CN202141033U - 发电效率提高1%的吸收式热泵乏汽回收汽轮机发电系统 - Google Patents
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Abstract
发电效率提高1%的吸收式热泵乏汽回收汽轮机发电系统,采用吸收式热泵提取汽轮机乏汽余热用于将乏汽凝水及轴加、中压疏冷凝水等低温水加热到一定温度,再由中压或高压抽汽加热至锅炉给水温度并进入锅炉加热为过热蒸汽送入汽轮机发电,增加吸收式乏汽余热回收装置后的汽轮机发电循环系统比传统系统相比,由于锅炉给水低温段(低于90℃)加热量由吸收式热泵承担,而乏汽余热节省的能量占锅炉总加热量比例约3~4%或更高,因此该循环的发电效率可提升0.8~1.6%。该方式大幅节省化石燃料用量及其污染排放,又减少了水冷或风冷凝汽器设计容量及成本,广泛适合于背压低于0.1MPa的各类汽轮机发电系统。
Description
技术领域
本实用新型涉及发电效率提高1%的吸收式热泵乏汽回收汽轮机发电系统,属于吸收式热泵和汽轮机发电技术领域。
背景技术
中国国家统计局数据表明,中国2010年发电量达到4.141万亿千瓦时,居世界第一,发电装机累计达到9.6亿千瓦,其中火电7亿千瓦,约占73%。我国一次能源以煤为主的格局在很长时期内不会改变,能源供应将维持以煤为主,面临严峻的经济与资源、环境与发展的挑战。2002年我国平均供电煤耗为383g/KWh,2006年为367g/KWh,而当时的国际先进水平为316g/KWh,近年来又有进一步提高。如果采用超超临界技术,供电煤耗可降低至278g/kWh。据统计,燃煤发电产生的灰渣约占全国灰渣的70%,烟尘排放占工业排放的33%,二氧化硫排放占工业排放的56%。因此,如果火力发电效率能够提高1%,对节能减排具有重大意义。
汽轮机发电中乏汽排放带走了大量低品位能量,例如纯凝机组超过50%,热电联产运行时也达到20%左右。如果能将乏汽余热充分利用,将极大提高电厂综合热效率,由清华大学等科研院所突破的吸收式热泵回收乏汽余热用于供热的技术已经开始应用于工程实践,并取得联合示范效益,具有重大技术和节能环保价值。但是,该项技术只能在冬季供暖期间热电联产运行时获得节能效益,而非采暖季不产生节能效果,同时热电联产机组只是占火力发电的一个较小的比例,因此如何有效提高发电效率,具有重大技术和经济价值。从根本上讲,采用超临界、超超临界等技术无疑是最有潜力的途径之一,另一方面,有效回收乏汽余热用于在一定温度水平下免费提升锅炉给水温度,是一个重要而实用的发展途径。
发明内容
本实用新型的目的和任务是,研制一种乏汽余热回收汽轮机发电系统,采用吸收式热泵技术回收乏汽中的能量并将乏汽凝水等锅炉给水温度加热到90℃左右,再由汽轮机中压或高压抽汽加热到所需温度送入锅炉,通过节省锅炉煤耗将发电效率提高1%左右。
本实用新型的具体描述是:
发电效率提高1%的吸收式热泵乏汽回收汽轮机发电系统,在传统的锅炉蒸汽驱动的汽轮机发电循环系统中,增加了乏汽余热回收型吸收式热泵模块,其特征在于所述的乏汽余热回收型吸收式热泵(8)的蒸发器(10)的乏汽进口与凝汽器(5)的乏汽进口相连后与汽轮机(3)的乏汽出口(D)相连,蒸发器(10)的凝水出口与凝汽器(5)的凝水出口相连后经凝 水加压泵(11)后与乏汽余热回收型吸收式热泵(8)的吸收器(7)的被加热侧进口相连,吸收器(7)的被加热侧出口与冷凝器(9)的被加热侧进口相连,冷凝器(9)的被加热侧出口与混合加热器(12)的低温侧进口相连,乏汽余热回收型吸收式热泵(8)的发生器(6)的加热侧进口与汽轮机(3)的中压抽汽口(C)相连,发生器(6)的加热侧出口与混合加热器(12)的高温侧进口相连,混合加热器(12)的出口经1号低温疏冷器(13)和n号高温疏冷器(14)及循环水泵(15)后与锅炉(1)的给水进口相连。
乏汽余热回收型吸收式热泵(8)的蒸发器(10)采用双降膜蒸发-冷凝器结构。凝汽器(5)采用水冷式凝汽器结构或空冷岛结构。汽轮机(3)为抽凝式机组,且背压小于1个大气压(绝压)。疏冷器个数为2个以上。
