CN114941554B - 一种采暖用汽进行热电联产能源梯级系统及利用方法 - Google Patents

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Abstract

一种采暖用汽进行热电联产能源梯级系统及利用方法，本发明涉及一种能源梯级系统及利用方法，本发明为解决目前化工厂内的高参数蒸汽直接用于换热时，工艺用汽或自备电厂中压缸排汽压力远高于常规热网加热器所需供热抽汽压力以及能源利用率低的问题，中压缸排供热抽汽出汽端、工艺用汽出汽端通过管路与热电联产汽轮机组的进汽端连通，发电机与热电联产汽轮机组连接，热电联产汽轮机组的出汽端通过管路与前置凝汽器的进汽端连通，前置凝汽器的凝结水出水端通过凝结水泵送回原凝水系统，热用户的热网循环水回水穿过前置凝汽器和热用户的热网循环水进水管连通。本发明属于热能回收技术领域。

Description

一种采暖用汽进行热电联产能源梯级系统及利用方法
技术领域
本发明涉及一种能源梯级系统及利用方法，具体涉及一种采暖用汽进行热电联产能源梯级系统及利用方法，本发明属于热能回收技术领域。
背景技术
随着我国经济建设的飞跃，化工与电力工业有了飞速的发展，热电联产化将是未来能源梯级利用发展的一种趋势。目前化工厂内使用的供热蒸汽，有的通过自备热电厂中低压汽缸的连通管抽汽为热网首站提供供热蒸汽，抽汽压力在0.2～1.0MPa；有的利用生产工艺用汽经减温加压后为热网首站提供供热蒸汽，因生产工艺需要的汽源一般品质较高，无法直接供热，减温加压之前的工艺供汽仍有继续做功发电的潜力，直接经减温减压后用于供热是对能源的一种浪费。热电联产化在保持蒸汽与发电的高效与大容量的基础上，能提供满足工业锅炉负荷的需求，取代工业锅炉或化工厂内减温加压器，并可以保持热力供应的高效性。
发明内容
本发明为解决目前化工厂内的高参数蒸汽直接用于换热时，工艺用汽或自备电厂中压缸排汽压力远高于常规热网加热器所需供热抽汽压力以及能源利用率低的问题，进而提供了一种采暖用汽进行热电联产能源梯级系统及利用方法。
本发明为解决上述问题采取的技术方案是：
它包括热电联产汽轮机组、发电机、原热网加热器、前置凝汽器、中压缸排供热抽汽出汽端、工艺用汽出汽端和热用户；中压缸排供热抽汽出汽端、工艺用汽出汽端通过管路与热电联产汽轮机组的进汽端连通，发电机与热电联产汽轮机组连接，热电联产汽轮机组的出汽端通过管路与前置凝汽器的进汽端连通，前置凝汽器的凝结水出水端通过凝结水泵送回原凝水系统，热用户的热网循环水回水穿过前置凝汽器和热用户的热网循环水进水管连通。
所述方法是按照以下步骤实现的：
步骤一：关闭电厂中排采暖供汽管道关断阀，中压缸排供热抽汽出汽端的蒸汽通过管路、汽轮机组进汽关断阀和汽轮机组进汽流量计进入热电联产汽轮机组的进汽端，通过热电联产汽轮机组带动发电机进行做功发电；
步骤二：热电联产汽轮机组的排汽端将做功后的蒸汽经过汽轮机组乏汽逆止阀和汽轮机组乏汽关断阀进入前置凝汽器进汽端并与热用户的热网循环水回水换热，经过前置凝汽器换热后的凝结水通过凝结水泵送回原凝水系统，热用户的热网循环水回水经过前置凝汽器换热后进入热用户的热网循环水进水管连通。
所述方法是按照以下步骤实现的：
步骤一：关闭工艺用汽减温减压器前关断阀和工艺用汽减温减压器后关断阀，工艺用汽出汽端的蒸汽通过管路、汽轮机组进汽关断阀和汽轮机组进汽流量计进入热电联产汽轮机组的进汽端，通过热电联产汽轮机组带动发电机进行做功发电；
