CN218544551U - 采暖期热电联产机组调峰运行低压缸乏汽全回收利用系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采暖期热电联产机组调峰运行低压缸乏汽全回收利用系统，属汽轮机热电联产领域，分别设置低温缓冲热水区域罐、低温缓冲冷水区域罐和高温缓冲热水罐，将低压缸中的乏汽经过汽水换热器，将乏汽中的热量交换到低温缓冲热水区域罐的热水中，再通过蒸汽驱动的溴化锂热泵，将低温缓冲热水区域罐热水中的热量，通过水水换热器，交换到高温缓冲热水罐的热水中进行储存；在深度调峰时，当从中压缸抽出的热网加热蒸汽不足以满足热网供热要求时，将存储的高温缓冲热水罐的热水中热量，通过水水换热器，对热网回水进行补充加热；即解决了深度调峰时，汽轮机组对热网的供热要求的不足问题，又使低压缸中乏汽的热量得到充分的回收和利用。

Description

采暖期热电联产机组调峰运行低压缸乏汽全回收利用系统

技术领域

本发明涉及一种热电联产汽轮发电机组，特别涉及一种冬季采暖期热电联产机组的低压缸乏汽的回收利用系统及回收利用方法。

背景技术

现有的火力发电厂热电联产燃煤机组的发电负荷，是与供电负荷同比例变化的；在新能源电力迅猛发展前提下，火力发电厂热电联产燃煤机组，已逐渐成为了调峰机组；燃煤火电机组日发电负荷，应调峰的要求，经常在0-100%之间波动，热电联产燃煤机组的汽轮机组的蒸汽进汽量，也随发电负荷在30-100%之间波动，导致了汽轮机组出汽量也随之波动，热电联产的供热能力也随之波动，出现了汽轮机组，无法满足热网供热负荷要求的现象，本领域将汽轮机组的供电能力与供热能力同步升降的现象，称为“热电联耦现象”；基于这种情况，同领域技术人员，对火力发电厂热电联产燃煤机组，开始进行灵活性改造，以使火电机组能克服新能源并网下，出现的供热能力无法满足供热负荷需要的问题。

在冬季采暖期间，火力发电厂热电联产燃煤机组承担着供电和对热网供热的双重任务；在此期间，根据电网用电需求的不同，上网电价也会出现变化，发电价格在0-1.5元的上网电价范围内波动；当上网电价较高时，火力发电厂为了获得较高的发电电价，就会减少供热的抽蒸汽量，将更多的蒸汽用于发电，以获得较好的电厂经济效益；但减少中压缸的抽汽量，会直接影响到对热网的供热，导致热网的供热无法达到热网的要求；同时由于在发电负荷高峰期，没有乏汽全回收措施，大量的乏汽不得不排到空气中，造成乏汽中热能的浪费；当上网电价较低时，火力发电厂会降低发电量，即减少锅炉蒸汽的供给量，随着高压缸蒸汽供给量的减少，使从中低压缸连接管处抽出的供热蒸汽也会减少，同样导致供热能力的下降；为了保证热网的供热达到设计要求，火力发电厂一般采用增大从中低压缸连接管处抽出蒸汽的方法，或者从再热器冷热段抽出蒸汽用于加大供热能力，这些增加抽出的高品位蒸汽，是通过降低其压力和温度后，去加热低品位的热网供热水的，这部分蒸汽的高能低用现象，导致这部分能源的浪费，不符合“温度对口，能量梯级利用”的用能原则。

火力发电厂汽轮机在发电运行中，在低压缸中会产生乏汽，产生的乏汽量与汽轮机的进汽量相关，汽机进汽量越大，低压缸中产生的乏汽量也越大；现有的低压缸乏汽，一般是通过空冷凝气器冷却塔，或是通过水冷凝汽器至冷却塔，对乏汽进行冷却的，将乏汽中的热量交换到大气中，对冷凝水进行再利用；这种常规的乏汽冷却方法使得乏汽中的热量全部丢失，丢失的热量约占电厂能源的40%以上；现有的乏汽回收技术，大多没有考虑机组的调峰作用工矿，而且仅仅能回收一部分乏汽，不能随机组的调峰将乏汽完全回收，如何在冬季将低压缸中的乏汽热量完全回收，并与调峰运行下的热电联产机组的供热系统结合在一起，达到提高发电厂综合经济效益的目的，是现场需要探讨的一个难题。

发明内容

本发明提供了一种采暖期热电联产机组调峰运行低压缸乏汽全回收利用系统，解决了如何在冬季将低压缸中的乏汽热量完全回收，并与调峰运行下的热电联产机组的供热系统结合在一起，达到提高发电厂综合经济效益的技术问题。

