CN114538661A - 一种电厂闭式水系统水质处理及余热利用的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电厂闭式水系统水质处理及余热利用的系统及方法，包括膨胀水箱、闭式水水泵、开闭式水换热器、闭式水用户、水质处理系统和吸收式热泵组。整个系统利用凝结水系统化学精处理装置改善闭式水系统水质，同时采用辅助蒸汽驱动吸收式热泵系统，对闭式水余热进行回收利用，将热量传递给生水。本发明系统在改善闭式水水质的同时，利用了闭式水回水余热的低品位热量，提高了电厂的余热利用率，降低了电厂的煤耗量，机组的经济性和环保性显著提高。

Description

一种电厂闭式水系统水质处理及余热利用的系统及方法

技术领域

本发明属于电厂闭式水系统技术领域，特别涉及一种电厂闭式水系统水质处理及余热利用的系统及方法。

背景技术

电厂闭式水系统是以除盐水为介质的闭式冷却系统，系统一方面向转动机械的轴承提供密封冷却水，另一方面为机组辅助设备提供冷却水源，如开式水板式换热器、EH油冷却器、密封油冷却器和空压机冷却器等，使设备在正常的温度条件下运行。

闭式水在循环冷却的过程中，由于管道和换热设备会发生腐蚀和结垢，水质不可避免的会持续恶化，严重时会直接影响电厂的正常运行。当水质恶化后，现有方法是采取边补边排的方式，对闭式水进行部分置换，或者进行加药处理，直到水质再次满足运行要求。但这种方法不仅会造成水资源的浪费，而且闭式水中携带的热量也未能得到有效利用。所以设法改善闭式水系统水质，节约水资源并且提高系统余热利用效率是很有必要的。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电厂闭式水系统水质处理及余热利用的系统及方法，利用汽轮机凝结水系统化学精处理装置对闭式水进行过滤处理，同时采用吸收式热泵对处理前的闭式水进行余热回收，将热量传递给生水，提高机组的热经济性。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种电厂闭式水系统水质处理及余热利用的系统，包括膨胀水箱、闭式水水泵、开闭式水换热器、闭式水用户、过滤器、高速混床和吸收式热泵组；

所述膨胀水箱设置有膨胀水箱液位测点，膨胀水箱出口与闭式水水泵入口相连，闭式水水泵出口与开闭式水换热器入口相连，开闭式水换热器出口与闭式水用户相连，闭式水用户出口与闭式水回水母管相连，闭式水回水母管用于将闭式水送至闭式水水泵入口；

所述吸收式热泵组包括吸收式热泵发生器、吸收式热泵吸收器、吸收式热泵蒸发器和吸收式热泵冷凝器；辅汽联箱出口与吸收式热泵发生器的驱动热源入口相连，吸收式热泵发生器的驱动热源出口与生水换热器的热侧入口相连，生水换热器的热侧出口通过疏水管道与凝汽器的入口相连；

所述吸收式热泵发生器的蒸汽出口与吸收式热泵冷凝器的蒸汽入口相连，吸收式热泵冷凝器的蒸汽出口与吸收式热泵蒸发器的蒸汽入口相连，吸收式热泵蒸发器的蒸汽出口与吸收式热泵吸收器的蒸汽入口相连，吸收式热泵吸收器的蒸汽出口与吸收式热泵发生器的蒸汽入口相连；

所述闭式水回水母管设置闭式水回水旁路，闭式水回水旁路与吸收式热泵蒸发器热源水入口相连，吸收式热泵蒸发器的热源水出口与凝结水系统化学精处理装置相连，精处理装置出口与闭式水回水母管相连；吸收式热泵蒸发器热源水进水管道和回水管道连接。

本发明进一步的改进在于，闭式水用户的出入口处分别设置有闭式水用户入口电动阀和闭式水用户出口电动阀，疏水管道上设置有疏水阀。

本发明进一步的改进在于，吸收式热泵蒸发器热源水进水管道和回水管道上分别设置有吸收式热泵蒸发器热源水进水电动阀和吸收式热泵蒸发器热源水出水电动阀，热源水进水管道与回水管道通过吸收式热泵蒸发器热源水旁路电动阀连接。

本发明进一步的改进在于，精处理装置出口通过水质处理系统出口电动阀与闭式水回水母管相连，水质处理系统出口电动阀后设置取样管路，取样管路上设置有取样管路手动阀。

本发明进一步的改进在于，所述吸收式热泵吸收器的循环工质出口与吸收式热泵发生器的循环工质入口相连，吸收式热泵发生器的循环工质出口与吸收式热泵吸收器的循环工质入口相连，两条管路间通过溶液换热器进行热量交换。

