CN213777865U - 一种高效不同真空串联余热回收控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效不同真空串联余热回收控制系统，包括汽轮机蒸汽接口和热网加热系统，所述余热回收控制系统中还设置有凝汽器单元和真空系统，所述凝汽器单元与真空系统管道连接，所述汽轮机蒸汽接口和热网加热系统均与凝汽器单元管道连接，所述凝汽器单元中包含至少两个凝汽器，至少两个凝汽器串联连接，利用汽轮机排汽低品位余热与热网系统进行换热，增加了火电机组的供热能力。

Description

一种高效不同真空串联余热回收控制系统

技术领域

本实用新型属于火电厂技术领域，具体涉及一种高效不同真空串联余热回收控制系统。

背景技术

常规火电厂，凝汽器低温循环冷却水带走的热量约占全厂总能耗的30%以上，造成大量能量浪费和热污染，余热利用意义重大。受制于环境压力，集中供热是未来城市发展的趋势，火电机组供热改造是提高供热能力的主要技术手段。

常规的汽轮机乏汽利用要么是通过光轴或切缸方案，将还有一定做功能力的采暖蒸汽直接加热热网水，或者是通过热网水吸收提高一定背压值后的汽轮机乏汽热量，然后进入热网加热器，通过汽轮机抽汽将水加热到所需的温度后送至市政管网。目前火电机组主要采用抽汽供热的技术，汽源温度和压力等参数要求较高，不能充分利用蒸汽的高品质做功能力后再采暖。随着热负荷的逐年增加，许多机组供热能力已达到上限，急需考虑新的技术以增加机组供热能力。如何充分利用低品位余热提高机组供热能力，成为本专业技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种高效不同真空串联余热回收控制系统，利用汽轮机排汽低品位余热与热网系统进行换热，增加了火电机组的供热能力。

一种高效不同真空串联余热回收控制系统，包括汽轮机蒸汽接口和热网加热系统，所述余热回收控制系统中还设置有凝汽器单元和真空系统，所述凝汽器单元与真空系统管道连接，所述汽轮机蒸汽接口和热网加热系统均与凝汽器单元管道连接，所述凝汽器单元中包含至少两个凝汽器，至少两个凝汽器串联连接。

所述凝汽器上设置有输水口和出水口，所述输水口和出水口上均设置有流量关断阀，同一凝汽器的出水口与输水口之间设置有支路管道，同一凝汽器的出水口与输水口通过支路管道连接，所述支路管道上设置有支路关断阀门。

所述热网加热系统与凝汽器单元之间设置有主路管道，不同的凝汽器之间也设置有主路管道，所述热网加热系统上设置热网回水端和热网供水端，所述热网回水端和热网供水端通过主路管道与凝汽器单元连接，不同凝汽器上的支路管道通过主路管道串联连接，所述热网供水端上设置有供水关断阀门。

所述凝汽器单元中不同凝汽器之间的背压值均不相同。

所述热网加热系统包括热网加热单元和热网循环泵组，所述热网加热单元与热网循环泵组串联连接，所述热网循环泵组包括多组并联连接的热网循环泵，所述热网循环泵上设置有循环泵关断阀门，所述热网加热单元包括多组并联连接的加热器，所述加热器上设置有加热流量调节阀门。

不同的凝汽器连接不同的汽轮机蒸汽接口，所述凝汽器上还设置有输汽口，所述汽轮机蒸汽接口与输汽口管道连接。

所述真空系统的数量与凝汽器单元中凝汽器的数量相同，所述真空系统与凝汽器之间相互对应连接，所述凝汽器上还设置有排汽口，所述排汽口与真空系统之间管道连接，所述排汽口上设置有排汽调节阀门。

所述真空系统包括两组并联的真空泵，所述真空泵上设置有真空关断阀门。

所述凝汽器单元中还设置有空冷岛，所述空冷岛的数量与凝汽器单元中凝汽器的数量相同，所述空冷岛包括多个冷却风机机组，所述冷却风机机组上设置有蒸汽输入端口和空气输出端口，多个冷却风机机组的蒸汽输入端口均与汽轮机蒸汽接口管道连接，多个冷却风机机组的空气输出端口均与真空系统管道连接。

