CN203757817U - 一种换热站系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种换热站系统，包括供暖回路和疏水回路，所述供暖回路包括循环水泵（2）、供暖母管（9）和安装在所述供暖母管（9）中的具有第一进水口、第二进水口和出水口的给水调节阀（7）以及分别与所述第二进水口和所述循环水泵（2）连通的旁路管道（11）；其中，所述给水调节阀（7）根据所述出水口侧的所述采暖供水的温度来分别控制所述第一进水口侧的高温供水的进水量和所述第二进水口侧的所述低温供暖回水的进水量。本实用新型中的换热站系统设备更少、结构更为简单，不需要较大的布置空间不仅减小了厂房规模，还降低了厂房和设备的初投资，而且可以免除疏水罐和疏水泵的运行维护费用，对电厂收益起到积极的作用。
Description
技术领域
本实用新型涉及换热站领域，尤其涉及一种蒸汽加热式的换热站系统。
背景技术
在北方的发电厂中，采暖换热站是必不可少的设施之一，其对于冬季机组正常运行、电厂工作人员正常办公甚至周边地区的供热采暖均具有极其重要的作用。
如图1所示的现有技术中，换热站包括换热器1、循环水泵2、疏水罐3、疏水泵4以及相关的阀门和管道等。在蒸汽加热式换热站的供暖系统中，汽轮机抽蒸汽作为加热热源，高温蒸汽在换热器1内进行热交换，以将热量传递给换热器内的循环流动的供暖介质，被加热后的供暖介质在循环水泵2的压力作用下通过管道流向厂区、办公区甚至周边地区进行供热；在蒸汽加热式换热站的疏水系统中，高温蒸汽因放热而在换热器1壳侧凝结成水，凝结水在重力作用下汇聚流入疏水罐3内，进而在疏水泵4的作用下被打入抽汽对应机组的凝汽器或给水回路的其他位置，以保持该回路介质质量稳定。
在图1所示的现有技术中，疏水罐3和疏水泵4的使用可以确保高温蒸汽冷凝所得的疏水可以顺利的进入凝汽器等位置。但在实际使用时，疏水罐3为了能确保在重力作用下顺畅的汇聚来自换热器1中的疏水，需布置在换热器1的下方；同时，为了满足疏水泵4的汽蚀裕量，疏水泵4布置在疏水罐3的下方。基于这两个原因，换热站需要较大的布置空间和较高的高度，使得现有的换热站设计和布置都相对较为复杂，不仅增加了换热站初期建设的投资，还增加了其运行时的维护费用和难度，给电厂带来一定的效益损失。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种结构简单、设备较少且建设、运营和维护成本较低的换热站系统。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种换热站系统，包括用于加热回流的低温供暖回水并将采暖供水输出至外部供暖管道的供暖回路和用于提供高温蒸汽加热所述低温供暖回水并输出冷凝疏水的疏水回路，所述供暖回路包括循环水泵、供暖母管和安装在所述供暖母管中的具有第一进水口、第二进水口和出水口的给水调节阀以及分别与所述第二进水口和所述循环水泵连通的旁路管道；其中，所述给水调节阀根据所述出水口侧的所述采暖供水的温度来分别控制所述第一进水口侧的高温供水的进水量和所述第二进水口侧的所述低温供暖回水的进水量。
所述供暖母管包括与所述第一进水口连通以输入高温供水的第一供暖母管和与所述出水口连通以输出所述采暖供水的第二供暖母管，所述旁路管道在所述循环水泵的作用下向所述第二进水口输入部分所述低温供暖回水。
所述给水调节阀根据所述第二供暖母管内的所述采暖供水的温度分别控制所述第一进水口和所述第二进水口的开合度。
所述供暖回路还包括通过管道依次连接的回水管道、进水阀、换热器和出水阀，其中，所述回水管道与所述循环水泵连通，所述出水阀与所述供暖母管连通。
所述换热站系统中还包括多个换热器支路，每个所述换热器支路包括通过管道依次连通的所述进水阀、所述换热器和所述出水阀，且每个所述换热器支路的两端分别与所述供暖母管和所述回水管道连通。
所述疏水回路还包括通过管道依次连接的抽汽管道、抽汽调节阀、所述换热器、疏水调节阀和疏水母管。
所述换热站系统中还包括多个疏水支路，每一所述换热器上连接有所述疏水支路，每个所述疏水支路包括通过管道依次连接的所述抽汽调节阀、所述换热器和所述疏水调节阀，且每个所述疏水支路的两端分别与所述抽汽管道和所述疏水母管连通。
