一種低溫回水的集中供熱系統的製作方法

2023-06-13 08:00:51

專利名稱：一種低溫回水的集中供熱系統的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於集中供熱領域，涉及一種低溫回水的集中供熱系統。
背景技術：
隨著城市規模的不斷發展，城市集中供熱面積不斷增大，帶來了兩個方面的問題 一是集中供熱熱源的能力不足，新建大型的熱源投資高、建設周期長，並且受到環境容量的強烈制約，一些地方盲目發展小型燃煤鍋爐房，給大氣帶來了嚴重的汙染，一些地方盲目發展燃氣採暖、甚至電採暖，在帶來採暖高成本的同時，造成了燃氣、電力的全面緊張；二是熱源產生的高溫熱水往往需要經過較長距離的輸送才能到達末端用戶，目前城市集中供熱的一次網供、回水溫度一般為120 60°C，由於受到二次網用熱要求的限制，回水溫度利用常規的換熱器已經無法再降低了，因此熱水的輸送量非常大，使得供熱半徑小、管道投資大以及水泵運行電耗大等問題日益凸現。此外，火力發電廠在發電過程中，汽輪機乏汽中的餘熱資源沒有得到有效利用，被循環水帶到冷卻塔散熱或直接進入空冷島冷卻，熱量直接排向大氣，白白的浪費掉。如果能夠利用火力發電廠的這部分汽輪機乏汽熱量，相當於在不增加電廠容量、不增加當地排放的情況下，擴大了熱源的供熱能力，但因為其熱能品質較低目前尚沒有得到有效的利用。
發明內容針對上述問題，本實用新型提出了一種能夠有效降低熱網回水溫度，並在電廠內利用汽輪機乏汽餘熱來加熱一次網熱水的集中供熱方式，不但能夠緩解集中供熱熱源能力不足的問題，還能夠大幅提高熱網的輸送能力，降低輸送能耗。本實用新型的技術方案是在熱網的各個熱力站中設置熱泵型換熱機組(專利號 ZL200810101064. 5)，高溫的一次網供水送出電廠後，進入到所述熱泵型換熱機組中，加熱二次網熱水供給熱用戶，同時實現一次網熱水降溫，並遠遠低於二次網的回水溫度，這為利用電廠汽輪機乏汽餘熱提供了可能；低溫的一次網回水回到電廠後，首先進入凝汽器中，被汽輪機乏汽加熱，加熱到一定溫度後再進入汽-水換熱器中，被來自汽輪機抽汽管路的高溫蒸汽進一步加熱，加熱後的高溫一次網熱水作為一次網供水再送出電廠，完成循環。所述凝汽器為電廠已有的發電系統凝汽器或增設的第一凝汽器，當增設第一凝汽器時，第一凝汽器與電廠已有的發電系統凝汽器或空冷島並聯。對於熱網的各個熱力站，可以全部設置熱泵型換熱機組，也可以部分設置熱泵型換熱機組，其餘部分仍然採用常規的水-水換熱器，此時，一次網的回水溫度會隨設置熱泵型換熱機組比例的提高而降低。本實用新型系統不但適應於汽輪機乏汽水冷模式，即乏汽熱量通過循環水帶到冷卻塔散熱，還適應於乏汽空冷模式，即乏汽直接進入空冷島中冷卻。對於汽輪機乏汽採用水冷模式的發電系統，可以增設第一凝汽器與原有發電系統凝汽器並聯，專門用於加熱一次網回水，不會影響電廠原有發電系統；也可以通過系統切換，利用電廠已有的發電系統凝汽器加熱一次網回水。對於汽輪機乏汽採用空冷模式的發電系統，增設第一凝汽器與空冷島並聯，用於加熱一次網回水。當乏汽餘熱不能全部回收時，剩餘部分的乏汽熱量仍然可以通過循環水帶到冷卻塔散熱或直接進入空冷島中冷卻，不會對原有發電系統造成不利影響。本實用新型的有益效果體現在兩個方面第一，在熱網各個熱力站中設置熱泵型換熱機組，較常規集中供熱方式，進一步降低了一次網回水溫度，使得一次網熱水的供、回水溫差進一步增大，提高了熱網輸送能力，並且低溫的一次網回水為回收電廠汽輪機乏汽餘熱提供了可能；第二，在電廠中利用凝汽器初級加熱一次網回水，有效回收了汽輪機乏汽餘熱，電廠的供熱能力得到提高。

