CN212457223U - 一种热电厂及供热管网夏季供冷系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热电厂及供热管网夏季供冷系统，包括：吸收式制冷机组；所述吸收式制冷机组利用热电厂锅炉烟气、锅炉蒸汽、汽轮机抽汽或汽轮机排汽的热量驱动，或所述吸收式制冷机组利用热电机组的冷源损失热量驱动，将在夏季生产低温冷水注入热力管网或新建的冷水管网；所述吸收式制冷机组通过所述热力管网或所述新建的冷水管网与制冷用户连通，将低温冷水送至制冷用户中央空调的换热机组或末端风机盘管，从而将热电厂的冷量输送至制冷用户。该系统利用现有供热管网开展区域供冷，降低了一般区域供冷项目资金投入最大的管网投资；利用汽机排汽或循环水余热等火电机组的冷源损失，极大提高热电厂夏季的运行热效率，降低机组煤耗。

Description

一种热电厂及供热管网夏季供冷系统

技术领域

本实用新型涉及热电厂供冷技术领域，尤其涉及一种热电厂及供热管网夏季供冷系统。

背景技术

随着我国社会经济的快速发展，居民生活质量水平得到的不断的提高，但是，也为我国相关行业带来了非常大的运行压力。其中，热电厂供电问题日渐凸显，成为了亟待需要解决的问题之一。夏天，是居民用电的高峰期，大量制冷设备的应用，需要大量电力能源来维持制冷设备的运转，空调是电力消耗的主要设备之一，在提高人们生活环境舒适度，有效题解室内问题的同时，造成了巨大的电力消耗，也加剧了城市的热岛效应，严重破坏了生态平衡性，因此，热电厂集中供冷技术开始越来越受到了人们的关注。

实用新型内容

(一)实用新型目的

本实用新型的目的是提供一种热电厂及供热管网夏季供冷系统以解决夏天居民制冷用电量大的问题。

(二)技术方案

为解决上述问题，本实用新型的第一方面提供了一种热电厂及供热管网夏季供冷系统，包括：吸收式制冷机组和/或电压缩制冷机组；所述吸收式制冷机组利用热电厂锅炉烟气、锅炉蒸汽、汽轮机抽汽或汽轮机排汽的热量驱动，或所述吸收式制冷机组利用热电机组的冷源损失热量驱动，将在夏季生产低温工质注入热力管网或新建的制冷管网；所述吸收式制冷机组通过所述热力管网或所述新建的制冷管网与制冷用户连通，将低温工质送至制冷用户中央空调的换热机组或末端风机盘管，从而将热电厂的冷量输送至制冷用户；所述电压缩制冷机组通过电力输送专线与电厂电力输出设备连接，用于制冷用户的制冷。

进一步地，所述吸收式制冷机组为溴化锂吸收式制冷机组或氨水吸收式制冷机组；其中，所述溴化锂吸收式制冷机组为单效吸收式机组、双效吸收式机组或多效吸收式机组。

进一步地，还包括：热泵机组；所述吸收式制冷机组利用所述热泵机组的吸收凝汽器循环冷却水余热或低压缸排汽余热生产的高温热水驱动对外供冷。

进一步地，所述热泵机组为电压缩式热泵或蒸汽或烟气余热驱动的吸收式热泵。

进一步地，所述热泵机组生产的高温热水温度满足驱动所述热水型吸收式制冷机组的热水温度要求。

进一步地，还包括：换热器；所述换热器用于将夏季冷量通过一次供热管网、换热站、二次供热管网、楼宇换热机组输送进入商业楼宇、大型商超或数据中心。

进一步地，所述换热器为利用热力管网换热站或楼宇换热机组的板式换热器，或设置新的夏季供冷的制冷板式换热器。

进一步地，还包括：蒸汽管网；利用所述蒸汽管网将火电厂产生的蒸汽输送至制冷用户，所述制冷用户利用蒸汽驱动制冷。

进一步地，还包括：阀门；所述阀门设置在一次供热管网或二次供热管网的支路，用于防止低温工质供冷时进入单纯采暖供热运行的换热站或非制冷用户。

进一步地，所述吸收式制冷机组送入一次管网的低温工质为水介质，供水温度为0～10摄氏度，一次管网的回水温度为7～20摄氏度。

进一步地，当所述吸收式制冷机组送入一次管网的低温工质在0摄氏度以下时，一次管网的低温工质为乙二醇与水的混合溶液、液氮、液氨、液态制冷剂、液态二氧化碳和液态空气中的任意一种。