所述疏水调节阀控制所述换热器的壳侧水位维持在预先设定的水位。
所述疏水母管通过管道与凝汽器连通。
实施本实用新型的换热站系统，其有益效果在于：本实用新型的换热站系统通过在供暖回路中的供暖母管上增设给水调节阀和旁路管道来代替现有技术中的疏水罐和疏水泵，通过提高第一供暖母管中的高温供暖回水的温度来提高换热器壳侧的饱和压力，进而确保高温蒸汽冷凝所得的疏水能在该饱和压作用下顺利的进入凝汽器等位置；同时通过给水调节阀将第一供暖母管中的高温供暖回水和旁路管道引入的低温供暖回水混合，来确保第二供暖母管内采暖供水的温度满足质调节的要求。这一改进使得本实用新型换热站系统的设备更少、结构更为简单，且不需要较大的布置空间和较高的高度，不仅减小了厂房规模，降低了厂房和设备的初投资，而且可以免除疏水罐和疏水泵的运行维护费用，对电厂收益起到积极的作用。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是现有技术中典型的换热站疏水系统的示意图；
图2是本实用新型一具体实施例中新型换热站疏水系统的示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案以及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图2所示，本实用新型提供了一种换热站系统包括供暖回路和疏水回路，其中，供暖回路包括通过管道依次连接的循环水泵2、回水管道10、进水阀12、管壳式的换热器1、出水阀13和供暖母管9。
供暖回水温度较低，在循环水泵2的作用下通过回水管道10和进水阀12流入换热器1；流入换热器1内的供暖回水在换热器1壳侧的高温蒸汽的加热作用下被迅速加热，然后依次经过出水阀13和供暖母管9流出，进而流向厂区、办公区甚至周边地区进行供热，供热完成后的低温供暖回水再次回流至循环水泵2，如此循环以保证持续为周边区域供暖。
疏水回路包括通过管道依次连接的抽汽管道14、抽汽调节阀5、换热器1、疏水调节阀6、疏水母管8和凝汽器（图中未示出）。在汽轮机（图中未示出）抽汽的压力作用下，大量的高温蒸汽依次通过抽汽管道14、抽汽调节阀5从换热器1的进汽口（图中未标注）进入换热器1内以加热低温供暖回水，热交换使高温蒸汽在换热器壳侧冷凝成水，然后依次通过换热器1的疏水口（图中未标注）、疏水调节阀6和疏水母管8流出至凝汽器以供换热站系统循环提供蒸汽。
由于当换热器1内的气压值过低时可能会导致高温蒸汽在换热器壳侧冷凝所得的疏水不能顺利的流出换热器1，甚至会有倒流的风险，所以本实用新型通过在供暖回路中的供暖母管9上增设给水调节阀7和旁路管道11来代替现有技术中的疏水罐3和疏水泵4，实现使高温蒸汽冷凝所得的疏水顺利的进入凝汽器等位置。
在本实用新型中所使用的给水调节阀7为三通给水调节阀，包括第一进水口、第二进水口和一个出水口，安装在供暖母管9上，将供暖母管9分为第一供暖母管901和第二供暖母管902。其中，第一供暖母管901分别与换热器支路中的出水阀13和给水调节阀7的第一进水口连通，第二供暖母管902分别与给水调节阀7的出水口和外部厂区、办公区等地的相关供暖管道连通。
旁路管道11分别与给水调节阀7的第二进水口和循环水泵2连通，用于在循环水泵2的作用下向第二进水口输入部分低温供暖回水。回流的低温供暖回水通过循环水泵2的加压作用后，分为两部分：一部分通过回水管道10和进水阀12流入换热器1内加热，加热所得的高温供水通过出水阀13、第一供暖母管901和第一进水口流入给水调节阀7；另一部分直接通过旁路管道11和第二进水口流入给水调节阀7。第一供暖母管901中的高温供水和流经旁路管道11的部分低温供暖回水在给水调节阀7中混合至预设温度范围，作为采暖供水通过第二供暖母管902流出。
可以理解的是，在该换热站系统中可以包含有多个换热器支路，每个换热器支路均分别连接在供暖母管9和回水管道10之间，且每个换热器支路都包括通过管道依次连通的进水阀12、换热器1和出水阀13。