步骤二：热电联产汽轮机组的排汽端将做功后的蒸汽经过汽轮机组乏汽逆止阀和汽轮机组乏汽关断阀进入前置凝汽器进汽端并与热用户的热网循环水回水换热，经过前置凝汽器换热后的凝结水通过凝结水泵送回原凝水系统，热用户的热网循环水回水经过前置凝汽器换热后进入热用户的热网循环水进水管连通。
所述方法是按照以下步骤实现的：
步骤一：关闭工艺用汽减温减压器前关断阀、工艺用汽减温减压器后关断阀和电厂中排采暖供汽管道关断阀，中压缸排供热抽汽出汽端蒸汽引至汽轮机组进汽关断阀前，与蒸汽工艺用汽出汽端的蒸汽混合后通过汽轮机组进汽关断阀和汽轮机组进汽流量计进入热电联产汽轮机组的进汽端，通过热电联产汽轮机组带动发电机进行做功发电，另一路中压缸排供热抽汽出汽端蒸汽与其他采暖供汽端蒸汽混合后经过供热蒸汽流量计、供热蒸汽关断阀进入原热网加热器内进行换热，经过原热网加热器换热后的凝结水通过凝结水泵送回原凝水系统；
步骤二：热电联产汽轮机组的排汽端将做功后的蒸汽经过汽轮机组乏汽逆止阀和汽轮机组乏汽关断阀进入前置凝汽器进汽端并与热用户的热网循环水回水换热，经过前置凝汽器换热后的凝结水通过凝结水泵送回原凝水系统，热用户的热网循环水回水经过前置凝汽器换热后进入原热网加热器的循环水进水端与原热网加热器进行再次换热后由原热网加热器循环水出水端与热用户的热网循环水进水管连通。
本发明的有益效果是：
1、本申请采用低参数低真空发电机组供热的优点：1、根据乏汽用途合理确定汽轮机排汽参数，实现能源阶梯利用，提高系统热效率；2、发电机组利用焓差大，同等蒸汽流量下，发电量高于背压机；3、受背压波动影响小，运行更温度，能够产生更好的经济效益。本申请根据化工厂内替代减温减压器或对自备电厂中压缸采暖用汽进行热电联产能源梯级利用后，年发电收益可达1000万元以上。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的一种采暖用汽进行热电联产能源梯级系统，它包括热电联产汽轮机组1、发电机2、原热网加热器13、前置凝汽器14、中压缸排供热抽汽出汽端16、工艺用汽出汽端17和热用户18；中压缸排供热抽汽出汽端16、工艺用汽出汽端17通过管路与热电联产汽轮机组1的进汽端连通，发电机2与热电联产汽轮机组1连接，热电联产汽轮机组1的出汽端通过管路与前置凝汽器14的进汽端连通，前置凝汽器14的凝结水通过凝结水泵送回原凝水系统，热用户18的热网循环水回水穿过前置凝汽器14和热用户18的热网循环水进水管连通。热电联产汽轮机组1内包含有控调节系统、润滑油系统及轴封系统。
具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种采暖用汽进行热电联产能源梯级系统，它还包括电厂中排采暖供汽管道关断阀10和其他采暖供汽端19；其他采暖供汽端19和中压缸排供热抽汽出汽端16通过电厂中排采暖供汽管道关断阀10连通。其它组成以连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种采暖用汽进行热电联产能源梯级系统，它还包括工艺用汽减温减压器前关断阀5、工艺用汽减温减压器6、工艺用汽减温减压器后关断阀7、供热蒸汽流量计8、供热蒸汽关断阀9和原热网加热器13；工艺用汽出汽端17通过管路依次与工艺用汽减温减压器前关断阀5、工艺用汽减温减压器6和工艺用汽减温减压器后关断阀7连通，工艺用汽减温减压器后关断阀7的出汽端通过管路与其他采暖供汽端19的出汽管路连通后经过供热蒸汽流量计8和供热蒸汽关断阀9与原热网加热器13的进汽端连通，原热网加热器13的凝结水通过凝结水泵送回原凝水系统，热用户18的热网循环水回水穿过原热网加热器13和热用户18的热网循环水进水管连通。