CN213272764U - 一种提高能源利用率的热力发电厂供暖系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种提高能源利用率的热力发电厂供暖系统，其还包括热网凝汽器、增汽机凝汽器和电极式锅炉；热网凝汽器和增汽机凝汽器的蒸汽进口均与低压缸的乏汽出口连接；在增汽机凝汽器与低压缸之间安装有增汽机；热网凝汽器的循环水进口与热网回水管连接，热网凝汽器的循环水出口分别与增汽机凝汽器的循环水进水口和电极式锅炉的进水口连接；增汽机凝汽器的循环水出口分别与热网供水管和电极式锅炉的进水口连接。本实用新型将电极式水蓄热锅炉及汽轮机乏汽外引高背压供热技术结合起来，实现电力生产和热力生产相辅运行，显著提升热电机组的上网调峰能力，既能有效缓解可再生能源消纳的困境，同时能实现能源梯级利用，保证市政供热能力。

Description

一种提高能源利用率的热力发电厂供暖系统

技术领域：

本实用新型涉及火力发电领域，具体涉及一种提高能源利用率的热力发电厂供暖系统。

背景技术：

在我国推动能源革命、努力建设“清洁低碳、安全高效”现代能源体系的大背景下，近年来我国新能源得到了持续快速发展，同时，部分地区的弃风、弃光问题日益严重，尤其是我国“三北”地区，由于燃煤热电比例高，调峰电源建设条件差，冬季供暖期调峰困难，弃风问题严重，电力系统的新能源消纳能力成为制约我国可再生能源发展的关键因素。

火力发电厂的发电量为负荷消纳电量，因此在负荷消纳电量较小时，火力发电厂所发出的电量较小，导致火力发电机组的能量转换率过低，造成能源浪费。

火力发电机组锅炉效率大约在90％左右，而汽轮机效率只能达到40％左右，剩余的能量则以汽轮机乏汽的形式排出，而汽轮机乏汽需要利用空冷岛或凝汽器冷凝成水的，因此约60％的热能被凝汽器中的循环水带走，在冷凝过程中乏汽所携带的汽化潜热都白白浪费，造成能源流失。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种提高能源利用率的热力发电厂供暖系统。

本实用新型由如下技术方案实施：

一种提高能源利用率的热力发电厂供暖系统，包括低压缸和与原凝汽器，所述低压缸的乏汽出口与所述原凝汽器的蒸汽进口连接，其还包括热网凝汽器、增汽机凝汽器和电极式锅炉；所述热网凝汽器和所述增汽机凝汽器的蒸汽进口均与所述低压缸的乏汽出口连接；

在所述增汽机凝汽器与所述低压缸之间安装有增汽机；

所述热网凝汽器的循环水进口与热网回水管连接，所述热网凝汽器的循环水出口分别与所述增汽机凝汽器的循环水进水口和所述电极式锅炉的进水口连接；所述增汽机凝汽器的循环水出口分别与热网供水管和所述电极式锅炉的进水口连接；

所述电极式锅炉的出水口与所述热网供水管连接；

其还包括降压变压器，所述降压变压器的高压输入端与电厂出线母线电连接，所述降压变压器的低压输出端与所述电极式锅炉的供电端口连接。

优选的，其还包括蓄热罐，所述蓄热罐的热水进口与所述电极式锅炉的出水口连接，所述蓄热罐的热水出口与所述热网供水管连接。

优选的，所述蓄热罐的热水出口通过循环管路与所述蓄热罐的热水进口连接。

优选的，所述电厂出线母线包括母线Ⅰ和母线Ⅱ，所述母线Ⅰ和母线Ⅱ分别通过隔离开关与所述降压变压器的高压输入端连接。

本实用新型的优点：本实用新型将电极式水蓄热锅炉及汽轮机乏汽外引高背压供热技术结合起来，实现电力生产和热力生产相辅运行，显著提升热电机组的上网调峰能力，既能有效缓解可再生能源消纳的困境，同时能实现能源梯级利用，保证市政供热能力。

附图说明：

图1是本实用新型的结构示意图。

图中：低压缸1、原凝汽器2、热网凝汽器3、增汽机凝汽器4、电极式锅炉5、增汽机6、热网供水管7、热网回水管8、降压变压器9、蓄热罐10、循环管路11、隔离开关12。

具体实施方式：

如图1所示，一种提高能源利用率的热力发电厂供暖系统，包括低压缸1和与原凝汽器2，低压缸1的乏汽出口与原凝汽器2的蒸汽进口连接，其还包括热网凝汽器3、增汽机凝汽器4和电极式锅炉5；热网凝汽器3和增汽机凝汽器4的蒸汽进口均与低压缸1的乏汽出口连接；

在增汽机凝汽器4与低压缸1之间安装有增汽机6；

热网凝汽器3的循环水进口与热网回水管8连接，热网凝汽器3的循环水出口分别与增汽机凝汽器4的循环水进水口和电极式锅炉5的进水口连接；增汽机凝汽器4的循环水出口分别与热网供水管7和电极式锅炉5的进水口连接；

