CN205619405U - 一种热网疏水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种热网疏水系统，它包括热网加热器、疏水泵及由凝结水进管串联连接的除氧器及至少两个低压加热器，热网加热器两端设有热网回水总管和热网供水总管，热网加热器与疏水泵由疏水进水母管连接，疏水泵底部设有疏水出水母管，热网加热器、除氧器及每个低压加热器上均设有汽轮机抽汽管，疏水出水母管与每个凝结水进管之间通过疏水管连接，每个疏水管上设有疏水阀。本实用新型通过采用上述技术，通过检测分析疏水温度和各级凝结水进管温度的匹配度，由热网疏水选择最合适路径回至凝结水系统，有效降低汽轮机高品位抽汽的消耗量，提高机组的热效率，其结构简单，设计合理，节能减排效果明显。

Description

一种热网疏水系统

技术领域

本实用新型属于抽汽供热系统技术领域，具体涉及一种能提高供热机组经济性的热网疏水系统，它可广泛用于热电厂热网加热系统中，尤其适用于热网回水温度波动较大、规模较大的集中供热系统的热电厂。

背景技术

近些年来，随着国家节能减排实施力度的不断增大，电力系统所受到的压力也越来越大，如何提高单位能耗的产值，成为热电厂迫切需要解决的问题。热电厂供热首站的热网加热器和集中供热热网回水进行热交换。热网回水温度在实际运行中波动较大，如在供暖初末寒期较低，能达到40℃，甚至更低，而随着天气变冷，回水温度提高，在极寒期能达到60℃以上。热网加热器一般均不设置疏水冷却段，设计疏水温度为抽汽压力对应的饱和温度，由于热网回水温度低，使疏水存在一定过冷，且过冷度随着回水温度波动，疏水温度高时能达到100℃，低时能降到50℃，而目前供热机组设计热网疏水均回主机除氧器，除氧器的温度一般在150℃以上，大温差换热造成巨大的不可逆损失，高品质的除氧器抽汽量增加，是一种不经济的疏水回收方式。

如公开日为2013年07月24日，公开号为CN203082865U的中国专利中，公开了一种超临界采暖供热机组热网加热器疏水回收装置，它包括至少一个热网加热器，在每个热网加热器的疏水出口管道上设导电仪和热网加热器疏水泵，热网加热器疏水泵升压经除铁器输送至凝结水管道进入除氧器，虽然它能解决超临界采暖供热机组热网加热器疏水回收和热量回收，提高机组的运行经济性，但是它的结构复杂，设备所需投入的成本高。又如公开日为2013年01月02日，公开号为CN202647719U的中国专利中，公开了一种亚临界湿冷供热机组热网疏水处理系统，它包括凝汽器、低压加热器、热网加热器以及除氧器，热网加热器中设置有疏水冷却段，凝汽器输出的凝结水通过凝结水管道经若干组低压加热器进入除氧器，从汽轮机输出的蒸汽经热网加热器换热后生成的疏水经疏水管道输送至末级低压加热器前的凝结水管道中，经济性不够显著。

综上所述，目前还没有一种能根据热网疏水温度的波动，动态分析热网疏水温度和各级凝结水温度的匹配度，自动选择疏水回凝结水系统的最合适路径，进而降低换热过程温差，减少高品位抽汽消耗量，提高主机经济性的系统。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述不足，本实用新型的目的在于提供一种能提高供热机组经济性的热网疏水系统，其结构设计合理，可自动选择疏水回凝结水系统的最合适路径，能够降低换热过程中的不可逆损失，将换热“火用”损失降低到最小的疏水回主机凝结水系统和方法，使机组热效率最大，它可广泛用于热电厂热网加热系统中，尤其适用于热网回水温度波动较大、规模较大的集中供热系统的热电厂，

所述的一种热网疏水系统，包括热网加热器及疏水泵，所述热网加热器两端设有热网回水总管和热网供水总管，热网加热器与疏水泵由疏水进水母管连接，疏水泵底部设有疏水出水母管，其特征在于还包括由凝结水进管串联连接的除氧器及至少两个低压加热器，热网加热器、除氧器及每个低压加热器上均设有汽轮机抽汽管，疏水出水母管与每个凝结水进管之间通过疏水管连接，每个疏水管上设有疏水阀。