本实用新型的另一方面，提供了一种上述技术方案中任一项所述的热电厂及供热管网夏季供冷系统的运行方法，包括如下步骤：

S1：根据火电厂机组系统特点和火电厂内场地情况，选择所述制冷机组类型、制冷剂种类、驱动热量的来源、携带热量介质种类及温度范围、制冷机组生产的冷水或冷介质温度范围；

S2：对现有热力管网及相关控制系统进行改造，使其适应未来夏季供冷的低温水运行方式，能够实现对管网及换热站的供冷流量及温度的控制；

S3：选择热力管网覆盖范围内的可利用低温水供冷的商业楼宇、大型商超或数据中心，对其楼宇换热器或中央空调进行改造，使其可以利用热力管网输送过来的低温冷水对建筑进行供冷；

S4：热力管网覆盖范围内的单供热运行建筑的热力管网的支管路上的阀门在夏季进行关闭，防止夏季供冷运行方式下低温冷水进入单供热建筑。

进一步地，所述吸收式制冷机组驱动热量的来源按下列顺序在火电厂内进行选择：

S1：若火电厂可以开展低压缸零出力系统改造，则采用中压缸排汽作为吸收式制冷机组的驱动热量来源，利用中压缸排汽管道连通吸收式制冷机组的供汽管路及其上设置的流量控制阀门来控制排汽流量；

S2：若步骤S1无法实现，则采用利用低压缸排汽热量或凝汽器循环水热量驱动电压缩或吸收式热泵生产90摄氏度以上的热水，然后再利用此90摄氏度以上的热水驱动热水型吸收式制冷机组生产低温冷水；

S3：若步骤S1或S2都无法实现，则采用低压缸抽汽或中压缸部分排汽作为吸收式制冷机组的驱动热量来源，利用中压缸排汽管道连通吸收式制冷机组的供汽管路及其上设置的流量控制阀门或低压缸抽汽管道连通吸收式制冷机组的供汽管路及其上设置的流量控制阀门来控制蒸汽流量。

(三)有益效果

本实用新型的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

本系统利用现有供热管网开展区域供冷，降低了一般区域供冷项目资金投入最大的管网投资；利用本实用新型的热电厂供热管网夏季供冷系统，利用汽机排汽或循环水余热等火电机组的冷源损失，极大提高热电厂夏季的运行热效率，降低机组煤耗；在热电厂内集中式高效生产低温水，替代楼宇级别电压缩制冷空调机组，减少了夏季空调高峰电负荷的出现，实现热电厂和楼宇空调系统的节能减排。

附图说明

图1是本实用新型提供的火电厂及对外能源输送网满足供冷需求的系统的结构图；

图2是本实用新型提供的火电厂及对外能源输送网满足供冷需求的系统的管网连接不同建筑楼宇的系统图；

图3是本实用新型提供的火电厂及对外能源输送网满足供冷需求的系统的增加热泵提升热水温度再进入吸收式制冷机组的系统图；

图4是换热站内增加设置夏季供冷的换热机组示意图；

图5是楼宇换热机组设置夏季供冷换热机组的示意图；

图6是根据本实用新型一具体实施方式的热电厂及供热管网夏季供冷系统的运行方法流程图。

附图标记：

1：吸收式制冷机组；2：锅炉；3：高压缸；4：中压缸；5：低压缸；6：凝汽器；7：除氧器；8：给水泵；9：阀门；11：热力管网；111：对外供热管网；112：对外供冷管网；101：办公楼宇；102：居民楼宇；103：酒店或购物中心；104：数据中心；12：热力站或换热站；121：冬季采暖换热机组；122：夏季供冷换热机组；13：中央空调换热机组；131：冬季采暖换热器；132：夏季供冷换热器；1311：热风；1321：冷风；14：空调；15：热泵升温机组；16：冷水塔；17：发电机。

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明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