圖1為本實用新型系統用於乏汽水冷模式時設置第一凝汽器加熱一次網回水的流程示意圖；圖2為本實用新型系統用於乏汽空冷模式時設置第一凝汽器加熱一次網回水的流程示意圖；圖3為本實用新型系統在熱網熱力站中部分設置熱泵型換熱機組的流程示意圖；圖4為本實用新型系統用於乏汽水冷模式時利用已有發電系統凝汽器加熱一次網回水的流程示意圖；圖中標號l_a、第一凝汽器；l_b、發電系統凝汽器；2、汽-水換熱器；3、熱泵型換熱機組；4、水-水換熱器；5、汽輪機；6、冷卻塔；7、空冷島。
具體實施方式
下面的實施例可以使本專業技術人員更全面的理解本實用新型，但不以任何方式限制本實用新型。實施例1 如圖1所示，電廠內汽輪機乏汽採用水冷模式，汽輪機的乏汽出口與發電系統凝汽器Ι-b相連，汽輪機的抽汽管路與汽-水換熱器2相連，本實施例在熱網的各個熱力站中均設置熱泵型換熱機組3 (專利號ZL200810101064. 5)，在電廠內設置第一凝汽器Ι-a與已有的電廠發電系統凝汽器l_b並聯。高溫的一次網供水送出電廠後，進入到上述熱泵型換熱機組3中，加熱二次網熱水供給熱用戶，同時實現一次網熱水回水降溫，低溫的一次網回水返回電廠後，首先進入第一凝汽器l_a中，被汽輪機5的乏汽加熱，再進入汽-水換熱器2中，被來自汽輪機5抽汽管路的高溫蒸汽繼續加熱，加熱後的高溫一次網熱水作為一次網供水送出電廠，完成循環。當汽輪機5的乏汽餘熱無法全部回收時，仍然可以通過發電系統凝汽器l_b中的循環水將剩餘部分的乏汽餘熱帶到冷卻塔6中排放掉，因此，不會對電廠原有發電系統造成不利影響。實施例2 如圖2所示，電廠內汽輪機乏汽採用空冷模式，汽輪機的乏汽出口與空冷島7相連，本實用新型系統在熱網的各個熱力站中均設置熱泵型換熱機組3，在電廠內設置第一凝汽器Ι-a與電廠空冷島7並聯。與實施例1相比較，本實施例的電廠汽輪機乏汽採用了空冷模式，其它與實施例1相同。當汽輪機5的乏汽餘熱無法全部回收時，剩餘部分的乏汽仍然可以直接進入到電廠空冷島7中冷卻，因此，不會對電廠原有發電系統造成不利影響。實施例3 如圖3所示，在熱網的各個熱力站中部分設置了熱泵型換熱機組3，另一部分設置了常規的水-水換熱器4，在電廠內設置第一凝汽器Ι-a與已有的電廠發電系統凝汽器l_b並聯。與實施例1相比較的不同之處在於，本實施例的熱網熱力站中部分設置了常規的水-水換熱器4，無法使一次網回水降溫至低於二次網的回水溫度，這部分高溫一次網回水將與經過熱泵型換熱機組3降溫的低溫一次網回水混合後再返回電廠中加熱，因此，熱網熱力站中設置熱泵型換熱機組3的比例越高，一次網的回水溫度就越低，就越有利於回收汽輪機5的乏汽餘熱。實施例4 如圖4所示，電廠內汽輪機乏汽採用水冷模式，汽輪機的乏汽出口與發電系統凝汽器l_b相連，汽輪機的抽汽管路與汽-水換熱器2相連，在熱網的各個熱力站中均設置熱泵型換熱機組3，高溫的一次網供水送出電廠後，進入到上述熱泵型換熱機組3 中，加熱二次網熱水供給熱用戶，同時實現一次網熱水回水降溫，並遠遠低於二次網的回水溫度，低溫的一次網回水返回電廠後，首先進入發電系統凝汽器l_b中，被汽輪機5的乏汽加熱，再進入汽-水換熱器2中，被來自汽輪機5抽汽管路的高溫蒸汽繼續加熱，加熱後的高溫一次網熱水作為一次網供水送出電廠，完成循環。與實施例1相比較，本實施例在電廠內不另外設置第一凝汽器Ι-a，而是通過系統切換，將低溫的一次網回水引入到電廠已有的發電系統凝汽器Ι-b中，被汽輪機5的乏汽加熱，當乏汽餘熱無法全部回收時，可以通過閥門調節，使得剩餘部分乏汽熱量通過循環水帶到冷卻塔6中排放，不會影響發電安全。以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式