本发明进一步的改进在于，所述吸收式热泵冷凝器的蒸汽出口通过节流阀与吸收式热泵蒸发器的蒸汽入口相连，吸收式热泵吸收器的循环工质出口与吸收式热泵发生器的循环工质入口之间有溶液泵，吸收式热泵发生器的循环工质出口通过循环工质调节阀与吸收式热泵吸收器的循环工质入口相连。

本发明进一步的改进在于，所述生水进入吸收式热泵吸收器，吸收式热泵吸收器生水出口与吸收式热泵冷凝器生水入口相连，吸收式热泵冷凝器生水出口与生水换热器生水入口相连，生水离开生水换热器后去往化学水处理车间。

本发明进一步的改进在于，所述辅汽联箱通过辅汽进汽调节阀与吸收式热泵发生器相连。

本发明进一步的改进在于，所述生水入口管路设置有生水进水电动阀，生水换热器生水出口设置有生水回水电动阀，生水管路设置有旁路，旁路上设置有生水旁路电动阀。

一种电厂闭式水系统水质处理及余热利用的方法，包括以下步骤：

a.当闭式水系统水质合格时，开启闭式水用户进口电动阀和闭式水用户出口电动阀，关闭吸收式热泵蒸发器热源水入口电动阀、水质处理系统出口电动阀，闭式水系统正常运行；关闭辅汽进汽调节阀和疏水阀，关闭生水进水电动阀和生水回水电动阀，开启生水旁路电动阀；此时吸收式热泵组不工作，生水通过旁路去往化学水处理车间；

b.当闭式水系统水质恶化后，吸收式热泵系统及闭式水水质处理系统投运；开启吸收式热泵蒸发器热源水入口电动阀和水质处理系统出口电动阀，开启辅汽进汽调节阀和疏水阀，开启生水进水电动阀和生水回水电动阀，关闭生水旁路电动阀，关闭吸收式热泵蒸发器热源水旁路电动阀；此时辅助蒸汽作为吸收式热泵驱动热源，辅汽进汽调节阀控制辅汽流量，吸收式热泵系统将水质处理前的闭式水余热传递给生水；同时关注膨胀水箱液位测点数值，当膨胀水箱液位偏低时需立即进行补水；余热已被利用的闭式水依次通过过滤器和高速混床进行水质处理，处理完后回到闭式水回水母管；开启取样管手动阀进行水质采样，判断闭式水水质是否合格；

c.当热泵系统发生紧急事故时，关闭辅汽进汽调节阀、生水进水电动阀和生水回水电动阀，关闭吸收式热泵蒸发器热源水进水电动阀和吸收式热泵蒸发器热源水出水电动阀，完成吸收式热泵系统的停运工作；开启生水旁路电动阀，生水经旁路去往化学水处理车间；开启吸收式热泵蒸发器热源水旁路电动阀，闭式水回水直接去往过滤器，闭式水水质处理系统正常运行；

d.在检修状态下，通过关闭辅汽进汽调节阀和疏水阀对驱动热源系统进行隔离；通过关闭吸收式热泵蒸发器热源水进水电动阀、吸收式热泵蒸发器热源水出水电动阀和水质处理系统出口电动阀完成闭式水水质处理系统的隔离；通过关闭生水进水电动阀和生水回水电动阀完成生水系统的隔离。

本发明至少具有如下有益的技术效果：

本发明提供了一种电厂闭式水系统水质处理及余热利用的系统及方法，利用凝结水系统化学精处理装置改善闭式水系统水质，同时采用辅助蒸汽驱动吸收式热泵系统，对闭式水回水余热进行回收，将热量传递给生水，同时辅汽放热后的高温饱和水在生水换热器中对生水进行二次加热。系统不仅充分利用了凝结水水质处理系统预留的水处理裕量，还在改善闭式水水质的同时，实现了闭式水回水余热的回收利用，提高了电厂的余热利用率，降低了电厂的煤耗量，机组的经济性和环保性显著提高。

闭式水系统、吸收式热泵系统和水质处理系统的运行方法不仅考虑了系统投运时的运行策略，而且提供了事故状态和检修状态下系统的控制策略。整个控制方式灵活简单，尤其在事故工况下可以第一时间隔离系统，保证整个机组稳定运行。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