所述蒸汽输入端口和空气输出端口上均设置有关断阀门。

本实用新型公开了一种高效不同真空串联余热回收控制系统, 具有如下有益效果：

（1）利用降低温度后的热网回水，使其满足凝汽器单元循环冷却水的条件，同时凝汽器单元回收汽轮机排汽的乏汽余热用于供暖，既减少了余热浪费，又提高了机组的供热能力；

（2）所述系统运行提高了凝汽器吸热比例，减少汽轮机抽汽，最大化的增加主汽轮机蒸汽做功能力和供热能力；

（3）采用串联不同真空运行，每一台机组的真空系统都根据实际的电热负荷进行调整对应的空冷岛排汽和真空系统，保证每一台火电机组的供热稳定；

（4）所述控制系统将热网回水温度适当降低后，进入的第一台主机凝汽器对应的背压仅需在现有空冷或湿冷机组安全运行背压下运行，水量足够时，理论上不影响第一台机组原有设计的发电煤耗，后续串联的第二台或第三台机组的汽轮机排汽背压需根据前面热网水升温的温度，适当提高背压，回收汽轮机排汽乏汽热量，避免了对主汽轮机的大幅度改造，降低了工程初投资。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施，而不是全部的实施，基于本实用新型的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，一种高效不同真空串联余热回收控制系统，包括汽轮机蒸汽接口2和热网加热系统，所述余热回收控制系统中还设置有凝汽器单元和真空系统10，所述凝汽器单元与真空系统10管道连接，所述汽轮机蒸汽接口2和热网加热系统均与凝汽器单元管道连接，所述凝汽器单元中包含至少两个凝汽器22，至少两个凝汽器22串联连接。所述凝汽器是将汽轮机排汽冷凝成水的一种换热器。所述汽轮机蒸汽接口2与外部汽轮机连接，所述汽轮机排出的乏汽通过汽轮机蒸汽接口2进入冷凝器22中，冷凝器22将蒸汽冷凝成水，由于凝汽器22将蒸汽冷凝成水是一个放热过程，热网加热系统中的水进入凝汽器时会进行换热而使得水温升高。

所述凝汽器22上设置有输水口27和出水口24，所述输水口27和出水口24上均设置有流量关断阀23，所述流量关断阀23用于切换凝汽器22的进水量和出水量，在本实施例中，所述流量关断阀23优选为蝶阀，所述碟阀是一种结构简单的关断阀，在管道上主要起切断和节流的作用，所述蝶阀可以用来控制空气、水、蒸汽等各种类型流体的流动，具有体积小、重量轻、安装尺寸小、驱动力矩小、操作简单、迅速的优点，而且所述碟阀还具有良好的关闭密封特性。在同一凝汽器的出水口24与输水口27之间设置有支路管道26，同一凝汽器的出水口24与输水口27通过支路管道26连接，所述支路管道26上设置有支路关断阀门25，所述支路关断阀25用于控制支路管道26的导通或截止，所述支路关断阀25优选为碟阀。

所述热网加热系统与凝汽器单元之间设置有主路管道21，不同的凝汽器22之间也设置有主路管道21，所述热网加热系统上设置热网回水端1和热网供水端12，所述热网回水端1和热网供水端12通过主路管道21与凝汽器单元连接，不同凝汽器22上的支路管道26通过主路管道21串联连接，所述热网供水端12上设置有供水关断阀门13，所述供水关断阀门优选为碟阀。

根据热网加热系统中热网回水端1的水温情况，可以通过调节流量关断阀23和支路关断阀25可以使得热网加热系统中的热网回水端1的水可以不经过凝汽器单元或者经过一个或多个凝汽器22，而后从热网供水端12流出向用户进行再次供热。

将凝汽器单元中所有凝汽器22的输水口27和出水口24上的流量关断阀23均关闭，则此时热网回水端1流出的水不经过凝汽器单元；将不同数量的凝汽器22中的输水口27和出水口24上的流量关断阀23打开或关闭，可以使得热网回水端1流出的水经过不同串联数量的凝汽器22。

所述凝汽器单元中不同凝汽器22之间的背压值均不相同。在本实施例中所述凝汽器优选为两个，所述两个凝汽器22中一个为真空凝汽器，另一个为次低真空凝汽器，真空凝汽器和次低真空凝汽器串联连接；热网回水端1流出水的温度适当降低后，进入的第一台凝汽器对应的背压仅需在现有空冷或湿冷机组安全运行背压下运行，水量足够时，理论上不影响第一台机组原有设计的发电煤耗，后续第二台凝汽器的背压根据第一台凝汽器对提升的水温温度大小，适当提高背压，以回收汽轮机排汽乏汽热量，避免了对主汽轮机的大幅度改造，降低了工程初投资，所述乏汽是从汽轮机下部的排汽口排出的并能释放热势能的蒸汽。

