CN110864344A - 燃煤凝汽机组供热系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种燃煤凝汽机组供热系统及方法，涉及供热电联产技术领域。燃煤凝汽机组供热系统包括：中压缸；吸收式热泵，吸收式热泵具有热源入口、待加热水入口和待加热水出口，中压缸与所述吸收式热泵的热源入口连通形成初级供热回路；背压机；加热器，加热器具有热源入口和待加热水入口，中压缸、背压机和加热器的热源入口依次连通形成次级供热回路，吸收式热泵的待加热水入口、吸收式热泵的待加热水出口和加热器的待加热水入口依次连通形成换热回路，换热回路的两端分别与换热站的入水口和出水口连通，用于为换热站提供热源。申请公开的燃煤凝汽机组供热系统及方法实现了能量的梯级利用，提高热量的利用率。

Description

燃煤凝汽机组供热系统及方法

技术领域

本申请涉及热电联产技术领域，尤其涉及一种燃煤凝汽机组供热系统及方法。

背景技术

为应对化石能源紧张、环境恶化等问题，近年来风电等可再生能源发电迅速发展，国际能源署和世界能源理事会对全球未来能源发展的情景预测显示，可再生能源在一次能源中的占比将进一步加大。其中，燃煤凝汽机组热电联产系统较高的热电耦合度以及供热需求的不断加大，需要进一步提高燃煤凝汽机组热电联产系统的供热比例，降低发电比例，以适应高比例间歇性可再生能源发电嵌入。

目前对于燃煤凝汽机组的供热方式常采用凝汽机组抽汽供热，采用该方式供热，部分解决了系统热电高耦合度的问题，但高参数抽汽用于加热较低温度的热网水存在“高能低用”的问题，导致燃煤凝汽机组的热利用率低。

因此，如何提供一种有效的方案以实现燃煤凝汽机组的热利用率，是现有技术中一亟待解决的问题。

发明内容

本申请实施例提供一种燃煤凝汽机组供热系统，用以解决现有技术存在的燃煤凝汽机组的热利用率低的问题。

本申请实施例提供一种燃煤凝汽机组供热方法，用以解决现有技术存在的燃煤凝汽机组的热利用率低的问题。

本申请实施例采用下述技术方案：

一种燃煤凝汽机组供热系统，包括：

中压缸；

吸收式热泵，所述吸收式热泵具有热源入口、待加热水入口和待加热水出口，所述中压缸与所述吸收式热泵的热源入口连通形成初级供热回路；

背压机；

加热器，所述加热器具有热源入口和待加热水入口，所述中压缸、所述背压机和所述加热器的热源入口依次连通形成次级供热回路，所述吸收式热泵的待加热水入口、所述吸收式热泵的待加热水出口和所述加热器的待加热水入口依次连通形成换热回路，所述换热回路的两端分别与换热站的入水口和出水口连通，用于为所述换热站提供热源。

可选的，所述吸收式热泵的热源入口包括第一热源入口和第二热源入口，所述吸收式热泵还具有第一热源出口，所述初级供热回路包括第一初级供热回路和第二初级供热回路，所述中压缸与所述吸收式热泵的第二热源入口连通形成所述第二初级供热回路，所述燃煤凝汽机组供热系统还包括：

低压缸；

凝汽器，所述凝汽器具有进汽口、入水口和出水口，所述中压缸、所述低压缸和所述凝汽器的进汽口依次连通；

冷却塔，所述冷却塔具有入水口和出水口，所述凝汽器的出水口与所述冷却塔的入水口连通，所述冷却塔的出水口与所述凝汽器的入水口连通；

所述吸收式热泵的第一热源入口连接于所述凝汽器的出水口与所述冷却塔的入水口之间，所述吸收式热泵的第一热源出口连接于所述凝汽器的入水口与所述冷却塔的出水口之间，所述中压缸、所述低压缸、所述凝汽器、所述冷却塔、所述吸收式热泵的第一热源入口和所述吸收式热泵的第一热源出口共同形成所述第一初级供热回路。