附图标记说明：

1为膨胀水箱，2为闭式水水泵，3为开闭式水换热器，4为闭式水用户，5为过滤器，6为高速混床，7为辅汽联箱，8为吸收式热泵发生器，9为吸收式热泵吸收器，10为吸收式热泵蒸发器，11为吸收式热泵冷凝器，12为溶液热交换器，13为生水换热器，14为凝汽器，15为化学水处理车间，16为循环工质调节阀，17为溶液泵，18为节流阀，19为辅汽进汽调节阀，20为生水进水电动阀，21为生水回水电动阀，22为生水旁路电动阀，23为疏水阀，24为吸收式热泵蒸发器热源水进水电动阀，25为吸收式热泵蒸发器热源水出水电动阀，26为吸收式热泵蒸发器热源水旁路电动阀，27为闭式水用户入口电动阀，28为闭式水用户出口电动阀，29为水质处理系统出口电动阀，30为取样管路手动阀。L₁为膨胀水箱液位测点。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

参考图1，本发明所述的一种电厂闭式水系统水质处理及余热利用的系统，包括膨胀水箱1，闭式水水泵2，开闭式水换热器3，闭式水用户4，水质处理系统，以及吸收式热泵组。

膨胀水箱1设置液位测点L₁，膨胀水箱1出口与闭式水水泵2入口相连，闭式水水泵2出口与开闭式水换热器3入口相连，开闭式水换热器3出口通过闭式水用户入口电动阀27与闭式水用户4相连，闭式水用户4出口通过闭式水用户出口电动阀28与闭式水回水母管相连，闭式水回水母管将闭式水送至闭式水水泵2入口。

吸收式热泵组主要由吸收式热泵发生器8，吸收式热泵吸收器9，吸收式热泵蒸发器10，以及吸收式热泵冷凝器11组成，采用辅汽作为驱动热源。辅汽联箱7出口通过辅汽进汽调节阀19与吸收式热泵发生器8的驱动热源入口相连，吸收式热泵发生器8的驱动热源出口与生水换热器13的热侧入口相连，生水换热器13的热侧出口通过疏水管道与凝汽器14的入口相连，疏水管道上设置有疏水阀23。吸收式热泵发生器8的蒸汽出口与吸收式热泵冷凝器11的蒸汽入口相连，吸收式热泵冷凝器11的蒸汽出口与吸收式热泵蒸发器10的蒸汽入口相连，吸收式热泵蒸发器10的蒸汽出口与吸收式热泵吸收器9的蒸汽入口相连，吸收式热泵吸收器9的蒸汽出口与吸收式热泵发生器8的蒸汽入口相连；吸收式热泵吸收器9的循环工质出口与吸收式热泵发生器8的循环工质入口相连，吸收式热泵发生器8的循环工质出口与吸收式热泵吸收器9的循环工质入口相连，两条管路间通过溶液换热器12进行热量交换。

进一步的，吸收式热泵冷凝器11的蒸汽出口通过节流阀18与吸收式热泵蒸发器10的蒸汽入口相连，吸收式热泵吸收器9的循环工质出口与吸收式热泵发生器8的循环工质入口之间有溶液泵17，吸收式热泵发生器8的循环工质出口通过溶液阀16与吸收式热泵吸收器9的循环工质入口相连。

厂区生水进入吸收式热泵吸收器9，吸收式热泵吸收器9生水出口与吸收式热泵冷凝器11生水入口相连，吸收式热泵冷凝器11生水出口与生水换热器13生水入口相连，生水离开生水换热器13后去往化学水处理车间15。生水入口管路设置生水进水电动阀20，生水换热器生水出口设置出水电动阀21。生水管路设置有旁路，旁路上设置有生水旁路电动阀22。

闭式水回水母管设置闭式水回水旁路，旁路与吸收式热泵蒸发器10热源水入口相连，吸收式热泵蒸发器10的热源水出口与凝结水系统化学精处理装置相连，精处理装置包括过滤器5和高速混床6，精处理装置出口通过水质处理系统出口电动阀29与闭式水回水母管相连。吸收式热泵蒸发器10热源水进回水管路上分别设置有吸收式热泵蒸发器热源水进水电动阀24和吸收式热泵蒸发器热源水出水电动阀，进水管道与回水管道通过吸收式热泵蒸发器热源水旁路电动阀26连接。水质处理系统出口电动阀后设置取样管路，取样管路上设置有取样管路手动阀30，通过取样管路观察、检测闭式水的水质。

