CN215112843U - 一种能量梯级利用的供热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种能量梯级利用的供热系统，包括燃煤蒸汽锅炉、汽轮机、乏汽余热回收机构、一级烟气余热回收机构、二级烟气余热回收机构、污水余热回收机构、一级网循环机构和二级网循环换机构；并且公开了一种能量梯级利用的供热方法，具体利用上述供热系统，整体实现梯级利用了供热系统生产过程中产生的废热、乏汽的效果，减少能量浪费；并且利用提取污水中的低品位热向供热系统中补充热量，从而减少煤燃烧供热的需求量，进而减少燃煤锅炉的污染物排放；同时各个余热回收装置采用并联方式，若某个装置发生故障后，不会影响整体供热效果，提升了整个系统的稳定性。

Description

一种能量梯级利用的供热系统

技术领域

本实用新型涉及属于供热及节能环保技术领域，更具体的说是涉及一种能量梯级利用的供热系统。

背景技术

目前，集中供热技术在我国已发展较为成熟，逐渐替代传统的单独锅炉供热方式，而且大部分供热系统都可通过增加燃煤量来较为快速的适应在室外温度急剧变化情况下造成的热负荷波动。并且，大部分集中供热通过燃煤提供能量，而随着社会的发展，以煤、石油为代表的不可再生能源日益匮乏，所以急需提高能源利用率。同时，供热过程中煤燃烧会产生大量的污染物排放至环境中，由此带来的环境污染问题也与日俱增。所以，如何在提高能源利用率的同时降低环境污染问题是目前集中供热技术发展的关键。

为解决以上技术问题，本领域技术人员对传统的集中供热系统提出技术改进，但是仍存在技术缺陷。如专利CN102261694 A公开了一种热电厂节能型供热系统，其将热网回水在进入水-水换热器前分为两路，一路热网回水先进入第一台吸收式热泵的吸收器，然后串联中间各台吸收式热泵的吸收器，最后进入最后一台吸收式热泵的冷凝器，另一路热网回水并联进入各台吸收式热泵的过冷器，最后合并送出热水。虽然能更多的利用电厂的冷凝汽废热进行供暖，但该方式为达到标准的供水温度，需设置多台吸收式热泵，增大了设备投资；且该系统只利用冷凝废热，未对其他形式余热进行提取，能源利用率有待进一步提高。

因此，如何提供一种能量梯级利用的供热系统及方法以降低整个供热系统的燃煤量和污染物的排放，是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种能量梯级利用的供热系统及方法，梯级利用了供热系统生产过程中产生的废热、乏汽，减少能量浪费；利用提取污水中的低品位热向供热系统中补充，减少了燃煤锅炉的污染物排放；同时各个余热回收装置采用并联方式，若某个装置发生故障后，不会影响整体供热效果，提升了整个系统的稳定性。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种能量梯级利用的供热系统，其特征在于，包括燃煤蒸汽锅炉、汽轮机、乏汽余热回收机构、一级烟气余热回收机构、二级烟气余热回收机构、污水余热回收机构、一级网循环机构和二级网循环换机构；

所述燃煤蒸汽锅炉的高温蒸汽出口连接所述汽轮机，烟气出口通过烟道依次连接所述一级烟气余热回收机构和所述二级烟气余热回收机构；

所述汽轮机驱动连接所述二级烟气余热回收机构；

所述乏汽余热回收机构上游连接所述汽轮机，下游连接所述燃煤蒸汽锅炉；同时，所述乏汽余热回收机构上游连接所述一级烟气余热回收机构、所述二级烟气余热回收机构和所述污水余热回收机构，下游连接与所述一级网循环机构；

所述一级烟气余热回收机构、所述二级烟气余热回收机构和所述污水余热回收机构的上游分别与所述一级网循环机构连接；

所述一级网循环机构与所述二级网循环机构连接、并形成闭合回路。

上述优选技术方案的有益效果是：本实用新型公开的一种能量梯级利用的供热系统先利用一级烟气余热回收机构、二级烟气余热回收机构、污水余热回收机构对一级网循环回水进行初步加热，再利用乏汽余热回收机构对其进一步加热，使得到的一级网供水能够达到供温要求，梯级利用了供热系统生产过程中产生的废热、乏汽，减少能量浪费；并且，通过污水余热回收机构提取污水中的低品位热向供热系统补充，降低通过煤燃烧提取热量的需求，从而减少燃煤锅炉的污染物排放。同时，一级烟气余热回收机构、二级烟气余热回收机构、污水余热回收机构采用并联方式连接，若某个装置发生故障后，不会导致整体供热系统瘫痪，提升了整体供热系统运行的稳定性。

