CN215765021U - 一种生物质热电厂余热深度耦合利用的综合热力系统 - Google Patents
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Abstract
一种生物质热电厂余热深度耦合利用的综合热力系统，属于供热技术领域，本实用新型为了解决热电厂由汽轮机前部抽取大量的高品质高压蒸汽用于热用户供热和回热系统放热，造成能源浪费的同时降低了发电量的问题。包括热泵和烟气换热系统。本装置不再抽取汽轮机前部的高压蒸汽用于热用户供热和回热系统的加热，用烟气/水换热器取代常规回热系统中的加热器，利用直接燃烧生物质发电产生的高温烟气对循环水系统加热，将汽轮机后部的中低压蒸汽以及尾部低压乏汽作为吸收式热泵的热源用以供热，最大限度的利用了锅炉系统的蒸汽供电和供热，实现零热量消耗供热，烟气得到回收利用，深度降低烟气和循环水余热。
Description
技术领域
本实用新型属于供热技术领域，尤其涉及一种生物质热电厂余热深度耦合利用的综合热力系统。
背景技术
生物质发电是利用生物质所具有的生物质能进行的发电，是可再生能源发电的一种，包括直接燃烧生物质发电等发电形式，生物质发电可增加我国清洁能源比重、改善环境，但直接燃烧发电在发电的同时，有大量的高温烟气产生。
生物质热电厂除了发电外还承担着为热用户供热的任务，常规情况下，热电厂由汽轮机前部抽取大量的高品质高压蒸汽用于热用户供热和回热系统放热，造成能源浪费的同时降低了发电量。对于生物质热电厂来说，尽可能地减少汽轮机抽汽量，提高发电能力显得尤为重要。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种生物质热电厂余热深度耦合利用的综合热力系统，以解决热电厂由汽轮机前部抽取大量的高品质高压蒸汽用于热用户供热和回热系统放热，造成能源浪费的同时降低了发电量的问题。本实用新型所采用的技术方案如下：
一种生物质热电厂余热深度耦合利用的综合热力系统，包括锅炉系统、汽轮机、除氧器和凝汽器；锅炉系统依次与汽轮机、凝气器、除氧器通过管路首尾连通构成循环水系统；
包括热泵，汽轮机通过热泵放热管与除氧器连通，凝汽器与热泵之间通过冷却水循环管路连通，循环水系统通过凝汽器向冷却水循环管路进行放热，热泵放热管和冷却水循环管路通过热泵向热网水循环管路进行放热。
进一步的，循环水系统中汽轮机和除氧器之间的连接管路是乏汽冷凝水管，除氧器和锅炉系统之间的连接管路是除氧水管，烟气管道的进口承接直接燃烧生物质发电产生的烟气，高能级烟气/水换热器和低能级烟气/水换热器沿烟气流动方向通过烟气管道依次串接连通，烟气管道通过高能级烟气/水换热器向除氧水管进行放热，烟气管道通过低能级烟气/水换热器向乏汽冷凝水管进行放热。
进一步的，空气预热器通过烟气管道与高能级烟气/水换热器并联连通，空气管道一端与锅炉系统的燃烧室连通，空气管道的另一端与大气连通，烟气管道通过空气预热器向空气管道进行放热。
进一步的，热泵为吸收式热泵。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
1、不再直接抽取汽轮机前部的高品质高压蒸汽用于热用户供热，将高品质高压蒸汽完全用于驱动汽轮机发电，由汽轮机中抽取后部的中低压蒸汽以及收集尾部低压乏汽，汽轮机后部的中低压蒸汽和尾部低压乏汽品质不高，对发电贡献极低，但仍具备稳定的热量，符合吸收式热泵热源的要求，将汽轮机后部的中低压蒸汽和尾部低压乏汽所具备的热量通过吸收式热泵传递到热网水循环管路，最大限度的利用了锅炉系统的蒸汽供电和供热，深度降低循环水余热，实现零热量消耗供热；
2、不再直接抽取汽轮机前部的高品质高压蒸汽用于回热系统的加热，常规回热系统包括除氧器以及分别与除氧器两端连通的低压加热器和高压加热器，本装置用烟气/水换热器取代常规回热系统中的加热器，利用直接燃烧生物质发电产生的高温烟气对汽轮机乏汽凝结的冷凝水和除氧后的锅炉给水加热，即保证了供电，又回收利用了烟气，深度降低烟气余热；
3、烟气通过空气预热器预热锅炉系统燃烧所用的空气，节约锅炉系统燃料。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图中：1-汽轮机、2-凝汽器、3-热泵、4-乏汽冷凝水管、5-除氧器、6-高能级烟气/水换热器、7-除氧水管、8-锅炉系统、9-烟气管道、10-低能级烟气/水换热器、11-空气预热器、12-空气管道。
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，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本实用新型。但是应该理解，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。
本实用新型所提到的连接分为固定连接和可拆卸连接，所述固定连接即为不可拆卸连接包括但不限于折边连接、铆钉连接、粘结连接和焊接连接等常规固定连接方式，所述可拆卸连接包括但不限于螺栓连接、卡扣连接、销钉连接和铰链连接等常规拆卸方式，未明确限定具体连接方式时，默认可在现有连接方式中找到至少一种连接方式实现该功能，本领域技术人员可根据需要自行选择。例如：固定连接选择焊接连接，可拆卸连接选择螺栓连接。