所述的一种热网疏水系统，其特征在于所述低压加热器包括第一级低压加热器、第二级低压加热器及第三级低压加热器，汽轮机抽汽管包括第一级汽轮机抽汽管、第二级汽轮机抽汽管、第三级汽轮机抽汽管及第四级汽轮机抽汽管，疏水管包括第一级疏水管、第二级疏水管、第三级疏水管及第四级疏水管，凝结水进管包括第一级凝结水进管、第二级凝结水进管、第三级凝结水进管及第四级凝结水进管；第一级汽轮机抽汽管连接在除氧器上，第二级汽轮机抽汽管连接在第一级低压加热器上，第三级汽轮机抽汽管连接在第二级低压加热器上，第四级汽轮机抽汽管连接在第三级低压加热器上，第一级凝结水进管的两端分别连接在除氧器和第一级低压加热器上，第二级凝结水进管的两端分别连接在第一级低压加热器和第二级低压加热器上，所述第三级凝结水进管的两端分别连接在第二级低压加热器和第三级低压加热器上，第四级凝结水进管连接在第三级低压加热器右侧，凝结水依次经第三级低压加热器、第二级低压加热器及第一级低压加热器至除氧器上，疏水经每个疏水管后与对应凝结水进管的凝结水混合。

所述的一种热网疏水系统，其特征在于第一级疏水管上设有第一级疏水阀，第二级疏水管上设有第二级疏水阀，第三级疏水管上设有第三级疏水阀，第四级疏水管上设有第四级疏水阀。

所述的一种热网疏水系统，其特征在于每级疏水管及每级凝结水进管上均设有测温元件，所述测温元件为铂电阻或热电偶。

所述的一种热网疏水系统，其特征在于所述热网加热器为吸收式热泵机组、板式换热器或管壳式换热器中的任意一种。

所述的一种热网疏水系统，其特征在于第一级疏水阀、第二级疏水阀、第三级疏水阀及第四级疏水阀为电动阀、气动阀或液压阀中的任意一种。

通过采用上述技术，与现有技术相比，本实用新型具有以下优点和效果：

本实用新型通过设置多个低压加热器及除氧器，并在对应的疏水管及凝结水进管上设置测温点，通过检测分析疏水温度和各级凝结水进管温度的匹配度，由热网疏水选择最合适路径回至凝结水系统，有效降低汽轮机高品位抽汽的消耗量，提高机组的热效率，使得机组经济性最好，其结构简单，设计合理，按照能量梯级利用原理，能够降低换热过程中的不可逆损失，将换热“火用”损失降低到最小，能够有效提高机组的热效率，本实用新型实施例经实验计算表明，本实用新型对一台接待600万m²供暖面积的300MW等级抽汽供热机组，采暖季发电煤耗率下降约0.9g/kWh，节能减排效果明显。

附图说明

图1是本实用新型实施例中热网疏水系统的结构示意图。

图中：1-热网加热器，2-疏水泵，3-除氧器，4-第一级低压加热器，5-第二级低压加热器，6-第三级低压加热器，7-第四级凝结水进管，8-热网回水总管，9-热网供水总管，10-疏水进水母管，11-疏水出水母管，12-第一级汽轮机抽汽管，13-第二级汽轮机抽汽管，14-第三级汽轮机抽汽管，15-第四级汽轮机抽汽管，16-第一级疏水管，17-第二级疏水管，18-第三级疏水管，19-第四级疏水管，20-第一级疏水阀，21-第二级疏水阀，22-第三级疏水阀，23-第四级疏水阀，24--第三级凝结水进管，25-第二级凝结水进管，26-第一级凝结水进管。

具体实施方式

下面结合说明书附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

本实用新型的一种热网疏水系统，包括热网加热器1、疏水泵2及由凝结水进管串联连接的除氧器3及至少两个低压加热器，所述热网加热器1两端设有热网回水总管8和热网供水总管9，热网加热器1与疏水泵2由疏水进水母管10连接，疏水泵2底部设有疏水出水母管11，热网加热器1、除氧器3及每个低压加热器上均设有汽轮机抽汽管，疏水出水母管11与每个凝结水进管之间通过疏水管连接，每个疏水管上设有疏水阀，本实用新型实施例中低压加热器为3个。

