CN205897606U - 热泵回热真空节能系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种热泵回热真空节能系统，包括汽轮机、除氧器、空冷岛、热井和回热模块，其中汽轮机分别与除氧器和空冷岛连接，除氧器与回热模块连接，回热模块与空冷岛连接，空冷岛和回热模块还分别与热井连接。本实用新型以除氧器排汽及汽轮机四段抽汽作为动力蒸汽，吸入汽轮机乏汽，以凝结水为冷却水，有效回收除氧器排汽和汽轮机乏汽中的工质和热量。同时，可维持空冷岛的正常真空，并克服水环真空泵的技术缺陷，从根本上解决水环真空泵在工作水温较高时，低出力易气蚀无法维持水冷机组正常工作真空的问题。减少运行成本，降低电厂发电煤耗。

Description

热泵回热真空节能系统

技术领域

本实用新型涉及电力节能技术领域，具体涉及一种热泵回热真空节能系统。

背景技术

近年来，随着社会的日益发展与进步，国家对资源节约、环境保护和能源综合利用等方面的要求逐步提高。而热电厂中，每天都需要消耗大量能源来使机组能够正常运行，从而可以保证正常发电。整个机组运行过程中，许多设备中的剩余热量不能得到很好地再循环利用，被白白地浪费掉了，而另一些设备则需要消耗能源来获取热量和动力，从而维持其正常运行。

例如，进入汽轮机的蒸汽做功后，排出的汽体，被称作乏汽。汽轮机乏汽包含大量的热量，而现有汽轮机乏汽通常通过空冷岛冷却，产生的凝结水回流到热井，汽轮机乏汽的热量会全部损失掉。

汽轮机四段抽汽是汽轮机的各段抽汽之一，除氧器利用汽轮机四段抽汽来加热给水，以除去凝结水中的氧气和其他不可凝气体，最后采用直接排入大气的方式排汽，这样使得除氧器排汽中的热量和工质直接损失掉了。而热井中的凝结水作为冷凝器的冷却水源，温度通常达不到要求，存在凝结水过冷度的问题；空冷岛在工作时需要维持真空，通常采用水环真空泵来抽吸空冷岛中的气体以维持空冷岛的真空度，但是水环真空泵易受环境温度影响，容易损坏，经常需要维修，损坏后就无法维持空冷岛的工作真空，不能满足实际生产需要。

现有技术中，热电厂中机组的能源综合利用率较低，不仅能源消耗较大，而且带来严重的环境问题，不符合节能环保的要求。

实用新型内容

本实用新型提供一种热泵回热真空节能系统，以解决现有技术中热电厂中机组的能源综合利用率较低的问题。

本实用新型提供一种热泵回热真空节能系统，所述系统包括汽轮机、除氧器、空冷岛、热井和回热模块，其中所述汽轮机分别与所述除氧器和所述空冷岛连接，所述除氧器与所述回热模块连接，所述回热模块与所述空冷岛连接，所述空冷岛和所述回热模块还分别与所述热井连接。

作为本实用新型的优选方式，所述回热模块包括动力蒸汽稳压源和至少两级相互连接的热泵回热单元，所述热泵回热单元包括喷射泵以及与所述喷射泵连接的冷凝器，其中所述热泵回热单元之间的连接通过前一级热泵回热单元的冷凝器连接后一级热泵回热单元的喷射泵实现。

作为本实用新型的优选方式，所述喷射泵分别与所述动力蒸汽稳压源和所述空冷岛连接，所述冷凝器与所述热井连接，流入所述热井的凝结水作为所述冷凝器的冷却水循环使用。

作为本实用新型的优选方式，所述回热模块包括三级所述的热泵回热单元，其中一级热泵回热单元包括一级喷射泵和一级冷凝器，二级热泵回热单元包括二级喷射泵和二级冷凝器，三级热泵回热单元包括三级喷射泵和三级冷凝器；所述一级喷射泵、所述二级喷射泵和所述三级喷射泵分别与所述动力蒸汽稳压源连接，所述一级冷凝器与所述二级喷射泵连接，所述二级冷凝器与所述三级喷射泵连接，所述一级喷射泵还与所述空冷岛连接。

