CN211230572U - 一种利用凝结水供热的生物质直燃热电联产系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了属于生物质能源利用技术领域的一种利用凝结水供热的生物质直燃热电联产系统，主要包括生物质锅炉、汽轮机、回热系统、供热系统等。在除氧器前的凝结水主管路布置有第一控制阀，通过第一控制阀分流部分凝结水去到热网加热器加热热网水，放热后的凝结水通过供热凝结水泵升压后回到凝结水主管路；所述生物质直燃联产系统利用低温凝结水加热热网水实现水水换热，能够减少换热过程的能量损失，同时可排挤用于供热的高参数抽汽回汽轮机做功以增大汽轮机出功能力，实现了增大生物质电厂的发电能力、提高生物质能源利用率的目的；整个系统实现了节能性、环保性以及经济性的高效协同，有助于获得最佳的生物质能源综合利用效率。

Description

一种利用凝结水供热的生物质直燃热电联产系统

技术领域

本实用新型属于生物质能源利用技术领域，特别涉及一种利用凝结水供热的生物质直燃热电联产系统。

背景技术

生物质作为可再生能源的重要组成部分，对于保障能源安全、减少温室气体碳排放等具有重要意义。我国2017年生物质发电项目共有747个，累计装机容量达1476.2万kW，发电替代燃煤约2200万吨，而根据统计，我国生物质发电可替代燃煤的潜力每年4.6亿吨标煤，生物质能源非常丰富，发展生物质发电产业前景广阔；一方面，我国农作物播种面积有1.6亿公顷，年产生物质约7亿吨；另一方面，我国现有森林面积近2亿公顷，森林覆盖率20.36％，每年可获得生物质资源量约8亿至10亿吨。此外，我国还有5400多万公顷宜林地，可以结合生态建设种植农植物，这些都是我国发展生物质发电产业的优势。但目前生物质电厂由于受生物质资源分布不均匀和原料收集半径的制约，发电成本较高，往往只能依靠补贴维持运行。

为了提高生物质电厂的发电效率，大多数生物质电厂改造为热电联产机组；供热技术方面，常规的生物质热电联产在发电的同时利用抽汽采用抽凝供热的方式进行集中供热，这些生物质电厂普遍采用高参数抽汽汽经节流阀降压后直接加热热网水的的抽凝供热，而高参数抽汽的能量品位要比热网水的能量品位高很多，是一种能级不匹配的方式，这牺牲了抽汽做功发电的能力，虽然经济性优于单纯的生物质发电厂，但由于牺牲了部分抽汽做功发电的能力，经济性依然较差。并且进入热网加热器的蒸汽具有很高的过热度，与热网水的温度不匹配，同时蒸汽经过节流阀降压会产生很大的㶲损，也将造成机组高品位能量的损失，使机组效率降低，若能将生物质电厂的低温给凝结水作为供热热源，保证供热需求的同时不仅有效排挤了用于抽凝供热的高参数抽汽，还实现了能量的梯级利用与能级匹配，提高了机组的能源利用率，降低了电厂能耗，具有重要的节能潜力与发展意义。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种利用凝结水供热的生物质直燃热电联产系统，系统主要包括生物质锅炉、汽轮机、发电机、凝汽器、6#低温加热器、5#低温加热器、4#低温加热器、除氧器、2#高温加热器、1#高温加热器、热网加热器、供热凝结水泵、第一控制阀、第二控制阀、供水泵、回水泵以及连接管路，其特征在于，所述生物质锅炉的高温蒸汽出口与汽轮机的蒸汽入口相连，汽轮机的乏汽出口通过管道与凝汽器的高温侧乏汽入口相连，凝汽器的高温侧凝结水出水口依次通过6#低温加热器、5#低温加热器、4#低温加热器、除氧器、2#高温加热器、1#高温加热器与生物质锅炉的上水入口相连；汽轮机的各级抽汽出口分别与6#低温加热器、5#低温加热器、4#低温加热器、除氧器、2#高温加热器的进汽口相连；除氧器前的部分低温凝结水通过第一控制阀与热网加热器的高温侧热源入口相连，热网加热器的高温侧热源出口通过供热凝结水泵连接5#低温加热器前的第二控制阀，热网加热器的低温侧热网供水出口经供水泵与热用户的入水口相连，热网加热器的低温侧热网回水入口经回水泵与热用户的出水口相连；所述汽轮机带动发电机发电。

