CN219869200U - 一种乏汽余热回收供热系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种乏汽余热回收供热系统，涉及热电厂余热利用的技术领域，乏汽余热回收供热系统包括热网加热器和第一级乏汽凝汽器，第一级乏汽凝汽器包括换热室和热井，热井与换热室相连通。换热室内设置有若干个换热管，换热管的两端均连通有热网回水管道，热网加热器与第一级乏汽凝汽器之间设置有疏水管道，第一级乏汽凝汽器内设置有用于雾化疏水的雾化装置，雾化装置位于换热室与热井之间，疏水管道的两端分别与热网凝汽器和雾化装置连通。本申请利用热网加热器与第一级乏汽凝汽器之间的汽压差，使得疏水自流至第一级乏汽凝汽器内，减少了需要设置疏水泵的数量，从而达到了减少了能耗的效果。

Description

一种乏汽余热回收供热系统

技术领域

本申请涉及热电厂余热利用的技术领域，尤其是涉及一种热网凝汽器。

背景技术

乏汽余热回收供热系统一般包括三级加热，第一级为第一级乏汽凝汽器，第二级为增汽机第一级第一级乏汽凝汽器，第三级为热网加热器。热网回水依次通过第一级第一级乏汽凝汽器、增汽机第一级第一级乏汽凝汽器和热网加热器，温度由大约50℃升高到100℃左右，然后送往市政供热管网。

乏汽在经过热网加热器时，作为热源的抽汽在其中被待加热的水冷却凝结，形成的凝结水称为疏水，疏水应及时排放,否则容易吸收管内蒸汽热量、影响蒸汽流动。目前，当疏水水位较高时，会利用紧急疏水装置直接将疏水排至凝汽器或者除氧器，常常利用低加疏水泵把上一级的水抽到下一级。

因此，一般情况下，热电厂的每台热网加热器都会配有疏水泵，疏水经由每台疏水泵出口汇集到母管后，送往除氧器水箱。根据热网加热器的数量，一般配备的疏水泵数量往往会很多，而大量疏水泵一方面占地面积比较大，另一方面每台疏水泵还需要设置配电柜，从而增加了耗电量。

实用新型内容

为了减少疏水泵的配置数量，减少因设置多个疏水泵而产生的能耗，本申请提供一种乏汽余热回收供热系统，并采用如下的技术方案：

一种乏汽余热回收供热系统，包括热网加热器和第一级乏汽凝汽器，所述热网加热器开设有乏汽入口和热网回水入口，所述第一级乏汽凝汽器包括换热室和用于容纳凝结水的热井，所述热井位于所述换热室下方，所述热井与所述换热室相连通；

所述换热室内设置有若干个沿所述换热室高度方向间隔分布的换热管，每个所述换热管的两端均连通有热网回水管道，所述换热管通过所述热网回水管道与所述热网加热器连通；

所述热网加热器与所述第一级乏汽凝汽器之间通过疏水管道连通，所述第一级乏汽凝汽器内设置有用于雾化疏水的雾化装置，所述雾化装置位于所述换热室与所述热井之间。

通过采用上述技术方案，乏汽由乏汽入口进入热网加热器内，热网回水也由热网回水入口进入热网加热器，乏汽进入热网加热器，对流经热网加热器的热网水进行加热。由于第一级乏汽凝汽器中的汽压低于热网加热器中的汽压，因此热网加热器中蒸汽冷却形成的疏水能够自流至第一级乏汽凝汽器内。

高压疏水进入负压环境后，第一级乏汽凝汽器负压对应着一个饱和温度，正压的水进入这个负压腔室后，在雾化装置的作用下，利用自身热量闪蒸出来大约五分之一左右的饱和蒸汽，其余五分之四形成对应的饱和水，饱和水跟第一级乏汽凝汽器热井凝结水有着相同的温度，因此不会影响热井凝结水的温度而对换热室的换热过程造成影响。

因此，在汽压差的作用下，疏水能够由热网加热器自流至第一级乏汽凝汽器内，减少了需要设置疏水泵的数量，从而减少了能耗。

可选的，所述雾化装置包括雾化管和喷淋组件，所述雾化管沿所述换热管长度方向设置，所述雾化管与所述疏水管道相连通，所述雾化管位于热井凝结水液面与最靠近所述热井的换热管之间，所述喷淋组件设置在所述雾化管上并与所述雾化管连通，所述喷淋组件朝向所述热井方向设置。