作为本实用新型的优选方式，所述一级冷凝器、所述二级冷凝器和所述三级冷凝器分别与所述热井连接，所述一级冷凝器设有进水口，所述三级冷凝器设有出水口和排气口。

作为本实用新型的优选方式，所述一级冷凝器、所述二级冷凝器和所述三级冷凝器与所述热井的连接管路上分别设有凝结水回水第一隔离阀、凝结水回水第二隔离阀和凝结水回水第三隔离阀。

作为本实用新型的优选方式，所述一级喷射泵与所述空冷岛的连接管路上设有一级喷射泵吸气隔离阀，所述一级冷凝器与所述二级喷射泵的连接管路上设有二级喷射泵吸气隔离阀，所述二级冷凝器与所述三级喷射泵的连接管路上设有三级喷射泵吸气隔离阀。

作为本实用新型的优选方式，所述一级喷射泵、所述二级喷射泵和所述三级喷射泵与所述动力蒸汽稳压源的连接管路上分别设有动力蒸汽第一隔离阀、动力蒸汽第二隔离阀和动力蒸汽第三隔离阀。

作为本实用新型的优选方式，所述汽轮机和所述除氧器与所述动力蒸汽稳压阀的连接管路上分别设有动力蒸汽稳压源前第一隔离阀和动力蒸汽稳压源前第二隔离阀。

本实用新型提供的一种热泵回热真空节能系统，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)设置了回热模块，其以除氧器排汽作为主要动力蒸汽，并采用汽轮机四段抽汽作为辅助动力蒸汽，有效回收了除氧器排汽和汽轮机乏汽的热量和工质，实现了能量零排放，降低了发电煤耗和运行成本；

(2)经过回热模块中的多级抽吸和冷却，可有效维持空冷岛的工作真空，克服了水环真空泵的技术缺陷，提高了汽轮机的运行效率，从根本上解决了水环真空泵在环境温度较高时易损坏，而无法维持空冷岛正常工作真空的问题；

(3)在动力蒸汽进入回热模块前设置了动力蒸汽稳压源，使进入回热模块的动力蒸汽更加稳定，为回热模块提供稳定动力；

(4)采用热井中的凝结水作为冷却水水源循环使用，解决了凝结水过冷度的问题；

(5)整个系统无转动部件，无机械磨损，可保证系统100％的出力并长期稳定运行，安全免维护；另外，系统中的回热模块采用喷射泵，无需额外用电。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种热泵回热真空节能系统的结构示意图。

其中，1、汽轮机，2、动力蒸汽稳压源，3、动力蒸汽稳压源前第一隔离阀，4、动力蒸汽稳压源前第二隔离阀，5、除氧器，6、三级冷凝器，7、二级冷凝器，8、一级冷凝器，9、凝结水回水第三隔离阀，10、凝结水回水第二隔离阀，11、凝结水回水第一隔离阀，12、热井，13、空冷岛，14、一级喷射泵吸气隔离阀，15、一级喷射泵，16、二级喷射泵吸气隔离阀，17、动力蒸汽第一隔离阀，18、动力蒸汽第二隔离阀，19、二级喷射泵，20、三级喷射泵吸气隔离阀，21、动力蒸汽第三隔离阀，22、三级喷射泵。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

本实用新型实施例公开了一种热泵回热真空节能系统，参照图1所示，该系统主要包括汽轮机1、除氧器5、空冷岛13、热井12和回热模块，其中汽轮机1分别与除氧器5、回热模块和空冷岛13连接，除氧器5与回热模块连接，回热模块与空冷岛13连接，空冷岛13和回热模块还分别与热井12连接。

本实施例中，该系统设置了回热模块，其以除氧器5排汽作为主要动力蒸汽，并采用汽轮机1四段抽汽作为辅助动力蒸汽，不仅有效回收了除氧器5排汽和汽轮机1乏汽的热量和工质，而且利用该热量和工质可有效维持空冷岛13的工作真空，提高了汽轮机1的运行效率，实现了能量零排放，降低了发电煤耗和运行成本。