所述的热网加热器的热流体为生物质电厂的低温凝结水，冷流体为热网水，所述的热网加热器以生物质电厂回热系统的凝结水为高温热源。

所述热网加热器的高温侧的热网水出水口与热用户的入水口之间通过管道连通；所述热网加热器低温侧的热网水入水口与热用户的出水口之间通过管道连通。

所述热网加热器的高温侧的热网水出水口与热用户的入水口之间串接有供水泵，所述热网加热器低温侧的热网水入水口与热用户出水口之间串接有回水泵。

所述热网加热器的高温侧热网供水温度约90~95℃，所述热网加热器的低温侧热网回水温度约50~55℃。

所述热网加热器为水水换热器，所述除氧器前的部分低温凝结水经第一控制阀通过管路连接到所述热网加热器，所述除氧器前低温凝结水温度约130~140℃。

所述除氧器前的低温凝结水在所述热网加热器中释放热量后（温度约55~60℃）再经供热凝结水泵升压后回到5#低温加热器前给水主管路。

本实用新型的有益效果为：

1、所述生物质热电联产系统的热源为低温凝结水，排挤了生物质热电联产系统用于供热的高参数抽汽使其回到汽轮机发电，通过减少高参数抽汽量来增大汽轮机做功能力，有效解决了抽凝供热存在的能级不匹配、机组高品位能量损失较大等问题;

2、所述生物质热电联产系统注重能量的梯级利用，根据热网水的温度品位，利用温度更合适的低温凝结水进入热网加热器加热热网水，采用水水换热，能够减少换热过程的能量损失;

3、所述生物质热电联产系统抽取部分低温给水送入热网加热器，将导致低级抽汽量增大，但电厂整体发电量会增加，使得电厂经济效益显著增强，能够大规模的推广应用;

4、所述生物质热电联产系统发电效率有所提高，节能无污染、绿色环保，不新占用土地，顺应国家节能减排政策。

附图说明

图1为一种利用凝结水供热的生物质直燃热电联产系统。

1-生物质锅炉、2-汽轮机、3-发电机、4-凝汽器、5-6#低温加热器、6-5#低温加热器、7-4#低温加热器、8-除氧器、9-2#高温加热器、10-1#高温加热器、11-热网加热器、12-供热凝结水泵、13-第一控制阀、14-第二控制阀、15-供水泵和16-回水泵。

具体实施方式

本实用新型提供了一种利用凝结水供热的生物质直燃热电联产系统，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所示为一种利用凝结水供热的生物质直燃热电联产系统的示意图。其特征在于，系统主要包括生物质锅炉1、汽轮机2、发电机3、凝汽器4、6#低温加热器5、5#低温加热器6、4#低温加热器7、除氧器8、2#高温加热器9、1#高温加热器10、热网加热器11、供热凝结水泵12、第一控制阀13、第二控制阀14、供水泵15、回水泵16以及连接管路，其特征在于，所述生物质锅炉1的高温蒸汽出口与汽轮机2的蒸汽入口相连，汽轮机2的乏汽出口通过管道与凝汽器4的高温侧乏汽入口相连，凝汽器4的高温侧凝结水出水口依次通过6#低温加热器5、5#低温加热器6、4#低温加热器7、除氧器8、2#高温加热器9、1#高温加热器10与生物质锅炉(1)的上水入口相连；汽轮机2的各级抽汽出口分别与6#低温加热器5、5#低温加热器6、4#低温加热器7、除氧器8、2#高温加热器9的进汽口相连；除氧器8前的部分低温凝结水通过第一控制阀13与热网加热器11的高温侧热源入口相连，热网加热器11的高温侧热源出口通过供热凝结水泵12连接5#低温加热器6前的第二控制阀14，热网加热器11的低温侧热网供水出口经供水泵15与热用户的入水口相连，热网加热器11的低温侧热网回水入口经回水泵16与热用户的出水口相连；所述汽轮机2带动发电机3发电。