在本实用新型实施例的第一方面，提供了一种热电厂及供热管网夏季供冷系统，包括：吸收式制冷机组和/或电压缩制冷机组；所述吸收式制冷机组利用热电厂锅炉烟气、锅炉蒸汽、汽轮机抽汽或汽轮机排汽的热量驱动，或所述吸收式制冷机组利用热电机组的冷源损失热量驱动，将在夏季生产低温冷水注入热力管网或新建的冷水管网；所述吸收式制冷机组通过所述热力管网或所述新建的冷水管网与制冷用户连通，将低温冷水送至制冷用户中央空调的换热机组或末端风机盘管，从而将热电厂的冷量输送至制冷用户；所述电压缩制冷机组通过电力输送专线与电厂电力输出设备连接，用于制冷用户的制冷。

采用液态水作为媒介进行制冷工作才能够有效扩大供冷范围，促进热电厂供冷技术的普及。液态水供冷有两个方案，一个是利用高温热水在建筑末端驱动吸收式制冷机组供冷，另外一个方案是专门新建夏季供冷的区域供冷管网。但这两种方案都存在需要新建单独的高温热水管网或区域供冷管网，系统投资巨大。因此，利用现有的热力管网输送冷水，利用了夏天闲置的管路资源，减少的投资成本。并且该实施例系统利用本实用新型的热电厂供热管网夏季供冷系统，利用汽机排汽或循环水余热等火电机组的冷源损失，极大提高热电厂夏季的运行热效率，降低机组煤耗；在热电厂内集中式高效生产低温水，替代楼宇级别电压缩制冷空调机组，减少了夏季空调高峰电负荷的出现，实现热电厂和楼宇空调系统的节能减排。

可选的，所述吸收式制冷机组为溴化锂吸收式制冷机组或氨水吸收式制冷机组；其中，所述溴化锂吸收式制冷机组为单效吸收式机组、双效吸收式机组或多效吸收式机组。

可选的，还包括：热泵机组；所述吸收式制冷机组利用所述热泵机组的吸收凝汽器循环冷却水余热或低压缸排汽余热生产的高温热水驱动对外供冷。

可选的，所述热泵机组为电压缩式热泵或蒸汽或烟气余热驱动的吸收式热泵。

可选的，所述热泵机组生产的高温热水温度满足驱动所述热水型吸收式制冷机组的热水温度要求。

可选的，还包括：换热器；所述换热器用于将夏季冷量通过一次供热管网、换热站、二次供热管网、楼宇换热机组输送进入商业楼宇、大型商超或数据中心。

可选的，所述换热器为利用热力管网换热站或楼宇换热机组的板式换热器，或设置新的夏季供冷的制冷板式换热器。

可选的，还包括：蒸汽管网；利用所述蒸汽管网将火电厂产生的蒸汽输送至制冷用户，所述制冷用户利用蒸汽驱动制冷。

可选的，还包括：阀门；所述阀门设置在一次供热管网或二次供热管网的支路，用于防止低温冷水供冷时进入单纯采暖供热运行的换热站或非制冷用户。

可选的，所述吸收式制冷机组送入一次管网的低温工质为水介质，供水温度为0～10摄氏度，一次管网的回水温度为7～20摄氏度。

可选的，当所述吸收式制冷机组送入一次管网的低温工质在0摄氏度以下时，一次管网的低温工质为乙二醇与水的混合溶液、液氮、液氨、液态制冷剂、液态二氧化碳和液态空气中的任意一种。

实施例一：

图1是本实用新型提供的火电厂及对外能源输送网满足供冷需求的系统的实施例一的结构图，图2是管网连接系统图。

如图1-2所示，在本实用新型实施例一中，提供了一种火电厂及对外能源输送网满足供冷需求的系统，包括火电厂锅炉、汽轮机及发电机，还包括：制冷机组和换热/换冷机组及对外输送热量或冷量的管网或电力输送线路；所述制冷机组包括吸收式制冷机组或电压缩制冷机组；所述吸收式制冷机组利用锅炉烟气、锅炉产生的蒸汽、汽轮机抽汽或排汽的热量来驱动，或热电机组的冷源损失热量驱动生产低温冷水供冷；所述电压缩制冷机组安装在火电厂内或城市建筑或数据中心内，利用火电厂电力专线供电或电网供电，利用电压缩制冷机组生产低温冷水供冷；所述换热/换冷机组包括位于城市换热站内的换热/换冷机组或位于数据中心或商业楼宇内的换热/换冷机组；所述对外输送热量或冷量的管网包括现有热力管网或新建的蒸汽管网、热水管网或冷水管网中的任意一种；所述电力输送线路包括区域电网连接线路或火电厂直接连接数据中心或终端用户的电力专线线路。