通过采用上述技术方案，热网加热器汽侧为正压，正压的疏水进入负压腔室，正压的水会闪蒸。疏水经由疏水管道进入雾化管中，在雾化管和喷淋组件的作用下，疏水经雾化管中喷出雾化水。经过雾化的一部分疏水闪蒸成为饱和蒸汽，并朝向换热室流动，对换热管内流动的热网回水进行加热，在此过程中，热网回水被进一步加热、蒸汽被冷却形成的凝结水在重力的作用下掉落至热井中，与凝结水混合，没有闪蒸的一部分水则落入热井中直接与凝结水混合。

将雾化管布置在换热管的下部，这样能够避免没有闪蒸的高温高速的疏水，向下冲刷第一级乏汽凝汽器管束，而对换热管造成破坏，并且由于足够靠近热井，这部分水能尽快跟热井里的凝结水融合。

可选的，所述喷淋组件包括若干个雾化喷嘴，若干个所述雾化喷嘴沿所述雾化管轴向间隔排列，且每个所述雾化喷嘴均与所述雾化管连通。

通过采用上述技术方案，雾化喷嘴能够将雾化管内的疏水进行雾化，并朝向上的方向喷出，具有良好的雾化性能。

可选的，所述雾化管下侧开设有若干个用于雾化疏水的通孔，若干个通孔沿所述雾化管轴向间隔分布。

通过采用上述技术方案，当通孔的内径足够小时，雾化管中的疏水在流经通孔时能够被迅速增压，从而也能形成雾化水，促使闪蒸现象的发生。因此减少了设置雾化喷嘴的成本。

可选的，所述第一级乏汽凝汽器呈方形，所述疏水管道贯穿所述热井侧壁与所述雾化管连通。

通过采用上述技术方案，疏水管道从凝汽器正面或侧面接入，有利于疏水沿雾化管道入口流进，减小疏水流通的整体时间，同时使得疏水管道更接近于热井凝结水液面之间。当然也可从第一级乏汽凝汽器喉部接入，当需要加长管道，这种接入方式能够适应现场安装。在找不到热井正面或侧面接入的接入口，或不方便从热井正面或侧面接入时，可以直接采用第一级乏汽凝汽器喉部接入。

可选的，还包括增汽机凝汽器和汽轮机，所述汽轮机包括用于生成乏汽的汽轮机低压缸，所述汽轮机低压缸与所述第一级乏汽凝汽器连通，所述第一级乏汽凝汽器通过乏汽管道与所述增汽机凝汽器连通。

通过采用上述技术方案，低压缸出来的乏汽在第一级凝汽器中与热网回水进行换热后，热网回水进入增汽机凝汽器进行第二级加热。

可选的，所述增汽机凝汽器与所述热网加热器之间设置有热网循环泵，所述热网循环泵与所述增汽机、所述热网加热器均通过热网回水管道连通。

通过采用上述技术方案，热网水经增汽机凝汽器加热后，在热网循环泵的作用下被进一步输送至热网加热器中进行第三级加热。

可选的，汽轮机还包括汽轮机中压缸，所述汽轮机中压缸与所述热网加热器也通过乏汽管道连通。

通过采用上述技术方案，汽轮机中压缸排出的乏汽直接进入热网加热器内，对热网加热器中的热网回水进行三级加热。

可选的，所述热网加热器安装位置高于所述第一级乏汽凝汽器安装位置。

通过采用上述技术方案，热网加热器的安装位置高于第一级乏汽凝汽器，在重力的作用下，有助于疏水由热网加热器自流至第一级乏汽凝汽器内。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益效果：

1.在汽压差的作用下，疏水能够由热网加热器自流至第一级乏汽凝汽器内，减少了需要设置疏水泵的数量，从而减少了能耗。

2.将雾化管要布置在最底部的换热管的下部，这样能够避免没有闪蒸的高温高速的疏水，向下冲刷第一级乏汽凝汽器管束，而对换热管造成破坏，并且由于足够靠近热井，这部分水能尽快跟热井里的凝结水融合。