本发明所述的一种电厂闭式水系统水质处理及余热利用的方法，包括以下步骤：

a.当闭式水系统水质合格时，开启闭式水用户进口电动阀27和闭式水用户出口电动阀28，关闭吸收式热泵蒸发器热源水入口电动阀24、水质处理系统出口电动阀29，闭式水系统正常运行。关闭辅汽进汽调节阀19、疏水阀23，关闭生水进水电动阀20、生水回水电动阀21，开启生水旁路电动阀22。此时吸收式热泵组不工作，生水通过旁路去往化学水处理车间15。

b.当闭式水系统水质恶化后，吸收式热泵系统及闭式水水质处理系统投运。开启吸收式热泵蒸发器热源水入口电动阀24和水质处理系统出口电动阀29，开启辅汽进汽调节阀19、疏水阀23，开启生水进水电动阀20和生水回水电动阀21，关闭生水旁路电动阀22，关闭吸收式热泵蒸发器热源水旁路电动阀26。此时辅助蒸汽作为吸收式热泵驱动热源，辅汽进汽调节阀19控制辅汽流量，吸收式热泵系统将水质处理前的闭式水余热传递给生水。同时关注膨胀水箱液位测点L₁数值，当膨胀水箱1液位偏低时需立即进行补水。余热已被利用的闭式水依次通过过滤器5和高速混床6进行水质处理，处理完后回到闭式水回水母管。可以开启取样管手动阀30进行水质采样，判断闭式水水质是否合格。

c.当热泵系统发生紧急事故时，关闭辅汽进汽调节阀19、生水进水电动阀20和生水回水电动阀21，关闭吸收式热泵蒸发器热源水进水电动阀24和吸收式热泵蒸发器热源水出水电动阀25，完成吸收式热泵系统的停运工作。开启生水旁路电动阀22，生水经旁路去往化学水处理车间15；开启吸收式热泵蒸发器热源水旁路电动阀26，闭式水回水直接去往过滤器5，闭式水水质处理系统正常运行。

d.在检修状态下，通过关闭辅汽进汽调节阀19和疏水阀23对驱动热源系统进行隔离；通过关闭吸收式热泵蒸发器热源水进水电动阀24、吸收式热泵蒸发器热源水出水电动阀25和水质处理系统出口电动阀29完成闭式水水质处理系统的隔离；通过关闭生水进水电动阀20和生水回水电动阀21完成生水系统的隔离。

本发明对闭式水水质处理及余热利用提出了运行方法，适用于火力发电机组，但不仅限于这些机组。以上的所有描述阐述了本发明的基本原理、主要特征以及本发明的优点。本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书只是说明本发明的原理。本发明会根据实际设计施工过程中存在各种变化和改进，这些变化和改进均属于本发明要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种电厂闭式水系统水质处理及余热利用的系统，其特征在于，包括膨胀水箱、闭式水水泵、开闭式水换热器、闭式水用户、过滤器、高速混床和吸收式热泵组；

所述膨胀水箱设置有膨胀水箱液位测点，膨胀水箱出口与闭式水水泵入口相连，闭式水水泵出口与开闭式水换热器入口相连，开闭式水换热器出口与闭式水用户相连，闭式水用户出口与闭式水回水母管相连，闭式水回水母管用于将闭式水送至闭式水水泵入口；

所述吸收式热泵组包括吸收式热泵发生器、吸收式热泵吸收器、吸收式热泵蒸发器和吸收式热泵冷凝器；辅汽联箱出口与吸收式热泵发生器的驱动热源入口相连，吸收式热泵发生器的驱动热源出口与生水换热器的热侧入口相连，生水换热器的热侧出口通过疏水管道与凝汽器的入口相连；

所述吸收式热泵发生器的蒸汽出口与吸收式热泵冷凝器的蒸汽入口相连，吸收式热泵冷凝器的蒸汽出口与吸收式热泵蒸发器的蒸汽入口相连，吸收式热泵蒸发器的蒸汽出口与吸收式热泵吸收器的蒸汽入口相连，吸收式热泵吸收器的蒸汽出口与吸收式热泵发生器的蒸汽入口相连；

所述闭式水回水母管设置闭式水回水旁路，闭式水回水旁路与吸收式热泵蒸发器热源水入口相连，吸收式热泵蒸发器的热源水出口与凝结水系统化学精处理装置相连，精处理装置出口与闭式水回水母管相连；吸收式热泵蒸发器热源水进水管道和回水管道连接。

2.根据权利要求1所述的一种电厂闭式水系统水质处理及余热利用的系统，其特征在于，闭式水用户的出入口处分别设置有闭式水用户入口电动阀和闭式水用户出口电动阀，疏水管道上设置有疏水阀。

