CN206683026U - 一种基于能级匹配的热网多热源热电联产系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了属于热电技术领域的一种基于能级匹配的热网多热源热电联产系统，该系统主要由锅炉、汽轮机、发电机、空冷岛、回热加热单元、抽汽引射器、热网一级加热器和热网二级加热器等组成。该系统热网循环水由两级热网加热器加热，其热源分别为锅炉排烟和利用抽汽引射抽取的汽轮机中低压缸混合蒸汽，经充分加热后的热网循环水送入热用户利用。本实用新型基于能级匹配的原则，充分回收利用电厂低品位余热，并以回热系统高品位抽汽引射低品位抽汽，产生与热网加热器相匹配的汽源，从而在满足热网加热器运行要求的同时降低抽汽过热度和热网加热器的火用损失，提高机组的经济性。
Description
技术领域
本实用新型属于热电技术领域，特别涉及一种基于能级匹配的热网多热源热电联产系统。
背景技术
近年来，我国热电联产技术发展迅猛，300MW等级热电机组已成为供热主体，600MW热电机组建设也已开始。在2016年能源发展“十三五”规划中，我国将提高能源系统效率和发展质量作为能源发展工作之重。因此，作为高效能源生产方式的热电联产系统，研究如何进一步提高热电联产机组能量利用效率对我国能源行业发展具有重大意义。
供热系统由热源、热网、热用户组成，应整体研究。传统的热电方式中多以中、低压缸分缸处抽汽（0.4~1MPa）作为供热热源。通常，供热热源具有120℃左右的过热度，换热引起热网加热器的火用损失增加，使得采用抽凝供热的机组的经济性降低。
根据《热电联产管理办法》，热电联产机组应充分回收利用电厂余热，进一步提高机组供热能力。电站锅炉一般设计排烟温度在130~150℃，与热网循环水有较大的换热温差，该部分烟气的换热能力未得到充分开发。
有鉴于此，本实用新型提出一种基于能级匹配的热网多热源热电联产系统，通过加装抽汽引射器，利用较高品位的回热抽汽引射较低压力的回热抽汽，产生与热网加热器相匹配的蒸汽汽源，在满足供热要求的前提下，降低抽汽过热度和热网加热器的火用损失。同时，对锅炉尾部烟气余热回收和利用，充分挖掘了烟气的换热能力，提高机组效率。
发明内容
本实用新型针对电站锅炉烟气的换热能力未充分挖掘和热网加热器的火用损失较大等问题，提出一种基于能级匹配的热网多热源热电联产系统，通过两级热网加热器，充分利用低品位的锅炉排烟余热；同时，通过加装抽汽引射器，利用较高品位的回热抽汽引射较低压力的回热抽汽，产生与热网加热器相匹配的蒸汽汽源，既能满足供热需求又能降低抽汽过热度和热网加热器的火用损失，最终供热机组的效率可得到进一步提高。
为达到上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：
一种基于能级匹配的热网多热源热电联产系统，该系统主要包括锅炉、汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、汽轮机低压缸、发电机、空冷岛、回热加热单元、抽汽引射器、热网一级加热器和热网二级加热器等。其特征在于，所述的锅炉的蒸汽出口与汽轮机高压缸的蒸汽入口相连，蒸汽依次通过汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、汽轮机低压缸做功，汽轮机低压缸的乏汽出口与空冷岛入口相连，在空冷岛中凝结的蒸汽通过凝结水泵和回热加热单元与锅炉的给水入口相连；所述的汽轮机高压缸、汽轮机中压缸和汽轮机低压缸依次相连，并与发电机相连，蒸汽通过依次在汽轮机高压缸、汽轮机中压缸和汽轮机低压缸中膨胀做功带动发电机发电；所述的抽汽引射器的入口分别通过管路和控制阀Ⅰ和控制阀Ⅱ与汽轮机中压缸的五级抽汽口和汽轮机低压缸的七级抽汽口相连，其出口与热网二级加热器的蒸汽入口相连；所述的热网二级加热器的疏水出口与除氧器相连；所述的锅炉的烟气出口与热网一级加热器的烟气入口相连，从热用户来的热网回水与热网一级加热器的循环水入口相连；其循环水出口与热网二级加热器的循环水入口相连；所述的热网二级加热器出口经充分加热的循环水送往热用户供热。