当供暖回路中有多个换热器1时，即有多个换热器支路时，通过回水管道10回流的低温供暖回水被分为多路，分别流入各个换热器1中加热，各个换热器支路中加热后的高温供水在第一供暖母管901中汇聚混合在一起，通过第一进水口流入给水调节阀7。因此，将给水调节阀7设置在供暖母管9中的第一供暖母管901的末端，即所有换热器支路的下游，可避免当供暖回路流量较小时换热器1内充满度不够的问题。
针对具有多个换热器支路的换热站系统，该换热站系统中还相应包括有多个两端分别与抽汽管道4和疏水母管8连通的疏水支路，每一换热器支路中的换热器1都连接有一个疏水支路，每个疏水支路包括通过管道依次连接的抽汽调节阀5、换热器1和疏水调节阀6。可以理解的是，每个换热器支路中的换热器1还可以连接有多个疏水支路来实现疏水目的，故疏水支路与换热器支路在数量上的对应关系在此不作限定。
该给水调节阀7根据出水口处的管道温度来分别控制第一进水口和第二进水口的开合度，也就是说，根据与出水口连通的第二供暖母管902内的采暖供水的温度来分别控制第一进水口的高温供水的进水量和第二进水口的低温供暖回水的进水量，以此来确保第二供暖母管902内的采暖供水的温度满足质调节的要求，同时确保采暖供水的温度维持在预设范围内以满足实际应用的需要。
因此，根据前述给水调节阀7的控制原理，可以将流入换热器1的低温供暖回水分别加热至很高的温度后在第一供暖母管901中汇合成高温供水，通过第一进水口流入给水调节阀7；然后，在给水调节阀7内与旁路管道11提供的低温供暖回水混合至需要的温度；最后，将混合后的满足应用要求的采暖供水通过第二供暖母管902流向外部厂区、办公区等地。
在本实用新型中，换热站系统增设给水调节阀7和旁路管道11的最重要的目的是可以提高第一供暖母管901中高温供水的温度，即低温供暖回水在换热器1内可以被加热至远高于采暖供水预设温度的高温，然后通过混合旁路管道11内的低温供暖回水来降温，以确保最终输出的采暖供水温度维持在预设范围内，满足质调节的要求。
这样一来，换热器1内加热所得的高温供水的温度越高，所对应的换热器壳侧的饱和压力越大，当高温供水温度所对应的换热器壳侧的饱和压力达到一定值时，高温蒸汽在换热器壳侧冷凝所得的疏水在该饱和压力的作用下能顺利流出换热器1且不会有倒流的风险。所以，本申请的技术方案可以在取消现有技术中疏水罐3和疏水泵4的同时，满足换热站疏水系统的疏水要求。
该高温供水温度的设定需要满足：高温供水温度加上换热器上端差后所对应的换热器壳侧饱和压力大于在最大疏水流量下由换热器壳侧至下游接收装置凝汽器的所有阻力之和。所述阻力包括换热器内阻力、管道沿程阻力、管道布置高度差值、换热器壳侧与凝汽器压力差值等。
在本实施例中，每台换热器壳侧的水位均通过疏水调节阀12控制以维持在预先设定的水位。凝汽器作为疏水接收装置，其设计温度一般为80℃，因此在设计该换热站系统时，第一供暖母管901中高温供水的温度不能设定的过高，需要控制流入凝汽器的疏水温度在80℃以下以确保凝汽器的安全稳定运行。
值得注意的是，当机组降低负荷时，汽轮机抽汽压力随之降低，当降低至某一功率平台时，将无法维持第一供暖母管901中的高温供水的设定温度，即无法保证换热器壳侧的饱和压力值能克服换热器壳侧至凝汽器之间的所有阻力之和，进而无法确保疏水能顺畅的流入凝汽器，此时的功率平台为保障正常疏水的最低功率平台。
综上所述，本实用新型中通过在供暖回路中的供暖母管9上增设给水调节阀7和旁路管道11来代替现有技术中的疏水罐3和疏水泵4。通过提高第一供暖母管901中高温供水的温度来提高换热器壳侧的饱和压力，进而确保高温蒸汽冷凝所得的疏水能在该饱和压力的作用下顺利的进入凝汽器等位置；同时，通过给水调节阀7将第一供暖母管901中的高温供水和旁路管道11提供的低温供暖回水混合，来确保第二供暖母管902内采暖供水的温度满足质调节的要求。
这一改进使得本实用新型换热器系统的设备更少、结构更为简单，且不需要较大的布置空间和较高的高度，不仅减小了厂房规模，降低了厂房和设备的初投资，而且可以免除疏水罐3和疏水泵4的运行维护费用，对电厂收益起到积极的作用。
Claims (9)
1.一种换热站系统，包括用于加热回流的低温供暖回水并将采暖供水输出至外部供暖管道的供暖回路和用于提供高温蒸汽加热所述低温供暖回水并输出冷凝疏水的疏水回路，其特征在于，