优选的，所述乏汽余热回收机构包括蒸汽管、汽水换热器和冷凝水管；

所述蒸汽管连接所述汽轮机的蒸汽出口和所述汽水换热器的热进水管；

所述汽水换热器的冷出水管通过所述冷凝水管连接所述燃煤蒸汽锅炉的回水管，所述汽水换热器的冷进水管分别与所述一级烟气余热回收机构、所述二级烟气余热回收机构和所述污水余热回收机构连接，所述汽水换热器的热出水管与所述一级网循环机构连接。

上述优选技术方案的有益效果是：通过蒸汽管、汽水换热器和冷凝水管相互配合可以对汽轮机产生的低温乏汽进行余热回收利用，并将经过初步加热的一级网回水进一步加热，从而得到满足供温要求的一级网供水。

进一步优选的，所述一级烟气余热回收机构包括一级脱硫水床、一级脱硫浆液循环泵、一级换热器和汽水换热器循环泵；

所述一级脱硫水床的烟气入口通过所述烟道连接所述燃煤蒸汽锅炉的烟气出口，所述一级脱硫水床的烟气出口通过所述烟道连接所述二级烟气余热回收机构，所述一级脱硫水床的脱硫浆液出水管通过所述一级脱硫浆液循环泵连接所述一级换热器的热进水管，所述一级脱硫水床的脱硫浆液进水管连接所述一级换热器的冷出水管；

所述一级换热器的冷入水管连接所述一级网循环机构，所述一级换热器的热出水管通过所述汽水换热器循环泵连接所述汽水换热器的冷进水管。

上述优选技术方案的有益效果是：本实用新型通过一级脱硫水床、一级脱硫浆液循环泵、一级换热器和汽水换热器循环泵相互配合，可对烟气进行初步脱硫处理，并且可将燃煤蒸汽锅炉产生的烟气中热量初步回收，从而可以将一级网回水进行初步加热，避免能源浪费。

进一步优选的，所述二级烟气余热回收机构包括二级脱硫水床、二级脱硫浆液循环泵、二级换热器、中介水管、中介水循环泵和压缩式热泵；

所述二级脱硫水床的烟气入口通过所述烟道连接所述一级脱硫水床的烟气出口，所述二级脱硫水床的烟气出口通过所述烟道连接烟囱，所述二级脱硫水床的脱硫浆液出水管通过所述二级脱硫浆液循环泵连接所述二级换热器的热进水管，所述二级脱硫水床的脱硫浆液进水管连接所述二级换热器的冷出水管；

所述二级换热器的冷进水管连接所述中介水管，所述二级换热器的热出水管通过所述中介水循环泵连接所述压缩式热泵的热进水管；

所述压缩式热泵的冷出水管连接所述中介水管，所述压缩式热泵的冷进水管连接所述一级网循环机构，所述压缩式热泵的热出水管连接所述汽水换热器的冷进水管，且所述压缩式热泵通过所述汽轮机驱动。

上述优选技术方案的有益效果是：本实用新型中通过二级脱硫水床、二级脱硫浆液循环泵、二级换热器、中介水管、中介水循环泵和压缩式热泵相互配合，可将烟气进一步脱硫，从而使通过烟囱排出的气体安全环保，避免污染环境，并且对烟气中的热量进一步回收利用，提高能源利用率，节约能源。

进一步优选的，所述污水余热回收机构包括吸收式热泵、污水渠、污水管、抽水泵；

所述吸收式热泵的热进水管连接所述污水渠，所述吸收式热泵的冷出水管通过所述污水管连接所述污水渠，所述吸收式热泵的冷进水管通过所述抽水泵连接所述一级网循环机构，所述吸收式热泵的热出水管连接所述汽水换热器的冷进水管。

其中，污水渠中的污水源自经污水处理厂初步处理后的生活污水，吸收式热泵的作用从低品味热源中提取热量输送至高高品位热源中，现使用的吸收式污水源热泵污水进水温度约为12℃，退水温度为7℃左右。