所述的热网循环水由多级热源加热，经热网一级加热器初步加热后的循环水送入热网二级加热器进一步加热。
所述的热网一级加热器以锅炉出口的排烟作为加热热源，其温度通常在130~150℃；所述的热网二级加热器以汽轮机中压缸和汽轮机低压缸抽汽的混合蒸汽为加热热源。
所述的热网二级加热器的抽汽管道上布置有抽汽引射器，所述的抽汽引射器的两个蒸汽入口分别通过控制阀Ⅰ和控制阀Ⅱ与汽轮机中压缸的五级抽汽口和汽轮机低压缸的七级抽汽口相连，其出口与热网二级加热器的蒸汽入口相连。
所述的抽汽引射器是利用汽轮机中压缸的五级抽汽引射汽轮机低压缸的七级抽汽，其出口混合蒸汽的参数可通过调节抽汽管道上控制阀Ⅰ和控制阀Ⅱ的开度来控制。
本实用新型具有以下优点及有益效果：本实用新型通过布置两级热网加热器，充分利用低品位的锅炉排烟余热作为第一级加热热源对热网循环水进行初步加热，经初步加热后的循环水进入第二级热网加热器进一步加热，其热源为回热系统抽汽。由于引入烟气余热作为热源，使得热网二级加热器的抽汽量大幅下降，同时，通过利用抽汽引射器以回热系统五级抽汽引射七级抽汽，以此形成的混合蒸汽作为热网二级加热器热源，使得热网二级加热器的换热温差减小，换热火用损降低，加热过程的能量更加匹配，最终机组的运行效率可得到进一步提高。经计算，当将该系统应用于某300MW供热机组时，与传统供热方式相比，机组的净效率可提高约0.8%，节能效果十分显著。
附图说明
图1为一种基于能级匹配的热网多热源热电联产系统示意图。
图中：1-锅炉；2-汽轮机高压缸；3-汽轮机中压缸；4-汽轮机低压缸；5-发电机；6-空冷岛；7-凝结水泵；8-回热加热单元；9-除氧器；10-给水泵；11-抽汽引射器；12-控制阀Ⅰ；13-控制阀Ⅱ；14-热网一级加热器； 15-热网二级加热器。
具体实施方式
本实用新型提供了一种基于能级匹配的热网多热源热电联产系统，下面结合附图和具体实施方式对本系统工作原理做进一步说明。
图1所示为一种基于能级匹配的热网多热源热电联产系统的示意图。
如图1所示的一种基于能级匹配的热网多热源热电联产系统，该系统主要包括锅炉1、汽轮机高压缸2、汽轮机中压缸3、汽轮机低压缸4、发电机5、空冷岛6、回热加热单元8、抽汽引射器11、热网一级加热器14和热网二级加热器15等。其特征在于，所述的锅炉1的蒸汽出口与汽轮机高压缸2的蒸汽入口相连，蒸汽依次通过汽轮机高压缸2、汽轮机中压缸3、汽轮机低压缸4做功，汽轮机低压缸4的乏汽出口与空冷岛6入口相连，在空冷岛6中凝结的蒸汽通过凝结水泵7和回热加热单元8与锅炉1的给水入口相连；所述的汽轮机高压缸2、汽轮机中压缸3和汽轮机低压缸4依次相连，并与发电机5相连，蒸汽通过依次在汽轮机高压缸2、汽轮机中压缸3和汽轮机低压缸4中膨胀做功带动发电机5发电；所述的抽汽引射器11的入口分别通过管路和控制阀Ⅰ12和控制阀Ⅱ13与汽轮机中压缸3的五级抽汽口和汽轮机低压缸4的七级抽汽口相连，其出口与热网二级加热器15的蒸汽入口相连；所述的热网二级加热器15的疏水出口与除氧器9相连；所述的锅炉1的烟气出口与热网一级加热器14的烟气入口相连，从热用户来的热网回水与热网一级加热器14的循环水入口相连；其循环水出口与热网二级加热器15的循环水入口相连；所述的热网二级加热器15出口经充分加热的循环水送往热用户供热。
所述的热网循环水由多级热源加热，经热网一级加热器14初步加热后的循环水送入热网二级加热器15进一步加热。
所述的热网一级加热器14以锅炉1出口的排烟作为加热热源，其温度通常在130~150℃；所述的热网二级加热器15以汽轮机中压缸3和汽轮机低压缸4抽汽的混合蒸汽为加热热源。
所述的热网二级加热器15的抽汽管道上布置有抽汽引射器11，所述的抽汽引射器11的两个蒸汽入口分别通过控制阀Ⅰ12和控制阀Ⅱ13与汽轮机中压缸3的五级抽汽口和汽轮机低压缸4的七级抽汽口相连，其出口与热网二级加热器15的蒸汽入口相连。
所述的抽汽引射器11是利用汽轮机中压缸3的五级抽汽引射汽轮机低压缸4的七级抽汽，其出口混合蒸汽的参数可通过调节抽汽管道上控制阀Ⅰ12和控制阀Ⅱ13的开度来控制。
