CN111779964B - 一种亚临界机组改进型热网疏水系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种亚临界机组改进型热网疏水系统及其工作方法，现在还没有一种结构设计合理，改造量小，操作灵活，能够有效利用疏水余热、提升回热系统热效率、保护凝结水精处理装置的亚临界机组改进型热网疏水系统。系统包括汽轮机、热网加热器、疏水泵、疏水管道、除氧器疏水管路阀门、除氧器、给水管道、热井疏水管路阀门、热井、温度监控装置、凝结水泵、凝结水精处理装置、低加管道阀门、低加管道、疏水余热利用阀门、疏水流量计、补水流量计、补水阀门、凝结水加热阀门、凝结水加热器、放热前热网供水支管、支管阀门和放热后热网供水支管，系统能源利用效率高，经济效益好，能够很好的解决亚临界机组进行凝抽背改造后的热网疏水处理问题。

Description

一种亚临界机组改进型热网疏水系统及其工作方法

技术领域

本发明涉及一种亚临界机组改进型热网疏水系统，是一种能够降低热网疏水温度、增加回热系统热效率系统，属于热电联产技术领域。

背景技术

火力发电厂对外供暖主要的方式是抽取汽轮机中压缸排汽来加热热网循环水，蒸汽冷凝成疏水后一般是回到除氧器，由于热网加热器存在泄露的可能，导致热网疏水可能会含有杂质。但是对于亚临界锅炉而言，由于其汽包具有连续排污和定期排污的功能，因此如果热网疏水直接回到除氧器，热网疏水的水质问题对于整个机组安全运行而言问题不大。

经过新型凝抽背技术改造的机组能够实现汽轮机低压缸在极低流量下安全运行，此时低压缸蒸汽流量极低，导致直接排到热井里的凝结水也大大减少。汽轮机切除低压缸运行时，如果热网疏水全部排入热井，不仅浪费热量，热网疏水还会因为得不到冷却而对凝结水精处理系统造成损害，现有的技术主要是通过设置疏水换热器的方式来降低疏水温度，但汽轮机切除低压缸时，疏水换热器会因为缺少冷源而失去效用，这种方式具有改进的空间；如果热网疏水全部送往除氧器，一则除氧器系统需要改造以适应热网疏水水量增大的情况，二则如果热网疏水水质长期处于不合格状态，仅仅依靠汽包的连续排污和定期排污来解决问题，会存在一定的风险。

汽轮机切除低压缸运行时，因为热井的凝结水量极小，如果没有足够的补水，那么凝结水泵需要开启再循环管路以保持泵的正常运转，但这样会造成能量的浪费。汽轮机切除低压缸后，低压缸对应的低压加热器全部停止运转，从原有管路送入除氧器的凝结水因为缺乏加热手段，温度较低，因此会对机组回热系统的热效率造成一定的影响。

目前火力发电厂都在积极发展热电联产技术，很多热电厂都设有供热首站，通过一次管网将热量送往各热用户，而管网的最高循环流量可达每小时万余吨，热网补水水量可达50-100t/h，通过反渗透装置处理的热网补水水质较高，完全可以作为凝结水精处理装置的原水。

对于进行新型凝抽背改造后的亚临界机组而言，现在还没有一种结构设计合理，改造量小，操作灵活，能够有效利用疏水余热、提升回热系统热效率、保护凝结水精处理装置的亚临界机组改进型热网疏水系统。

发明内容

本发明的目的在于整合现有技术，利用热网疏水余热，提升回热系统热效率，保护凝结水精处理装置的亚临界机组改进型热网疏水系统。本发明的能源利用效率高，经济效益好，能够很好的解决亚临界机组进行新型凝抽背改造后的热网疏水处理问题。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种亚临界机组改进型热网疏水系统，包括汽轮机，其特征在于：还包括热网加热器、疏水泵、疏水管道、除氧器疏水管路阀门、除氧器、给水管道、热井疏水管路阀门、热井、温度监控装置、凝结水泵、凝结水精处理装置、低加管道阀门、低加管道、疏水余热利用阀门、疏水流量计、补水流量计、补水阀门、凝结水加热阀门、凝结水加热器、放热前热网供水支管、支管阀门和放热后热网供水支管；