其它组成以连接关系与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种采暖用汽进行热电联产能源梯级系统，它还包括前置凝汽器热网循环水回水管路短路阀15；前置凝汽器热网循环水回水管路短路阀15和热网循环水回水穿过前置凝汽器14的循环水路并联设置，前置凝汽器热网循环水回水管路短路阀15的进水端和热网循环水回水穿过前置凝汽器14循环水进水端与热用户18的热网循环水回水管出水端连通，前置凝汽器热网循环水回水管路短路阀15出水端和热网循环水回水穿过前置凝汽器14循环水出水端与原热网加热器13的热网循环水进水端连通，原热网加热器13的热网循环水出水端与热用户18的热网循环水进水管连通。其它组成及连接关系与具体实施方式三相同。
具体实施方式五：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种采暖用汽进行热电联产能源梯级系统，它还包括汽轮机组进汽关断阀11和汽轮机组进汽流量计12；中压缸排供热抽汽出汽端16和工艺用汽出汽端17连通后依次经过汽轮机组进汽关断阀11和汽轮机组进汽流量计12与热电联产汽轮机组1的进汽端连通。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式六：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种采暖用汽进行热电联产能源梯级系统，它还包括汽轮机组乏汽逆止阀3和汽轮机组乏汽关断阀4；热电联产汽轮机组1与前置凝汽器14连通的管路上安装有汽轮机组乏汽逆止阀3和汽轮机组乏汽关断阀4。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式七：结合图1说明本实施方式，一种采暖用汽进行热电联产能源梯级系统的利用方法，所述方法是按照以下步骤实现的：
步骤一：关闭电厂中排采暖供汽管道关断阀10，中压缸排供热抽汽出汽端16的蒸汽通过管路、汽轮机组进汽关断阀11和汽轮机组进汽流量计12进入热电联产汽轮机组1的进汽端，通过热电联产汽轮机组1带动发电机2进行做功发电；
步骤二：热电联产汽轮机组1的排汽端将做功后的蒸汽经过汽轮机组乏汽逆止阀3和汽轮机组乏汽关断阀4进入前置凝汽器14进汽端并与热用户18的热网循环水回水换热，经过前置凝汽器14换热后的凝结水通过凝结水泵送回原凝水系统，热用户18的热网循环水回水经过前置凝汽器14换热后进入热用户18的热网循环水进水管连通。
具体实施方式八：结合图1说明本实施方式，一种采暖用汽进行热电联产能源梯级系统的利用方法，所述方法是按照以下步骤实现的：
步骤一：关闭工艺用汽减温减压器前关断阀5和工艺用汽减温减压器后关断阀7，工艺用汽出汽端17的蒸汽通过管路、汽轮机组进汽关断阀11和汽轮机组进汽流量计12进入热电联产汽轮机组1的进汽端，通过热电联产汽轮机组1带动发电机2进行做功发电；
步骤二：热电联产汽轮机组1的排汽端将做功后的蒸汽经过汽轮机组乏汽逆止阀3和汽轮机组乏汽关断阀4进入前置凝汽器14进汽端并与热用户18的热网循环水回水换热，经过前置凝汽器14换热后的凝结水通过凝结水泵送回原凝水系统，热用户18的热网循环水回水经过前置凝汽器14换热后进入热用户18的热网循环水进水管连通。
具体实施方式九：结合图1说明本实施方式，一种采暖用汽进行热电联产能源梯级系统的利用方法，所述方法是按照以下步骤实现的：