其工作过程为：机组运行过程中，对于发电侧，过热蒸汽在汽轮机高压缸2、汽轮机中压缸3和汽轮机低压缸4依次膨胀做功带动发电机5发电，充分做功后的蒸汽排入空冷岛6在其中放热凝结，凝结水经回热加热单元逐级加热后送入锅炉。对于热网侧，在热用户放热降温后的热网循环水（40~50℃）首先进入热网一级加热器，锅炉空预器出口的烟气（130~150℃）与热网循环水在其内间接换热，放热后的烟气温度降至95℃左右，随后进入除尘器处理，同时，热网循环水被加热至55~65℃；初步加热后的循环水随后进入热网二级加热器，其加热热源为利用抽汽引射器以五级抽汽（0.4MPa，243.5℃）引射六级抽汽（0.058MPa，85.2℃）后的混合蒸汽（0.2MPa，186℃），其中，抽汽引射器的引射系数为0.575，热网循环水在热网二级加热器内被进一步加热至115~125℃，随后送入热用户利用；同时，引射器出口的混合蒸汽在热网二级加热器中放热后凝结成水（0.2MPa，120℃），最后被送回到除氧器9中；此外，在机组实际运行时，可通过调节控制阀Ⅰ12和控制阀Ⅱ13的开度以控制抽汽引射器11出口混合蒸汽参数，从而保证机组的安全高效运行。
Claims (5)
1.一种基于能级匹配的热网多热源热电联产系统，该系统主要包括锅炉（1）、汽轮机高压缸（2）、汽轮机中压缸（3）、汽轮机低压缸（4）、发电机（5）、空冷岛（6）、回热加热单元（8）、抽汽引射器（11）、热网一级加热器（14）和热网二级加热器（15）等，其特征在于，所述的锅炉（1）的蒸汽出口与汽轮机高压缸（2）的蒸汽入口相连，蒸汽依次通过汽轮机高压缸（2）、汽轮机中压缸（3）、汽轮机低压缸（4）做功，汽轮机低压缸（4）的乏汽出口与空冷岛（6）入口相连，在空冷岛（6）中凝结的蒸汽通过凝结水泵（7）和回热加热单元（8）与锅炉（1）的给水入口相连；所述的汽轮机高压缸（2）、汽轮机中压缸（3）和汽轮机低压缸（4）依次相连，并与发电机（5）相连，蒸汽通过依次在汽轮机高压缸（2）、汽轮机中压缸（3）和汽轮机低压缸（4）中膨胀做功带动发电机（5）发电；所述的抽汽引射器（11）的入口分别通过管路和控制阀Ⅰ（12）和控制阀Ⅱ（13）与汽轮机中压缸（3）的五级抽汽口和汽轮机低压缸（4）的七级抽汽口相连，其出口与热网二级加热器（15）的蒸汽入口相连；所述的热网二级加热器（15）的疏水出口与除氧器（9）相连；所述的锅炉（1）的烟气出口与热网一级加热器（14）的烟气入口相连，从热用户来的热网回水与热网一级加热器（14）的循环水入口相连；其循环水出口与热网二级加热器（15）的循环水入口相连；所述的热网二级加热器（15）出口经充分加热的循环水送往热用户供热。
2.根据权利要求1所述的一种基于能级匹配的热网多热源热电联产系统，其特征在于，所述的热网循环水由多级热源加热，经热网一级加热器（14）初步加热后的循环水送入热网二级加热器（15）进一步加热。
3.根据权利要求1所述的一种基于能级匹配的热网多热源热电联产系统，其特征在于，所述的热网一级加热器（14）以锅炉（1）出口的排烟作为加热热源，其温度通常在130~150℃；所述的热网二级加热器（15）以汽轮机中压缸（3）和汽轮机低压缸（4）抽汽的混合蒸汽为加热热源。
4.根据权利要求1所述的一种基于能级匹配的热网多热源热电联产系统，其特征在于，所述的热网二级加热器（15）的抽汽管道上布置有抽汽引射器（11），所述的抽汽引射器（11）的两个蒸汽入口分别通过控制阀Ⅰ（12）和控制阀Ⅱ（13）与汽轮机中压缸（3）的五级抽汽口和汽轮机低压缸（4）的七级抽汽口相连，其出口与热网二级加热器（15）的蒸汽入口相连。
5.根据权利要求1所述的一种基于能级匹配的热网多热源热电联产系统，其特征在于，所述的抽汽引射器（11）是利用汽轮机中压缸（3）的五级抽汽引射汽轮机低压缸（4）的七级抽汽，其出口混合蒸汽的参数可通过调节抽汽管道上控制阀Ⅰ（12）和控制阀Ⅱ（13）的开度来控制。
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