，但本實用新型的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。因此，本實用新型的保護範圍應該以權利要求的保護範圍為準。
權利要求1.一種低溫回水的集中供熱系統，其特徵在於在熱網的熱力站中設置熱泵型換熱機組(3)，一次網供水送出電廠後，進入到所述熱泵型換熱機組(3)中，加熱二次網熱水供給熱用戶，同時實現一次網熱水降溫，一次網回水回到電廠後，首先進入凝汽器中，被汽輪機 (5)的乏汽加熱，再進入汽-水換熱器O)中，被來自汽輪機( 抽汽管路的蒸汽進一步加熱，加熱後作為一次網供水送出電廠；所述凝汽器為電廠已有的發電系統凝汽器(1-b)，或增設的第一凝汽器(1-a)。
2.根據權利要求1所述的低溫回水的集中供熱系統，其特徵在於熱網的各個熱力站中全部設置熱泵型換熱機組(3)。
3.根據權利要求1所述的低溫回水的集中供熱系統，其特徵在於熱網的各個熱力站中部分設置熱泵型換熱機組(3)，其餘部分仍然採用常規的水-水換熱器0)。
4.根據權利要求1所述的低溫回水的集中供熱系統，其特徵在於汽輪機乏汽為水冷模式，採用所述增設的第一凝汽器(1-a)加熱一次網回水，第一凝汽器(1-a)與原有發電系統凝汽器(1-b)並聯。
5.根據權利要求1所述的低溫回水的集中供熱系統，其特徵在於汽輪機乏汽為水冷模式，電廠內可以通過系統切換，利用電廠已有的發電系統凝汽器(1-b)來加熱一次網回水。
6.根據權利要求4或5所述的低溫回水的集中供熱系統，其特徵在於當乏汽餘熱不能全部回收時，剩餘部分的乏汽熱量通過循環水帶到冷卻塔(6)中散失。
7.根據權利要求1所述的低溫回水的集中供熱系統，其特徵在於汽輪機乏汽為空冷模式，採用所述增設的第一凝汽器(1-a)加熱一次網回水，第一凝汽器(1-a)與電廠已有的空冷島(7)並聯。
8.根據權利要求7所述的低溫回水的集中供熱系統，其特徵在於當乏汽餘熱不能全部回收時，剩餘部分的乏汽直接進入空冷島(7)中冷卻。
專利摘要本實用新型公開了屬於集中供熱領域的一種低溫回水的集中供熱系統。其技術方案是在熱網的各個熱力站中設置熱泵型換熱機組，降低一次網熱水的回水溫度，在電廠內將低溫的一次網回水首先引入到凝汽器中，利用汽輪機乏汽加熱。本實用新型的主要特徵體現在兩個方面第一，在熱網熱力站中設置熱泵型換熱機組，較常規集中供熱方式，進一步降低了一次網回水溫度，使得一次網熱水的供、回水溫差進一步增大，提高了熱網輸送能力，並且低溫的回水為回收電廠汽輪機乏汽餘熱提供了可能；第二，在電廠中利用凝汽器初級加熱一次網回水，有效回收了汽輪機乏汽餘熱，電廠的供熱能力得到提高。
文檔編號F24D3/18GK202221124SQ201120305120
公開日2012年5月16日 申請日期2011年8月19日 優先權日2011年8月19日
發明者付林, 姜雲濤, 張世鋼, 羅勇, 肖常磊 申請人:北京華清泰盟科技發展有限公司, 清華大學