所述热网加热系统包括热网加热单元15和热网循环泵组18，所述热网加热单元15与热网循环泵组18串联连接，所述热网循环泵组18包括多组并联连接的热网循环泵20，所述热网循环泵20上设置有循环泵关断阀门19，所述热网加热单元15包括多组并联连接的加热器16，所述加热器16上设置有加热流量调节阀门17。所述热网回水端1流出的经过凝汽器单元与汽轮机排出的乏汽进行热交换，使得热网回水端1中的流出水的水温有所提升，而后，热网回水端1中在热网循环泵组18的作用下继续流入至热网加热单元15中进行加热到供热温度，并最终通过热网供水端12向用户供热。多组并联连接的热网循环泵20提升了热网循环水的水流量，可以实现大流量水流的热循环，所述多组并联连接的加热器16提升了热网加热单元15的加热能力，为大流量水流的热循环提供支撑。

不同的凝汽器22连接不同的汽轮机蒸汽接口2，所述凝汽器22上还设置有输汽口3，所述汽轮机蒸汽接口2与输汽口3管道连接。

所述真空系统10的数量与凝汽器单元中凝汽器22的数量相同，所述真空系统10与凝汽器22之间相互对应连接，所述凝汽器22上还设置有排汽口8，所述排汽口8与真空系统10之间管道连接，所述排汽口8上设置有排汽调节阀门9，所述排汽阀门9用于调节凝汽器22的排汽量，在本实施例中，所述排汽调节阀门9优选为真空调节阀。

所述真空系统10包括两组并联的真空泵14，所述真空泵14上设置有真空关断阀门11。

真空泵的作用就是从真空室中抽除气体分子，降低真空室内的气体压力，使之达到要求的真空度，采用两组并联的真空泵14增大了真空系统对凝汽器22抽真空的能力，所述真空关断阀门11优选为真空关断阀，在本实施例中，所述真空泵14与凝汽器22之间、真空泵14之间和真空泵14与真空关断阀门11之间的管道连接优选为真空管道连接。

所述凝汽器单元中还设置有空冷岛，所述空冷岛的数量与凝汽器单元中凝汽器22的数量相同，所述空冷岛包括多个冷却风机机组6，所述冷却风机机组6上设置有蒸汽输入端口4和空气输出端口7，多个冷却风机机组6的蒸汽输入端口4均与汽轮机蒸汽接口2管道连接，多个冷却风机机组6的空气输出端口7均与真空系统10管道连接，所述蒸汽输入端口4和空气输出端口7上均设置有蒸汽关断阀门5，所述蒸汽关断阀门5优选为大口径蝶阀，根据汽轮机排出的蒸汽量的多少来调整空冷岛中的冷却风机机组6的转速，蒸汽被空冷岛冷凝为水，冷凝的水流入至凝汽器22中。

所述高效不同真空串联余热回收控制系统的具体工作过程如下：

从热网回水端1流出的热网水依次经过不同真空的凝汽器22，与汽轮机排出的蒸汽进行热交换，以吸收汽轮机排出的热量，升温后的热网水经过热网循环水泵组18加压后，送入热网加热单元15中；凝汽器22上的输汽口3接收汽轮机的排汽，并通过调整空冷岛中的冷却风机机组6的转速来调节汽轮机的排汽进入真空凝汽器22中的比例，经过空冷岛冷凝后的水通过泵或自流回到原来排汽的汽轮机中或主机凝汽器中。凝汽器22还可以通过排汽口8和真空泵系统，根据汽轮机组的电负荷要求，将不同凝汽器22维持在不同的真空下，以实现热网水进行汽轮机排汽热量的吸收。

所述控制系统正常运行时，市政热网回水管道热网回水端的水温大约在30℃左右，所述水温的温度越低越有利于汽轮机热量吸收和节能，热网水依次经过串联的凝汽器将水温度提升。本实施例中优选为两个凝汽器串联，第一个凝汽器可将水温提高到约50℃、第二个凝汽器可将水温提升至约68℃，升温后的热网水经过热网循环泵组18加压后，进入的热网加热单元15中继续加热，直至水温到所需的市政热水温度后经过电厂内部的热量流量计送至市政一次管网。

所述系统中在第一台汽轮机事故工况时，不能通过汽轮机蒸汽接口2向外提供蒸汽，此时热网水不能与第一个凝汽器进行换热，则可通过调节支路关断阀25、支路管道26和流量关断阀25，使得热网水直接供至下一级凝汽器，此时该凝汽器作为第一个接收市政热网水的凝汽器，需根据其后是否有串联的低真空凝汽器，调整凝汽器的真空参数，进行合理的排汽热量回收。