上述优选技术方案的有益效果是：本实用新型中通过吸收式热泵、污水渠、污水管、抽水泵相互配合，提取污水中的低品位热、并向供热系统补充热量，从而降低通过燃煤提取热量的需求，进而减少燃煤锅炉的污染物排放。

进一步优选的，所述一级网循环机构包括热网换热器、一级网供水管、一级网循环泵和一级网回水管；

所述热网换热器的热进水管通过所述一级网循环泵和所述一级网供水管连接所述汽水换热器的热出水管，所述热网换热器的冷出水管通过所述一级网回水管分别连接所述一级换热器的冷入水管、所述压缩式热泵的冷进水管和所述抽水泵，且所述热网换热器与所述二级网循环换机构连接、并形成闭合回路。

进一步优选的，所述二级网循环换机构包括二级网循环泵、二级网供水管、热用户和二级网回水管；所述二级网循环泵上游连接所述热网换热器的热出水管，下游通过所述二级网供水管连接所述热用户；所述热用户通过所述二级网回水管连接所述热网换热器的冷进水管。

进一步优选的，所述一级脱硫浆液循环泵、所述汽水换热器循环泵、所述二级脱硫浆液循环泵、所述中介水循环泵、所述一级网循环泵和所述二级网循环泵选用变频循环泵。

上述优选技术方案的有益效果是：由于一级脱硫浆液循环泵、二级脱硫浆液循环泵、中介水循环泵、述一级网循环泵和二级网循环泵选用变频循环泵，从而可以通过设置变频循环泵功率来控制管流量。

优选的，所述脱硫浆液进水管和所述脱硫浆液出水管采用不锈钢材质，防止脱硫浆液腐蚀管。

本实用新型还公开了一种能量梯级利用的供热方法，采用上述能量梯级利用的供热系统，包括如下步骤：

(1)燃煤蒸汽锅炉生成的高压蒸汽输入汽轮机做功后排出低温乏汽，所述低温乏汽经蒸汽管输送至汽水换热器换热，得到冷凝水经冷凝水管回流至燃煤蒸汽锅炉中加热；

(2)燃煤蒸汽锅炉中煤燃烧产生的烟气经烟道输送至一级脱硫水床进行一级脱硫处理、并将一级脱硫浆液加热，然后启动一级脱硫浆液循环泵，将加热的一级脱硫浆液输送至一级换热器与一级网回水换热，得到冷却的一级脱硫浆液回流至所述一级脱硫水床，所述一级换热器同时使所述一级网回水升温后形成初级供水；并同时启动汽水换热器循环泵，使所述初级供水输送至所述汽水换热器与所述低温乏汽换热；

(3)经过一级脱硫处理后的烟气进入二级脱硫水床进行二级脱硫处理、并将二级脱硫浆液加热，然后启动二级脱硫浆液循环泵将加热的二级脱硫浆液输送至二级换热器与中介水换热，得到冷却的二级脱硫浆液退回至所述二级脱硫水床，所述二级换热器同时使中介水升温；并启动中介水循环泵将升温的中介水输送至压缩式热泵与所述一级网回水换热后冷却，冷却的中介水回流至所述二级换热器加热，所述压缩式热泵同时在所述汽轮机的驱动下运行将所述一级网回水加热后得到所述初级供水，所述初级供水输送至所述汽水换热器与所述低温乏汽换热；且完全脱硫后的烟气经由烟道输送至烟囱向外排放；

(4)污水渠内污水经污水管输送至吸收式热泵与所述一级网回水换热后冷却，冷却的污水经污水管回流至污水渠，所述吸收式热泵同时将一级网回水加热后得到所述初级供水，所述初级供水输送至所述汽水换热器与所述低温乏汽换热；

(5)所述初级供水输送至所述汽水换热器与所述低温乏汽换热后升温得到一级网供水；然后启动一级网循环泵使所述一级网供水经一级网供水管输送至热网换热器与二级网回水换热，冷却后得到所述一级网回水经一级网回水管分别输送至所述一级换热器、所述吸收式热泵和所述压缩式热泵加热，所述热网换热器同时将所述二级网回水加热后得到二级网供水；并同时启动二级网循环泵使所述二级网供水经二级网供水管输送至热用户供热，冷却后得到所述二级网回水经二级网回水管回流至所述热网换热器。