本实施例中，采用汽轮机1四段抽汽作为辅助动力蒸汽，还可以采用其它汽轮机抽汽来代替四段抽汽，辅助除氧器5排汽作为动力蒸汽使用，如将三段抽汽用减温减压的方式变成四段抽汽，也同样可以实现本实用新型的效果。

在上述实施例的基础上，进一步地，回热模块包括动力蒸汽稳压源2和至少两级相互连接的热泵回热单元，该热泵回热单元包括喷射泵以及与喷射泵连接的冷凝器，其中热泵回热单元之间的连接通过前一级热泵回热单元的冷凝器连接后一级热泵回热单元的喷射泵实现。另外，具体地，喷射泵分别与动力蒸汽稳压源2和空冷岛13连接，冷凝器与热井12连接，流入该热井12的凝结水作为冷凝器的冷却水循环使用。

本实施例中，在回热模块内设置了动力蒸汽稳压源2，使进入回热模块的动力蒸汽更加稳定，可以为回热模块提供稳定动力。同时，该系统的回热模块采用喷射泵和冷凝器，喷射泵以除氧器5排汽和汽轮机1四段抽汽为动力蒸汽，通过内部的动力喷嘴产生超音速射流在喷射泵内形成高真空，来抽取空冷岛内的气体，该气体包括干空气和汽轮机1的乏汽，可有效维持空冷岛13的工作真空，克服了水环真空泵的技术缺陷，提高了汽轮机1的运行效率。空冷岛13内抽取的气体和动力蒸汽混合后进入冷凝器中冷凝，冷凝后形成的凝结水流入热井12中，再返回冷凝器中作为冷凝器的冷却水循环使用，解决了凝结水过冷度的问题，不可凝气体直接排入大气中。

此外，汽轮机1和除氧器5与动力蒸汽稳压源2的连接管路上分别设有动力蒸汽稳压源前第一隔离阀3和动力蒸汽稳压源前第二隔离阀4。

在上述实施例的基础上，进一步地，回热模块包括三级热泵回热单元，其中一级热泵回热单元包括一级喷射泵15和一级冷凝器8，二级热泵回热单元包括二级喷射泵19和二级冷凝器7，三级热泵回热单元包括三级喷射泵22和三级冷凝器6。本实施例中，采用三级热泵回热单元，不仅可对作为动力蒸汽的除氧器5排汽和汽轮机1四段抽汽中的热量和工质进行全部回收，还可对空冷岛13中的气体进行多次抽取，确保空冷岛13的工作真空。

具体地，一级喷射泵15、二级喷射泵19和三级喷射泵22分别与动力蒸汽稳压源2连接，一级喷射泵15、二级喷射泵19和三级喷射泵22与动力蒸汽稳压源2的连接管路上分别设有动力蒸汽第一隔离阀17、动力蒸汽第二隔离阀18和动力蒸汽第三隔离阀21。一级喷射泵15还与空冷岛13连接，一级喷射泵15与空冷岛13的连接管路上设有一级喷射泵吸气隔离阀14。同时，一级冷凝器8与二级喷射泵19连接，一级冷凝器8与二级喷射泵19的连接管路上设有二级喷射泵吸气隔离阀16；二级冷凝器7与三级喷射泵22连接，二级冷凝器7与三级喷射泵22的连接管路上设有三级喷射泵吸气隔离阀20。

另外，一级冷凝器8、二级冷凝器7和三级冷凝器6分别与热井12连接，一级冷凝8器、二级冷凝器7和三级冷凝器6与热井12的连接管路上分别设有凝结水回水第一隔离阀11、凝结水回水第二隔离阀10和凝结水回水第三隔离阀9。一级冷凝器8设有供冷却水进入的进水口，三级冷凝器6设有供冷却水排出的出水口和不可凝气体排出的排气口。为方便制图，图1中未示出热井12与一级冷凝器8之间的连接管路。