电极式锅炉5的出水口与热网供水管7连接；

其还包括降压变压器9，降压变压器9的高压输入端与电厂出线母线电连接，降压变压器9的低压输出端与电极式锅炉5的供电端口连接；

汽轮机乏汽在不供暖期间直接通过原凝汽器2进行冷凝形成冷却水，只有在需要供暖的冬季，低压缸1的乏汽分两路，分别送至热网凝汽器3和增汽机凝汽器4对热网回水进行加热；通往增汽机凝汽器4的蒸汽会通过增汽机6进行加压；热网凝汽器3会先对低温热网回水进行加热，然后增汽机凝汽器4对经过热网凝汽器3加热后的高温水进行加热；

根据实际需求，热网凝汽器3和增汽机凝汽器4可调节为单独使用或联合使用，在热网回水温度较高时，可仅热网凝汽器3进行加热；若热网回水温度较低时，也可调整为热网凝汽器3和增汽机凝汽器4依次对热网回水进行加热；

此方案可充分利用汽轮机低压缸1排出的乏汽潜热，在低温段对热网水进行加热，高温段由常规抽汽加热，形成能源的梯度利用，可以有效回收电厂的发电余热，提高了电厂一次能源利用效率，降低电厂发电煤耗，显著提高供热能力和经济性，同时契合国家产业政策和环保要求，是一种既环保又经济的最佳热电联产方案；

经过热网凝汽器3和增汽机凝汽器4加热后的热网回水会送至电极式锅炉5继续加热，电极式锅炉5通过降压变压器9连接到电厂出线母线上，在需要对电厂发电量进行调峰处理时，将电极式锅炉5通电，对热网回水进行加热；

电极式锅炉5的工作过程是将电能转化热能，并将热能传递给热网回水的能量转换装置，它由两个环节组成：电流通过电极与水接触产生热量和将电极产生的热能传递给热网回水；电极通电后，不断地产生热量，并被热网回水不断地吸收带走，热网回水由低温升至高温，再由循环水泵送到热用户，释放能量；

电极式锅炉5电压等级范围6-20kV，功率范围是0-40MW，因此在低谷时，可以使用电极式锅炉5将电能转化为热能进行供热，显著提升热电机组的上网调峰能力，既能有效缓解可再生能源消纳的困境，同时能实现能源梯级利用，保证市政供热能力；

为了满足电网调峰需求，提高火电机组的灵活性以及解决“三北”地区弃风、弃光问题，本实用新型将电极式水蓄热锅炉及汽轮机乏汽外引高背压供热技术结合起来，实现电力生产和热力生产相辅运行，显著提升热电机组的上网调峰能力，既能有效缓解可再生能源消纳的困境，同时能实现能源梯级利用，保证市政供热能力。

其还包括蓄热罐10，蓄热罐10的热水进口与电极式锅炉5的出水口连接，蓄热罐10的热水出口与热网供水管7连接；蓄热罐10的热水出口通过循环管路11与蓄热罐10的热水进口连接；

电极式锅炉5和蓄热罐10组合后，可参与电厂调峰的过程，具体如下：

在负荷处于低谷时，可将电极式锅炉5与电厂出线母线连接，蓄热罐10可以将电极式锅炉5所产出的热能进行储存；当负荷处于高峰时，电极式锅炉5无法参与供热，可将蓄热罐10的热水送出，为热网回水提供热能；

循环管路11可以在储热过程中实现循环，使得储热温度更加均匀。

电厂出线母线包括母线Ⅰ和母线Ⅱ，母线Ⅰ和母线Ⅱ分别通过隔离开关12与降压变压器9的高压输入端连接；可根据不同发电机组的发电情况，确定电极式锅炉5接入与母线Ⅰ或母线Ⅱ。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，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 (4)

1.一种提高能源利用率的热力发电厂供暖系统，包括低压缸和与原凝汽器，所述低压缸的乏汽出口与所述原凝汽器的蒸汽进口连接，其特征在于：其还包括热网凝汽器、增汽机凝汽器和电极式锅炉；所述热网凝汽器和所述增汽机凝汽器的蒸汽进口均与所述低压缸的乏汽出口连接；

在所述增汽机凝汽器与所述低压缸之间安装有增汽机；

所述热网凝汽器的循环水进口与热网回水管连接，所述热网凝汽器的循环水出口分别与所述增汽机凝汽器的循环水进水口和所述电极式锅炉的进水口连接；所述增汽机凝汽器的循环水出口分别与热网供水管和所述电极式锅炉的进水口连接；

所述电极式锅炉的出水口与所述热网供水管连接；

其还包括降压变压器，所述降压变压器的高压输入端与电厂出线母线电连接，所述降压变压器的低压输出端与所述电极式锅炉的供电端口连接。

2.根据权利要求1所述的一种提高能源利用率的热力发电厂供暖系统，其特征在于：其还包括蓄热罐，所述蓄热罐的热水进口与所述电极式锅炉的出水口连接，所述蓄热罐的热水出口与所述热网供水管连接。

3.根据权利要求2所述的一种提高能源利用率的热力发电厂供暖系统，其特征在于：所述蓄热罐的热水出口通过循环管路与所述蓄热罐的热水进口连接。

4.根据权利要求1至3任一所述的一种提高能源利用率的热力发电厂供暖系统，其特征在于：所述电厂出线母线包括母线Ⅰ和母线Ⅱ，所述母线Ⅰ和母线Ⅱ分别通过隔离开关与所述降压变压器的高压输入端连接。

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