所述汽轮机的采暖抽汽口与热网加热器的蒸汽进口连接，所述热网加热器的疏水出口与疏水泵的进口连接，所述疏水泵的出口与疏水管道连接，所述疏水管道与除氧器疏水管路阀门的进口连接，所述除氧器疏水管路阀门的出口与除氧器的热网疏水进口连接，所述除氧器的给水出口与给水管道连接；所述热井疏水管路阀门的进口旁接在疏水管道上，所述热井疏水管路阀门的出口与热井的热网疏水进口连接，所述热井的凝结水出口与凝结水泵的进口连接，所述温度监控装置安装在热井的凝结水出口附近，所述凝结水泵的出口与凝结水精处理装置的进口连接，所述凝结水精处理装置的出口与低加管道阀门的进口连接，所述低加管道阀门的出口与低加管道连接；

所述疏水余热利用阀门的进口旁接在疏水管道上，所述疏水余热利用阀门的出口与疏水流量计的进口连接，所述补水流量计的出口与补水阀门的进口连接，所述补水阀门的出口与热井的补水进口连接；

所述凝结水加热阀门的进口旁接在凝结水精处理装置的出口附近，所述凝结水加热阀门的出口与凝结水加热器的低温侧进口连接，所述凝结水加热器的低温侧出口与除氧器的加热后凝结水进口连接，所述放热前热网供水支管与支管阀门的进口连接，所述支管阀门的出口与凝结水加热器的高温侧进口连接，所述凝结水加热器的高温侧出口与放热后热网供水支管连接。

进一步的，所述汽轮机为凝抽背改造后的亚临界汽轮机组。

进一步的，所述除氧器疏水管路阀门和热井疏水管路阀门受温度控制，能够根据设定值联锁调整阀门开度。

进一步的，所述疏水余热利用阀门和补水阀门受流量控制，能够根据给定的流量值自动调节阀门开度，保持两阀门流量一致。

所述的亚临界机组改进型热网疏水系统的工作方法，其特征在于：运行步骤如下：

1）在采暖季初末期，汽轮机抽汽运行，此时有较多的乏汽送往冷却塔冷却，排到热井里的凝结水温度较低，可以直接送往凝结水精处理装置，随后经低加管道送往低压加热器，此时低加管道阀门打开，凝结水加热阀门和支管阀门均关闭；而热网疏水则直接送往除氧器，此时除氧器疏水管路阀门打开，热井疏水管路阀门、疏水余热利用阀门和补水阀门均关闭；

2）在采暖季深寒期，汽轮机切除低压缸运行，此时只有极少量的乏汽送往冷却塔，相应地热井里的凝结水量也很少，需打开疏水余热利用阀门和补水阀门，根据疏水流量计的测量值与设定值的比对结果，自动调节疏水余热利用阀门开度，同时联动调整补水阀门开度，使得补水流量计的测量值与设定值一致，这种操作使得部分热网疏水能够补充至热网，同时将原本送往热网的补水送入热井，保证始终有部分凝结水可以被精处理，由于热井里送出的凝结水水量增大，凝结水泵也不必开启再循环管路；由于汽轮机的低压缸基本不进汽，低加系统不能加热凝结水，此时凝结水加热阀门和支管阀门可以打开，低加管道阀门可以关闭，利用部分热网供水对凝结水进行加热，加热后的凝结水送入除氧器，提升回热系统热效率；

3）在采暖季深寒期，热井疏水管路阀门和除氧器疏水管路阀门均应打开，比对温度监控装置的测量值与设定值，自动联锁调节控制两热井疏水管路阀门和除氧器疏水管路阀门开度，在保证进入凝结水精处理装置的水温不超标的前提下，尽可能多的让热网疏水流回热井。

采暖蒸汽从汽轮机中排出，经热网加热器后放热凝结成疏水，经疏水泵加压，由除氧器疏水管路阀门流入除氧器形成抽汽工况下热网疏水通道；疏水经疏水泵加压，经热井疏水管路阀门流入热井形成切缸工况下热网疏水通道；疏水经疏水泵加压，经疏水余热利用阀门进入热网形成疏水余热利用通道；补水经补水阀门流入热井形成补水通道；凝结水从热井流出，经凝结水泵送往凝结水精处理装置，再通过低加管道阀门送往低加管道形成抽汽工况下凝结水通道；凝结水从热井流出，经凝结水泵送往凝结水精处理装置，再通过凝结水加热阀门进入凝结水加热器，最后送入除氧器形成切缸工况下凝结水通道；热网供水经支管阀门进入凝结水加热器，随后排出形成热网供水放热通道。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：（1）合理利用了疏水余热，减少了对环境的热污染，提高了系统的经济效益；（2）增加了凝结水加热器，在汽轮机切除低压缸运行时，回热系统能够比传统方式具有更高的热效率；（3）通过组合手段降低热井里的凝结水温度，保障凝结水精处理装置安全运行；（4）能够避免开启凝结水泵再循环管路，节约泵功，进一步提升系统经济效益；（5）始终有部分凝结水能够得到精处理，进一步保证凝结水水质；（6）系统改造工作量小，自动化程度高，能够根据实际情况和远方指令进行运转。（7）结构设计合理，构思独特，运行平稳，可靠性好。