本发明的总体构思是：分别设置低温缓冲热水罐和高温缓冲热水罐，低压缸中的乏汽，经过汽水换热器，将乏汽中的热量交换到低温缓冲热水区罐的热水中，再通过蒸汽驱动的溴化锂热泵，将低温缓冲热水区罐中热水的热量，通过水水换热器，交换到高温缓冲热水罐的热水中进行储存；在深度电网调峰时，当从中压缸抽出的热网加热蒸汽不足以满足热网供热要求时，将存储的高温缓冲热水罐的热水中热量，通过水水换热器，对热网回水进行补充加热；即解决了深度调峰时，汽轮机组对热网的供热要求的不足问题，又使低压缸中乏汽的热量得到充分的回收和利用。

一种采暖期热电联产机组调峰运行低压缸乏汽全回收利用系统，包括低压缸、低压缸乏汽凝汽器、溴化锂热泵、热网汽水换热器、水水换热器、热网回水母管和热网供水母管，低压缸通过低压缸排汽管道与低压缸乏汽凝汽器连通在一起，低压缸乏汽凝汽器的乏汽凝汽器冷却水出水管，通过低温缓冲热水区罐入水口与低温缓冲热水区罐连通在一起，在低温缓冲热水区罐出水口上，设置有低温缓冲热水区域热水出水管，低温缓冲热水区域热水出水管的另一端，与溴化锂热泵的溴化锂热泵余热水进水口连接在一起，在溴化锂热泵的溴化锂热泵余热水出水口上，连接有低温缓冲冷水区罐入水管，低温缓冲冷水区罐入水管的另一端，与低温缓冲冷水区罐的低温缓冲冷水区罐入水口连接在一起，在低温缓冲冷水区罐的低温缓冲冷水区罐出水口上，连接有乏汽凝汽器冷却水进水管，乏汽凝汽器冷却水进水管的另一端，与低压缸乏汽凝汽器连通在一起；热网回水母管与溴化锂热泵上的溴化锂热泵热网水进水口连接在一起，在溴化锂热泵上的溴化锂热泵热网水出水口上，连接有溴化锂热泵热网水出水管，溴化锂热泵热网水出水管的另一端，与热网汽水换热器的输入端连接在一起，热网汽水换热器的输出端与热网供水母管连通在一起。

在热网汽水换热器的输出端与热网供水母管之间，并联有水水换热器，水水换热器是通过热端输入管与热网汽水换热器的输出端连接在一起的，水水换热器是通过热端输出管与热网供水母管连接在一起的；在水水换热器的存储热水换热后输出口上，连接有存储热水换热后回送管，在存储热水换热后回送管的另一端连接在高温缓冲罐的高温缓冲罐顶端入水口上，在高温缓冲罐的高温缓冲罐底端出水口上，连接有存储热水换热前送水管，存储热水换热前送水管的另一端与水水换热器的存储热水换热前输入口连接在一起。

在换热后回送管的两端，并联有放热输出管道，在存储热水换热前送水管的两端，并联有放热回送管道；在热网供水母管上串联有尖峰汽水换热器。

一种采暖期热电联产机组调峰运行低压缸乏汽全回收利用方法，包括低压缸、低压缸乏汽凝汽器、溴化锂热泵、热网汽水换热器、水水换热器、热网回水母管、热网供水母管、低温缓冲热水区罐、低温缓冲冷水区罐、尖峰汽水换热器和高温缓冲罐；其特征在于以下步骤：

首先，低压缸乏汽凝汽器、低温缓冲热水区罐、溴化锂热泵和低温缓冲冷水区罐组成对低压缸中乏汽的热量进行回收的汽水换热循环回路，该回收热量通过溴化锂热泵，用回收的乏汽中的热，对热网回水母管中的回水进行一级加热；

其次，被加热的热网回水，通过水水换热器，将从乏汽中换热回的热量，存储到高温缓冲罐的高温水中。

本发明利用了电厂汽轮机尾部的乏汽中的热量，发电和供热完全符合了温度对口，能源梯级利用的用能原则，在满足了电厂发电负荷频繁波动的同时，实现了在发电煤耗和供热煤耗较低的情况下，满足供热的需要。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