参见图1，本实施例中热网疏水加热系统包括：热网加热器1、疏水泵2、除氧器3、第一级低压加热器4、第二级低压加热器5、第三级低压加热器6、第四级凝结水进管7、第三级凝结水进管24、第二级凝结水进管25、第一级凝结水进管26、热网回水总管8、热网供水总管9、疏水进水母管10、疏水出水母管11、第一级汽轮机抽汽管12、第二级汽轮机抽汽管13、第三级汽轮机抽汽管14、第四级汽轮机抽汽管15、第一级疏水管16、第二级疏水管17、第三级疏水管18、第四级疏水管19、第一级疏水阀20、第二级疏水阀21、第三级疏水阀22、第四级疏水阀23，其中，热网加热器1的设备型式不限，如该热网加热器1可以为吸收式热泵机组、板式换热器或管壳式换热器等型式。

本实施例中的热网回水总管8和热网供水总管9均连接在热网加热器1上，第一级汽轮机抽汽管12连接在除氧器3上，第二级汽轮机抽汽管13连接在第一级低压加热器4上，第三级汽轮机抽汽管14连接在第二级低压加热器5上，第四级汽轮机抽汽管15连接在第三级低压加热器6上。

本实施例中第一级凝结水进管26的两端分别连接在除氧器3和第一级低压加热器4上，第二级凝结水进管25的两端分别连接在第一级低压加热器4和第二级低压加热器5上，第三级凝结水进管24的两端分别连接在第二级低压加热器5和第三级低压加热器6上。

本实施例中疏水进水母管10的两端分别连接在热网加热器1和疏水泵2上，疏水出水母管11的两端分别连接在疏水泵2和第一级疏水管16,第二级疏水管17,第三级疏水管18，第四级疏水管19上。

本实施例中的第一级疏水管16两端分别连接在疏水出水母管11和第一级凝结水进管26上，第二级疏水管17两端分别连在疏水出水母管11和第二级凝结水进管25上，第三级疏水管18两端分别连在疏水出水母管11和第三级凝结水进管24上，第四级疏水管19两端分别连在疏水出水母管11和第四级凝结水进管7上。

本实施例中的第一级疏水阀20安装在第一级疏水管16上，第二级疏水阀21安装在第二级疏水管17上，第三级疏水阀22安装在第三级疏水管18上，第四疏水阀23安装在第四级疏水管19上。

本实施例中的疏水出水母管11上、第四级凝结水进管7、第三级凝结水进管24、第二级凝结水进管25和第一级凝结水进管26上均安装有温度测点，温度测点上安装有测温元件，所述测温元件为铂电阻或热电偶，用于测量管中水的温度并能实现远传，将测得的数据传到控制中心，控制中心通过检测分析疏水温度和各级凝结水进管温度的匹配度，由热网疏水自动选择最合适路径回至凝结水系统。

本实施例中热网疏水系统可通过检测比对疏水温度和各级凝结水进管温度的匹配度，自动选择最合适的路径回到凝结水系统，保证在整个采暖季根据疏水温度的变化，始终使热网疏水按照最适合的路径回到凝结水，和原先疏水回除氧器方式或者和单一的回某级低压加热器入口方式相比（例如低压加热器4入口），可降低换热过程的不可逆损失，大幅降低高品位抽汽的耗量，增加汽轮机做功能力，实现了能量梯级利用，使机组热效率最大化。

本实施例中热网疏水路径自动选择的逻辑原理是疏水温度大于等于某一级凝结水温度，且两者温差最小，满足条件则开启这一级疏水阀。通过疏水阀开启和关闭的PID参数设定，可防止当疏水路径改变时，凝结水流量瞬间发生大波动，保证机组平稳安全运行。

