CN201671665U - 一种利用热泵节能的火力发电装置 - Google Patents

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Abstract

一种利用热泵节能的火力发电装置，用于解决有效利用循环冷却水低品质热量问题。技术方案是：它包括由管路连接的加热设备、汽轮机组、冷却设备和供水设备，改进后在火力发电装置中设置热泵，热泵吸热侧入口由吸热侧入口支路与凝汽器出口支路连通，热泵吸热侧出口由吸热侧出口支路与凝汽器入口支路连通，热泵供热侧入口由供热侧入口支路与凝结水泵连通，热泵供热侧出口由供热侧出口支路与低压加热器连通。本实用新型主要特点如下：1.通过热泵回收低品质循环冷却水的热量，将其转化为高品质热量提高锅炉给水温度，实现提高机组整体热效率的目的；2.增设软化水箱喷淋支路，以提高汽轮机真空度，进而提高机组热效率；3.以工业抽汽为热泵动力，节能、高效、安全。

Description

一种利用热泵节能的火力发电装置
技术领域
本实用新型涉及一种发电节能技术，尤其是利用热泵节能的火力发电装置，属热力发电技术领域。
背景技术
火力发电装置是一种成熟的发电技术，它以水为工质，将水加热成饱和蒸汽，再经过热器继续加热为过热蒸汽，过热蒸汽引入汽轮机内膨胀做功，在汽轮机内做完功的乏汽排入凝汽设备，在凝汽设备内乏汽被冷却，放出汽化潜热并凝结成水，凝结水通过汽轮机回热设备预热，再次进入锅炉，开始蒸汽的下一个动力循环。在上述过程中为保证工质在凝汽设备内定压放热，必须要有一个起冷源功能的吸热侧装置，吸热侧装置一般是在真空状态下定压放热的凝汽设备和保证冷源温度的冷却设备共同组成。目前常规电厂多采用湿冷方式，即：用循环冷却水带走凝汽设备中的排汽汽化潜热，在冷却塔内循环水以“淋雨”方式与空气直接接触进行热交换，换热效率高，经济性能好。循环水冷却主要靠蒸发作用，冷却塔出水一般30℃左右。一直以来循环冷却水所携带的低品质热量未被有效开发利用，这对于发电企业来说每年所损失的能量是一个十分巨大的数字。随着节能减排不断提高的要求，利用一切可以利用的能量，降低热力发电煤耗，提高企业发电效率，这对任何一个火力电厂来说都是至关重要的。
实用新型内容
本实用新型用于克服已有技术的缺陷而提供一种回收低品质循环冷却水热量，提高机组热效率的利用热泵节能的火力发电装置。
本实用新型所称问题是由以下技术方案解决的：
一种利用热泵节能的火力发电装置，它包括由管路连接的加热设备、汽轮机组、冷却设备和供水设备，所述冷却设备包括由凝汽器入口支路、凝汽器出口支路、凝汽器、循环水泵和冷却塔构成的闭路循环，所述供水设备包括热水井、凝结水泵、低压加热器、除铁器和软化水箱，热水井与凝汽器连通，其特别之处是：所述火力发电装置设有热泵，所述 热泵吸热侧入口由吸热侧入口支路与凝汽器出口支路连通，所述热泵吸热侧出口由吸热侧出口支路与凝汽器入口支路连通，所述热泵供热侧入口由供热侧入口支路与凝结水泵连通，所述热泵供热侧出口由供热侧出口支路与低压加热器连通。
上述利用热泵节能的火力发电装置，所述凝汽器喉部设有喷淋器，所述软化水箱经输送泵再分别经除氧器支路连通除氧器、经喷淋支路连通喷淋器。
上述利用热泵节能的火力发电装置，所述吸热侧入口支路上设有第一调节阀，吸热侧出口支路上设有第二调节阀，所述供热侧入口支路上设有第三调节阀，供热侧出口支路上设有第四调节阀，在供热侧入口支路和供热侧出口支路间设有连通上述二者的连接支路，连接支路上设有第五调节阀，所述除氧器支路上设有第六调节阀，喷淋支路上设有第七调节阀。
上述利用热泵节能的火力发电装置，所述装置还设动力供气支路，动力供气支路分别连通汽轮机组工业蒸汽抽气管路和热泵，动力供气支路上设第八调节阀。
本实用新型针对现有火力发电装置未能有效利用循环冷却水低品质热量的问题进行了改进，其主要特点如下：1.在火力发电装置中引入热泵，通过热泵回收低品质循环冷却水的热量，将其转化为高品质热量提高凝结水进除氧器的温度，实现提高机组整体热效率的目的；2.增设软化水箱喷淋支路，可以根据需要将软化水箱的水引入凝汽器喉部，以提高汽轮机真空度，进而提高机组热效率；3.在机组工业抽汽上引出蒸汽管路作为热泵的驱动动力，该设计比用电力热泵驱动节能、高效、安全，且结构设置简单。本实用新型可在火力电厂现有设备基础上进行改造，对原设备无任何不利影响，经测算，对一台220MW凝汽式汽轮机进行改造，投资1030万，小时回收热量75.6GJ，当年可节省热量544*109kj，折成标煤1.8万吨，度电煤耗降低1.7％，年利润1300万元，投资回收期只需10个月，节能效果非常显著。
附图说明
图1是本实用新型示意图。
图中各标号含义如下：1.锅炉、2.过热器、3.软化水箱、4.输送泵、5.除氧器支路、6.第六调节阀、7.第七调节阀、8.喷淋支路、9.除氧器、10.汽轮机组、11.工业蒸汽抽气管路、12.喷淋器、13.凝汽器、14.凝汽器入口支路、15.循环水泵、16.冷却塔、17.第九调节阀、18.凝汽器出口支路、19.第一调节阀、20.吸热侧入口支路、21.吸热侧出口 支路、22.第二调节阀、23.热泵、24.动力供气支路、25.第八调节阀、26.热水井、27.供热侧入口支路、28.第三调节阀、29.供热侧出口支路、30.第四调节阀、31.第五调节阀、32.连接支路、33.凝结水泵、34.低压加热器、35.除铁器、36..给水泵、37.高压加热器。
具体实施方式
本实用新型的改进要点是在现有火力电厂设备基础上增设热泵，利用吸收式热泵制冷和制热双向功效的特点，采用热循环和冷循环实现热能回收和冷资源利用，热泵的驱动利用电厂低品位能量，即用工业抽汽作为动力，最大限度的实现节省电能。参看图1，本实用新型所述火力发电装置设有吸收式热泵23，将由凝汽器出口支路18引出的温度约30℃循环水经第一调节阀19、吸热侧入口支路20引入热泵吸热侧，循环水由热泵吸热侧吸收热量降温8-10℃后，再经过第二调节阀22、吸热侧出口支路21、送入位于凝汽器入口支路14上的循环水泵15，第一调节阀19和第九调节阀17分别用于控制进入热泵吸热侧和冷却塔16的循环水量；由热水井26引出的凝结水经凝结水泵33、供热侧入口支路27、第三调节阀28进入热泵23的供热侧，吸收热量后凝结水温度提高约30℃，再经供热侧出口支路29、第四调节阀30、低压加热器34、除铁器35进入除氧器9，上述过程提高了凝结水进除氧器的温度，因而大大提高了机组热效率。第三、第四调节阀用于控制进入热泵供热侧的凝结水量。在供热侧入口支路27和供热侧出口支路29间设有连通上述二者的连接支路32，连接支路上设有第五调节阀31，关闭阀28、30、开启阀31，凝结水则不进入热泵，按照原有装置流程运行。
仍参看图1，本实用新型的另一改进之处，是在凝汽器13喉部设置喷淋器12，软化水箱3的水经输送泵4后，可以分别经除氧器支路5、第六调节阀6连通除氧器9，或经喷淋支路8、第七调节阀7连通喷淋器12。上述改进可根据需要将补水直输进凝汽器13喷淋，提高汽轮机组10的真空度，使机组热经济性提高。
仍参看图1，本实用新型还设动力供气支路24，动力供气支路分别连通汽轮机组工业蒸汽抽气管路11和热泵23，动力供气支路上设第八调节阀25。上述设计，引出工业抽汽蒸汽作为吸收式热泵的动力，比用电力驱动热泵节能，高效，安全。