实施例二：

在实施例二中，所述锅炉烟气来自火电厂锅炉烟气；锅炉来的蒸汽包括锅炉主蒸汽或再热蒸汽或新增加的吸热面产生的蒸汽；所述汽轮机排汽为高压缸排汽、中压缸排汽或低压缸排汽中的任意一种；所述汽轮机抽汽；所述热电机组的冷源损失热量来自凝汽器循环冷却水换热量、低压缸排汽余热热量、低压缸零出力时中压缸排汽余热热量等机组冷源损失中的任意一种。

如果利用中压缸排汽余热的全部来吸收式制冷，则可以实现夏季火电机组完全的冷源损失的利用。

实施例三：

图3是本实用新型提供的火电厂及对外能源输送网满足供冷需求的系统的实施例二的结构图。

如图3所示，在实施例三中，还包括：利用热泵机组吸收凝汽器循环冷却水余热或低压缸排汽余热热量生产高温热水，再利用此高温热水驱动所述吸收式制冷机组对外供冷。

可选的，所述热泵机组为电压缩式热泵或蒸汽或烟气余热驱动的吸收式热泵中的任意一种。

可选的，所述热泵机组生产的高温热水温度必须满足能够驱动热水型吸收式制冷机组的热水温度要求。

实施例四：

图4是本实用新型提供的火电厂及对外能源输送网满足供冷需求的系统的实施例三的管网换热站示意图。

现有热力管网换热站(热力站)可根据区域内楼宇的制冷需求量，优选使用现有的换热站内的换热机组，直接对二级管网和所属楼宇建筑进行供冷，在换热机组控制系统中加入制冷运行模式控制，调节控制原来的供热的换热机组改变其供回水运行温度，实现夏季供冷运行模式控制。

如果换热站内现有换热机组无法满足制冷运行模式需求，需要设置新的制冷运行换热机组，引入制冷运行模式控制，满足夏季供冷运行需求。

实施例五：

如图5所示，如果原有的供热管网为一次管网直接供应到楼宇末端，则在楼宇末端设置夏季供冷运行的制冷换热机组，或利用现有楼宇换热机组实现夏季的空调制冷运行。

实施例六：

火电厂通过蒸汽管网将火电厂产生的蒸汽输送至数据中心或建筑，在数据中心或建筑内利用蒸汽热电冷三联产，或利用蒸汽驱动吸收式制冷机组供冷。

实施例七：

火电厂通过区域电网连接线路或火电厂直接连接数据中心或终端用户的电力专线线路，将低价电力直接输送至数据中心，直接满足数据中心的IT用电或电压缩制冷机组的供电。

实施例八；

结合上述实施例，本实用新型实施例的另一方面，提供了一种上述实施例中任一项所述的热电厂及供热管网夏季供冷系统的运行方法，如图6所示，包括如下步骤：

S1：根据火电厂机组系统特点和火电厂内场地情况，选择所述制冷机组类型、制冷剂种类、驱动热量的来源、携带热量介质种类及温度范围、制冷机组生产的冷水或冷介质温度范围；

S2：对现有热力管网及相关控制系统进行改造，使其适应未来夏季供冷的低温水运行方式，能够实现对管网及换热站的供冷流量及温度的控制；

S3：选择热力管网覆盖范围内的可利用低温水供冷的商业楼宇、大型商超或数据中心，对其楼宇换热器或中央空调进行改造，使其可以利用热力管网输送过来的低温冷水对建筑进行供冷；

S4：热力管网覆盖范围内的单供热运行建筑的热力管网的支管路上的阀门在夏季进行关闭，防止夏季供冷运行方式下低温冷水进入单供热建筑。

可选的，所述吸收式制冷机组驱动热量的来源按下列顺序在火电厂内进行选择：

S1：若火电厂可以开展低压缸零出力系统改造，则采用中压缸排汽作为吸收式制冷机组的驱动热量来源，利用中压缸排汽管道连通吸收式制冷机组的供汽管路及其上设置的流量控制阀门来控制排汽流量；

S2：若步骤S1无法实现，则采用利用低压缸排汽热量或凝汽器循环水热量驱动电压缩或吸收式热泵生产90摄氏度以上的热水，然后再利用此90摄氏度以上的热水驱动热水型吸收式制冷机组生产低温冷水；