进一步优选的，步骤(1)中所述高压蒸汽的压强为3.11～3.96Mpa、温度为430～480℃，所述低温乏汽的压强为0.12Mpa、温度为190℃；

步骤(2)中加热的所述一级脱硫浆液温度为120～132℃，冷却的所述一级脱硫浆液温度为84～96℃；所述初级供水温度为45～50℃；

步骤(3)中所述二级脱硫浆液加热后温度为26～32℃，冷却的所述二级脱硫浆液温度为19～25℃；升温的所述中介水温度为19～20℃，冷却的所述中介水温度为15～16℃；所述初级供水温度为50～55℃；

步骤(4)中污水渠内污水温度为12℃，冷却的污水温度为7℃，所述一级网回水温度为40℃，所述初级供水温度为50～55℃；

步骤(5)中所述一级网供水温度为90～95℃，所述一级网回水温度为 40～45℃；所述二级网供水温度为45～50℃，所述二级网回水温度为35～40℃。

上述优选技术方案的有益效果是：本实用新型公开的一种能量梯级利用的供热方法利用上述能量梯级利用的供热系统，操作方法简单、整体调控方便，梯级利用了供热系统生产过程中产生的废热、乏汽，减少能量浪费；同时可提取污水中的低品位热向供热系统中补充热量，减少燃煤燃烧需求量；且各个余热回收装置采用并联方式，若某个装置发生故障后，不会影响整体供热效果，提升了整个系统的稳定性。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种能量梯级利用的供热系统及方法，具有如下有益效果：

(1)分别利用一级烟气余热回收机构和二级烟气余热回收机构初步加热供暖水，同时利用污水余热回收机构提取污水中的低品位热以初步加热供暖水，再利用汽轮机拖动压缩式热泵做功后产生的乏汽对供暖水进一步加热后用于供暖，实现了梯级利用废热、乏汽，避免能量浪费，在确保供热达标的基础上，相比于传统供热系统节约10％的能源，减少12％的污染物排放；

(2)一级烟气余热回收机构、二级烟气余热回收机构、污水余热回收机构之间采用并联方式连接，若某个装置发生故障后，不会影响整体供热效果，提高了供热系统运行的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本实用新型实施例1提供的一种能量梯级利用的供热系统的结构示意图。

在图中：1为燃煤蒸汽锅炉、2为汽轮机、3为蒸汽管、4为汽水换热器、 5为冷凝水管、6为一级脱硫水床、7为一级脱硫浆液循环泵、8为一级换热器、9为二级脱硫水床、10为二级脱硫浆液循环泵、11为二级换热器、12为中介水管、13为中介水循环泵、14为压缩式热泵、15为吸收式热泵、16为污水渠、17为污水管、18为抽水泵、19为热网换热器、20为一级网供水管、 21为一级网循环泵、22为一级网回水管、23为二级网循环泵、24为二级网供水管、25为热用户、26为二级网回水管、27为烟道、28为烟囱、29为汽水换热器循环泵。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，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。

实施例1

本实用新型实施例1公开了一种能量梯级利用的供热系统，包括燃煤蒸汽锅炉、汽轮机、乏汽余热回收机构、一级烟气余热回收机构、二级烟气余热回收机构、污水余热回收机构、一级网循环机构和二级网循环换机构。

燃煤蒸汽锅炉的高温蒸汽出口连接汽轮机，烟气出口通过烟道依次连接一级烟气余热回收机构和二级烟气余热回收机构。

其中，乏汽余热回收机构包括蒸汽管、汽水换热器和冷凝水管；蒸汽管连接汽轮机的蒸汽出口和汽水换热器的热进水管；汽水换热器的冷出水管通过冷凝水管连接燃煤蒸汽锅炉的回水管，汽水换热器的冷进水管分别与一级烟气余热回收机构、二级烟气余热回收机构和污水余热回收机构连接，汽水换热器的热出水管与一级网循环机构连接。

进一步具体而言，一级烟气余热回收机构包括一级脱硫水床、一级脱硫浆液循环泵、一级换热器和汽水换热器循环泵；一级脱硫水床的烟气入口通过烟道连接燃煤蒸汽锅炉的烟气出口，一级脱硫水床的烟气出口通过烟道连接二级烟气余热回收机构，一级脱硫水床的脱硫浆液出水管通过一级脱硫浆液循环泵连接一级换热器的热进水管，一级脱硫水床的脱硫浆液进水管连接一级换热器的冷出水管；一级换热器的冷入水管连接一级网循环机构，一级换热器的热出水管通过汽水换热器循环泵连接汽水换热器的冷进水管。