Claims (4)

1.一种利用热泵节能的火力发电装置，它包括由管路连接的加热设备、汽轮机组、冷却设备和供水设备，所述冷却设备包括由凝汽器入口支路、凝汽器出口支路、凝汽器、循环水泵和冷却塔构成的闭路循环，所述供水设备包括热水井、凝结水泵、低压加热器、除铁器和软化水箱，热水井与凝汽器连通，其特征在于：所述火力发电装置设有热泵(23)，所述热泵吸热侧入口由吸热侧入口支路(20)与凝汽器出口支路(18)连通，所述热泵吸热侧出口由吸热侧出口支路(21)与凝汽器入口支路(14)连通，所述热泵供热侧入口由供热侧入口支路(27)与凝结水泵(33)连通，所述热泵供热侧出口由供热侧出口支路(29)与低压加热器(34)连通。
2.根据权利要求1所述的利用热泵节能的火力发电装置，其特征在于：所述凝汽器(13)喉部设有喷淋器(12)，所述软化水箱(3)经输送泵(4)再分别经除氧器支路(5)连通除氧器(9)、经喷淋支路(8)连通喷淋器(12)。
3.根据权利要求2所述的利用热泵节能的火力发电装置，其特征在于：所述吸热侧入口支路(20)上设有第一调节阀(19)，吸热侧出口支路(21)上设有第二调节阀(22)，所述供热侧入口支路(27)上设有第三调节阀(28)，供热侧出口支路(29)上设有第四调节阀(30)，在供热侧入口支路和供热侧出口支路间设有连通上述二者的连接支路(32)，连接支路上设有第五调节阀(31)，所述除氧器支路(5)上设有第六调节阀(6)，喷淋支路(8)上设有第七调节阀(7)。
4.根据权利要求1或2或3所述的利用热泵节能的火力发电装置，其特征在于：所述装置还设动力供气支路(24)，动力供气支路分别连通汽轮机组工业蒸汽抽气管路(11)和热泵(23)，动力供气支路上设第八调节阀(25)。 
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