可选的，燃煤凝汽机组供热系统还包括循环水泵，所述循环水泵连接于所述凝汽器的入水口与所述冷却塔的出水口之间，所述吸收式热泵的第一热源出口连接于所述循环水泵与所述冷却塔的出水口之间。

可选的，所述吸收式热泵还具有第二热源出口，所述加热器还具有热源出口，所述燃煤凝汽机组供热系统还包括：

除氧器，所述除氧器分别与所述吸收式热泵的第二热源出口以及所述加热器的热源出口连通。

可选的，所述中压缸还与所述除氧器连通。

可选的，所述加热器为尖峰加热器。

可选的，燃煤凝汽机组供热系统还包括所述换热站。

可选的，所述加热器的加热温度为100-110摄氏度。

一种燃煤凝汽机组供热方法，应用于上述所述的燃煤凝汽机组供热系统，所述方法包括：

通过所述初级供热回路对热源进行一次加热；

通过所述次级供热回路对一次加热后的热源进行二次加热，以便为换热站提供热源。

可选的，所述初级供热回路包括第一初级供热回路和第二初级供热回路，所述通过所述初级供热回路对热源进行一次加热，包括：

通过所述第一初级供热回路和所述第二初级供热回路对热源进行一次加热。

本申请一个或多个实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

由于采用初级供热回路和次级供热回路的加热方式，可对换热站进行逐级加热，实现了能量的梯级利用，提高热量的利用率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的燃煤凝汽机组供热系统的结构示意图。

图2为本申请实施例提供的另一燃煤凝汽机组供热系统的结构示意图。

图3为本申请实施例提供的燃煤凝汽机组供热方法的流程图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

请参阅图1，是本申请实施例提供的一种燃煤凝汽机组供热系统的结构示意图，其中，图中的箭头方向表示介质的流向。所述燃煤凝汽机组供热系统包括有：中压缸1、吸收式热泵2、背压机3和加热器4。

其中，吸收式热泵2具有热源入口、待加热水入口和待加热水出口，中压缸1与吸收式热泵2的热源入口连通形成初级供热回路。加热器4具有热源入口和待加热水入口，中压缸1、背压机3和加热器4的热源入口依次连通形成次级供热回路，吸收式热泵2的待加热水入口、吸收式热泵2的待加热水出口和加热器4的待加热水入口依次连通形成换热回路，换热回路的两端分别与换热站9的入水口和出水口连通，用于为换热站9提供热源。

本申请实施例中，吸收式热泵2的热源入口包括第一热源入口和第二热源入口，吸收式热泵2还具有第一热源出口和第二热源出口，加热器4还具有热源出口，初级供热回路包括第一初级供热回路和第二初级供热回路，中压缸1与吸收式热泵2的第二热源入口连通形成该第二初级供热回路。

具体的，燃煤凝汽机组供热系统还包括有低压缸5、凝汽器6、冷却塔7和除氧器8。凝汽器6具有进汽口、入水口和出水口，中压缸1、低压缸5和凝汽器6的进汽口依次连通。冷却塔7具有入水口和出水口，凝汽器6的出水口与冷却塔7的入水口连通，冷却塔7的出水口与凝汽器6的入水口连通。吸收式热泵2的第一热源入口连接于凝汽器6的出水口与冷却塔7的入水口之间，吸收式热泵2的第一热源出口连接于凝汽器6的入水口与冷却塔7的出水口之间，中压缸1、低压缸5、凝汽器6、冷却塔7、吸收式热泵2的第一热源入口和吸收式热泵2的第一热源出口共同形成第一初级供热回路。除氧器8分别与吸收式热泵2的第二热源出口以及加热器4的热源出口连通，中压缸1还与除氧器8连通。

在通过燃煤凝汽机组供热系统对换热站9供热时，高压缸(图未示)中的高温蒸汽进入中压缸1，进入中压缸1中的部分高温蒸汽经吸收式热泵2的第二热源入口进入吸收式热泵2，并在吸收式热泵2中对换热回路中的水加热后返回除氧器8，即通过第一初级供热回路对换热回路中的水加热。本申请实施例中，由中压缸1进入吸收式热泵2的高温蒸汽的温度一般在300摄氏度左右。

