CN219913175U - 一种配置梯级小汽机耦合多级引射器的抽汽供热系统 - Google Patents
一种配置梯级小汽机耦合多级引射器的抽汽供热系统 Download PDFInfo
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Abstract
一种配置梯级小汽机耦合多级引射器的抽汽供热系统，属于热电联产及集中供热领域。该系统主要包括空冷燃煤发电机组和耦合供热系统等。空冷燃煤发电机组包括燃煤锅炉、汽轮机、发电机、空冷凝汽器及回热系统等。耦合供热系统包括并联两级蒸汽引射器、两级背压小汽机余压利用装置及热网加热器等。一方面，增设并联抽引系统提升乏汽参数对热网回水进行两级加热；另一方面，在热网加热器前增设并联背压小汽机，对中排抽汽的能量进行部分回收后排入热网换热器对热网水进行两级加热，达到热网供水温度。该系统通过合理回收汽轮机乏汽余热并对供热抽汽进行余压利用，实现了能量的梯级利用，提高了系统的整体效率。
Description
技术领域
本实用新型属于热电联产及集中供热领域，特别涉及一种配置梯级小汽机耦合多级引射器的抽汽供热系统。
背景技术
随着我国双碳目标的提出，能源供应安全要求更高，能源结构转型迫在眉睫，“减碳”将是大势所趋。但煤炭是中国能源安全的基石，以燃煤机组为主的基础电力供应，可直接决定我国可再生能源的发展。另外随着我国城镇化进程的加快，对蒸汽能量梯级利用的热电联产机组得到快速发展，至2020年，热电装机比重已达40％。因此，如何提高热电联产机组的热电比以及余热高效梯级利用成为研究重点。
在我国北方地区，富煤缺水，大型火力发电厂大多使用直接空冷机组，但由于空气的比热容小，与水冷相比，冷却效果较差；在运行时，排汽热负荷、排汽管道的压损、迎面风速和环境温度等都是影响直接空冷机组排汽压力的主要因素，制约着空冷机组运行的稳定性的提高；同时，蒸汽在汽轮机做功后凝结成水放出汽化潜热，在常规的空冷机组设计中，汽轮机排汽损失可占燃料总发热量的39％以上，存在较大的冷源损失。目前，许多电厂致力于空冷发电机组节能降耗改造，目的是充分利用机组乏汽余热，提高机组循环热效率，兼顾提高机组运行的灵活性和可靠性。
在我国正在经历的长期处于混合能源时代的现状下，传统化石能源的主导地位仍然不会改变，遵循能量梯级利用的原则，对燃煤空冷发电机组排汽余热进行回收，可提高系统的能量利用效率，增加系统运行的灵活性。
实用新型内容
根据技术背景中介绍的燃煤空冷汽轮发电机组的特点，本实用新型从我国目前的能源利用现状出发，综合考虑能量高效利用的规律方法，提供了一种配置梯级小汽机耦合多级引射器的抽汽供热系统，涉及热电联产及集中供热相关的余热利用技术。
一种配置梯级小汽机耦合多级引射器的抽汽供热系统，包括空冷燃煤机组，耦合热网供热部分；所述空冷燃煤发电机组主要包括锅炉、汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、汽轮机低压缸、发电机在内的主要动力系统部分，空冷凝汽器、凝结水泵、低压加热器、除氧器、给水泵、高压加热器的回热系统部分；所述的耦合热网供热部分主要装置有：1级蒸汽引射器、2级蒸汽引射器、1号背压小汽机、2号背压小汽机以及耦合热网加热器。
汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、汽轮机低压缸同轴连接，拖动发电机发电，锅炉的过热蒸汽出口与汽轮机高压缸入口相连，汽轮机高压缸出口连通至锅炉的再热器，锅炉再热器出口连接至汽轮机中压缸，汽轮机中压缸、汽轮机低压缸、空冷凝汽器顺次相连；空冷凝汽器水箱出口管道依次连通低压加热器、除氧器、高压加热器；高压加热器、除氧器、低压加热器分别以汽轮机压力相匹配的抽汽作为热源，高压加热器、低压加热器疏水逐级自流，分别汇集至除氧器、空冷凝汽器水箱。
