CN217082672U - 一种功热汽轮机与热泵联合的供热系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种功热汽轮机与热泵联合的供热系统，包括热网水管道和供热抽汽管道；热网水管道上由其热网回水端向热网供水端设置有依次串联设置、用于对热网水管道内的热网水进行梯级加热的功热汽轮机单元和尖峰加热单元；供热抽汽管道分别连接功热汽轮机单元的蒸汽入口和尖峰加热单元的蒸汽入口，其中，热网水管道上还设置有串联设置在功热汽轮机单元前方的热泵单元；热泵单元的热源入口与功热汽轮机单元的疏水口和尖峰加热单元的疏水口连接，热泵单元的热源出口与主机凝汽器连接。本实用新型实现了热网疏水低品位余热回收供热和供热蒸汽高品质能量回收做功的双重效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及供热技术领域，具体涉及一种功热汽轮机与热泵联合的供热系统。
背景技术
我国集中供热主要是通过热电联产系统对外集中供热，虽然热电联产本身就是一种节能降耗的技术手段，但在其运行过程中仍有不合理的地方。
在机组运行过程中通常利用汽轮机五段抽汽供热，对于供热机组来说抽汽压力通常在0.5MPa左右，温度约240℃，对于纯凝改供热的机组抽汽参数更高，为了更加合理的利用供热蒸汽中的高品质能量，可以通过增设动力装置，使供热蒸汽先通过动力装置做功，其乏汽用于供热，乏汽疏水温度通常在70～80℃，而正常的供热抽汽系统中热网加热器疏水温度通常在80～90℃，由于热网系统的疏水具有一定的温度，若是直接汇入主机凝汽器中会造成凝汽器热负荷升高，影响机组安全运行。目前最常用的方法是热网系统的疏水直接通过疏水泵汇入汽轮机回热系统的5号低压加热器入口或直接汇入除氧器，在运行中经常出现两个问题：1.当热网疏水温度较低时经常造成除氧器热负荷升高，增加汽轮机四段抽汽量，影响回热系统正常运行；2.由于热网疏水未经凝汽器和精处理系统，导致采暖期经常出现机组凝结水水质不合格的问题。
此外，热网回水温度通常在50～55℃，热网加热器疏水温度高于热网回水温度15℃以上，可将热网疏水的热量进一步回收后，用于供热，降温后的热网疏水可进入凝汽器和精处理系统。因此，能实现供热蒸汽高品质能量和热网疏水低品位余热回收利用的双重效果，是现阶段本技术人员亟需解决的问题。
实用新型内容
本实用新型需要解决的技术问题是提供一种功热汽轮机与热泵联合的供热系统，可实现供热蒸汽高品质能量和热网疏水低品位余热回收利用的双重效果。
为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下。
一种功热汽轮机与热泵联合的供热系统，包括热网水管道和供热抽汽管道；所述热网水管道上由其热网回水端向热网供水端设置有依次串联设置、用于对热网水管道内的热网水进行梯级加热的功热汽轮机单元和尖峰加热单元；所述供热抽汽管道分别连接功热汽轮机单元的蒸汽入口和尖峰加热单元的蒸汽入口，其中，所述热网水管道上还设置有串联设置在功热汽轮机单元前方的热泵单元；所述热泵单元的热源入口与功热汽轮机单元的疏水口和尖峰加热单元的疏水口连接，热泵单元的热源出口连接有凝汽器。
优选的，所述功热汽轮机单元包括功热汽轮机和乏汽加热器；所述功热汽轮机的蒸汽入口与供热抽汽管道连接，功热汽轮机的蒸汽入口端设置有用于调节功热汽轮机进汽量的功热汽轮机进汽调节阀；所述乏汽加热器通过与热网水管道连接的功热汽轮机单元旁路并联在热网水管道上，乏汽加热器的放热侧与功热汽轮机的乏汽出口连接。
优选的，所述供热抽汽管道上设置有用于调节功热汽轮机进汽压力的供热蒸汽压力调节阀。
优选的，所述功热汽轮机为超低压汽轮机。
优选的，所述热网水管道上设置有用于调节进入乏汽加热器的热网水流量的乏汽加热器旁路调节阀。
优选的，所述尖峰加热单元包括设置在热网水管道上的热网加热器，热网加热器的蒸汽入口与供热抽汽管道连接，热网加热器的蒸汽入口端设置有用于调节热网加热器进汽量的热网加热器进汽调节阀。
