）上设置有第三回水输入分支管（5），第三回水输入分支管（5）的另一端与第二压缩式热泵（9）的换热降温输入端连接在一起，第二压缩式热泵（9）的换热降温输出端通过第二压缩式热泵的换热降温输出管（10）与一次网回水总管（11）连接在一起，在第三回水输入分支管（5）上分别设置有第一升压泵（6）和第二逆止阀（7）。

2.根据权利要求1所述的一种集中供热大温差集中组合式梯级换热机组，其特征在于，在一次网供水总管（1）上设置有一次网供水管分支管（19），在二次网供水总管（18）上设置有二次网供水管分支管（24），在一次网供水管分支管（19）的另一端与二次网供水管分支管（24）的另一端之间并联有一次网供水管压力低于二次网供水管压力调节支路管（14）和一次网供水管水压高于二次网供水管水压调节支路管（8），在一次网供水管压力低于二次网供水管压力调节支路管（14）上依次串联有第一关断阀（20）、第一减压阀（21）、第二升压泵（22）和第三逆止阀（23），在一次网供水管水压高于二次网供水管水压调节支路管（8）上依次串联有第二关断阀（25）、第二减压阀（26）、第三电动调节阀（27）和第三关断阀（28）。

3.根据权利要求2所述的一种集中供热大温差集中组合式梯级换热机组，其特征在于，在二次网回水总管（42）上分别连接有低温储热水箱输入水分支管道（48）和低温储热水箱输出水分支管道（41），低温储热水箱输入水分支管道（48）的另一端与低温储热水箱（38）的输入端连接在一起，低温储热水箱输出水分支管道（41）的另一端与低温储热水箱（38）的输出端连接在一起，在低温储热水箱输入水分支管道（48）上依次设置有第四关断阀（49）、第四电动调节阀（50）和第五关断阀（51），在低温储热水箱输出水分支管道（41）上分别设置有第一补水泵（39）和第四逆止阀（40）；在二次网供水总管（18）上设置有分别连接有高温储热水箱输入水分支管道（33）和高温储热水箱输出水分支管道（32），高温储热水箱输入水分支管道（33）的另一端与高温储热水箱（37）的输入端连接在一起，高温储热水箱输出水分支管道（32）的另一端与高温储热水箱（37）的输出端连接在一起，在高温储热水箱输入水分支管道（33）上依次设置有第六关断阀（34）、第五电动调节阀（35）和第七关断阀（36），在高温储热水箱输出水分支管道（32）上分别设置有第二补水泵（30）和第五逆止阀（31）；在低温储热水箱（38）上连接有软水补水管路（54），在软水补水管路（54）的另一端连接有软水处理装置（53），在软水处理装置（53）上连接有自来水水管（52）。

4.根据权利要求3所述的一种集中供热大温差集中组合式梯级换热机组，其特征在于，在二次网供水总管（18）上设置有温度传感器（55），温度传感器（55）通过温度传感器控制线（56）分别与第一电动调节阀控制器（58）和第一变频器（57）电连接在一起，第一电动调节阀控制器（58）与第三电动调节阀（27）电连接在一起，第一变频器（57）与第二升压泵（22）电连接在一起；在二次网回水总管（42）上设置有第一压力传感器（59），第一压力传感器（59）通过第一压力传感器控制线（60）分别与第二变频器（61）和第二电动调节阀控制器（62）电连接在一起，第二变频器（61）与第一补水泵（39）电连接在一起，第二电动调节阀控制器（62）与第四电动调节阀（50）电连接在一起；在一次网回水总管（11）上设置有第二压力传感器（63），第二压力传感器（63）通过第二压力传感器控制线（29）与第三变频器（64）电连接在一起，第三变频器（64）与第一升压泵（6）电连接在一起。

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