CN111810263A - 一种实现燃煤发电机组汽气水多联供的系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现燃煤发电机组汽气水多联供的系统，包括锅炉、高压缸、中压缸、低压缸、低温多效海水淡化装置以及背压汽轮机，高压缸、中压缸及低压缸的转轴同轴连接，共同驱动发电机发电。锅炉的排汽输送至高压缸做功；高压缸的排汽经锅炉再热后，一部分输送至中压缸做功，另一部分作为主机热再抽汽被输送至背压汽轮机、减温减压器以及作为工业蒸汽输出；本发明通过设置背压汽轮机拖动空气压缩机做功对外供给压缩空气，背压机通流设置旋转隔板抽汽外供工业蒸汽，排汽供给低温多效海水淡化制取淡水外供，实现了由传统煤电向综合能源服务基地转型，提升新形势下的沿海地区煤电生存能力和可持续发展能力。

Description

一种实现燃煤发电机组汽气水多联供的系统

【技术领域】

本发明属于能源综合利用领域，涉及一种实现燃煤发电机组汽气水多联供的系统。

【背景技术】

随着全球经济、能源和环保形势的发展，当前燃煤电站将面临更为严格的环保要求和严峻的市场经营形势，主要表现为：1)电量调度由铭牌调度逐步向节能调度调整，要求燃煤电站持续进行节能降耗；2)火电发电小时数下降，发电侧盈利能力降低；3)可再生能源利用率低，火电机组灵活性调峰需求迫切，燃煤电站由当前的电源主力逐步向调峰主力转型，低年利用小时、低负荷率和频繁调峰是燃煤电站未来一段时期的主要现状，这一现状的持续时间取决于风电光水等新能源电力发展以及储能技术工业化生产。目前我国最大峰谷差约为最高负荷的～25％，加上占比～20％的风光电源，目前电力系统的调峰需求约45％。煤电企业须主动转变观念：1)从电源主力渐向配角转型：年利用小时～4000h。2)纯供电渐向综合能源供应基地转型：电、热、汽、气、冷、水。

沿海地区淡水资源缺乏，主流南水北调工程成本相对较高且供不应求，海水淡化作为当地水资源的重要保障。海水淡化主要技术路线有热法和膜法，膜法主要缺点为占地面积大、化学品消耗量大、性能受海水温度等缺点，应用前景略低于热法。

【发明内容】

本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种实现燃煤发电机组汽气水多联供的系统。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种实现燃煤发电机组汽气水多联供的系统，包括：

锅炉，所述锅炉的排汽输送至高压缸做功；

高压缸，所述高压缸的排汽经锅炉再热后，一部分输送至中压缸做功，另一部分作为主机热再抽汽被输送至背压汽轮机、减温减压器以及作为工业蒸汽输出；

中压缸，所述中压缸的排汽输送至低压缸做功；

低压缸，所述低压缸的排汽通过带有凝汽器的给水系统加热后回流至锅炉，形成排汽循环；

低温多效海水淡化装置，所述低温多效海水淡化装置的入口连接原海水取水泵，出口连接淡水输送泵；淡水输送泵将淡化后的海水加压后输出，一部分作为成品水输出，一部分作为燃煤机组自身耗用输送至给水系统，最后一部分作为减温水输送至减温减压器；

背压汽轮机，所述背压汽轮机的蒸汽排汽作为工业蒸汽输出，做功排汽输送至减温减压器；背压汽轮机的输出轴上连接空气压缩机。

本发明进一步的改进在于：

所述给水系统包括依次连接的凝汽器、凝结水泵、低压加热器组、给水泵以及高压加热器组；凝汽器的入口与低压缸的排汽相连；淡水输送泵将一部分淡化后的海水加压后输送至凝结水泵的入口管路上；高压加热器组的出口与锅炉相连。

所述淡水输送泵通过第一阀门组与减温减压器相连。

所述低温多效海水淡化装置上连接有用于抽出不凝结气体的水环真空泵组。

所述高压缸、中压缸及低压缸的转轴同轴连接，共同驱动发电机发电。

所述主机热再抽汽通过第二阀门组和第四阀门组将作为工业蒸汽的一部分排汽输出；通过第三阀门组将一部分排汽输送至背压汽轮机；通过第二阀门组和第五阀门组将一部分排汽输送至减温减压器。