所述的热网加热器11的热流体为生物质电厂的低温凝结水，冷流体为热网水，所述的热网加热器11以生物质电厂回热系统的凝结水为高温热源。

所述热网加热器11的高温侧的热网水出水口与热用户的入水口之间通过管道连通；所述热网加热器11低温侧的热网水入水口与热用户的出水口之间通过管道连通。

所述热网加热器11的高温侧的热网水出水口与热用户的入水口之间串接有供水泵15，所述热网加热器11低温侧的热网水入水口与热用户出水口之间串接有回水泵16。

所述热网加热器11的高温侧热网供水温度约90~95℃，所述热网加热器11的低温侧热网回水温度约50~55℃。

所述热网加热器11为水水换热器，所述除氧器8前的部分低温凝结水经第一控制阀13通过管路连接到所述热网加热器11，所述除氧器8前低温凝结水温度约130~140℃。

所述除氧器8前的低温凝结水在所述热网加热器11中释放热量后（温度约55~60℃）再经供热凝结水泵12升压后回到5#低温加热器6前给水主管路。

其工作过程为：

第一控制阀13出口的低温凝结水温度约133℃进入热网加热器11内放热至55℃，约50℃的热网水回水经回水泵16后流入热网加热器11，热网水在热网加热器11内吸收低温给水释放的热量升温到90℃后从热网加热器11的高温侧出水口流出，经供水泵15加压后送入热用户为居民供热，55℃的低温凝结水经过供热凝结水泵12升压后回到约33℃的凝结水主管路；进入热网加热器的低温凝结水流量约110 t/h，供热量约10 MW；在保证燃料消耗量相同、供热量相同的条件下，所述生物质热电联产系统对比常规抽凝供热生物质热电联产系统发电量增加约1 MW,发电效率约提高约0.8%。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种利用凝结水供热的生物质直燃热电联产系统，主要包括生物质锅炉（1）、汽轮机（2）、发电机（3）、凝汽器（4）、6#低温加热器（5）、5#低温加热器（6）、4#低温加热器（7）、除氧器（8）、2#高温加热器（9）、1#高温加热器（10）、热网加热器（11）、供热凝结水泵（12）、第一控制阀（13）、第二控制阀（14）、供水泵（15）、回水泵（16）以及连接管路，其特征在于，所述生物质锅炉（1）的高温蒸汽出口与汽轮机（2）的蒸汽入口相连，汽轮机（2）的乏汽出口通过管道与凝汽器（4）的高温侧乏汽入口相连，凝汽器（4）的高温侧凝结水出水口依次通过6#低温加热器（5）、5#低温加热器（6）、4#低温加热器（7）、除氧器（8）、2#高温加热器（9）、1#高温加热器（10）与生物质锅炉(1)的上水入口相连；汽轮机（2）的各级抽汽出口分别与6#低温加热器（5）、5#低温加热器（6）、4#低温加热器（7）、除氧器（8）、2#高温加热器（9）的进汽口相连；除氧器（8）前的部分低温凝结水通过第一控制阀（13）与热网加热器（11）的高温侧热源入口相连，热网加热器（11）的高温侧热源出口通过供热凝结水泵（12）连接5#低温加热器（6）前的第二控制阀（14），热网加热器（11）的低温侧热网供水出口经供水泵（15）与热用户的入水口相连，热网加热器（11）的低温侧热网回水入口经回水泵（16）与热用户的出水口相连；所述汽轮机（2）带动发电机（3）发电。

2.根据权利要求1所述的一种利用凝结水供热的生物质直燃热电联产系统，其特征在于，所述的热网加热器（11）的热流体为生物质电厂的低温凝结水，冷流体为热网水，所述的热网加热器（11）以生物质电厂回热系统的凝结水为高温热源。

3.根据权利要求1所述的一种利用凝结水供热的生物质直燃热电联产系统，其特征在于，所述热网加热器（11）的高温侧的热网水出水口与热用户的入水口之间通过管道连通；所述热网加热器（11）低温侧的热网水入水口与热用户的出水口之间通过管道连通。

4.根据权利要求1所述的一种利用凝结水供热的生物质直燃热电联产系统，其特征在于，所述热网加热器（11）的高温侧的热网水出水口与热用户的入水口之间串接有供水泵（15），所述热网加热器（11）低温侧的热网水入水口与热用户出水口之间串接有回水泵（16）。

5.根据权利要求1所述的一种利用凝结水供热的生物质直燃热电联产系统，其特征在于，所述热网加热器（11）的高温侧热网供水温度约90~95℃，所述热网加热器（11）的低温侧热网回水温度约50~55℃。

6.根据权利要求1所述的一种利用凝结水供热的生物质直燃热电联产系统，其特征在于，所述热网加热器（11）为水水换热器，所述除氧器（8）前的部分低温凝结水经第一控制阀（13）通过管路连接到所述热网加热器（11），所述除氧器（8）前低温凝结水温度约130~140℃。

7.根据权利要求1所述的一种利用凝结水供热的生物质直燃热电联产系统，其特征在于，所述除氧器（8）前的低温凝结水在所述热网加热器（11）中释放热量后（温度约55~60℃）再经供热凝结水泵（12）升压后回到5#低温加热器（6）前给水主管路。

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