CN201218558Y - 热电厂凝汽器冷却循环水的热能利用装置 - Google Patents

热电厂凝汽器冷却循环水的热能利用装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开的热电厂凝汽器冷却循环水改造的装置，其锅炉(2)与汽轮机(10)通过管道连通，由汽轮机中部抽出的具有一定压力的蒸汽通过设置在管道上的热网循环泵(8)与部分热用户(3)连通，由汽轮机排出的低真空蒸汽通过管道与凝汽器(7)的进口连接，在凝汽器与回水箱(11)之间连接有凝结水泵(6)，在回水箱与锅炉之间连接有给水泵(5)，在凝汽器(7)和室外冷却塔(1)之间的冷却循环水管道上连接有切换阀门(12)、冷却循环泵(9)及热用户(3)。本实用新型通过利用凝汽器的凝结热加热循环水代替热网水供暖，从而将排汽凝结热加以利用，使蒸汽的热能得到两级利用。提高了凝汽式电厂的循环热效率，经济效果十分显著。

Description

热电厂凝汽器冷却循环水的热能利用装置
技术领域
本实用新型属于热电厂余热回收利用技术领域，主要涉及的是一种热电厂凝汽器冷却循环水的热能利用装置。
背景技术
一般凝汽式发电机组的的循环热效率只能达到25～40％，而60％以上的热量被冷却水带走，变为热源损失。而汽轮机组的排汽压力很低，只有3～5KPa，对应的饱和温度为24～33℃，乏汽接近环境温度，没有什么做功能力，所以已没有直接利用的价值，但是它带走的热量却很大。对于传统的热电联产系统，背压式热电汽轮机组由于热负荷的波动，经常出现热负荷与电负荷不匹配的情况，系统应变能力差。而对于抽汽式热电汽轮机组，虽然热负荷与电负荷可方便地进行调节，但只有抽汽供热的那部分蒸汽得到两级利用，其余部分蒸汽只是单纯发电，系统热效率没有达到最大值。即锅炉2产生的高温高压蒸汽通过管道进入汽轮机10作功发电，从汽轮机中部抽出一部分经做功后尚具有一定压力的蒸汽供给一部分热用户3，使蒸汽得到一级利用。而其余部分的蒸汽继续在汽轮机10内膨胀到低压(低真空)，进入凝汽器7冷却成冷凝水，冷凝水经凝结水泵6加压后进入回水箱11，再由锅炉给水泵5加压，经除氧等处理进入锅炉2。凝汽器7的冷却循环水经冷却循环泵9加压进入室外冷却塔1冷却降温，将热量散入大气中后循环使用。
发明内容
本实用新型的目的是提出一种热电厂凝汽器冷却循环水的热能利用装置。利用凝汽器的凝结热加热循环水，用循环水代替热网水供暖，从而将排汽凝结热加以利用，使蒸汽得到两级利用。
本实用新型实现上述目的采取的技术方案是：由锅炉产生的高温高压蒸汽通过管道进入汽轮机，从汽轮机中部抽出一部分具有一定压力的蒸汽供给一部分热用户；由汽轮机排出的低真空蒸汽进入凝汽器冷却成冷凝水经凝结水泵加压后进入回水箱，再由锅炉给水泵加压经除氧处理进入锅炉，进入凝汽器的冷却循环水在无供暖热用户时，通过管道上的切换阀门由冷却循环泵加压进入室外冷却塔冷却降温；在有供暖热用户时，通过管道上的切换阀门由热网循环泵供给另外一部分热用户。
本实用新型通过利用凝汽器的凝结热加热循环水，用循环水代替热网水供暖。通过提高汽轮机组的排汽压力，相应地使蒸汽饱和温度也提高，将凝汽器作为加热器，利用凝汽器冷却循环水供热，在抽凝机运行中，把通过凝汽器的冷却循环水量减少或不变，汽轮机组改为低真空运行，相对应的提高排汽压力和排汽温度升高，使冷却循环水出口温度由正常运行的30-35℃提高到60-100℃，然后不让循环水通过冷却塔降温，而是用热水泵直接输送到各热用户作采暖用热。循环水经过热用户放出热量之后，温度降低，并沿着循环水供热回水管，回到热电厂经除污器过滤后进入凝汽器重新冷却汽轮机的排汽，使温度升高后，再送到热用户，以此循环。用循环水代替热网水供暖，从而将排汽凝结热加以利用，使蒸汽的热能得到两级利用。大大提高了凝汽式电厂的循环热效率。可以取代众多的小锅炉，经济效果十分显著。
为了达到循环水供热的效果，可根据热用户的热负荷大小，利用凝汽器原有双路双流程循环或把凝汽器循环双路双流程改为单路四流程，其中把凝汽器循环双路双流程改为单路四流程，目的是提高循环水在凝汽器铜管内的流速，增强换热效果，提高循环水的出口温度。在选择循环泵的扬程时，把循环水供热回水压力控制在一定压力范围内(0.2～0.5MPa)，使得供热后与供热前凝汽器循环水压力基本一致，因而使凝汽器承压不变，不用做承压加强改造。为使热电厂的电负荷与热负荷完全匹配，增大系统应变能力，可在系统主供水管上并联或串联热网加热器，在热用户的热负荷增大时，从汽轮机中部抽出一部分经做功后尚具有一定压力的蒸汽，通过热网加热器对热用户的热负荷进行补充调节。
以一台6MW抽凝机组为例进行计算说明(如表1)，如果将机组排汽温度提高到70℃，机组的发电功率下降8.0％，就可将循环水温加热到60℃以上，尽管供水温度不高，但采用低温度大流量的方法，可满足冬季采暖的需求。循环水放出热量可供采暖面积为25.6万m2。
表1计算数据