附图说明

图1是本发明实施例的亚临界机组改进型热网疏水系统结构示意图。

图中：汽轮机1、热网加热器2、疏水泵3、疏水管道4、除氧器疏水管路阀门5、除氧器6、给水管道7、热井疏水管路阀门8、热井9、温度监控装置10、凝结水泵11、凝结水精处理装置12、低加管道阀门13、低加管道14、疏水余热利用阀门15、疏水流量计16、补水流量计17、补水阀门18、凝结水加热阀门19、凝结水加热器20、放热前热网供水支管21、支管阀门22、放热后热网供水支管23。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例

参见图1，本实施例中，一种亚临界机组改进型热网疏水系统，包括汽轮机1、热网加热器2、疏水泵3、疏水管道4、除氧器疏水管路阀门5、除氧器6、给水管道7、热井疏水管路阀门8、热井9、温度监控装置10、凝结水泵11、凝结水精处理装置12、低加管道阀门13、低加管道14、疏水余热利用阀门15、疏水流量计16、补水流量计17、补水阀门18、凝结水加热阀门19、凝结水加热器20、放热前热网供水支管21、支管阀门22和放热后热网供水支管23。其中，汽轮机1可以为新型凝抽背改造后的亚临界汽轮机组，除氧器疏水管路阀门5和热井疏水管路阀门8可以为受温度信号控制的联锁阀门，疏水余热利用阀门15和补水阀门18可以为受流量信号控制的联锁阀门。

本实施例中，汽轮机1的采暖抽汽口与热网加热器2的蒸汽进口连接，热网加热器2的疏水出口与疏水泵3的进口连接，疏水泵3的出口与疏水管道4连接，疏水管道4与除氧器疏水管路阀门5的进口连接，除氧器疏水管路阀门5的出口与除氧器6的热网疏水进口连接，除氧器6的给水出口与给水管道7连接；热井疏水管路阀门8的进口旁接在疏水管道4上，热井疏水管路阀门8的出口与热井9的热网疏水进口连接，热井9的凝结水出口与凝结水泵11的进口连接，温度监控装置10安装在热井9的凝结水出口附近，凝结水泵11的出口与凝结水精处理装置12的进口连接，凝结水精处理装置12的出口与低加管道阀门13的进口连接，低加管道阀门13的出口与低加管道14连接。

本实施例中，疏水余热利用阀门15的进口旁接在疏水管道4上，疏水余热利用阀门15的出口与疏水流量计16的进口连接，补水流量计17的出口与补水阀门18的进口连接，补水阀门18的出口与热井9的补水进口连接。

本实施例中，凝结水加热阀门19的进口旁接在凝结水精处理装置12的出口附近，凝结水加热阀门19的出口与凝结水加热器20的低温侧进口连接，凝结水加热器20的低温侧出口与除氧器6的加热后凝结水进口连接，放热前热网供水支管21与支管阀门22的进口连接，支管阀门22的出口与凝结水加热器20的高温侧进口连接，凝结水加热器20的高温侧出口与放热后热网供水支管23连接。

本实施例中，亚临界机组改进型热网疏水系统包括以下通道：采暖蒸汽从汽轮机1中排出，经热网加热器2后放热凝结成疏水，经疏水泵3加压，由除氧器疏水管路阀门5流入除氧器6形成抽汽工况下热网疏水通道；疏水经疏水泵3加压，经热井疏水管路阀门8流入热井9形成切缸工况下热网疏水通道；疏水经疏水泵3加压，经疏水余热利用阀门15进入热网形成疏水余热利用通道；补水经补水阀门18流入热井9形成补水通道；凝结水从热井9流出，经凝结水泵11送往凝结水精处理装置12，再通过低加管道阀门13送往低加管道14形成抽汽工况下凝结水通道；凝结水从热井9流出，经凝结水泵11送往凝结水精处理装置12，再通过凝结水加热阀门19进入凝结水加热器20，最后送入除氧器6形成切缸工况下凝结水通道；热网供水经支管阀门22进入凝结水加热器20，随后排出形成热网供水放热通道。