3.根据权利要求2所述的一种电厂闭式水系统水质处理及余热利用的系统，其特征在于，吸收式热泵蒸发器热源水进水管道和回水管道上分别设置有吸收式热泵蒸发器热源水进水电动阀和吸收式热泵蒸发器热源水出水电动阀，热源水进水管道与回水管道通过吸收式热泵蒸发器热源水旁路电动阀连接。

4.根据权利要求3所述的一种电厂闭式水系统水质处理及余热利用的系统，其特征在于，精处理装置出口通过水质处理系统出口电动阀与闭式水回水母管相连，水质处理系统出口电动阀后设置取样管路，取样管路上设置有取样管路手动阀。

5.根据权利要求4所述的一种电厂闭式水系统水质处理及余热利用的系统，其特征在于，所述吸收式热泵吸收器的循环工质出口与吸收式热泵发生器的循环工质入口相连，吸收式热泵发生器的循环工质出口与吸收式热泵吸收器的循环工质入口相连，两条管路间通过溶液换热器进行热量交换。

6.根据权利要求5所述的一种电厂闭式水系统水质处理及余热利用的系统，其特征在于，所述吸收式热泵冷凝器的蒸汽出口通过节流阀与吸收式热泵蒸发器的蒸汽入口相连，吸收式热泵吸收器的循环工质出口与吸收式热泵发生器的循环工质入口之间有溶液泵，吸收式热泵发生器的循环工质出口通过循环工质调节阀与吸收式热泵吸收器的循环工质入口相连。

7.根据权利要求6所述的一种电厂闭式水系统水质处理及余热利用的系统，其特征在于，所述生水进入吸收式热泵吸收器，吸收式热泵吸收器生水出口与吸收式热泵冷凝器生水入口相连，吸收式热泵冷凝器生水出口与生水换热器生水入口相连，生水离开生水换热器后去往化学水处理车间。

8.根据权利要求7所述的一种电厂闭式水系统水质处理及余热利用的系统，其特征在于，所述辅汽联箱通过辅汽进汽调节阀与吸收式热泵发生器相连。

9.根据权利要求8所述的一种电厂闭式水系统水质处理及余热利用的系统，其特征在于，所述生水入口管路设置有生水进水电动阀，生水换热器生水出口设置有生水回水电动阀，生水管路设置有旁路，旁路上设置有生水旁路电动阀。

10.一种电厂闭式水系统水质处理及余热利用的方法，其特征在于，该方法基于权利要求9所述的一种电厂闭式水系统水质处理及余热利用的系统，包括以下步骤：

a.当闭式水系统水质合格时，开启闭式水用户进口电动阀和闭式水用户出口电动阀，关闭吸收式热泵蒸发器热源水入口电动阀、水质处理系统出口电动阀，闭式水系统正常运行；关闭辅汽进汽调节阀和疏水阀，关闭生水进水电动阀和生水回水电动阀，开启生水旁路电动阀；此时吸收式热泵组不工作，生水通过旁路去往化学水处理车间；

b.当闭式水系统水质恶化后，吸收式热泵系统及闭式水水质处理系统投运；开启吸收式热泵蒸发器热源水入口电动阀和水质处理系统出口电动阀，开启辅汽进汽调节阀和疏水阀，开启生水进水电动阀和生水回水电动阀，关闭生水旁路电动阀，关闭吸收式热泵蒸发器热源水旁路电动阀；此时辅助蒸汽作为吸收式热泵驱动热源，辅汽进汽调节阀控制辅汽流量，吸收式热泵系统将水质处理前的闭式水余热传递给生水；同时关注膨胀水箱液位测点数值，当膨胀水箱液位偏低时需立即进行补水；余热已被利用的闭式水依次通过过滤器和高速混床进行水质处理，处理完后回到闭式水回水母管；开启取样管手动阀进行水质采样，判断闭式水水质是否合格；

c.当热泵系统发生紧急事故时，关闭辅汽进汽调节阀、生水进水电动阀和生水回水电动阀，关闭吸收式热泵蒸发器热源水进水电动阀和吸收式热泵蒸发器热源水出水电动阀，完成吸收式热泵系统的停运工作；开启生水旁路电动阀，生水经旁路去往化学水处理车间；开启吸收式热泵蒸发器热源水旁路电动阀，闭式水回水直接去往过滤器，闭式水水质处理系统正常运行；

d.在检修状态下，通过关闭辅汽进汽调节阀和疏水阀对驱动热源系统进行隔离；通过关闭吸收式热泵蒸发器热源水进水电动阀、吸收式热泵蒸发器热源水出水电动阀和水质处理系统出口电动阀完成闭式水水质处理系统的隔离；通过关闭生水进水电动阀和生水回水电动阀完成生水系统的隔离。

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