CN202100285U - 电厂低压加热设备 - Google Patents

Abstract

电厂低压加热设备，涉及用于电厂回热加热的一种低压加热设备。本实用新型包括余热回收型低压加热器、汽轮机、空冷凝汽器、与空冷凝汽器连接的凝结水箱、与凝结水箱连接的主凝结水泵和与汽轮机连接的除氧器。主凝结水泵通过凝结水进低压加热器管道与吸收器内换热管束和冷凝器内换热管束相连，冷凝器内换热管束通过凝结水进除氧器管道与除氧器相连，发生器内换热管束通过汽轮机的抽汽管道与汽轮机相连，蒸发器内换热管束通过汽轮机的排汽管道与汽轮机连接，蒸发器内换热器管束的另一端与凝结水箱相连。本实用新型可将汽轮机所排乏汽所含大量低温余热有效回收，从而使电厂回收的热效率显著提高。

Description

电厂低压加热设备

技术领域

本实用新型涉及用于电厂回热加热的一种低压加热设备。

背景技术

电厂的回热加热是提高热效率、降低锅炉负荷、节省燃料的重要措施。

现有技术中，在电厂的回热加热系统中，低压加热器位于凝汽器和除氧器之间，是用汽轮机的低压抽汽来加热凝结水的设备。低压加热器为表面式加热器，一般为2到5级低压加热器前后串联，利用不同压力的汽轮机抽汽逐级加热凝结水，至接近该蒸汽压力下的饱和水温度，然后将凝结水送入除氧器、也即混合式加热器进行除氧，如图1所示。凝汽器所起的作用包括：1)在汽轮机排汽口建立并维持高真空状态，以使得蒸汽在汽轮机中膨胀到最低压力，增大蒸汽可用焓降，提高循环热效率；2)将汽轮机所排乏汽凝结成水，以重新送回锅炉进行循环；3)汇集各类疏水，减少汽水损失。但同时，冷却空冷凝汽器的空气会带走大量热能，从而造成冷源损失，这部分损失占到发电过程总输入热的一半以上。

对于直接空冷电厂来说，其设计的汽轮机满发背压一般为30kPa左右，而在夏季时由于受环境温度的影响，汽轮机背压往往高达50kPa左右。背压过高，不仅导致汽轮机出力下降，而且对其安全运行构成威胁。一方面，冷却汽轮机1所排乏汽时的空冷凝汽器2需要大量流动空气作为冷却介质，其大规模的轴流风机机组耗费大量高品位的电能；另一方面，这些空气带走大量低品位的低温余热热能，从而造成电厂的冷源损失。

吸收式热泵主要由热能而非电能或机械能驱动，可将低品位余热提升至更高品位加以回收利用，因此对电厂汽轮机乏汽所蕴含的大量低品位余热可以采用吸收式热泵加以回收。以采用溴化锂溶液作为工质对的单效第一类吸收式热泵为例，其由高温驱动热源如0.1～1.0MPa的低压饱和蒸汽驱动发生器，由低温余热热源如20～60℃的低温余热驱动蒸发器，热水回水流经吸收器、冷凝器先后吸热升温，制得较高温度如60～100℃的的热水，其性能系数约1.8，也即是说，1份热量的低压蒸汽即可回收0.8份热量的低温余热，最终制得1.8份热量的较高温度的热水。当驱动热源的品质较高，比如饱和蒸汽的压力和温度较高时，还可以同时设置高压、低压两种发生器，高压发生器中产生的蒸汽可进一步用来提高低压发生器中溶液的浓度，即双效第一类吸收式热泵。双效或多效型的第一类吸收式热泵的性能系数更高，也即用同样热量的蒸汽驱动时可以回收比单效第一类吸收式热泵更多的低温余热。但是，现有技术利用吸收式热泵回收电厂汽轮机乏汽低温余热的技术方案主要针对集中供暖的应用方向，而集中供暖受到地理纬度、采暖周期长短的制约，一年内大部分时间热泵设备都处在闲置状态，因而造成了浪费。

发明内容

针对上述现有技术中的问题，本实用新型提供了一种电厂低压加热设备，它可将汽轮机所排乏汽所含大量低温余热有效回收，从而使电厂回收的热效率显著提高。

为了达到上述发明目的本实用新型的技术方案以如下方式实现：

电厂低压加热设备，它包括余热回收型低压加热器、汽轮机、空冷凝汽器、与空冷凝汽器连接的凝结水箱、与凝结水箱连接的主凝结水泵和与汽轮机连接的除氧器。所述余热回收型低压加热器包括发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、溶液热交换器、屏蔽泵和节流阀。空冷凝汽器通过汽轮机的排汽管道与汽轮机相连，主凝结水泵位于凝结水进低压加热器管道上，发生器通过溶液热交换器与吸收器相连，从吸收器出来的连接管经屏蔽泵后反向穿过溶液热交换器连接到发生器，蒸发器通过节流阀、冷凝器与发生器相连。其结构特点是，所述主凝结水泵通过凝结水进低压加热器管道与吸收器内换热管束和冷凝器内换热管束相连，冷凝器内换热管束通过凝结水进除氧器管道与除氧器相连，发生器内换热管束通过汽轮机的抽汽管道与汽轮机相连，蒸发器内换热管束通过汽轮机的排汽管道与汽轮机连接，蒸发器内换热器管束的另一端与凝结水箱相连。