所述供暖回路包括循环水泵（2）、供暖母管（9）和安装在所述供暖母管（9）上的具有第一进水口、第二进水口和出水口的给水调节阀（7）以及分别与所述第二进水口和所述循环水泵（2）连通的旁路管道（11）；
其中，所述给水调节阀（7）根据所述出水口侧的所述采暖供水的温度来分别控制所述第一进水口侧的高温供水的进水量和所述第二进水口侧的所述低温供暖回水的进水量。
2.根据权利要求1所述的换热站系统，其特征在于，所述供暖母管（9）包括与所述第一进水口连通以输入高温供水的第一供暖母管（901）和与所述出水口连通以输出所述采暖供水的第二供暖母管（902），所述旁路管道（11）在所述循环水泵（2）的作用下向所述第二进水口输入部分所述低温供暖回水。
3.根据权利要求2所述的换热站系统，其特征在于，所述给水调节阀（7）根据所述第二供暖母管（902）内的所述采暖供水的温度分别控制所述第一进水口和所述第二进水口的开合度。
4.根据权利要求1所述的换热站系统，其特征在于，所述供暖回路还包括通过管道依次连接的回水管道（10）、进水阀（12）、换热器（1）和出水阀（13），其中，所述回水管道（10）与所述循环水泵（2）连通，所述出水阀（13）与所述供暖母管（9）连通。
5.根据权利要求4所述的换热站系统，其特征在于，所述换热站系统中还包括多个换热器支路，每个所述换热器支路包括通过管道依次连通的所述进水阀（12）、所述换热器（1）和所述出水阀（13），且每个所述换热器支路的两端分别与所述供暖母管（9）和所述回水管道（10）连通。
6.根据权利要求5所述的换热站系统，其特征在于，所述疏水回路还包括通过管道依次连接的抽汽管道（14）、抽汽调节阀（5）、所述换热器（1）、疏水调节阀（6）和疏水母管（8）。
7.根据权利要求6所述的换热站系统，其特征在于，所述换热站系统中还包括多个疏水支路，每一所述换热器（1）上连接有所述疏水支路，每个所述疏水支路包括通过管道依次连接的所述抽汽调节阀（5）、所述换热器（1）和所述疏水调节阀（6），且每个所述疏水支路的两端分别与所述抽汽管道（14）和所述疏水母管（8）连通。
8.根据权利要求6所述的换热站系统，其特征在于，所述疏水调节阀（6）控制所述换热器（1）的壳侧水位维持在预先设定的水位。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的换热站系统，其特征在于，所述疏水母管（8）通过管道与凝汽器连通。
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Cited By (1)
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| CN105757759A (zh) * | 2016-04-27 | 2016-07-13 | 中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司 | 热效率优化汽水换热首站及其运行方法 |
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2014
- 2014-03-18 CN CN201420122690.3U patent/CN203757817U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
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| CN105757759A (zh) * | 2016-04-27 | 2016-07-13 | 中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司 | 热效率优化汽水换热首站及其运行方法 |
| CN105757759B (zh) * | 2016-04-27 | 2018-10-16 | 中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司 | 热效率优化汽水换热首站及其运行方法 |
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