以下将结合附图，对本实用新型作进一步详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释，而本实用新型并不局限于以下实施例。
如图所示，一种生物质热电厂余热深度耦合利用的综合热力系统，包括锅炉系统8、汽轮机1、除氧器5和凝汽器2；锅炉系统8依次与汽轮机1、凝气器2、除氧器5通过管路首尾连通构成循环水系统；
包括热泵3，汽轮机1后部通过热泵放热管13与除氧器5连通，汽轮机1尾部通过管路依次与凝汽器2和除氧器5连通，凝汽器2与热泵3之间通过冷却水循环管路14连通，循环水系统通过凝汽器2向冷却水循环管路14进行放热，热泵放热管13和冷却水循环管路14通过热泵3向热网水循环管路15进行放热。
热泵3为吸收式热泵，汽轮机1后部的中低压蒸汽和尾部低压乏汽品质不高，对发电贡献极低，但仍具备稳定的热量，符合吸收式热泵热源的要求，通过热泵放热管13抽取汽轮机1后部的中低压蒸汽在热泵3中放热，放热后的中低压蒸汽凝结成水进入除氧器5，通过管路收集汽轮机1尾部低压乏汽在凝汽器2壳程中放热，放热后的低压乏汽凝结成水进入除氧器5中，冷却水循环管路14连通凝汽器2的管程，冷却水循环管路14将汽轮机1尾部乏汽热量传递到热泵3中，热泵3为热网水循环管路15供热。
将汽轮机1后部的中低压蒸汽和尾部低压乏汽所具备的热量通过热泵3传递到热网水循环管路15，不再直接抽取汽轮机1前部的高品质高压蒸汽用于热用户供热，最大限度的利用了锅炉系统8的蒸汽供电和供热，深度降低循环水余热，实现零热量消耗供热。
汽轮机1中部通过抽蒸汽管与除氧器5连通，循环水系统中凝汽器2和除氧器5之间的连接管路是乏汽冷凝水管4，除氧器5和锅炉系统8之间的连接管路是除氧水管7，烟气管道9的进口承接直接燃烧生物质发电产生的烟气，高能级烟气/水换热器6和低能级烟气/水换热器10沿烟气流动方向通过烟气管道9依次串接连通，烟气管道9通过高能级烟气/水换热器6向除氧水管7进行放热，烟气管道9通过低能级烟气/水换热器10向乏汽冷凝水管4进行放热。
高温烟气通过高能级烟气/水换热器6前温度约能达到400℃，通过低能级烟气/水换热器10前温度约能达到150～200℃，汽轮机1尾部乏汽在凝汽器2中放热凝结成冷凝水，冷凝水在乏汽冷凝水管4中通过低能级烟气/水换热器10吸热后进入除氧器5，通过抽蒸汽管抽取汽轮机1中部的中压蒸汽为除氧器5中的循环水加热除氧，除氧后的循环水在除氧水管7中通过高能级烟气/水换热器6吸热后回到锅炉系统8。
用高能级烟气/水换热器6取代常规回热系统中的高压加热器，用低能级烟气/水换热器10取代常规回热系统中的低压加热器，利用直接燃烧生物质发电产生的高温烟气对汽轮机1尾部乏汽凝结的冷凝水和除氧后的循环水进行加热，不再直接抽取汽轮机1前部的高品质高压蒸汽用于回热系统的加热，即保证了供电，又回收利用了烟气，深度降低烟气余热。
空气预热器11通过烟气管道9与高能级烟气/水换热器6并联连通，空气管道12一端与锅炉系统8的燃烧室连通，空气管道12的另一端与大气连通，烟气管道9通过空气预热器11向空气管道12进行放热。烟气通过空气预热器11预热锅炉系统8燃烧所用的空气，节约锅炉系统8燃料。
以上实施例只是对本专利的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。
Claims (4)
1.一种生物质热电厂余热深度耦合利用的综合热力系统，包括锅炉系统(8)、汽轮机(1)、除氧器(5)和凝汽器(2)；锅炉系统(8)依次与汽轮机(1)、凝汽器(2)、除氧器(5)通过管路首尾连通构成循环水系统；
其特征在于：包括热泵(3)，汽轮机(1)通过热泵放热管(13)与除氧器(5)连通，凝汽器(2)与热泵(3)之间通过冷却水循环管路(14)连通，循环水系统通过凝汽器(2)向冷却水循环管路(14)进行放热，热泵放热管(13)和冷却水循环管路(14)通过热泵(3)向热网水循环管路(15)进行放热。
2.根据权利要求1所述的一种生物质热电厂余热深度耦合利用的综合热力系统，其特征在于：凝汽器(2)和除氧器(5)之间的连接管路是乏汽冷凝水管(4)，除氧器(5)和锅炉系统(8)之间的连接管路是除氧水管(7)，烟气管道(9)的进口承接直接燃烧生物质发电产生的烟气，高能级烟气/水换热器(6)和低能级烟气/水换热器(10)沿烟气流动方向通过烟气管道(9)依次串接连通，烟气管道(9)通过高能级烟气/水换热器(6)向除氧水管(7)进行放热，烟气管道(9)通过低能级烟气/水换热器(10)向乏汽冷凝水管(4)进行放热。
3.根据权利要求2所述的一种生物质热电厂余热深度耦合利用的综合热力系统，其特征在于：空气预热器(11)通过烟气管道(9)与高能级烟气/水换热器(6)并联连通，空气管道(12)一端与锅炉系统(8)的燃烧室连通，空气管道(12)的另一端与大气连通，烟气管道(9)通过空气预热器(11)向空气管道(12)进行放热。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种生物质热电厂余热深度耦合利用的综合热力系统，其特征在于：所述热泵(3)为吸收式热泵。
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