所述背压汽轮机的做功排汽端设置有第七阀门组；中压缸的入口处设置有第八阀门组。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明通过设置背压汽轮机拖动空气压缩机做功对外供给压缩空气，背压机通流设置旋转隔板抽汽外供工业蒸汽，排汽供给低温多效海水淡化制取淡水外供，在目前单独售电的基础上，增加了工业供汽、压缩空气和淡水等产品，实现了由传统煤电向综合能源服务基地转型，提升新形势下的沿海地区煤电生存能力和可持续发展能力。

【附图说明】

图1为本发明的系统示意图。

其中，1-锅炉；2-高压缸；3-中压缸；4-低压缸；5-发电机；6-凝汽器；7-凝结水泵；8-低压加热器组；9-给水泵；10-高压加热器组11-背压汽轮机；12-空气压缩机；13-原海水取水泵；14-低温多效海水淡化装置；15-淡水输送泵；16-水环真空泵组；17-减温减压器；18-第一阀门组；19-第二阀门组；20-第三阀门组；21-第四阀门组；22-第五阀门组；23-第六阀门组；24-第七阀门组；25-第八阀门组。

【具体实施方式】

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。基于本发明中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

在附图中示出了根据本发明公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。

本发明公开的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。另外，如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”，那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1，本发明实现燃煤发电机组汽气水多联供的系统，包括锅炉1、高压缸2、中压缸3、低压缸4、低温多效海水淡化装置14以及背压汽轮机11，高压缸2、中压缸3及低压缸4的转轴同轴连接，共同驱动发电机5发电。锅炉1的排汽输送至高压缸2做功；高压缸2的排汽经锅炉1再热后，一部分输送至中压缸3做功，另一部分作为主机热再抽汽被输送至背压汽轮机11、减温减压器17以及作为工业蒸汽输出；中压缸3的排汽输送至低压缸4做功；低压缸4的排汽通过带有凝汽器6的给水系统加热后回流至锅炉1，形成排汽循环；背压汽轮机11的蒸汽排汽作为工业蒸汽输出，做功排汽输送至减温减压器17；背压汽轮机11的输出轴上连接空气压缩机12。主机热再抽汽通过第二阀门组19和第四阀门组21将作为工业蒸汽的一部分排汽输出；通过第三阀门组20将一部分排汽输送至背压汽轮机11；通过第二阀门组19和第五阀门组22将一部分排汽输送至减温减压器17。

低温多效海水淡化装置14的入口连接原海水取水泵13，出口连接淡水输送泵15；淡水输送泵15将淡化后的海水加压后输出，一部分作为成品水输出，一部分作为燃煤机组自身耗用输送至给水系统，最后一部分作为减温水输送至减温减压器17；给水系统包括依次连接的凝汽器6、凝结水泵7、低压加热器组8、给水泵9以及高压加热器组10；凝汽器6的入口与低压缸4的排汽相连；淡水输送泵15将一部分淡化后的海水加压后输送至凝结水泵7的入口管路上；高压加热器组10的出口与锅炉1相连。淡水输送泵15通过第一阀门组与减温减压器17相连。低温多效海水淡化装置14上连接有用于抽出不凝结气体的水环真空泵组16。背压汽轮机11的做功排汽端设置有第七阀门组24；中压缸3的入口处设置有第八阀门组25。