更进一步的，二级烟气余热回收机构包括二级脱硫水床、二级脱硫浆液循环泵、二级换热器、中介水管、中介水循环泵和压缩式热泵；二级脱硫水床的烟气入口通过烟道连接一级脱硫水床的烟气出口，二级脱硫水床的烟气出口通过烟道连接烟囱，二级脱硫水床的脱硫浆液出水管通过二级脱硫浆液循环泵连接二级换热器的热进水管，二级脱硫水床的脱硫浆液进水管连接二级换热器的冷出水管；二级换热器的冷进水管连接中介水管，二级换热器的热出水管通过中介水循环泵连接压缩式热泵的热进水管；压缩式热泵的冷出水管连接中介水管，压缩式热泵的冷进水管连接一级网循环机构，压缩式热泵的热出水管连接汽水换热器的冷进水管，且压缩式热泵通过汽轮机驱动。

此外，污水余热回收机构包括吸收式热泵、污水渠、污水管、抽水泵；吸收式热泵的热进水管连接污水渠，吸收式热泵的冷出水管通过污水管连接污水渠，吸收式热泵的冷进水管通过抽水泵连接一级网循环机构，吸收式热泵的热出水管连接汽水换热器的冷进水管。

其中，污水渠中的污水源自经污水处理厂初步处理后的生活污水，吸收式热泵的作用从低品味热源中提取热量输送至高高品位热源中，现使用的吸收式污水源热泵污水进水温度约为12℃，退水温度为7℃左右。

一级网循环机构包括热网换热器、一级网供水管、一级网循环泵和一级网回水管；热网换热器的热进水管通过一级网循环泵和一级网供水管连接汽水换热器的热出水管，热网换热器的冷出水管通过一级网回水管分别连接一级换热器的冷入水管、压缩式热泵的冷进水管和抽水泵，且热网换热器与二级网循环换机构连接、并形成闭合回路。

二级网循环换机构包括二级网循环泵、二级网供水管、热用户和二级网回水管；二级网循环泵上游连接热网换热器的热出水管，下游通过二级网供水管连接热用户；热用户通过二级网回水管连接热网换热器的冷进水管。

为了进一步优化技术方案，一级脱硫浆液循环泵、汽水换热器循环泵、二级脱硫浆液循环泵、中介水循环泵、一级网循环泵和二级网循环泵选用变频循环泵，从而可以通过设置变频循环泵功率来控制管流量。

为了更进一步优化技术方案，脱硫浆液进水管和脱硫浆液出水管采用不锈钢材质，防止脱硫浆液腐蚀管。

运行原理：

首先，燃煤蒸汽锅炉内煤燃烧后将冷凝水加热后生成高压蒸汽，然后输入汽轮机拖动压缩式热泵做功后生成低温乏汽，低温乏汽通过汽轮机的蒸汽出口、经蒸汽管输送至汽水换热器的热进水管，在汽水换热器内换热冷却后得到冷凝水，再通过汽水换热器的冷出水管、经冷凝水管、燃煤蒸汽锅炉的回水管回流至燃煤蒸汽锅炉中继续加热；

其次，燃煤蒸汽锅炉中煤燃烧产生的烟气通过燃煤蒸汽锅炉的烟气出口、经烟道、再通过一级脱硫水床的烟气入口输送至一级脱硫水床进行一级脱硫处理，并同时可将一级脱硫浆液加热；然后启动一级脱硫浆液循环泵，将加热的一级脱硫浆液通过一级脱硫水床的脱硫浆液出水管、一级换热器的热进水管输送至一级换热器与一级网回水换热，得到冷却的一级脱硫浆液经一级换热器的冷出水管、一级脱硫水床的脱硫浆液进水管回流至一级脱硫水床，一级换热器同时使一级网回水升温后形成初级供水；并同时启动汽水换热器循环泵，使初级供水经一级换热器的热出水管、汽水换热器的冷进水管输送至汽水换热器与低温乏汽换热；