在上述低压加热设备中，所述汽轮机的抽汽管道上设置有调节阀。

在上述低压加热设备中，所述汽轮机的排汽管道与空冷凝汽器连接处之间设置有调节阀。

在上述低压加热设备中，所述蒸发器内换热管束与汽轮机排汽管道连接处之间设置有调节阀。

在上述低压加热设备中，所述蒸发器内换热管束与凝结水箱的连接管道上设置有调节阀。

在上述低压加热设备中，所述余热回收型低压加热器可以是单效型、双效型或者多效型。

本实用新型由于采用了上述结构，采用吸收式热泵为余热回收型低压加热器，而根据吸收式热泵的性质可知，汽轮机所排乏汽所含大量低温余热可以有效回收。从而相对于现有电厂回热的低压加热系统，本实用新型显著减少了由于低压加热器所需的从汽轮机抽取蒸汽的量，节省了更多的蒸汽可以做功发电或对外供热，使电厂的热效率得以有效提高。本实用新型系统可常年运行，经济性远好于现有针对集中供暖的利用吸收式热泵回收电厂汽轮机乏汽低温余热的技术方案。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1是现有技术电厂的低压加热系统示意图。

图2是本实用新型电厂低压加热设备示意图。

具体实施方式

参看图2，本实用新型包括采用单效型、双效型或者多效型的吸收式热泵的余热回收型低压加热器、汽轮机1、空冷凝汽器2、与空冷凝汽器2连接的凝结水箱7、与凝结水箱7连接的主凝结水泵3和与汽轮机1连接的除氧器5。余热回收型低压加热器包括发生器81、冷凝器82、蒸发器83、吸收器84、溶液热交换器85、屏蔽泵86和节流阀87。空冷凝汽器2通过汽轮机1的排汽管道6与汽轮机1相连，排汽管道6与空冷凝汽器2连接处之间设置有调节阀。主凝结水泵3位于凝结水进低压加热器管道9上。发生器81通过溶液热交换器85与吸收器84相连，从吸收器84出来的连接管经屏蔽泵86后反向穿过溶液热交换器85连接到发生器81，蒸发器83通过节流阀87、冷凝器82与发生器81相连。主凝结水泵3通过凝结水进低压加热器管道9与吸收器84内换热管束和冷凝器82内换热管束相连，冷凝器82内换热管束通过凝结水进除氧器管道10与除氧器5相连。发生器81内换热管束通过汽轮机1的抽汽管道11与汽轮机1相连，抽汽管道11上设置有调节阀。蒸发器83内换热管束通过汽轮机1的排汽管道6与汽轮机1连接，蒸发器83内换热管束与排汽管道6连接处之间设置有调节阀。蒸发器83内换热器管束的另一端与和凝结水箱7相连，换热管束与凝结水箱7的连接管道上设置有调节阀。

本实用新型运行时，余热回收型低压加热器对从空冷凝汽器2出来的凝结水进行加热，其高温驱动热源为汽轮机1抽汽也即低压蒸汽，其低温余热热源为汽轮机1乏汽。

发生器81内吸收溶液如溴化锂溶液受热并解吸出水蒸气，溶液浓度增大，经溶液热交换器85后送入吸收器84；吸收器84内吸收溶液如溴化锂溶液浓度较高，受换热管束内热水回水的冷却之后吸收水蒸气，溶液浓度降低，经屏蔽泵86提升压力，并经溶液热交换器85与发生器81送来的温度较高的溶液热交换之后提升温度，然后送入发生器81；以上构成了吸收溶液的循环。

发生器81内吸收溶液如溴化锂溶液受热并解吸出工质水蒸气，工质水蒸气经连通管道送入冷凝器82，并受换热管束内热水回水的冷却而释放凝结潜热凝结成工质水；工质水经节流阀87降低压力后送入蒸发器83，并受蒸发器83换热管束内余热的加热而吸收汽化潜热成为工质水蒸气，工质水蒸气通过连通管路进入吸收器84；吸收器84和发生器81互相输送的溶液浓度不同，相当于一部分工质水从吸收器84回到了发生器81；以上构成了工质水的循环。