本发明的工作原理：

锅炉1出口新蒸汽依次经过汽轮机高压缸2做功后返回锅炉1再热器二次提温后分为两部分，一部分继续进入中压缸3和低压缸4做功驱动发电机5发电，另一部分进入背压汽轮机11做功驱动空气压缩机12制取高压空气对外供出，背压汽轮机12内部通流设置旋转隔板，抽汽外供工业蒸汽，背压汽轮机11排汽减温后进入低温多效海水淡化装置14加热由原海水取水泵13供给的海水，制取的成品淡水经输送泵15加压后分为三部分，一部分作为海水淡化装置14的热源减温水，一部分作为燃煤电站自身耗用，另一部分对外供出。为维持海水淡化装置运行真空，配置水环真空泵组16抽出不凝结气体。海水淡化装置14凝结水和工业供汽补充水共同进入凝汽器6，和低压缸排汽凝结水共同经凝结水泵7、低压加热器组8、给水泵9和高压加热器组10后进入锅炉吸热，完成系统循环。此外，背压汽轮拖动空气压缩机12设置了旁路系统，正常运行时第二阀门组19、第四阀门组21和第五阀门组22关闭，当背压汽轮拖动空气压缩机12故障停运时，第三阀门组20、第六阀门组23和第七阀门组24关闭，第二阀门组19、第四阀门组21和第五阀门组22开启，热再抽汽蒸汽减温减压外供工业蒸汽和海水淡化装置，此时压缩空气产品停供。当热再抽汽流量增大时需通过第八阀门组25参调，以平衡汽轮机推力、保障高压缸2末两级叶片安全以及维持热再抽汽压力。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种实现燃煤发电机组汽气水多联供的系统，其特征在于，包括：

锅炉(1)，所述锅炉(1)的排汽输送至高压缸(2)做功；

高压缸(2)，所述高压缸(2)的排汽经锅炉(1)再热后，一部分输送至中压缸(3)做功，另一部分作为主机热再抽汽被输送至背压汽轮机(11)、减温减压器(17)以及作为工业蒸汽输出；

中压缸(3)，所述中压缸(3)的排汽输送至低压缸(4)做功；

低压缸(4)，所述低压缸(4)的排汽通过带有凝汽器(6)的给水系统加热后回流至锅炉(1)，形成排汽循环；

低温多效海水淡化装置(14)，所述低温多效海水淡化装置(14)的入口连接原海水取水泵(13)，出口连接淡水输送泵(15)；淡水输送泵(15)将淡化后的海水加压后输出，一部分作为成品水输出，一部分作为燃煤机组自身耗用输送至给水系统，最后一部分作为减温水输送至减温减压器(17)；

背压汽轮机(11)，所述背压汽轮机(11)的蒸汽排汽作为工业蒸汽输出，做功排汽输送至减温减压器(17)；背压汽轮机(11)的输出轴上连接空气压缩机(12)。

2.根据权利要求1所述的实现燃煤发电机组汽气水多联供的系统，其特征在于，所述给水系统包括依次连接的凝汽器(6)、凝结水泵(7)、低压加热器组(8)、给水泵(9)以及高压加热器组(10)；凝汽器(6)的入口与低压缸(4)的排汽相连；淡水输送泵(15)将一部分淡化后的海水加压后输送至凝结水泵(7)的入口管路上；高压加热器组(10)的出口与锅炉(1)相连。

3.根据权利要求1所述的实现燃煤发电机组汽气水多联供的系统，其特征在于，所述淡水输送泵(15)通过第一阀门组与减温减压器(17)相连。

4.根据权利要求1所述的实现燃煤发电机组汽气水多联供的系统，其特征在于，所述低温多效海水淡化装置(14)上连接有用于抽出不凝结气体的水环真空泵组(16)。

5.根据权利要求1所述的实现燃煤发电机组汽气水多联供的系统，其特征在于，所述高压缸(2)、中压缸(3)及低压缸(4)的转轴同轴连接，共同驱动发电机(5)发电。

6.根据权利要求1所述的实现燃煤发电机组汽气水多联供的系统，其特征在于，所述主机热再抽汽通过第二阀门组(19)和第四阀门组(21)将作为工业蒸汽的一部分排汽输出；通过第三阀门组(20)将一部分排汽输送至背压汽轮机(11)；通过第二阀门组(19)和第五阀门组(22)将一部分排汽输送至减温减压器(17)。

7.根据权利要求1所述的实现燃煤发电机组汽气水多联供的系统，其特征在于，所述背压汽轮机(11)的做功排汽端设置有第七阀门组(24)；中压缸(3)的入口处设置有第八阀门组(25)。

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