再次，经过一级脱硫处理后的烟气进入二级脱硫水床进行二级脱硫处理、并将二级脱硫浆液加热，然后启动二级脱硫浆液循环泵将加热的二级脱硫浆液输送至二级换热器与中介水换热，得到冷却的二级脱硫浆液退回至二级脱硫水床，二级换热器同时使中介水升温；并启动中介水循环泵将升温的中介水输送至压缩式热泵与一级网回水换热后冷却，冷却的中介水回流至二级换热器加热，压缩式热泵同时在汽轮机的驱动下运行将一级网回水加热后得到初级供水，初级供水输送至汽水换热器与低温乏汽换热；

此外，污水渠内污水经污水管输送至吸收式热泵与一级网回水换热后冷却，冷却的污水经污水管回流至污水渠，吸收式热泵同时将一级网回水加热后得到初级供水，初级供水输送至汽水换热器与低温乏汽换热；

最后，初级供水输送至汽水换热器与低温乏汽换热后升温得到一级网供水；然后启动一级网循环泵使一级网供水经一级网供水管输送至热网换热器与二级网回水换热，冷却后得到一级网回水经一级网回水管分别输送至一级换热器、吸收式热泵和压缩式热泵加热，热网换热器同时将二级网回水加热后得到二级网供水；并同时启动二级网循环泵使二级网供水经二级网供水管输送至热用户供热，冷却后得到二级网回水经二级网回水管回流至热网换热器。

本实用新型先利用一级烟气余热回收机构、二级烟气余热回收机构、污水余热回收机构对一级网循环回水进行初步加热，再利用乏汽余热回收机构对其进一步加热，使得到的一级网供水能够达到供温要求，梯级利用了供热系统生产过程中产生的废热、乏汽，减少能量浪费。并且，利用污水余热回收机构提取污水中的低品位热向供热系统补充，降低通过煤燃烧提取热量的需求，从而减少燃煤锅炉的污染物排放。同时，一级烟气余热回收机构、二级烟气余热回收机构、污水余热回收机构采用并联方式连接，若某个装置发生故障后，不会影响整体供热效果，提升了整体供热系统的稳定性。

实施例2

本实用新型实施例2公开了一种能量梯级利用的供热方法，采用实施例1 公开的能量梯级利用的供热系统，包括如下步骤：

(1)燃煤蒸汽锅炉生成的高压蒸汽输入汽轮机做功后排出低温乏汽，低温乏汽经蒸汽管输送至汽水换热器换热，得到冷凝水经冷凝水管回流至燃煤蒸汽锅炉中加热；其中，高压蒸汽的压强为3.11～3.96Mpa、温度为430～480℃，低温乏汽的压强为0.12Mpa、温度为190℃；

(2)燃煤蒸汽锅炉中煤燃烧产生的烟气经烟道输送至一级脱硫水床进行一级脱硫处理、并将一级脱硫浆液加热至120～132℃，然后启动一级脱硫浆液循环泵，将加热的一级脱硫浆液输送至一级换热器与一级网回水换热后冷却至84～96℃，得到冷却的一级脱硫浆液回流至一级脱硫水床，一级换热器同时使一级网回水升温至45～50℃形成初级供水；并同时启动汽水换热器循环泵，使初级供水输送至汽水换热器与低温乏汽换热；

(3)经过一级脱硫处理后的烟气进入二级脱硫水床进行二级脱硫处理、并将二级脱硫浆液加热至26～32℃，然后启动二级脱硫浆液循环泵将加热的二级脱硫浆液输送至二级换热器与中介水换热冷却至19～25℃，得到冷却的二级脱硫浆液退回至二级脱硫水床，二级换热器同时使中介水升温至19～20℃；并启动中介水循环泵将升温的中介水输送至压缩式热泵与一级网回水换热后冷却至15～16℃，冷却的中介水回流至二级换热器加热，压缩式热泵同时在汽轮机的驱动下运行将一级网回水加热至50～55℃得到初级供水，初级供水输送至汽水换热器与低温乏汽换热；

(4)污水渠内温度为12℃的污水经污水管输送至吸收式热泵与一级网回水换热后冷却至7℃，冷却的污水经污水管回流至污水渠，吸收式热泵同时将 40℃的一级网回水加热至50～55℃得到初级供水，初级供水输送至汽水换热器与低温乏汽换热；