本实施例中，亚临界机组改进型热网疏水系统的运行步骤如下：

1、在采暖季初末期，汽轮机1抽汽运行，此时有较多的乏汽送往冷却塔冷却，排到热井9里的凝结水温度较低，可以直接送往凝结水精处理装置12，随后经低加管道14送往低压加热器，此时低加管道阀门13打开，凝结水加热阀门19和支管阀门22均关闭；而热网疏水则直接送往除氧器6，此时除氧器疏水管路阀门5打开，热井疏水管路阀门8、疏水余热利用阀门15和补水阀门18均关闭；

2、在采暖季深寒期，汽轮机1切除低压缸运行，此时只有极少量的乏汽送往冷却塔，相应地热井9里的凝结水量也很少，需打开疏水余热利用阀门15和补水阀门18，根据疏水流量计16的测量值与设定值的比对结果，自动调节疏水余热利用阀门15开度，同时联动调整补水阀门18开度，使得补水流量计17的测量值与设定值一致，这种操作使得部分热网疏水能够补充至热网，同时将原本送往热网的补水送入热井9，保证始终有部分凝结水可以被精处理，由于热井9里送出的凝结水水量增大，凝结水泵11也不必开启再循环管路；由于汽轮机1的低压缸基本不进汽，低加系统不能加热凝结水，此时凝结水加热阀门19和支管阀门22可以打开，低加管道阀门13可以关闭，利用部分热网供水对凝结水进行加热，加热后的凝结水送入除氧器6，提升回热系统热效率；

3、在采暖季深寒期，热井疏水管路阀门8和除氧器疏水管路阀门5均应打开，比对温度监控装置10的测量值与设定值，自动联锁调节控制两热井疏水管路阀门8和除氧器疏水管路阀门5开度，在保证进入凝结水精处理装置12的水温不超标的前提下，尽可能多的让热网疏水流回热井9。

本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种亚临界机组改进型热网疏水系统，包括汽轮机（1），其特征在于：还包括热网加热器（2）、疏水泵（3）、疏水管道（4）、除氧器疏水管路阀门（5）、除氧器（6）、给水管道（7）、热井疏水管路阀门（8）、热井（9）、温度监控装置（10）、凝结水泵（11）、凝结水精处理装置（12）、低加管道阀门（13）、低加管道（14）、疏水余热利用阀门（15）、疏水流量计（16）、补水流量计（17）、补水阀门（18）、凝结水加热阀门（19）、凝结水加热器（20）、放热前热网供水支管（21）、支管阀门（22）和放热后热网供水支管（23）；

所述汽轮机（1）的采暖抽汽口与热网加热器（2）的蒸汽进口连接，所述热网加热器（2）的疏水出口与疏水泵（3）的进口连接，所述疏水泵（3）的出口与疏水管道（4）连接，所述疏水管道（4）与除氧器疏水管路阀门（5）的进口连接，所述除氧器疏水管路阀门（5）的出口与除氧器（6）的热网疏水进口连接，所述除氧器（6）的给水出口与给水管道（7）连接；所述热井疏水管路阀门（8）的进口旁接在疏水管道（4）上，所述热井疏水管路阀门（8）的出口与热井（9）的热网疏水进口连接，所述热井（9）的凝结水出口与凝结水泵（11）的进口连接，所述温度监控装置（10）安装在热井（9）的凝结水出口，所述凝结水泵（11）的出口与凝结水精处理装置（12）的进口连接，所述凝结水精处理装置（12）的出口与低加管道阀门（13）的进口连接，所述低加管道阀门（13）的出口与低加管道（14）连接；

所述疏水余热利用阀门（15）的进口旁接在疏水管道（4）上，所述疏水余热利用阀门（15）的出口与疏水流量计（16）的进口连接，所述补水流量计（17）的出口与补水阀门（18）的进口连接，所述补水阀门（18）的出口与热井（9）的补水进口连接；