一种采暖期热电联产机组调峰运行低压缸乏汽全回收利用系统，包括低压缸1、低压缸乏汽凝汽器3、溴化锂热泵9、热网汽水换热器21、水水换热器23、热网回水母管17和热网供水母管25，低压缸1通过低压缸排汽管道2与低压缸乏汽凝汽器3连通在一起，低压缸乏汽凝汽器3的乏汽凝汽器冷却水出水管4，通过低温缓冲热水区罐入水口6与低温缓冲热水区罐5连通在一起，在低温缓冲热水区罐出水口7上，设置有低温缓冲热水区域热水出水管8，低温缓冲热水区域热水出水管8的另一端，与溴化锂热泵9的溴化锂热泵余热水进水口10连接在一起，在溴化锂热泵9的溴化锂热泵余热水出水口11上，连接有低温缓冲冷水区域罐入水管12，低温缓冲冷水区域罐入水管12的另一端，与低温缓冲冷水区域罐13的低温缓冲冷水区罐入水口14连接在一起，在低温缓冲冷水区罐13的低温缓冲冷水区罐出水口15上，连接有乏汽凝汽器冷却水进水管16，乏汽凝汽器冷却水进水管16的另一端与低压缸乏汽凝汽器3连通在一起；热网回水母管17与溴化锂热泵9上的溴化锂热泵热网水进水口18连接在一起，在溴化锂热泵9上的溴化锂热泵热网水出水口19上，连接有溴化锂热泵热网水出水管20，溴化锂热泵热网水出水管20的另一端，与热网汽水换热器21的输入端连接在一起，热网汽水换热器21的输出端与热网供水母管25连通在一起。

在热网汽水换热器21的输出端与热网供水母管25之间，并联有水水换热器23，水水换热器23是通过热端输入管22与热网汽水换热器21的输出端连接在一起的，水水换热器23是通过热端输出管24与热网供水母管25连接在一起的；在水水换热器23的存储热水换热后输出口27上，连接有存储热水换热后回送管29，在存储热水换热后回送管29的另一端连接在高温缓冲罐31的高温缓冲罐顶端入水口30上，在高温缓冲罐31的高温缓冲罐底端出水口32上，连接有存储热水换热前送水管33，存储热水换热前送水管33的另一端与水水换热器23的存储热水换热前输入口28连接在一起；在高温缓冲罐31中热水是分层设置的，顶部热水温度高，底部的热水温度较低。

在换热后回送管29的两端并联有放热输出管道34，在存储热水换热前送水管33的两端并联有放热回送管道35；在热网供水母管25上串联有尖峰汽水换热器26。

一种采暖期热电联产机组调峰运行低压缸乏汽全回收利用方法，包括低压缸1、低压缸乏汽凝汽器3、溴化锂热泵9、热网汽水换热器21、水水换热器23、热网回水母管17、热网供水母管25、低温缓冲热水区罐5、低温缓冲冷水区罐13、尖峰汽水换热器26和高温缓冲罐31；其特征在于以下步骤：

首先，低压缸乏汽凝汽器3、低温缓冲热水区罐5、溴化锂热泵9和低温缓冲冷水区罐13组成了对低压缸中乏汽的热量进行回收的汽水换热循环回路，乏汽的热量通过低压缸乏汽凝汽器3，换热到乏汽凝汽器冷却水中，被加热的乏汽凝汽器冷却水循环进入到低温缓冲热水区罐5中，随后，再经溴化锂热泵9，将加热的乏汽凝汽器冷却水中的热量，换热到热网循环水的回水中，对热网循环水的回水进行加热，被加热的热网循环水的回水，又将多余的热量通过水水换热器23换热存储到高温缓冲罐31中；

当热电联产机组深度调峰运行时，输入高压缸的蒸汽量会大幅度减少，直接影响到热网汽水换热器21和尖峰汽水换热器26的蒸汽供应量，使热网的供热能力下降，无法保证供热要求时，将存储在高温缓冲罐31中的热水热量，通过水水换热器23对热网中的回水进行加热换热，提高其供热能力；高温缓冲罐31和水水换热器23起到了以下作用：当低压缸中乏汽较多时，进行储热运行，当机组总体蒸汽量下降时，进行放热运行，实现了热电解耦的作用。

对低压缸中乏汽的热量进行回收的汽水换热循环回路的具体连接方式为：低压缸1通过低压缸排汽管道2与低压缸乏汽凝汽器3连通在一起，低压缸乏汽凝汽器3的乏汽凝汽器冷却水出水管4，通过低温缓冲热水区罐入水口6与低温缓冲热水区罐5连通在一起，在低温缓冲热水区罐出水口7上，设置有低温缓冲热水区域热水出水管8，低温缓冲热水区域热水出水管8的另一端，与溴化锂热泵9的溴化锂热泵余热水进水口10连接在一起，在溴化锂热泵9的溴化锂热泵余热水出水口11上，连接有低温缓冲冷水区域罐入水管12，低温缓冲冷水区域罐入水管12的另一端，与低温缓冲冷水区罐13的低温缓冲冷水区罐入水口14连接在一起，在低温缓冲冷水区罐13的低温缓冲冷水区罐出水口15上，连接有乏汽凝汽器冷却水进水管16，乏汽凝汽器冷却水进水管16的另一端与低压缸乏汽凝汽器3连通在一起；热网回水母管17与溴化锂热泵9上的溴化锂热泵热网水进水口18连接在一起，在溴化锂热泵9上的溴化锂热泵热网水出水口19上，连接有溴化锂热泵热网水出水管20，溴化锂热泵热网水出水管20的另一端，与热网汽水换热器21的输入端连接在一起，热网汽水换热器21的输出端与热网供水母管25连通在一起；采暖期热电联产机组在额定负荷下运行时，在低压缸1中会产生大量的乏汽，设置低温缓冲热水区罐5、