所述流量关断阀23、支路关断阀25和循环泵关断阀门19用于控制和切换进入凝汽器和热网加热器的热网循环水量；所述蒸汽关断阀门5用于空冷岛支路的切换；排气调节阀门9用于控制凝汽器22与真空系统10通断，所有阀门便于设备正常运行操作和启停投运。

非采暖季时，热网加热系统设备停运，本系统凝汽器22、热网循环泵组18和配套的管道阀门也可作为机组的尖峰冷却系统的一部分，适当降低机组排汽真空，降低机组煤耗。

本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种高效不同真空串联余热回收控制系统，包括汽轮机蒸汽接口（2）和热网加热系统，其特征在于：所述余热回收控制系统中还设置有凝汽器单元和真空系统（10），所述凝汽器单元与真空系统（10）管道连接，所述汽轮机蒸汽接口（2）和热网加热系统均与凝汽器单元管道连接，所述凝汽器单元中包含至少两个凝汽器（22），至少两个凝汽器（22）串联连接。

2.根据权利要求1所述的高效不同真空串联余热回收控制系统，其特征在于：所述凝汽器（22）上设置有输水口（27）和出水口（24），所述输水口（27）和出水口（24）上均设置有流量关断阀（23），同一凝汽器的出水口（24）与输水口（27）之间设置有支路管道（26），同一凝汽器的出水口（24）与输水口（27）通过支路管道（26）连接，所述支路管道（26）上设置有支路关断阀门（25）。

3.根据权利要求2所述的高效不同真空串联余热回收控制系统，其特征在于：所述热网加热系统与凝汽器单元之间设置有主路管道（21），不同的凝汽器（22）之间也设置有主路管道（21），所述热网加热系统上设置热网回水端（1）和热网供水端（12），所述热网回水端（1）和热网供水端（12）通过主路管道（21）与凝汽器单元连接，不同凝汽器（22）上的支路管道（26）通过主路管道（21）串联连接，所述热网供水端（12）上设置有供水关断阀门（13）。

4.根据权利要求1所述的高效不同真空串联余热回收控制系统，其特征在于：所述凝汽器单元中不同凝汽器（22）之间的背压值均不相同。

5.根据权利要求1所述的高效不同真空串联余热回收控制系统，其特征在于：所述热网加热系统包括热网加热单元（15）和热网循环泵组（18），所述热网加热单元（15）与热网循环泵组（18）串联连接，所述热网循环泵组（18）包括多组并联连接的热网循环泵（20），所述热网循环泵（20）上设置有循环泵关断阀门（19），所述热网加热单元（15）包括多组并联连接的加热器（16），所述加热器（16）上设置有加热流量调节阀门（17）。

6.根据权利要求1所述的高效不同真空串联余热回收控制系统，其特征在于：不同的凝汽器（22）连接不同的汽轮机蒸汽接口（2），所述凝汽器（22）上还设置有输汽口（3），所述汽轮机蒸汽接口（2）与输汽口（3）管道连接。

7.根据权利要求1所述的高效不同真空串联余热回收控制系统，其特征在于：所述真空系统（10）的数量与凝汽器单元中凝汽器（22）的数量相同，所述真空系统（10）与凝汽器（22）之间相互对应连接，所述凝汽器（22）上还设置有排汽口（8），所述排汽口（8）与真空系统（10）之间管道连接，所述排汽口（8）上设置有排汽调节阀门（9）。

8.根据权利要求7所述的高效不同真空串联余热回收控制系统，其特征在于：所述真空系统（10）包括两组并联的真空泵（14），所述真空泵（14）上设置有真空关断阀门（11）。

9.根据权利要求1所述的高效不同真空串联余热回收控制系统，其特征在于：所述凝汽器单元中还设置有空冷岛，所述空冷岛的数量与凝汽器单元中凝汽器（22）的数量相同，所述空冷岛包括多个冷却风机机组（6），所述冷却风机机组（6）上设置有蒸汽输入端口（4）和空气输出端口（7），多个冷却风机机组（6）的蒸汽输入端口（4）均与汽轮机蒸汽接口（2）管道连接，多个冷却风机机组（6）的空气输出端口（7）均与真空系统（10）管道连接。

10.根据权利要求9所述的高效不同真空串联余热回收控制系统，其特征在于：所述蒸汽输入端口（4）和空气输出端口（7）上均设置有关断阀门（5）。

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