S3：若步骤S1或S2都无法实现，则采用低压缸抽汽或中压缸部分排汽作为吸收式制冷机组的驱动热量来源，利用中压缸排汽管道连通吸收式制冷机组的供汽管路及其上设置的流量控制阀门或低压缸抽汽管道连通吸收式制冷机组的供汽管路及其上设置的流量控制阀门来控制蒸汽流量。

上述实施例系统利用现有供热管网开展区域供冷，降低了一般区域供冷项目资金投入最大的管网投资；利用本实用新型的热电厂供热管网夏季供冷系统，利用汽机排汽或循环水余热等火电机组的冷源损失，极大提高热电厂夏季的运行热效率，降低机组煤耗；在热电厂内集中式高效生产低温水，替代楼宇级别电压缩制冷空调机组，减少了夏季空调高峰电负荷的出现，实现热电厂和楼宇空调系统的节能减排。

本实用新型旨在保护一种热电厂及供热管网夏季供冷系统，包括：吸收式制冷机组；所述吸收式制冷机组利用热电厂锅炉烟气、锅炉蒸汽、汽轮机抽汽或汽轮机排汽的热量驱动，或所述吸收式制冷机组利用热电机组的冷源损失热量驱动，将在夏季生产低温冷水注入对外供热供回水的热力管网；所述吸收式制冷机组通过所述热力管网与末端楼宇制冷用户连通，将低温冷水送至商业楼宇、大型商超或数据中心中央空调的换热机组或末端风机盘管，进而满足商业楼宇、大型商超或数据中心的空调制冷需求。该系统利用现有供热管网开展区域供冷，降低了一般区域供冷项目资金投入最大的管网投资；利用本实用新型的热电厂供热管网夏季供冷系统，利用汽机排汽或循环水余热等火电机组的冷源损失，极大提高热电厂夏季的运行热效率，降低机组煤耗；在热电厂内集中式高效生产低温水，替代楼宇级别电压缩制冷空调机组，减少了夏季空调高峰电负荷的出现，实现热电厂和楼宇空调系统的节能减排。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (11)

1.一种热电厂及供热管网夏季供冷系统，其特征在于，包括：吸收式制冷机组；

所述吸收式制冷机组利用热电厂锅炉烟气、锅炉蒸汽、汽轮机抽汽或汽轮机排汽的热量驱动，或所述吸收式制冷机组利用热电机组的冷源损失热量驱动，将在夏季生产低温工质注入热力管网或新建的制冷管网；

所述吸收式制冷机组通过所述热力管网或所述新建的制冷管网与制冷用户连通，将低温工质送至制冷用户中央空调的换热机组或末端风机盘管，从而将热电厂的冷量输送至制冷用户。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述吸收式制冷机组为溴化锂吸收式制冷机组或氨水吸收式制冷机组；其中，所述溴化锂吸收式制冷机组为单效吸收式机组、双效吸收式机组或多效吸收式机组。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：热泵机组；

所述吸收式制冷机组利用所述热泵机组的吸收凝汽器循环冷却水余热或低压缸排汽余热生产的高温热水驱动对外供冷。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述热泵机组为电压缩式热泵或蒸汽或烟气余热驱动的吸收式热泵。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述热泵机组生产的高温热水温度满足驱动所述热水型吸收式制冷机组的热水温度要求。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：换热器；

所述换热器用于将夏季冷量通过一次供热管网、换热站、二次供热管网、楼宇换热机组输送进入商业楼宇、大型商超或数据中心。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述换热器为利用热力管网换热站或楼宇换热机组的板式换热器，或设置新的夏季供冷的制冷板式换热器。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：蒸汽管网；

利用所述蒸汽管网将火电厂产生的蒸汽输送至制冷用户，所述制冷用户利用蒸汽驱动制冷。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：阀门；

所述阀门设置在一次供热管网或二次供热管网的支路，用于防止低温工质供冷时进入单纯采暖供热运行的换热站或非制冷用户。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述吸收式制冷机组送入一次管网的低温工质为水介质，供水温度为0～10摄氏度，一次管网的回水温度为7～20摄氏度。

11.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，当所述吸收式制冷机组送入一次管网的低温工质在0摄氏度以下时，一次管网的低温工质为乙二醇与水的混合溶液、液氮、液氨、液态制冷剂、液态二氧化碳和液态空气中的任意一种。

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