(5)初级供水输送至汽水换热器与低温乏汽换热后升温至90～95℃得到一级网供水；然后启动一级网循环泵使一级网供水经一级网供水管输送至热网换热器与二级网回水换热冷却至40～450℃，冷却后得到一级网回水经一级网回水管分别输送至一级换热器、吸收式热泵和压缩式热泵加热，热网换热器同时将二级网回水加热至45～50℃得到二级网供水；并同时启动二级网循环泵使二级网供水经二级网供水管输送至热用户供热后冷却至35～40℃，冷却后得到二级网回水经二级网回水管回流至热网换热器。

实施例3

本实用新型实施例3以某供热公司的供热系统为例，该公司热源为60MW 燃煤蒸汽锅炉、供暖面积为100万平方米、室内达标温度为18℃，采用实施例1公开的能量梯级利用的供热系统，具体公开了一种能量梯级利用的供热方法，包括如下步骤：

(1)燃煤蒸汽锅炉生成的高压蒸汽输入汽轮机做功后排出低温乏汽，低温乏汽经蒸汽管输送至汽水换热器换热，得到冷凝水经冷凝水管回流至燃煤蒸汽锅炉中加热；其中，高压蒸汽的压强为3.12Mpa、温度为480℃，低温乏汽的压强为0.12Mpa、温度为190℃；

(2)燃煤蒸汽锅炉中煤燃烧产生的烟气经烟道输送至一级脱硫水床进行一级脱硫处理、并将一级脱硫浆液加热至132℃，然后启动一级脱硫浆液循环泵，将加热的一级脱硫浆液输送至一级换热器与一级网回水换热后冷却至 86℃，得到冷却的一级脱硫浆液回流至一级脱硫水床，一级换热器同时将42℃一级网回水升温至52℃形成初级供水；并同时启动汽水换热器循环泵，使初级供水输送至汽水换热器与低温乏汽换热；

(3)经过一级脱硫处理后的烟气进入二级脱硫水床进行二级脱硫处理、并将二级脱硫浆液加热至32℃，然后启动二级脱硫浆液循环泵将加热的二级脱硫浆液输送至二级换热器与中介水换热后冷却至19℃，得到冷却的二级脱硫浆液退回至二级脱硫水床，二级换热器同时使中介水升温至19℃；并启动中介水循环泵将升温的中介水输送至压缩式热泵与一级网回水换热后冷却至 15℃，冷却的中介水回流至二级换热器加热，压缩式热泵同时在汽轮机的驱动下运行将42℃一级网回水加热至52℃得到初级供水，初级供水输送至汽水换热器与低温乏汽换热；完全脱硫后的烟气经由烟道输送至烟囱向外排放；

(4)污水渠内温度为12℃的污水经污水管输送至吸收式热泵与一级网回水换热后冷却至7℃，冷却的污水经污水管回流至污水渠，吸收式热泵同时将 40℃的一级网回水加热至52℃得到初级供水，初级供水输送至汽水换热器与低温乏汽换热；

(5)52℃初级供水输送至汽水换热器与低温乏汽换热后升温至93℃得到一级网供水；然后启动一级网循环泵使一级网供水经一级网供水管输送至热网换热器与37℃的二级网回水换热后冷却至40℃，得到一级网回水经一级网回水管分别输送至一级换热器、吸收式热泵和压缩式热泵加热，热网换热器同时将二级网回水加热至45℃得到二级网供水；并同时启动二级网循环泵使二级网供水经二级网供水管输送至热用户供热后冷却至37℃，冷却后得到二级网回水经二级网回水管回流至热网换热器，实测在此二级网供回水温度下，热用户室内温度达到24℃。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种能量梯级利用的供热系统，其特征在于，包括燃煤蒸汽锅炉、汽轮机、乏汽余热回收机构、一级烟气余热回收机构、二级烟气余热回收机构、污水余热回收机构、一级网循环机构和二级网循环换机构；

所述燃煤蒸汽锅炉的高温蒸汽出口连接所述汽轮机，烟气出口通过烟道依次连接所述一级烟气余热回收机构和所述二级烟气余热回收机构；

所述汽轮机驱动连接所述二级烟气余热回收机构；

所述乏汽余热回收机构上游连接所述汽轮机，下游连接所述燃煤蒸汽锅炉；同时，所述乏汽余热回收机构上游连接所述一级烟气余热回收机构、所述二级烟气余热回收机构和所述污水余热回收机构，下游连接与所述一级网循环机构；