该发明首次实现了在汽轮机工作介质发电循环中,采用吸收式热泵通过直接吸收乏汽余热用于节省锅炉煤耗、提高发电效率,其中乏汽余热回收量约占锅炉发热量的3~4%以上,而目前汽轮机发电效率约42%,因此该吸收式乏汽余热回收循环的发电效率可提升0.8~1.6%左右,大幅节省化石燃料用量及其污染排放,又减少了水冷或风冷凝汽器设计容量及成本。该发明既适用于由水冷凝汽器或空冷岛冷却的纯凝汽轮机组,也适用于采用抽凝式机组等背压低于0.1MPa的热电联产系统,并因此适用于已有火力发电系统节能技术改造和新建项目中作为标配进行设计和应用,便于实现大规模生产和推广,达到从整体上较大幅度地提高能源综合利用效益的目的。
附图说明
图1是本实用新型的系统示意图。
图1中各部件编号与名称如下:
锅炉1、过热器2、汽轮机3、发电机4、凝汽器5、发生器6、吸收器7、乏汽余热回收型吸收式热泵8、冷凝器9、蒸发器10、凝水加压泵11、混合加热器12、1号低温疏冷器13、n号高温疏冷器14、循环水泵15、乏汽出口D、中压抽汽口C、1号中压抽汽口B、n号高压抽汽口A。
具体实施方式
图1是本实用新型的系统示意图。
发电效率提高1%的吸收式热泵乏汽回收汽轮机发电系统,在传统的锅炉蒸汽驱动的汽轮机发电循环系统中,增加了乏汽余热回收型吸收式热泵模块,其中乏汽余热回收型吸收式热泵(8)的蒸发器(10)的乏汽进口与凝汽器(5)的乏汽进口相连后与汽轮机(3)的乏汽出口(D)相连,蒸发器(10)的凝水出口与凝汽器(5)的凝水出口相连后经凝水加压泵(11) 后与乏汽余热回收型吸收式热泵(8)的吸收器(7)的被加热侧进口相连,吸收器(7)的被加热侧出口与冷凝器(9)的被加热侧进口相连,冷凝器(9)的被加热侧出口与混合加热器(12)的低温侧进口相连,乏汽余热回收型吸收式热泵(8)的发生器(6)的加热侧进口与汽轮机(3)的中压抽汽口(C)相连,发生器(6)的加热侧出口与混合加热器(12)的高温侧进口相连,混合加热器(12)的出口经1号低温疏冷器(13)和n号高温疏冷器(14)及循环水泵(15)后与锅炉(1)的给水进口相连。
乏汽余热回收型吸收式热泵(8)的蒸发器(10)采用双降膜蒸发-冷凝器结构。凝汽器(5)采用水冷式凝汽器结构。汽轮机(3)为抽凝式机组,疏冷器5个,除氧器1个。
需要说明的是,本设计在应用中的重要特点之一是对各种汽轮机结构的适用范围广,因此任何可由本专业人员经过简单变形即可完成的技术结构改变均将落入本专利申请保护的范围。
Claims (5)
1.发电效率提高1%的吸收式热泵乏汽回收汽轮机发电系统,在锅炉蒸汽驱动的汽轮机发电循环系统中,增加了乏汽余热回收型吸收式热泵模块,其特征在于所述的乏汽余热回收型吸收式热泵(8)的蒸发器(10)的乏汽进口与凝汽器(5)的乏汽进口相连后与汽轮机(3)的乏汽出口(D)相连,蒸发器(10)的凝水出口与凝汽器(5)的凝水出口相连后经凝水加压泵(11)后与乏汽余热回收型吸收式热泵(8)的吸收器(7)的被加热侧进口相连,吸收器(7)的被加热侧出口与冷凝器(9)的被加热侧进口相连,冷凝器(9)的被加热侧出口与混合加热器(12)的低温侧进口相连,乏汽余热回收型吸收式热泵(8)的发生器(6)的加热侧进口与汽轮机(3)的中压抽汽口(C)相连,发生器(6)的加热侧出口与混合加热器(12)的高温侧进口相连,混合加热器(12)的出口经1号低温疏冷器(13)和n号高温疏冷器(14)及循环水泵(15)后与锅炉(1)的给水进口相连。
2.如权利要求1所述的发电效率提高1%的吸收式热泵乏汽回收汽轮机发电系统,其特征在于所述的乏汽余热回收型吸收式热泵(8)的蒸发器(10)采用双降膜蒸发-冷凝器结构。
3.如权利要求1所述的发电效率提高1%的吸收式热泵乏汽回收汽轮机发电系统,其特征在于所述的凝汽器(5)采用水冷式凝汽器结构或空冷岛结构。
4.如权利要求1所述的发电效率提高1%的吸收式热泵乏汽回收汽轮机发电系统,其特征在于所述的汽轮机(3)为抽凝式机组。
5.如权利要求1所述的发电效率提高1%的吸收式热泵乏汽回收汽轮机发电系统,其特征在于所述的疏冷器个数为2个以上。
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