3.在整个供热系统的作用下，热网回水通过第一级乏汽凝汽器、增汽机凝汽器和热网加热器进行完成第一级、第二级和第三级加热，从而能够有效利用热能。

4.热网加热器的安装位置高于第一级乏汽凝汽器，在重力的作用下，有助于疏水由热网加热器自流至第一级乏汽凝汽器内。

附图说明

图1是本申请实施例1中乏汽余热回收供热系统的整体结构示意图。

图2是图1中A区域的放大示意图。

图3是本申请实施例2中雾化管的局部结构示意图。

附图标记说明：1、汽轮机；11、汽轮机低压缸；12、汽轮机中压缸；13、汽轮机高压缸；2、第一级乏汽凝汽器；21、换热室；211、换热管；22、热井；23、雾化装置；231、雾化管；2311、通孔；232、喷淋组件；2321、雾化喷嘴；3、增汽机凝汽器；4、增汽机；5、热网循环泵；6、热网加热器；61、乏汽入口；62、热网回水入口；7、热网回水管道；8、疏水管道；9、乏汽管道。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开的一种乏汽余热回收供热系统，参照图1，包括汽轮机1、第一级乏汽凝汽器2、增汽机凝汽器3、增汽机4、热网循环泵5和热网加热器6。其中，汽轮机1、第一级乏汽凝汽器2、增汽机凝汽器3和增汽机4通过乏汽管道9连通，形成乏汽回路；第一级乏汽凝汽器2、增汽机凝汽器3、热网循环泵5和热网加热器6通过热网回水管道7连通，形成热网回水回路；热网加热器6与第一级增汽机凝汽器3之间通过疏水管道8连通，形成疏水回路。

参照图1，汽轮机1包括汽轮机低压缸11、汽轮机中压缸12和汽轮机高压缸13，汽轮机低压缸11的蒸汽经由乏汽管道9与第一级乏汽凝汽器2连通。汽轮机中压缸12的蒸汽经由乏汽管道9与热网加热器6连通。热网加热器6开设有乏汽入口61和热网回水入口62，中压乏汽经由乏汽入口61进入热网加热器6内，由增汽机凝汽器3流出的热网回水在热网循环泵5的作用下由热网回水入口62输送至热网加热器6内。具体的，本实施例中热网循环泵5和热网加热器6的数量均分别为两个，每个热网循环泵5与其中一个热网加热器6对应，形成一条支路。

参照图1和图2，每个热网加热器6与第一级乏汽凝汽器2之间通过疏水管道8连通，高温蒸汽在热网加热器6内对热网回水进行第三级加热，形成的冷凝水经由疏水管道8输送至第一级乏汽凝汽器2内。具体的，第一级乏汽凝汽器2包括换热室21和用于容纳凝结水的热井22，热井22位于换热室21下方，热井22与换热室21相连通。换热室21内设置有若干个沿换热室21高度方向间隔分布的换热管，每个换热管的两端均分别与热网回水管道7连通。

参照图2，第一级乏汽凝汽器2内设置有用于雾化疏水的雾化装置23，雾化装置23位于换热室21与热井22之间。雾化装置23包括雾化管231和喷淋组件232，雾化管231沿换热管211长度方向设置，雾化管231与疏水管道8相连通，具体的，雾化管231位于热井22凝结水液面与最靠近热井22的换热管之间。

参照图2，喷淋组件232包括若干个雾化喷嘴2321，若干个雾化喷嘴2321沿雾化管231轴向间隔设置，且每个雾化喷嘴2321均与雾化管231连通，每个雾化喷嘴2321均朝向热井22方向设置。为了提高雾化效果，雾化喷嘴2321可选择螺旋喷嘴。

进一步的，第一级乏汽凝汽器2整体呈方形，疏水管道8贯穿热井22侧壁与雾化管231连通。第一级乏汽凝汽器2壳体和热井22外壳呈一体式，方便疏水管道8从热井22正面或侧面接入，进而使得疏水管道8更接近于热井22凝结水液面之间。需要说明的是，在其他实施例中，第一级乏汽凝汽器2壳体也可为圆形，而当壳体为圆形时，为了方便疏水管道8接入，可以从第一级乏汽凝汽器2喉部接入，然后再通过管道接到热井22凝结水液面附近。

需要说明的，在实际工作过程中，疏水接入第一级乏汽凝汽器2后，由于闪蒸出来一部分蒸汽，这部分蒸汽的热负荷需要计入第一级乏汽凝汽器2热负荷总和，因此第一级乏汽凝汽器2的换热面积需要适当加大，比如增加第一级乏汽凝汽器2的换热管数量或长度。

另外，正常情况下，第一级乏汽凝汽器2热井22正常水位与低水位之间的热井22容积为第一级乏汽凝汽器2全负荷运行条件下不少于三分钟或五分钟的流量。因此，当疏水接入第一级乏汽凝汽器2时，第一级乏汽凝汽器2热井22的容量需要相应加大。

进一步的，为了方便疏水从热网加热器6自流至第一级乏汽凝汽器2，热网加热器6安装位置高于第一级乏汽凝汽器2安装位置。

本申请实施例一种乏汽余热回收供热系统的实施原理为：汽轮机低压缸11出来的乏汽在第一级凝汽器中与热网回水进行换热后，进入增汽机凝汽器3进行第二次换热。在此过程中，热网回水通过热网循环泵5进入热网加热器6，汽轮机中压缸12的排汽进入热网加热器6，对流经热网加热器6的热网回水进行加热。