1级蒸汽引射器、2级蒸汽引射器、1号背压小汽机、2号背压小汽机并联布置，汽轮机低压缸出口乏汽分两路分别进入1级蒸汽引射器、2级蒸汽引射器；汽轮机中压缸出口五段抽汽分四路，分别进入1级蒸汽引射器、2级蒸汽引射器、1号背压小汽机、2号背压小汽机，最终四路蒸汽依次进入1号热网加热器、2号热网加热器、3号热网加热器、4号热网加热器。1号热网加热器出口与1号热网疏水泵入口相连，2号热网加热器出口与2号热网疏水泵入口相连，3号热网加热器出口与3号热网疏水泵入口相连，4号热网加热器出口与4号热网疏水泵入口相连，所有蒸汽全部汇入凝结水泵之前。1级蒸汽引射器通过五段抽汽引射汽轮机乏汽，其中五段抽汽流量由第1控制阀控制，汽轮机乏汽流量由第2控制阀控制，混合后进入1号热网加热器，对热网回水进行一级加热。2级蒸汽引射器通过五段抽汽引射汽轮机乏汽，其中五段抽汽流量由第3控制阀控制，汽轮机乏汽流量由第4控制阀控制，混合后进入2号热网加热器，对热网回水进行二级加热。五段抽汽在1号背压小汽机中做功，其中五段抽汽流量由第5控制阀控制，排汽进入3号热网加热器，对热网回水进行三级加热。五段抽汽在2号背压小汽机中做功，其中五段抽汽流量由第6控制阀控制，排汽进入4号热网加热器，对热网回水进行四级加热，使其达到热网供水温度，提供给热用户。
机组供热期，热网需求不大时，关闭第5控制阀和第6控制阀，1级蒸汽引射器与2级蒸汽引射器出口蒸汽分别进入1号热网加热器和2号热网加热器加热网回水，满足热网供水温度要求；当热网需求增大时，逐渐开启第5控制阀与第6控制阀，使1号背压小汽机与2号背压小汽机排汽分别进入3号热网加热器和4号热网加热器进行加热，加热后的热网水供给热用户。
本系统的有益效果为：
设置并联抽引系统回收乏汽热量以及背压小汽机进行余压回收，在满足热网热负荷的前提下，减少了供热抽汽直接供热带来的蒸汽品质损失，并利用了部分乏汽余热，实现了能量的梯级利用。
附图说明
如图1所示为一种配置梯级小汽机耦合多级引射器的抽汽供热系统的示意图。图中，1-锅炉、2-汽轮机高压缸、3-汽轮机中压缸、4-汽轮机低压缸、5-1#发电机、6-空冷凝汽器、7-凝结水泵、8-低压加热器、9-除氧器、10-给水泵、11-高压加热器、12-第2控制阀、13-第4控制阀、14-第1控制阀、15-1级蒸汽引射器、16-第3控制阀、17-2级蒸汽引射器、18-第5控制阀、19-1号背压小汽机、20-第6控制阀、21-2号背压小汽机、22-1号热网加热器、23-2号热网加热器、24-3号热网加热器、25-4号热网加热器、26-1号热网疏水泵、27-2号热网疏水泵、28-3号热网疏水泵、29-4号热网疏水泵。
具体实施方式
本实用新型提出一种配置梯级小汽机耦合多级引射器的抽汽供热系统。下面结合附图和实例予以说明。
如图1所示一种配置梯级小汽机耦合多级引射器的抽汽供热系统，系统中物料、工质的主要流程为：进入锅炉1的一定参数的给水在锅炉1中吸收煤燃烧产生的热量变为高温高压的水蒸汽，水蒸汽进入汽轮机高压缸2做功，依次流经汽轮机中压缸3和汽轮机低压缸4继续做功；在这个过程中，汽轮机适当的位置抽出部分蒸汽，作为汽轮机发电机组回热系统中的高压加热器11、低压加热器8的热源；从汽轮机中压缸3排出的蒸汽除进入汽轮机低压缸4继续做功外，部分抽汽分四路，分别进入1级蒸汽引射器、2级蒸汽引射器、1号背压小汽机、2号背压小汽机，最终四路蒸汽依次进入1号热网加热器、2号热网加热器、3号热网加热器、4号热网加热器。1级蒸汽引射器通过五段抽汽引射汽轮机乏汽，其中五段抽汽流量由第1控制阀控制，汽轮机乏汽流量由第2控制阀控制，混合后进入1号热网加热器，对热网回水进行一级加热。2级蒸汽引射器通过五段抽汽引射汽轮机乏汽，其中五段抽汽流量由第3控制阀控制，汽轮机乏汽流量由第4控制阀控制，混合后进入2号热网加热器，对热网回水进行二级加热。五段抽汽在1号背压小汽机中做功，其中五段抽汽流量由第5控制阀控制，排汽进入3号热网加热器，对热网回水进行三级加热。五段抽汽在2号背压小汽机中做功，其中五段抽汽流量由第6控制阀控制，排汽进入4号热网加热器，对热网回水进行四级加热，使其达到热网供水温度，提供给热用户。
上述实施例仅用于说明本实用新型，其中各部件的结构、连接方式和方法步骤等都是可以有所变化的，凡是在本实用新型技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。
Claims (9)