在热网汽水换热器21的输出端与热网供水母管25之间，并联有水水换热器23，水水换热器23是通过热端输入管22与热网汽水换热器21的输出端连接在一起的，水水换热器23是通过热端输出管24与热网供水母管25连接在一起的；在水水换热器23的存储热水换热后输出口27上，连接有存储热水换热后回送管29，在存储热水换热后回送管29的另一端连接在高温缓冲罐31的高温缓冲罐顶端入水口30上，在高温缓冲罐31的高温缓冲罐底端出水口32上，连接有存储热水换热前送水管33，存储热水换热前送水管33的另一端与水水换热器23的存储热水换热前输入口28连接在一起。

在热网汽水换热器21的输出端与热网供水母管25之间，并联有水水换热器23，水水换热器23是通过热端输入管22与热网汽水换热器21的输出端连接在一起的，水水换热器23是通过热端输出管24与热网供水母管25连接在一起的；在水水换热器23的存储热水换热后输出口27上，连接有放热输出管道34，在放热输出管道34的另一端连接在高温缓冲罐31的高温缓冲罐顶端入水口30上，在高温缓冲罐31的高温缓冲罐底端出水口32上，连接有放热回送管道35，放热回送管道35的另一端与水水换热器23的存储热水换热前输入口28连接在一起；这种结构保证了高温缓冲罐31与水水换热器23组成的换热回路，即可存储热，又可放热。

Claims (3)

1.一种采暖期热电联产机组调峰运行低压缸乏汽全回收利用系统，包括低压缸（1）、低压缸乏汽凝汽器（3）、溴化锂热泵（9）、热网汽水换热器（21）、水水换热器（23）、热网回水母管（17）和热网供水母管（25），其特征在于，低压缸（1）通过低压缸排汽管道（2）与低压缸乏汽凝汽器（3）连通在一起，低压缸乏汽凝汽器（3）的乏汽凝汽器冷却水出水管（4），通过低温缓冲热水区罐入水口（6）与低温缓冲热水区罐（5）连通在一起，在低温缓冲热水区罐出水口（7）上，设置有低温缓冲热水区域热水出水管（8），低温缓冲热水区域热水出水管（8）的另一端，与溴化锂热泵（9）的溴化锂热泵余热水进水口（10）连接在一起，在溴化锂热泵（9）的溴化锂热泵余热水出水口（11）上，连接有低温缓冲冷水区罐入水管（12），低温缓冲冷水区罐入水管（12）的另一端，与低温缓冲冷水区罐（13）的低温缓冲冷水区罐入水口（14）连接在一起，在低温缓冲冷水区罐（13）的低温缓冲冷水区罐出水口（15）上，连接有乏汽凝汽器冷却水进水管（16），乏汽凝汽器冷却水进水管（16）的另一端与低压缸乏汽凝汽器（3）连通在一起；热网回水母管（17）与溴化锂热泵（9）上的溴化锂热泵热网水进水口（18）连接在一起，在溴化锂热泵（9）上的溴化锂热泵热网水出水口（19）上，连接有溴化锂热泵热网水出水管（20），溴化锂热泵热网水出水管（20）的另一端，与热网汽水换热器（21）的输入端连接在一起，热网汽水换热器（21）的输出端与热网供水母管（25）连通在一起。

2.根据权利要求1所述的一种采暖期热电联产机组调峰运行低压缸乏汽全回收利用系统，其特征在于，在热网汽水换热器（21）的输出端与热网供水母管（25）之间，并联有水水换热器（23），水水换热器（23）是通过热端输入管（22）与热网汽水换热器（21）的输出端连接在一起的，水水换热器（23）是通过热端输出管（24）与热网供水母管（25）连接在一起的；在水水换热器（23）的存储热水换热后输出口（27）上，连接有存储热水换热后回送管（29），在存储热水换热后回送管（29）的另一端连接在高温缓冲罐（31）的高温缓冲罐顶端入水口（30）上，在高温缓冲罐（31）的高温缓冲罐底端出水口（32）上，连接有存储热水换热前送水管（33），存储热水换热前送水管（33）的另一端与水水换热器（23）的存储热水换热前输入口（28）连接在一起。

3.根据权利要求1所述的一种采暖期热电联产机组调峰运行低压缸乏汽全回收利用系统，其特征在于，在换热后回送管（29）的两端并联有放热输出管道（34），在存储热水换热前送水管（33）的两端并联有放热回送管道（35）；在热网供水母管（25）上串联有尖峰汽水换热器（26）。

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