优选的，所述热泵单元为包括蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀的蒸汽压缩式热泵；所述冷凝器通过与热网水管道连接的热泵单元旁路并联在热网水管道上；所述蒸发器的热源入口与功热汽轮机单元的疏水口和尖峰加热单元的疏水口连接，蒸发器的疏水出口与凝汽器的入口连接。
优选的，所述蒸发器的热源入口与乏汽加热器的疏水口和热网加热器的疏水口连接。
优选的，所述热网水管道上设置有用于调节热网水进入热泵单元中的流量的热泵单元旁路调节阀。
由于采用了以上技术方案，本实用新型所取得技术进步如下。
本实用新型通过同时增设的功热汽轮机单元和蒸汽压缩式的热泵单元，分别对供热蒸汽中的高品质能量和热网疏水中的低品位余热进行回收利用，同时将原热网系统作为尖峰加热单元，使三者联合供热，对热网水实现了三级加热，从而实现了热网疏水低品位余热回收供热和供热蒸汽高品质能量回收做功的双重效果。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
其中：1.功热汽轮机、2.发电机、3.功热汽轮机进汽调节阀、4.乏汽加热器、5.供热蒸汽压力调节阀、6.热网加热器进汽调节阀、7.热网加热器、8.乏汽加热器旁路调节阀、9.热泵单元旁路调节阀、10.冷凝器、11.膨胀阀、12.蒸发器、13.压缩机、14.凝汽器。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步详细说明。
一种功热汽轮机与热泵联合的供热系统，结合图1所示，包括热网水管道和供热抽汽管道，其中，热网水管道上设置有热泵单元、功热汽轮机单元和尖峰加热单元，热泵单元、功热汽轮机单元和尖峰加热单元由热网水管道的热网回水端向热网供水端依次串联设置；供热抽汽管道分别与功热汽轮机单元的蒸汽入口和尖峰加热单元的蒸汽入口连接，热泵单元的热源入口与功热汽轮机单元的疏水口和尖峰加热单元的疏水口连接，从而通过热泵单元、功热汽轮机单元和尖峰加热单元回收供热蒸汽高品质能量和热网疏水低品位余热来实现对热网水管道内的热网水进行梯级加热；热泵单元的热源出口连接有凝汽器14。
功热汽轮机单元包括功热汽轮机1和乏汽加热器4，其中，功热汽轮机1为超低压汽轮机，功热汽轮机1的蒸汽入口与供热抽汽管道连接，供热抽汽管道上设置有供热蒸汽压力调节阀5，供热蒸汽压力调节阀5用于调节功热汽轮机进汽压力。功热汽轮机1的蒸汽入口端设置有功热汽轮机进汽调节阀3，功热汽轮机进汽调节阀用于调节功热汽轮机的进汽量。功热汽轮机1的蒸汽出口连接有发电机2，功热汽轮机1拖动发电机2所发电量先满足热泵单元用电量，剩余电量并入6kV厂用电工作系统。
热网水管道上接通有功热汽轮机单元旁路，乏汽加热器4通过功热汽轮机单元旁路并联在热网水管道上。乏汽加热器4的放热侧与功热汽轮机1的乏汽出口连接。热网水管道上设置有乏汽加热器旁路调节阀8，乏汽加热器旁路调节阀8用于调节进入乏汽加热器4的热网水流量。
尖峰加热单元包括热网加热器7，热网加热器7设置在热网水管道上，热网加热器7的蒸汽入口与供热抽汽管道连接，热网加热器7的蒸汽入口端设置有热网加热器进汽调节阀6，热网加热器进汽调节阀6用于调节热网加热器进汽量。
热泵单元为蒸汽压缩式热泵，热泵单元包括蒸发器12、压缩机13、冷凝器10和膨胀阀10，蒸发器12、压缩机13、冷凝器10和膨胀阀10依次连接并连接成环形。
热网水管道上接通有热泵单元旁路，冷凝器10通过热泵单元旁路并联在热网水管道上。蒸发器12的热源入口与功热汽轮机单元的疏水口和尖峰加热单元的疏水口连接，即蒸发器12的热源入口连接乏汽加热器4的疏水口和热网加热器7的疏水口，使功热汽轮机单元和尖峰加热单元的疏水汇合后进入热泵单元的蒸发器中，从而实现热网疏水作为热泵单元的低温热源。热网水管道上设置有热泵单元旁路调节阀9，热泵单元旁路调节阀9用于调节热网水进入热泵单元中的流量。凝汽器14的入口与蒸发器12的疏水出口连接。
本实用新型在使用时，实现热网水加热过程和供热蒸汽换热流程，具体过程如下：
热网水加热流程：