1.一种配置梯级小汽机耦合多级引射器的抽汽供热系统，其特征在于，包括空冷燃煤机组，耦合热网供热部分；所述空冷燃煤发电机组主要包括锅炉(1)、汽轮机高压缸(2)、汽轮机中压缸(3)、汽轮机低压缸(4)、发电机(5)在内的主要动力系统部分，空冷凝汽器(6)、凝结水泵(7)、低压加热器(8)、除氧器(9)、给水泵(10)、高压加热器(11)的回热系统部分；所述的耦合热网供热部分主要装置有：1级蒸汽引射器(15)、2级蒸汽引射器(17)、1号背压小汽机(19)、2号背压小汽机(21)、1号热网加热器(22)、2号热网加热器(23)、3号热网加热器(24)以及4号热网加热器(25)。
2.根据权利要求1所述的一种配置梯级小汽机耦合多级引射器的抽汽供热系统，其特征是：汽轮机高压缸(2)、汽轮机中压缸(3)、汽轮机低压缸(4)同轴连接，拖动发电机(5)发电，锅炉(1)的过热蒸汽出口与汽轮机高压缸(2)入口相连，汽轮机高压缸(2)出口连通至锅炉(1)的再热器，锅炉(1)再热器出口连接至汽轮机中压缸(3)，汽轮机中压缸(3)、汽轮机低压缸(4)、空冷凝汽器(6)顺次相连；空冷凝汽器(6)水箱出口管道依次连通低压加热器(8)、除氧器(9)、高压加热器(11)；高压加热器(11)、除氧器(9)、低压加热器(8)分别以汽轮机压力相匹配的抽汽作为热源，高压加热器(11)、低压加热器(8)疏水逐级自流，分别汇集至除氧器(9)、空冷凝汽器(6)水箱。
3.根据权利要求1所述的一种配置梯级小汽机耦合多级引射器的抽汽供热系统，其特征是：1级蒸汽引射器(15)、2级蒸汽引射器(17)、1号背压小汽机(19)、2号背压小汽机(21)并联布置，汽轮机低压缸(4)出口乏汽分两路分别进入1级蒸汽引射器(15)、2级蒸汽引射器(17)；汽轮机中压缸(3)出口五段抽汽分四路，分别进入1级蒸汽引射器(15)、2级蒸汽引射器(17)、1号背压小汽机(19)、2号背压小汽机(21)，1级蒸汽引射器(15)出口与1号热网加热器(22)入口相连，2级蒸汽引射器(17)出口与2号热网加热器(23)入口相连，1号背压小汽机(19)出口与3号热网加热器(24)入口相连、2号背压小汽机(21)出口与4号热网加热器(25)入口相连。
4.根据权利要求1所述的一种配置梯级小汽机耦合多级引射器的抽汽供热系统，其特征是：1号热网加热器(22)出口与1号热网疏水泵(26)入口相连，2号热网加热器(23)出口与2号热网疏水泵(27)入口相连，3号热网加热器(24)出口与3号热网疏水泵(28)入口相连，4号热网加热器(25)出口与4号热网疏水泵(29)入口相连。
5.根据权利要求1所述的一种配置梯级小汽机耦合多级引射器的抽汽供热系统，其特征是：1级蒸汽引射器(15)通过五段抽汽引射汽轮机乏汽，其中五段抽汽流量由第1控制阀(14)控制，汽轮机乏汽流量由第2控制阀(12)控制，混合后进入1号热网加热器(22)，对热网回水进行一级加热。
6.根据权利要求1所述的一种配置梯级小汽机耦合多级引射器的抽汽供热系统，其特征是：2级蒸汽引射器(17)通过五段抽汽引射汽轮机乏汽，其中五段抽汽流量由第3控制阀(16)控制，汽轮机乏汽流量由第4控制阀(13)控制，混合后进入2号热网加热器(23)，对热网回水进行二级加热。
7.根据权利要求1所述的一种配置梯级小汽机耦合多级引射器的抽汽供热系统，其特征是：五段抽汽在1号背压小汽机(19)中做功，其中五段抽汽流量由第5控制阀(18)控制，排汽进入3号热网加热器(24)，对热网回水进行三级加热。
8.根据权利要求1所述的一种配置梯级小汽机耦合多级引射器的抽汽供热系统，其特征是：五段抽汽在2号背压小汽机(21)中做功，其中五段抽汽流量由第6控制阀(20)控制，排汽进入4号热网加热器(25)，对热网回水进行四级加热，使其达到热网供水温度，提供给热用户。
9.根据权利要求1所述的一种配置梯级小汽机耦合多级引射器的抽汽供热系统，其特征是：机组供热期，热网需求不大时，关闭第5控制阀(18)和第6控制阀(20)，1级蒸汽引射器(15)与2级蒸汽引射器(17)出口蒸汽分别进入1号热网加热器(22)和2号热网加热器(23)加热热网回水，满足热网供水温度要求；当热网需求增大时，逐渐开启第5控制阀(18)与第6控制阀(20)，使1号背压小汽机(19)与2号背压小汽机(21)排汽分别进入3号热网加热器(24)和4号热网加热器(25)加进行加热，加热后的热网水供给热用户。
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