步骤一：关闭工艺用汽减温减压器前关断阀5、工艺用汽减温减压器后关断阀7和电厂中排采暖供汽管道关断阀10，中压缸排供热抽汽出汽端16蒸汽引至汽轮机组进汽关断阀11前，与工艺用汽出汽端17的蒸汽混合后通过汽轮机组进汽关断阀11和汽轮机组进汽流量计12进入热电联产汽轮机组1的进汽端，通过热电联产汽轮机组1带动发电机2进行做功发电，另一路中压缸排供热抽汽出汽端16蒸汽与其他采暖供汽端19蒸汽混合后经过供热蒸汽流量计8、供热蒸汽关断阀9进入原热网加热器13内进行换热，经过原热网加热器13换热后的凝结水通过凝结水泵送回原凝水系统；
步骤二：热电联产汽轮机组1的排汽端将做功后的蒸汽经过汽轮机组乏汽逆止阀3和汽轮机组乏汽关断阀4进入前置凝汽器14进汽端并与热用户18的热网循环水回水换热，热网循环水先行加热到65℃～90℃，经过前置凝汽器14换热后的凝结水通过凝结水泵送回原凝水系统，汽轮机排汽背压随热网回水温度和流量的变化可调，热用户18的热网循环水回水经过前置凝汽器14换热后进入原热网加热器13的循环水进水端与原热网加热器13进行再次换热后由原热网加热器13循环水出水端与热用户18的热网循环水进水管连通。

Claims (7)

1.一种采暖用汽进行热电联产能源梯级系统，它包括热电联产汽轮机组(1)、发电机(2)、原热网加热器(13)、前置凝汽器(14)、中压缸排供热抽汽出汽端(16)、工艺用汽出汽端(17)和热用户(18)；其特征在于：它还包括电厂中排采暖供汽管道关断阀(10)、其他采暖供汽端(19)、工艺用汽减温减压器前关断阀(5)、工艺用汽减温减压器(6)、工艺用汽减温减压器后关断阀(7)、供热蒸汽流量计(8)、供热蒸汽关断阀(9)和原热网加热器(13)；中压缸排供热抽汽出汽端(16)、工艺用汽出汽端(17)通过管路与热电联产汽轮机组(1)的进汽端连通，发电机(2)与热电联产汽轮机组(1)连接，热电联产汽轮机组(1)的出汽端通过管路与前置凝汽器(14)的进汽端连通，前置凝汽器(14)的凝结水通过凝结水泵送回原凝水系统，热用户(18)的热网循环水回水穿过前置凝汽器(14)和热用户(18)的热网循环水进水管连通，
其他采暖供汽端(19)和中压缸排供热抽汽出汽端(16)通过电厂中排采暖供汽管道关断阀(10)连通，工艺用汽出汽端(17)通过管路依次与工艺用汽减温减压器前关断阀(5)、工艺用汽减温减压器(6)和工艺用汽减温减压器后关断阀(7)连通，工艺用汽减温减压器后关断阀(7)的出汽端通过管路与其他采暖供汽端(19)的出汽管路连通后经过供热蒸汽流量计(8)和供热蒸汽关断阀(9)与原热网加热器(13)的进汽端连通，原热网加热器(13)的凝结水通过凝结水泵送回原凝水系统，热用户(18)的热网循环水回水穿过原热网加热器(13)和热用户(18)的热网循环水进水管连通。
2.根据权利要求1所述一种采暖用汽进行热电联产能源梯级系统，其特征在于：它还包括前置凝汽器热网循环水回水管路短路阀(15)；前置凝汽器热网循环水回水管路短路阀(15)和热网循环水回水穿过前置凝汽器(14)的循环水路并联设置，前置凝汽器热网循环水回水管路短路阀(15)的进水端和热网循环水回水穿过前置凝汽器(14)循环水进水端与热用户(18)的热网循环水回水管出水端连通，前置凝汽器热网循环水回水管路短路阀(15)出水端和热网循环水回水穿过前置凝汽器(14)循环水出水端与原热网加热器(13)的热网循环水进水端连通，原热网加热器(13)的热网循环水出水端与热用户(18)的热网循环水进水管连通。
3.根据权利要求1所述一种采暖用汽进行热电联产能源梯级系统，其特征在于：它还包括汽轮机组进汽关断阀(11)和汽轮机组进汽流量计(12)；中压缸排供热抽汽出汽端(16)和工艺用汽出汽端(17)连通后依次经过汽轮机组进汽关断阀(11)和汽轮机组进汽流量计(12)与热电联产汽轮机组(1)的进汽端连通。