经济效益测算
1、每年可多收热费：3.3元/(m2·月)×4月/年×25万m2＝330万元/年。
2、由于采用循环水供热每年对电量产生的影响
a.每个采暖期少发电量为0.6万kW·h×0.08×24×120＝138.24万kW·h。
b.停用原3台循环水泵及3台冷却塔风机少消耗电量为(30×3+37×3)×24×120＝57.9万kW·h。
c.停用原热交换站供热水泵，少消耗电量为37×24×120＝10.7万kW·h。
d.新增循环泵电机多消耗电量为250×24×120＝72万kW·h。
合计每年共损失电量＝138.24-57.9-10.7+72＝141.64万kW·h，每kW·h电按0.365元计算，折合人民币141.64×0.365＝51.7万元。
3、汽机循环水补水量的差别
原系统补水量1400×4％＝56t/h，新系统补水量为8t/h，每h节水48t，每个采暖期运行120d，水价按3元/t计算，每年可节约资金48×24×120×3＝41.4万元。
4、综合各项因素每年可多增加效益
330-51.7+41.4＝319.7万元。
5此改造工程概算投资560万元。
6此改造工程的回收期2年。
附图说明
图1为本发明的系统流程示意图。
图中：1、室外冷却塔，2、锅炉，3、热用户，4、热网加热器，5、锅炉给水泵，6、凝结水泵，7、凝汽器，8、热网循环泵，9、冷却循环泵，10、汽轮机，11、回水箱，12、切换阀门。
具有实施方式
结合附图，给出本发明的实施例如下：
如图1所示：本实施例主要由室外冷却塔1、锅炉2、热用户3、热网加热器4、锅炉给水泵5、凝结水泵6、凝汽器7、热网循环泵8、冷却循环泵9、汽轮机10、回水箱11、及切换阀门12构成。各部件通过管道及附件、阀门等进行联接。锅炉2产生的高温高压蒸汽通过管道进入汽轮机10做功发电，从汽轮机中部抽出一部分经做功后尚具有一定压力的蒸汽供给一部分热用户3，而其余部分继续在汽轮机10内膨胀到低压(低真空)，进入凝汽器7冷却成冷凝水，冷凝水经凝结水泵6加压后进入回水箱11，再由锅炉给水泵5加压，经除氧等处理进入锅炉2。凝汽器7的冷却循环水在无供暖热用户时，经冷却循环泵9加压进入室外冷却塔1冷却降温，将热量散入大气中后循环使用。为了充分利用凝汽器冷却循环水的热能，本实施例在凝汽器7和室外冷却塔1之间的管道上通过连接切换阀门12、热网循环泵8后与各热用户3连通，这样在有供暖热用户时，通过管道上的切换阀门12，使由凝汽器7出来的循环水不再通过室外冷却塔1降温，而是用热网循环泵8直接输送到各热用户作采暖循环用热，使蒸汽热能得到二级利用。为提高循环水在凝汽器铜管内的流速，增强换热效果，可把凝汽器循环双路双流程改为单路四流程，使循环水的出口温度增高。为提高蒸汽排汽温度，可将排汽压力由3～5Kpa升高至0.07～0.09Mpa，由此使冷却循环水出口温度由正常运行的30-35℃提高到60-90℃。为使热电厂的电负荷与热负荷完全匹配，增大系统应变能力，可在系统主供水管上并联或串联热网加热器4，在热用户的热负荷增大时，从汽轮机10中部抽出一部分经做功后尚具有一定压力的蒸汽，通过热网加热器4对热用户的热负荷时行补充调节。当热用户的热负荷减小时，为降低排汽压力和温度，可通过管道上的切换阀门12，将一部分冷却循环水送入室外冷却塔1，一部分冷却循环水直接参与供热循环。对于背压式热电汽轮机组，由于热负荷的波动，经常出现热负荷与电负荷不匹配的情况，系统应变能力差；而对于抽汽式热电汽轮机组，虽然热负荷与电负荷可方便地时行调节，但只有抽汽供热的那部分蒸汽得到两级利用，其余部分蒸汽只是单纯发电，系统热效率没有达到最大值。通过本发明，可使全部蒸汽都得到两级利用，同时又能使系统通过管道上的切换阀门12具有一定的调节能力。

Claims (4)

1、一种热电厂凝汽器冷却循环水的热能利用装置，锅炉(2)与汽轮机(10)通过管道连通，由汽轮机中部抽出的具有一定压力的蒸汽通过设置在管道上的热网循环泵(8)与部分热用户(3)连通，由汽轮机(10)排出的低真空蒸汽通过管道与凝汽器(7)的进口连接，在凝汽器(7)与回水箱(11)之间连接有凝结水泵(6)，在回水箱(11)与锅炉(2)之间连接有给水泵(5)，其特征在于：在所述凝汽器(7)和室外冷却塔(1)之间的冷却循环水管道上连接有切换阀门(12)、冷却循环泵(9)及热用户(3)。
2、根据权利要求1所述的热电厂凝汽器冷却循环水的热能利用装置，其特征在于：所述的由汽轮机(10)排出的低真空压力升高至0.02～0.1Mpa。
3、根据权利要求1所述的热电厂凝汽器冷却循环水的热能利用装置，其特征在于：所述的凝汽器(7)冷却循环水管道上并联或串联热网加热器(4)。
4、根据权利要求1所述的热电厂凝汽器冷却循环水的热能利用装置，其特征在于：所述进入凝汽器(7)的循环管道为单路四流程。
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