进入中压缸1中的部分高温蒸汽进入低压缸5用于做功发电，发电后的余热由凝汽器6的进汽口进入凝汽器6中并冷却成温度相对较低的低温热水，该热水的温度一般在30摄氏度左右，冷却的一部分低温热水经凝汽器6的出水口和吸收式热泵2的第一热源入口进入吸收式热泵2，并在吸收式热泵2中对换热回路中的水加热后由凝汽器6的入水口返回凝汽器6中，即通过第二初级供热回路完成对换热回路中的水加热。冷却的另一部分低温热水经凝汽器6的出水口和冷却塔7的入水口进入冷却塔7中，并在冷却塔7中冷却后经冷却塔7的出水口和凝汽器6的入水口再次流入凝汽器6中。

通过第一初级供热回路和第二初级供热回路可共同实现对换热回路中的水进行初步加热。本申请实施例中，经初步加热的水温大致在70-80摄氏度之间。

与此同时，中压缸1中的一部分高温蒸汽经过背压机3，并在背压机3对发电设备发电后，由加热器4的热源入口进入加热器4中，在加热器4中进行热交换，从而对换热回路中的水再次加热至换热站9所要求的温度，热交换后的蒸汽最后由加热器4返回除氧器8，即通过次级供热回路完成了对换热回路中的水再次加热。

本申请实施例中，通过加热器4对换热回路中的水再次加热的加热温度一般在100-110摄氏度之间，例如100摄氏度、105摄氏度或110摄氏度等。

所述加热器4采用尖峰加热器，可以理解的，在其他的一些实施例中，加热器4也可以采用其他类型的加热器，如基本热网加热器等。

经第一初级供热回路返回除氧器8的蒸汽和经次级供热回路返回除氧器8的蒸汽，在除氧器8内加热、除氧后返回锅炉(图未示)中再次加热，进入高压缸，然后进入中压缸1以便实现对换热回路中的水的循环加热。

在本申请的一个实施例中，所述燃煤凝汽机组供热系统还包括所述换热站9。可以理解的，在其他的一些实施例中，燃煤凝汽机组供热系统也可以不包括该换热站9。

请参阅图2，本申请实施例提供的燃煤凝汽机组供热系统还包括有循环水泵10，循环水泵10连接于凝汽器6的入水口与冷却塔7的出水口之间，吸收式热泵2的第一热源出口连接于循环水泵10与冷却塔7的出水口之间。如此，可通过循环水泵10增加水的流速，加快对第二初级供热回路中的热源与换热回路中的水的热交换效率。

综上所述，本申请提供的燃煤凝汽机组供热系统，可通过吸收式热泵2利用中压缸1中的部分高温蒸汽的热量(第一初级供热回路的热量)和回收电厂循环水低品位的热量(第二初级供热回路的热量)对换热回路中的水进行初加热，再利用中压缸1抽汽经过背压机3部分做功发电后对换热回路中的水进行二次加热，从而实现了能量的梯级利用，提高了热量的利用率，满足系统热电联产高热电比的技术要求。同时，本申请实施例提供的燃煤凝汽机组供热系统在实现系统能量的梯级利用的同时，可兼顾吸收式热泵2和背压机3的供热温度特点。

请参阅图3，是本申请实施例提供的一种燃煤凝汽机组供热方法的流程图，所述燃煤凝汽机组供热方法可以应用于图1或图2所示的燃煤凝汽机组供热系统，燃煤凝汽机组供热方法包括如下步骤。