在本实施例中，多个冷凝器之间是独立的结构。在一些应用场合中，为满足特定环境的使用需求，可以将多个冷凝器设置成一体结构，即将多个冷凝器合并连接在一起。

本系统运行时，先打开动力蒸汽稳压源前第一隔离阀3和动力蒸汽稳压源前第二隔离阀4，然后再打开动力蒸汽第一隔离阀17、动力蒸汽第二隔离阀18和动力蒸汽第三隔离阀21，以及一级喷射泵吸气隔离阀14、二级喷射泵吸气隔离阀16和三级喷射泵吸气隔离阀20，使一级喷射泵15运行。动力蒸汽通过连接管路进入一级喷射泵15，一级喷射泵15通过内部的动力喷嘴产生超音速射流在喷射泵内形成高真空。空冷岛13内的气体被一级喷射泵15抽吸，然后进入一级喷射泵15中。空冷岛13内抽取的气体和动力蒸汽混合后进入一级冷凝器8中冷凝，冷凝后的不可凝气体通过二级喷射泵19的抽吸作用，进入二级冷凝器7中继续冷凝，接着冷凝后的不可凝气体再次通过三级喷射泵22的抽吸作用，进入三级冷凝器6中再次冷凝，最终冷凝后的不可凝气体通过三级冷凝器6的排气口排入大气。打开凝结水回水第一隔离阀11、凝结水回水第二隔离阀10和凝结水回水第三隔离阀9，一级冷凝器8、二级冷凝器7和三级冷凝器6中冷凝后形成的凝结水分别通过各自的连接管路流入热井12中，热井12中的凝结水再作为各个冷凝器的冷却水循环使用，其中冷却水经一级冷凝器8上的进水口进入，最后从三级冷凝器6上的出水口排出。

本实用新型提供的热泵回热真空节能系统，将热电厂机组中多余的热量和工质进行充分的循环利用，减少了能源消耗，减轻了环境负担，符合节能环保的要求。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种热泵回热真空节能系统，其特征在于，所述系统包括汽轮机、除氧器、空冷岛、热井和回热模块，其中所述汽轮机分别与所述除氧器和所述空冷岛连接，所述除氧器与所述回热模块连接，所述回热模块与所述空冷岛连接，所述空冷岛和所述回热模块还分别与所述热井连接。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述回热模块包括动力蒸汽稳压源和至少两级相互连接的热泵回热单元，所述热泵回热单元包括喷射泵以及与所述喷射泵连接的冷凝器，其中所述热泵回热单元之间的连接通过前一级热泵回热单元的冷凝器连接后一级热泵回热单元的喷射泵实现。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述喷射泵分别与所述动力蒸汽稳压源和所述空冷岛连接，所述冷凝器与所述热井连接，流入所述热井的凝结水作为所述冷凝器的冷却水循环使用。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述回热模块包括三级所述的热泵回热单元，其中一级热泵回热单元包括一级喷射泵和一级冷凝器，二级热泵回热单元包括二级喷射泵和二级冷凝器，三级热泵回热单元包括三级喷射泵和三级冷凝器；所述一级喷射泵、所述二级喷射泵和所述三级喷射泵分别与所述动力蒸汽稳压源连接，所述一级冷凝器与所述二级喷射泵连接，所述二级冷凝器与所述三级喷射泵连接，所述一级喷射泵还与所述空冷岛连接。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述一级冷凝器、所述二级冷凝器和所述三级冷凝器分别与所述热井连接，所述一级冷凝器设有进水口，所述三级冷凝器设有出水口和排气口。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述一级冷凝器、所述二级冷凝器和所述三级冷凝器与所述热井的连接管路上分别设有凝结水回水第一隔离阀、凝结水回水第二隔离阀和凝结水回水第三隔离阀。

7.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述一级喷射泵与所述空 冷岛的连接管路上设有一级喷射泵吸气隔离阀，所述一级冷凝器与所述二级喷射泵的连接管路上设有二级喷射泵吸气隔离阀，所述二级冷凝器与所述三级喷射泵的连接管路上设有三级喷射泵吸气隔离阀。

8.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述一级喷射泵、所述二级喷射泵和所述三级喷射泵与所述动力蒸汽稳压源的连接管路上分别设有动力蒸汽第一隔离阀、动力蒸汽第二隔离阀和动力蒸汽第三隔离阀。

9.根据权利要求2至8中任一项所述的系统，其特征在于，所述汽轮机和所述除氧器与所述动力蒸汽稳压源的连接管路上分别设有动力蒸汽稳压源前第一隔离阀和动力蒸汽稳压源前第二隔离阀。