所述凝结水加热阀门（19）的进口旁接在凝结水精处理装置（12）的出口，所述凝结水加热阀门（19）的出口与凝结水加热器（20）的低温侧进口连接，所述凝结水加热器（20）的低温侧出口与除氧器（6）的加热后凝结水进口连接，所述放热前热网供水支管（21）与支管阀门（22）的进口连接，所述支管阀门（22）的出口与凝结水加热器（20）的高温侧进口连接，所述凝结水加热器（20）的高温侧出口与放热后热网供水支管（23）连接。

2.根据权利要求1所述的亚临界机组改进型热网疏水系统，其特征在于：所述汽轮机（1）为凝抽背改造后的亚临界汽轮机组。

3.根据权利要求1所述的亚临界机组改进型热网疏水系统，其特征在于：所述除氧器疏水管路阀门（5）和热井疏水管路阀门（8）受温度控制，能够根据设定值联锁调整阀门开度。

4.根据权利要求1所述的亚临界机组改进型热网疏水系统，其特征在于：所述疏水余热利用阀门（15）和补水阀门（18）受流量控制，能够根据给定的流量值自动调节阀门开度，保持两阀门流量一致。

5.一种如权利要求1-4中任一项所述的亚临界机组改进型热网疏水系统的工作方法，其特征在于：运行步骤如下：

1）在采暖季初末期，汽轮机（1）抽汽运行，此时有较多的乏汽送往冷却塔冷却，排到热井（9）里的凝结水温度较低，可以直接送往凝结水精处理装置（12），随后经低加管道（14）送往低压加热器，此时低加管道阀门（13）打开，凝结水加热阀门（19）和支管阀门（22）均关闭；而热网疏水则直接送往除氧器（6），此时除氧器疏水管路阀门（5）打开，热井疏水管路阀门（8）、疏水余热利用阀门（15）和补水阀门（18）均关闭；

2）在采暖季深寒期，汽轮机（1）切除低压缸运行，此时只有极少量的乏汽送往冷却塔，相应地热井（9）里的凝结水量也很少，打开疏水余热利用阀门（15）和补水阀门（18），根据疏水流量计（16）的测量值与设定值的比对结果，自动调节疏水余热利用阀门（15）开度，同时联动调整补水阀门（18）开度，使得补水流量计（17）的测量值与设定值一致，这种操作使得部分热网疏水能够补充至热网，同时将原本送往热网的补水送入热井（9），保证始终有部分凝结水被精处理，由于热井（9）里送出的凝结水水量增大，凝结水泵（11）也不必开启再循环管路；由于汽轮机（1）的低压缸基本不进汽，低加系统不能加热凝结水，此时凝结水加热阀门（19）和支管阀门（22）打开，低加管道阀门（13）关闭，利用部分热网供水对凝结水进行加热，加热后的凝结水送入除氧器（6），提升回热系统热效率；

3）在采暖季深寒期，热井疏水管路阀门（8）和除氧器疏水管路阀门（5）均打开，比对温度监控装置（10）的测量值与设定值，自动联锁调节控制两热井疏水管路阀门（8）和除氧器疏水管路阀门（5）开度，在保证进入凝结水精处理装置（12）的水温不超标的前提下，尽可能多的让热网疏水流回热井（9）。

6.根据权利要求5所述的亚临界机组改进型热网疏水系统的工作方法，其特征在于：采暖蒸汽从汽轮机（1）中排出，经热网加热器（2）后放热凝结成疏水，经疏水泵（3）加压，由除氧器疏水管路阀门（5）流入除氧器（6）形成抽汽工况下热网疏水通道；疏水经疏水泵（3）加压，经热井疏水管路阀门（8）流入热井（9）形成切缸工况下热网疏水通道；疏水经疏水泵（3）加压，经疏水余热利用阀门（15）进入热网形成疏水余热利用通道；补水经补水阀门（18）流入热井（9）形成补水通道；凝结水从热井（9）流出，经凝结水泵（11）送往凝结水精处理装置（12），再通过低加管道阀门（13）送往低加管道（14）形成抽汽工况下凝结水通道；凝结水从热井（9）流出，经凝结水泵（11）送往凝结水精处理装置（12），再通过凝结水加热阀门（19）进入凝结水加热器（20），最后送入除氧器（6）形成切缸工况下凝结水通道；热网供水经支管阀门（22）进入凝结水加热器（20），随后排出形成热网供水放热通道。

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