步骤S301，通过初级供热回路对热源进行一次加热。

本申请实施例中，初级供热回路包括第一初级供热回路和第二初级供热回路。因此，对热源进行一次加热包括分别通过第一初级供热回路和第二初级供热回路对热源进行一次加热。

步骤S303，通过次级供热回路对一次加热后的热源进行二次加热，以便为换热站提供热源。

综上所述，本申请提供的燃煤凝汽机组供热方法，可通过吸收式热泵利用中压缸中的部分高温蒸汽的热量(第一初级供热回路的热量)和回收电厂循环水低品位的热量(第二初级供热回路的热量)对换热回路中的水初加热，在利用中压缸抽汽经过背压机部分做功发电后对换热回路中的水进行二次加热，从而实现了能量的梯级利用，提高了热量的利用率，满足系统热电联产高热电比的技术要求。同时，本申请实施例提供的燃煤凝汽机组供热系统在实现系统能量的梯级利用的同时，可兼顾吸收式热泵2和背压机3的供热温度特点。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种燃煤凝汽机组供热系统，其特征在于，包括：

中压缸；

吸收式热泵，所述吸收式热泵具有热源入口、待加热水入口和待加热水出口，所述中压缸与所述吸收式热泵的热源入口连通形成初级供热回路；

背压机；

加热器，所述加热器具有热源入口和待加热水入口，所述中压缸、所述背压机和所述加热器的热源入口依次连通形成次级供热回路，所述吸收式热泵的待加热水入口、所述吸收式热泵的待加热水出口和所述加热器的待加热水入口依次连通形成换热回路，所述换热回路的两端分别与换热站的入水口和出水口连通，用于为所述换热站提供热源。

2.根据权利要求1所述的燃煤凝汽机组供热系统，其特征在于，所述吸收式热泵的热源入口包括第一热源入口和第二热源入口，所述吸收式热泵还具有第一热源出口，所述初级供热回路包括第一初级供热回路和第二初级供热回路，所述中压缸与所述吸收式热泵的第二热源入口连通形成所述第二初级供热回路，所述燃煤凝汽机组供热系统还包括：

低压缸；

凝汽器，所述凝汽器具有进汽口、入水口和出水口，所述中压缸、所述低压缸和所述凝汽器的进汽口依次连通；

冷却塔，所述冷却塔具有入水口和出水口，所述凝汽器的出水口与所述冷却塔的入水口连通，所述冷却塔的出水口与所述凝汽器的入水口连通；

所述吸收式热泵的第一热源入口连接于所述凝汽器的出水口与所述冷却塔的入水口之间，所述吸收式热泵的第一热源出口连接于所述凝汽器的入水口与所述冷却塔的出水口之间，所述中压缸、所述低压缸、所述凝汽器、所述冷却塔、所述吸收式热泵的第一热源入口和所述吸收式热泵的第一热源出口共同形成所述第一初级供热回路。

3.根据权利要求2所述的燃煤凝汽机组供热系统，其特征在于，还包括循环水泵，所述循环水泵连接于所述凝汽器的入水口与所述冷却塔的出水口之间，所述吸收式热泵的第一热源出口连接于所述循环水泵与所述冷却塔的出水口之间。

4.根据权利要求2所述的燃煤凝汽机组供热系统，其特征在于，所述吸收式热泵还具有第二热源出口，所述加热器还具有热源出口，所述燃煤凝汽机组供热系统还包括：

除氧器，所述除氧器分别与所述吸收式热泵的第二热源出口以及所述加热器的热源出口连通。

5.根据权利要求4所述的燃煤凝汽机组供热系统，其特征在于，所述中压缸还与所述除氧器连通。

6.根据权利要求1所述的燃煤凝汽机组供热系统，其特征在于，所述加热器为尖峰加热器。

7.根据权利要求1所述的燃煤凝汽机组供热系统，其特征在于，还包括所述换热站。

8.根据权利要求1所述的燃煤凝汽机组供热系统，其特征在于，所述加热器的加热温度为100-110摄氏度。

9.一种燃煤凝汽机组供热方法，应用于权利要求1-8任一所述的燃煤凝汽机组供热系统，其特征在于，所述方法包括：

通过所述初级供热回路对热源进行一次加热；

通过所述次级供热回路对一次加热后的热源进行二次加热，以便为换热站提供热源。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述初级供热回路包括第一初级供热回路和第二初级供热回路，所述通过所述初级供热回路对热源进行一次加热，包括：

通过所述第一初级供热回路和所述第二初级供热回路对热源进行一次加热。

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