所述一级烟气余热回收机构、所述二级烟气余热回收机构和所述污水余热回收机构的上游分别与所述一级网循环机构连接；

所述一级网循环机构与所述二级网循环机构连接、并形成闭合回路。

2.根据权利要求1所述的一种能量梯级利用的供热系统，其特征在于，所述乏汽余热回收机构包括蒸汽管、汽水换热器和冷凝水管；

所述蒸汽管连接所述汽轮机的蒸汽出口和所述汽水换热器的热进水管；

所述汽水换热器的冷出水管通过所述冷凝水管连接所述燃煤蒸汽锅炉的回水管，所述汽水换热器的冷进水管分别与所述一级烟气余热回收机构、所述二级烟气余热回收机构和所述污水余热回收机构连接，所述汽水换热器的热出水管与所述一级网循环机构连接。

3.根据权利要求2所述的一种能量梯级利用的供热系统，其特征在于，所述一级烟气余热回收机构包括一级脱硫水床、一级脱硫浆液循环泵、一级换热器和汽水换热器循环泵；

所述一级脱硫水床的烟气入口通过所述烟道连接所述燃煤蒸汽锅炉的烟气出口，所述一级脱硫水床的烟气出口通过所述烟道连接所述二级烟气余热回收机构，所述一级脱硫水床的脱硫浆液出水管通过所述一级脱硫浆液循环泵连接所述一级换热器的热进水管，所述一级脱硫水床的脱硫浆液进水管连接所述一级换热器的冷出水管；

所述一级换热器的冷入水管连接所述一级网循环机构，所述一级换热器的热出水管通过所述汽水换热器循环泵连接所述汽水换热器的冷进水管。

4.根据权利要求3所述的一种能量梯级利用的供热系统，其特征在于，所述二级烟气余热回收机构包括二级脱硫水床、二级脱硫浆液循环泵、二级换热器、中介水管、中介水循环泵和压缩式热泵；

所述二级脱硫水床的烟气入口通过所述烟道连接所述一级脱硫水床的烟气出口，所述二级脱硫水床的烟气出口通过所述烟道连接烟囱，所述二级脱硫水床的脱硫浆液出水管通过所述二级脱硫浆液循环泵连接所述二级换热器的热进水管，所述二级脱硫水床的脱硫浆液进水管连接所述二级换热器的冷出水管；

所述二级换热器的冷进水管连接所述中介水管，所述二级换热器的热出水管通过所述中介水循环泵连接所述压缩式热泵的热进水管；

所述压缩式热泵的冷出水管连接所述中介水管，所述压缩式热泵的冷进水管连接所述一级网循环机构，所述压缩式热泵的热出水管连接所述汽水换热器的冷进水管，且所述压缩式热泵通过所述汽轮机驱动。

5.根据权利要求4所述的一种能量梯级利用的供热系统，其特征在于，所述污水余热回收机构包括吸收式热泵、污水渠、污水管、抽水泵；

所述吸收式热泵的热进水管连接所述污水渠，所述吸收式热泵的冷出水管通过所述污水管连接所述污水渠，所述吸收式热泵的冷进水管通过所述抽水泵连接所述一级网循环机构，所述吸收式热泵的热出水管连接所述汽水换热器的冷进水管。

6.根据权利要求5所述的一种能量梯级利用的供热系统，其特征在于，所述一级网循环机构包括热网换热器、一级网供水管、一级网循环泵和一级网回水管；

所述热网换热器的热进水管通过所述一级网循环泵和所述一级网供水管连接所述汽水换热器的热出水管，所述热网换热器的冷出水管通过所述一级网回水管分别连接所述一级换热器的冷入水管、所述压缩式热泵的冷进水管和所述抽水泵，且所述热网换热器与所述二级网循环换机构连接、并形成闭合回路。

7.根据权利要求6所述的一种能量梯级利用的供热系统，其特征在于，所述二级网循环换机构包括二级网循环泵、二级网供水管、热用户和二级网回水管；所述二级网循环泵上游连接所述热网换热器的热出水管，下游通过所述二级网供水管连接所述热用户；所述热用户通过所述二级网回水管连接所述热网换热器的冷进水管。

8.根据权利要求7所述的一种能量梯级利用的供热系统，其特征在于，所述一级脱硫浆液循环泵、所述汽水换热器循环泵、所述二级脱硫浆液循环泵、所述中介水循环泵、所述一级网循环泵和所述二级网循环泵选用变频循环泵。

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