然后，热网加热器6中蒸汽冷却形成的疏水在汽压差的作用下自流至第一级乏汽凝汽器2内，与设置在热井22凝结水液面与最下端一排换热管211之间的雾化管231连通，疏水经雾化喷嘴2321喷出雾化水，高压雾化水进入负压环境下，利用自身热量闪蒸出来一部分饱和蒸汽，剩余的水则成为热井22中冷凝水的一部分。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于，参照图3，雾化管231底部开设有若干个通孔2311，若干个通孔2311沿雾化管231轴向间隔分布，通孔2311的内径足够小，使得疏水在通过足够的小的截面时被雾化。

本申请实施例一种乏汽余热回收供热系统的实施原理为：热网加热器6中的疏水在进入雾化管231后，通过通孔2311时被雾化成雾化水。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种乏汽余热回收供热系统，其特征在于：包括热网加热器（6）和第一级乏汽凝汽器（2），所述热网加热器（6）开设有乏汽入口（61）和热网回水入口（62），所述第一级乏汽凝汽器（2）包括换热室（21）和用于容纳凝结水的热井（22），所述热井（22）位于所述换热室（21）下方，所述热井（22）与所述换热室（21）相连通；

所述换热室（21）内设置有若干个沿所述换热室（21）高度方向间隔分布的换热管（211），每个所述换热管（211）的两端均连通有热网回水管道（7），所述换热管（211）通过所述热网回水管道（7）与所述热网加热器（6）连通；

所述热网加热器（6）与所述第一级乏汽凝汽器（2）之间通过疏水管道（8）连通，所述第一级乏汽凝汽器（2）内设置有用于雾化疏水的雾化装置（23），所述雾化装置（23）位于所述换热室（21）与所述热井（22）之间。

2.根据权利要求1所述的一种乏汽余热回收供热系统，其特征在于：所述雾化装置（23）包括雾化管（231）和喷淋组件（232），所述雾化管（231）沿所述换热管（211）长度方向设置，所述雾化管（231）与所述疏水管道（8）相连通，所述雾化管（231）位于热井（22）凝结水液面与最靠近所述热井（22）的换热管（211）之间，所述喷淋组件（232）设置在所述雾化管（231）上并与所述雾化管（231）连通，所述喷淋组件（232）朝向所述热井（22）方向设置。

3.根据权利要求2所述的一种乏汽余热回收供热系统，其特征在于：所述喷淋组件（232）包括若干个雾化喷嘴（2321），若干个所述雾化喷嘴（2321）沿所述雾化管（231）轴向间隔排列，且每个所述雾化喷嘴（2321）均与所述雾化管（231）连通。

4.根据权利要求2所述的一种乏汽余热回收供热系统，其特征在于：所述雾化管（231）上侧开设有若干个用于雾化疏水的通孔（2311），若干个通孔（2311）沿所述雾化管（231）轴向间隔分布。

5.根据权利要求2所述的一种乏汽余热回收供热系统，其特征在于：所述第一级乏汽凝汽器（2）呈方形，所述疏水管道（8）贯穿所述热井（22）侧壁与所述雾化管（231）连通。

6.根据权利要求1所述的一种乏汽余热回收供热系统，其特征在于：还包括增汽机凝汽器（3）和汽轮机（1），所述汽轮机（1）包括用于生成乏汽的汽轮机低压缸（11），所述汽轮机低压缸（11）与所述第一级乏汽凝汽器（2）连通，所述第一级乏汽凝汽器（2）通过乏汽管道（9）与所述增汽机凝汽器（3）连通。

7.根据权利要求6所述的一种乏汽余热回收供热系统，其特征在于：所述增汽机凝汽器（3）与所述热网加热器（6）之间设置有热网循环泵（5），所述热网循环泵（5）、所述增汽机凝汽器（3）、所述热网加热器（6）均通过热网回水管道（7）连通。

8.根据权利要求6所述的一种乏汽余热回收供热系统，其特征在于：所述汽轮机（1）还包括汽轮机中压缸（12），所述汽轮机中压缸（12）与所述热网加热器（6）也通过乏汽管道（9）连通。

9.根据权利要求1所述的一种乏汽余热回收供热系统，其特征在于：所述热网加热器（6）安装位置高于所述第一级乏汽凝汽器（2）安装位置。