由汽轮机1抽出的低压蒸汽(一般为0.1～1MPa的饱和蒸汽)作为高温热源驱动发生器81，低压蒸汽放热后凝结产生的疏水送至除氧器5或凝汽水箱7；由汽轮机排出的乏汽(一般压力为10～50kPa)作为低温热源驱动蒸发器83，由于蒸发器83内压力很低，工质水在很低温度下就汽化，同时吸收了乏汽所含的冷凝潜热，乏汽冷凝后变为疏水送回凝结水箱7；发生器81内的吸收溶液如溴化锂溶液受热解吸出的工质蒸汽送入冷凝器82内，被冷却后冷凝并释放凝结潜热，蒸发器83内水受热汽化为工质蒸汽送入吸收器84，并为吸收溶液如溴化锂溶液所吸收且释放吸收热，主凝结水泵3输送的凝结水通过换热管束先后串联经过吸收器84和冷凝器82吸收热量并升温至60～100℃，最后送入除氧器5。

由于汽轮机1抽汽管道11上设置了调节阀，蒸发器83内换热管束通往凝结水箱7和汽轮机排汽管道6的两条管道上也设置了调节阀，这样，可以根据不同的气温条件及汽轮机1出力状况，适当调整进入空冷凝汽器2的乏汽和进入蒸发器83的乏汽的比例。例如，夏季时，尽可能多的提高进入蒸发器83的乏汽的比例，以减少空冷凝汽器2的散热负荷，保证其安全度夏；冬季时，则适当降低进入蒸发器83的乏汽的比例，以确保空冷凝汽器2防冻所需的最小热流量；而在深冬极端寒冷条件下，可以将通往空冷凝汽器2的乏汽切断，而使汽轮机乏汽全部进入蒸发器83，空冷凝汽器2不工作且保持内部真空从而也能做到防冻。

由于汽轮机1所排乏汽的压力较低，应做到：1)尽量安排合理的设备布局，使得汽轮机1的排汽口与余热回收型低压加热器之间的距离尽可能短，以减少中途的乏汽凝结热损失；2)乏汽在蒸发器83内作为低温热源加热工质水时，应尽量减少蒸发器换热管束的压力损失，可采取增大管径和换热面积等措施。

本技术方案的优点如下：

1)有效回收了汽轮机乏汽所蕴含的大量低温余热，相比于现有低压加热回热系统有效减少了从汽轮机1抽出的用于回热加热的蒸汽的用量，提高了电厂的整体热效率；

2)有效减少了空冷凝汽器2的散热负荷，不仅减少了乏汽在空冷凝汽器2的冷源损失，同时也减少了空冷凝汽器2的轴流风机机组的电能消耗。特别是在夏季高温条件下运行时，可有效降低汽轮机背压，确保汽轮机安全运行。

3)相对于现有的采用吸收式热泵技术回收电厂冷却循环水低温余热来进行集中供热的技术方案，本实用新型还具有不受采暖周期限制、常年运行、经济性更好的优点。

Claims (6)

1.电厂低压加热设备，它包括余热回收型低压加热器、汽轮机(1)、空冷凝汽器(2)、与空冷凝汽器(2)连接的凝结水箱(7)、与凝结水箱(7)连接的主凝结水泵(3)和与汽轮机(1)连接的除氧器(5)，所述余热回收型低压加热器包括发生器(81)、冷凝器(82)、蒸发器(83)、吸收器(84)、溶液热交换器(85)、屏蔽泵(86)和节流阀(87)；空冷凝汽器(2)通过汽轮机(1)的排汽管道(6)与汽轮机(1)相连，主凝结水泵(3)位于凝结水进低压加热器管道(9)上，发生器(81)通过溶液热交换器(85)与吸收器(84)相连，从吸收器(84)出来的连接管经屏蔽泵(86)后反向穿过溶液热交换器(85)连接到发生器(81)，蒸发器(83)通过节流阀(87)、冷凝器(82)与发生器(81)相连，其特征在于，所述主凝结水泵(3)通过凝结水进低压加热器管道(9)与吸收器(84)内换热管束和冷凝器(82)内换热管束相连，冷凝器(82)内换热管束通过凝结水进除氧器管道(10)与除氧器(5)相连，发生器(81)内换热管束通过汽轮机(1)的抽汽管道(11)与汽轮机(1)相连，蒸发器(83)内换热管束通过汽轮机(1)的排汽管道(6)与汽轮机(1)连接，蒸发器(83)内换热器管束的另一端与凝结水箱(7)相连。

2.根据权利1所述的低压加热设备，其特征在于，所述汽轮机(1)的抽汽管道(11)上设置有调节阀。

3.根据权利1或2所述的低压加热设备，其特征在于，所述汽轮机(1)的排汽管道(6)与空冷凝汽器(2)连接处之间设置有调节阀。

4.根据权利3所述的低压加热设备，其特征在于，所述蒸发器(83)内换热管束与汽轮机(1)排汽管道(6)连接处之间设置有调节阀。

5.根据权利4所述的低压加热系统，其特征在于，所述蒸发器(83)内换热管束与凝结水箱(7)的连接管道上设置有调节阀。

6.根据权利5所述的低压加热设备，其特征在于，所述余热回收型低压加热器可以是单效型、双效型或者多效型。

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