4.根据权利要求1所述一种采暖用汽进行热电联产能源梯级系统，其特征在于：它还包括汽轮机组乏汽逆止阀(3)和汽轮机组乏汽关断阀(4)；热电联产汽轮机组(1)与前置凝汽器(14)连通的管路上安装有汽轮机组乏汽逆止阀(3)和汽轮机组乏汽关断阀(4)。
5.利用权利1至4中任意一项所述一种采暖用汽进行热电联产能源梯级系统的利用方法，其特征在于：所述方法是按照以下步骤实现的：
步骤一：关闭电厂中排采暖供汽管道关断阀(10)，中压缸排供热抽汽出汽端(16)的蒸汽通过管路、汽轮机组进汽关断阀(11)和汽轮机组进汽流量计(12)进入热电联产汽轮机组(1)的进汽端，通过热电联产汽轮机组(1)带动发电机(2)进行做功发电；
步骤二：热电联产汽轮机组(1)的排汽端将做功后的蒸汽经过汽轮机组乏汽逆止阀(3)和汽轮机组乏汽关断阀(4)进入前置凝汽器(14)进汽端并与热用户(18)的热网循环水回水换热，经过前置凝汽器(14)换热后的凝结水通过管路与外部回收水容器连接，热用户(18)的热网循环水回水经过前置凝汽器(14)换热后进入热用户(18)的热网循环水进水管连通。
6.利用权利1至4中任意一项所述一种采暖用汽进行热电联产能源梯级系统的利用方法，其特征在于：所述方法是按照以下步骤实现的：
步骤一：关闭工艺用汽减温减压器前关断阀(5)和工艺用汽减温减压器后关断阀(7)，工艺用汽出汽端(17)的蒸汽通过管路、汽轮机组进汽关断阀(11)和汽轮机组进汽流量计(12)进入热电联产汽轮机组(1)的进汽端，通过热电联产汽轮机组(1)带动发电机(2)进行做功发电；
步骤二：热电联产汽轮机组(1)的排汽端将做功后的蒸汽经过汽轮机组乏汽逆止阀(3)和汽轮机组乏汽关断阀(4)进入前置凝汽器(14)进汽端并与热用户(18)的热网循环水回水换热，经过前置凝汽器(14)换热后的凝结水通过凝结水泵送回原凝水系统，热用户(18)的热网循环水回水经过前置凝汽器(14)换热后进入热用户(18)的热网循环水进水管连通。
7.利用权利1至4中任意一项所述一种采暖用汽进行热电联产能源梯级系统的利用方法，其特征在于：所述方法是按照以下步骤实现的：
步骤一：关闭工艺用汽减温减压器前关断阀(5)、工艺用汽减温减压器后关断阀(7)和电厂中排采暖供汽管道关断阀(10)，中压缸排供热抽汽出汽端(16)蒸汽引至汽轮机组进汽关断阀(11)前，与蒸汽工艺用汽出汽端17的蒸汽混合后通过汽轮机组进汽关断阀(11)和汽轮机组进汽流量计(12)进入热电联产汽轮机组(1)的进汽端，通过热电联产汽轮机组(1)带动发电机(2)进行做功发电，另一路中压缸排供热抽汽出汽端(16)蒸汽与其他采暖供汽端(19)蒸汽混合后经过供热蒸汽流量计(8)、供热蒸汽关断阀(9)进入原热网加热器(13)内进行换热，经过原热网加热器(13)换热后的凝结水通过凝结水泵送回原凝水系统；
步骤二：热电联产汽轮机组(1)的排汽端将做功后的蒸汽经过汽轮机组乏汽逆止阀(3)和汽轮机组乏汽关断阀(4)进入前置凝汽器(14)进汽端并与热用户(18)的热网循环水回水换热，经过前置凝汽器(14)换热后的凝结水通过凝结水泵送回原凝水系统，热用户(18)的热网循环水回水经过前置凝汽器(14)换热后进入原热网加热器(13)的循环水进水端与原热网加热器(13)进行再次换热后由原热网加热器(13)循环水出水端与热用户(18)的热网循环水进水管连通。
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