热网回水回到电厂以后，分流一部分进入热泵单元的冷凝器10中进行第一级加热；被热泵单元加热后的热网水与热网回水混合后分流一部分热网水进入功热汽轮机单元的乏汽加热器4中进行第二级加热；从乏汽加热器4中出来的热网水并入尖峰加热单元中的热网加热器7进行第三级加热并被加热达到热网供水所需温度。
供热蒸汽换热流程：供热抽汽分两路分别同时进入功热汽轮机单元和尖峰加热单元；在功热汽轮机单元中，供热蒸汽先经过功热汽轮机1拖动发电机2进行发电，功热汽轮机1做功后的乏汽进入乏汽加热器4对来自热泵单元中的热网水进行第二级加热；尖峰加热单元中，供热蒸汽直接进入热网加热器7中对热网水进行第三级加热，加热到热网供水所需温度；功热汽轮机单元中乏汽加热器4的疏水和尖峰加热单元中热网加热器7的疏水经过汇合后作为热泵单元的低温热源进入热泵单元的蒸发器12中继续降温冷却后，进入主机凝汽器14。
本实用新型中将供热蒸汽实现了高品质的能量用于做功发电，汽化潜热用于对热网水进行第二级加热，同时利用热泵单元对供热蒸汽的疏水热量进行回收对热网水进行第一级加热，从而对热网水实现了三级加热，实现了热网疏水低品位余热回收供热和供热蒸汽高品质能量回收做功的双重效果。进一步说明，本实用新型中的功热汽轮机单元和尖峰加热单元的数量和形式不限于本图1中的功热汽轮机1、乏汽加热器4及热网加热器7的数量和连接形式。
Claims (9)
1.一种功热汽轮机与热泵联合的供热系统，包括热网水管道和供热抽汽管道；所述热网水管道上由其热网回水端向热网供水端设置有依次串联设置、用于对热网水管道内的热网水进行梯级加热的功热汽轮机单元和尖峰加热单元；所述供热抽汽管道分别连接功热汽轮机单元的蒸汽入口和尖峰加热单元的蒸汽入口，其特征在于：所述热网水管道上还设置有串联设置在功热汽轮机单元前方的热泵单元；所述热泵单元的热源入口与功热汽轮机单元的疏水口和尖峰加热单元的疏水口连接，热泵单元的热源出口连接有凝汽器(14)。
2.根据权利要求1所述的一种功热汽轮机与热泵联合的供热系统，其特征在于：所述功热汽轮机单元包括功热汽轮机(1)和乏汽加热器(4)；所述功热汽轮机(1)的蒸汽入口与供热抽汽管道连接，功热汽轮机(1)的蒸汽入口端设置有用于调节功热汽轮机进汽量的功热汽轮机进汽调节阀(3)；所述乏汽加热器(4)通过与热网水管道连接的功热汽轮机单元旁路并联在热网水管道上，乏汽加热器(4)的放热侧与功热汽轮机(1)的乏汽出口连接。
3.根据权利要求2所述的一种功热汽轮机与热泵联合的供热系统，其特征在于：所述供热抽汽管道上设置有用于调节功热汽轮机进汽压力的供热蒸汽压力调节阀(5)。
4.根据权利要求2所述的一种功热汽轮机与热泵联合的供热系统，其特征在于：所述功热汽轮机(1)为超低压汽轮机。
5.根据权利要求2所述的一种功热汽轮机与热泵联合的供热系统，其特征在于：所述热网水管道上设置有用于调节进入乏汽加热器(4)的热网水流量的乏汽加热器旁路调节阀(8)。
6.根据权利要求5所述的一种功热汽轮机与热泵联合的供热系统，其特征在于：所述尖峰加热单元包括设置在热网水管道上的热网加热器(7)，热网加热器(7)的蒸汽入口与供热抽汽管道连接，热网加热器(7)的蒸汽入口端设置有用于调节热网加热器进汽量的热网加热器进汽调节阀(6)。
7.根据权利要求6所述的一种功热汽轮机与热泵联合的供热系统，其特征在于：所述热泵单元为包括蒸发器(12)、压缩机(13)、冷凝器(10)和膨胀阀(11)的蒸汽压缩式热泵；所述冷凝器(10)通过与热网水管道连接的热泵单元旁路并联在热网水管道上；所述蒸发器(12)的热源入口与功热汽轮机单元的疏水口和尖峰加热单元的疏水口连接，蒸发器(12)的疏水出口与凝汽器(14)的入口连接。
8.根据权利要求7所述的一种功热汽轮机与热泵联合的供热系统，其特征在于：所述蒸发器(12)的热源入口与乏汽加热器(4)的疏水口和热网加热器(7)的疏水口连接。
9.根据权利要求7所述的一种功热汽轮机与热泵联合的供热系统，其特征在于：所述热网水管道上设置有用于调节热网水进入热泵单元中的流量的热泵单元旁路调节阀(9)。
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