将本实施例中热网疏水系统应用到某300MW等级抽汽供热机组热网疏水系统。供暖初寒期阶段热网回水温度约45~50℃，供水温度约75~80℃，热网加热器疏水温度约70~80℃，此时第一级汽轮机抽汽管12的压力0.4MPa.a，第二级汽轮机抽汽管13的压力0.18MPa.a时，第一级凝结水进管26的温度约110℃，第二级凝结水进管25的温度约83℃，第三级凝结水进管24的温度约56℃，此时逻辑判断疏水温度和第三级凝结水进管24的温度符合条件，第三级疏水阀22开启，热网疏水通过第三级疏水管18回到第三级凝结水进管24。随着供暖季深入，热网回水温度升高约50~60℃，供水温度达到约90℃，热网加热器疏水温度约90℃，此时第一级汽轮机抽汽管12的压力0.44MPa.a，第二级汽轮机抽汽管13的压力0.21MPa.a时，第一级凝结水进管26的温度约106℃，第二级凝结水进管25的温度约80℃，第三级凝结水进管24的温度约52℃，此时逻辑判断疏水温度和第二级凝结水进管25的温度符合条件，第二级疏水阀21开启，第三级疏水阀22关闭，热网疏水通过第二级疏水管17回到第二级凝结水进管25。当疏水温度变化更大，还可以根据和凝结水温度的匹配度，例如由第一级疏水管16返第一级回凝结水管26。经过计算后得到如下数据：第三级抽汽耗量增加14t/h，第二级抽汽耗量增加10t/h，第一级抽汽减少约12t/h，采暖季发电煤耗率下降0.9g/kWh，采暖季可节约标准煤800吨，具有显著的节能减排效益。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明。凡依据本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种热网疏水系统，包括热网加热器（1）及疏水泵（2），所述热网加热器（1）两端设有热网回水总管（8）和热网供水总管（9），热网加热器（1）与疏水泵（2）由疏水进水母管（10）连接，疏水泵（2）底部设有疏水出水母管（11），其特征在于还包括由凝结水进管串联连接的除氧器（3）及至少两个低压加热器，热网加热器（1）、除氧器（3）及每个低压加热器上均设有汽轮机抽汽管，疏水出水母管（11）与每个凝结水进管之间通过疏水管连接，每个疏水管上设有疏水阀。

2.根据权利要求1所述的一种热网疏水系统，其特征在于所述低压加热器包括第一级低压加热器（4）、第二级低压加热器（5）及第三级低压加热器（6），汽轮机抽汽管包括第一级汽轮机抽汽管（12）、第二级汽轮机抽汽管（13）、第三级汽轮机抽汽管（14）及第四级汽轮机抽汽管（15），疏水管包括第一级疏水管（16）、第二级疏水管（17）、第三级疏水管（18）及第四级疏水管（19），凝结水进管包括第一级凝结水进管（26）、第二级凝结水进管（25）、第三级凝结水进管（24）及第四级凝结水进管（7）；第一级汽轮机抽汽管（12）连接在除氧器（3）上，第二级汽轮机抽汽管（13）连接在第一级低压加热器（4）上，第三级汽轮机抽汽管（14）连接在第二级低压加热器（5）上，第四级汽轮机抽汽管（15）连接在第三级低压加热器（6）上，第一级凝结水进管（26）的两端分别连接在除氧器（3）和第一级低压加热器（4）上，第二级凝结水进管（25）的两端分别连接在第一级低压加热器（4）和第二级低压加热器（5）上，所述第三级凝结水进管（24）的两端分别连接在第二级低压加热器（5）和第三级低压加热器（6）上，第四级凝结水进管（7）连接在第三级低压加热器（6）右侧，凝结水依次经第三级低压加热器（6）、第二级低压加热器（5）及第一级低压加热器（4）至除氧器（3）上，疏水经每个疏水管后与对应凝结水进管的凝结水混合。

3.根据权利要求2所述的一种热网疏水系统，其特征在于第一级疏水管（16）上设有第一级疏水阀（20），第二级疏水管（17）上设有第二级疏水阀（21），第三级疏水管（18）上设有第三级疏水阀（22），第四级疏水管（19）上设有第四级疏水阀（23）。

4.根据权利要求3所述的一种热网疏水系统，其特征在于每级疏水管及每级凝结水进管上均设有测温元件，所述测温元件为铂电阻或热电偶。

5.根据权利要求3所述的一种热网疏水系统，其特征在于所述热网加热器（1）为吸收式热泵机组、板式换热器或管壳式换热器中的任意一种。

6.根据权利要求3所述的一种热网疏水系统，其特征在于第一级疏水阀（20）、第二级疏水阀（21）、第三级疏水阀（22）及第四级疏水阀（23）为电动阀、气动阀或液压阀中的任意一种。