電廠直接空冷機組冷凝熱回收集中供熱系統的製作方法

2023-04-27 17:51:01

專利名稱：電廠直接空冷機組冷凝熱回收集中供熱系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電廠直接空冷機組冷凝熱回收集中供熱系統，用於回收電站汽輪 機排汽餘熱。屬空調設備技術領域。
背景技術：
我國冬季採暖、城市集中供熱、生產工藝集中供熱等熱水管網在很多情況下採用 熱電廠熱電聯供集中供熱模式。對於直接空冷機組的熱電廠，即使在供熱工況下，也有大量 汽輪機發電後的低品位排汽餘熱由於無法利用，需要通過空冷系統排放到大氣中，影響能 源利用的綜合效率。如圖1所示，在直接空冷機組的熱電廠，目前集中供熱熱水一般採用電廠汽輪機 抽取的中壓蒸汽(一般為0. 2 1. OMPa)通過汽水換熱器直接加熱熱水集中供熱，汽輪機 發電後的低品位排汽餘熱無法利用，通過空冷系統排放到大氣中，不但影響能源利用的綜 合效率，還會產生熱汙染。另直接空冷機組本身在冬季運行時由於排汽管路長，管道壓損 大，同時考慮冬季防凍等因素，造成冬季工況實際運行冷凝背壓較高，影響發電煤耗。為了 有效利用冷凝熱，目前還有一種方式如圖2所示，將汽輪機排汽直接通入吸收式熱泵蒸發 器管程，採用吸收式熱泵技術通過汽輪機的抽汽(一般為0.2 1. OMPa)驅動，提取進入吸 收式熱泵蒸發器的汽輪機排汽冷凝熱，加熱集中供熱熱水，實現汽輪機排汽冷凝熱提取，實 現節能效益。但由於冬季運行時蒸汽比容大，流速高，管道壓損大，此種方式回收冷凝熱要 求吸收式熱泵機組安裝位置和汽輪機排汽總管比較近。另汽輪機排汽直接進入吸收式熱泵 蒸發器，使吸收式熱泵作為發電系統一部分聯繫緊密，對吸收式熱泵自身可靠性要求高，否 則影響發電系統的安全性。如何更加有效回收低品位冷凝熱，用於集中供熱，減少中壓蒸汽 消耗，同時保證發電系統安全，降低冬季發電背壓，實現節能、擴容、減排的經濟和社會效益 成為有集中供熱需求的直接空冷電廠的研究方向之一。

發明內容
本發明的目的在於克服上述不足，提供一種有效回收利用直接空冷電廠低品位排 汽冷凝熱，降低吸收式熱泵安裝位置要求，保證發電系統安全性，降低排汽管道壓力損失和 供熱運行成本，提高電廠綜合經濟效益的電廠直接空冷機組冷凝熱回收集中供熱系統。本發明的目的是這樣實現的一種電廠直接空冷機組冷凝熱回收集中供熱系統， 包括汽輪機、汽輪機排汽總管、直接空冷凝汽系統、用熱場所、供熱水管路系統、吸收式熱泵 機組、汽輪機排汽進直接空冷凝汽系統管及相關連接管路，所述系統增設有一水冷凝汽換 熱器，在汽輪機排汽總管上將汽輪機排出的低壓蒸汽管分成二路，一路通過汽輪機排汽進 直接空冷凝汽系統管與直接空冷凝汽系統相連，另一路通過汽輪機排汽進水冷凝汽換熱器 管與水冷凝汽換熱器相連，餘熱水循環管路系統將冷凝汽換熱器與吸收式熱泵機組的蒸發 器連通，餘熱水進入吸收式熱泵的蒸發器換熱管內放熱，進入水冷凝汽換熱器吸熱。本發明的有益效果是
本發明採用吸收式熱泵技術回收汽輪機排汽冷凝熱，利用汽輪機的抽汽(一般0. 2 1. OMPa)蒸汽(60%左右熱量)驅動，電站汽輪機排出低壓蒸汽通過水冷凝汽換熱 器加熱餘熱水，餘熱水通過餘熱水循環管路系統進入吸收式熱泵蒸發器換熱管內放熱，回 收排汽冷凝熱(40%左右熱量)，為生產工藝和生活提供集中供熱熱水(100%熱量)，提高 熱電聯供集中供熱系統綜合能源利用效率，在不增加熱源情況下提高熱泵部分最大供熱能 力70%左右，實現擴容、節能、減排等經濟效益和社會效益。由於發電後汽輪機排汽通過餘 熱水系統轉換，吸收式熱泵和排汽管道距離可以較遠，對吸收式熱泵安裝位置要求低。吸收 式熱泵和汽輪機排汽不直接接觸，即使吸收式熱泵制熱系統有故障，也不會對發電系統產 生太大影響，電廠運行安全性高。在冬季採暖運行時，由於汽輪機排汽分成二路，一路通過 餘熱水系統進入吸收式熱泵實現熱量回收，另一路進入直接空冷凝汽器，在汽輪機排汽量 不變的前提下，進入直接空冷凝汽器蒸汽流量減少，管道壓損減少，在不考慮冬季防凍等因 素，可以降低運行冷凝背壓，減少發電煤耗。


圖1為以往通過汽水換熱器直接加熱熱水集中供熱系統示意圖。圖2為以往採用電廠汽輪機排汽直接進入吸收式熱泵回收餘熱集中供熱系統示 意圖。圖3為本發明電廠直接空冷機組冷凝熱回收集中供熱系統示意圖。圖4為本發明帶汽水換熱器加熱供熱水的電廠直接空冷機組冷凝熱回收集中供 熱系統示意圖。圖中汽輪機1、汽輪機排汽總管2、直接空冷凝汽系統3、用熱場所4、供熱水管路系統5、 汽水換熱器A 6-1、吸收式熱泵機組6-2、汽輪機排汽進直接空冷凝汽系統管7、汽輪機排汽 進水冷凝汽換熱器管8、水冷凝汽換熱器9、餘熱水循環管路系統10、蒸發器11、吸收器12、 冷凝器13、發生器14、汽水換熱器B15。
具體實施例方式方案一如圖3所示為一種電廠直接空冷機組冷凝熱回收集中供熱系統示意圖。它由汽輪 機1、汽輪機排汽總管2、直接空冷凝汽系統3、用熱場所4、供熱水管路系統5、吸收式熱泵機 組6-2、汽輪機排汽進直接空冷凝汽系統管7、汽輪機排汽進水冷凝汽換熱器管8、水冷凝汽 換熱器9、餘熱水循環管路系統10及相關連接管路和控制系統(圖中未示出)等構成。所 述吸收式熱泵機組6-2包括發生器14、冷凝器13、蒸發器11和吸收器12，其特點是將汽輪 機1排出的低壓蒸汽管分成二路，一路通過汽輪機排汽進直接空冷凝汽系統管7與直接空 冷凝汽系統3相連，另一路通過汽輪機排汽進水冷凝汽換熱器管8與水冷凝汽換熱器9相 連。在供熱工況運行時，用汽輪機抽汽(一般為0. 2 1. OMPa)的蒸汽作為驅動熱源進入 吸收式熱泵機組6-2的發生器14放熱。汽輪機排汽通過汽輪機排汽進水冷凝汽換熱器管 8進入水冷凝汽換熱器9內加熱餘熱水，餘熱水通過餘熱水循環管路系統10進入吸收式熱 泵機組6-2的蒸發器11換熱管內放熱，實現汽輪機排汽餘熱的提取。通過吸收式熱泵機組6-2加熱吸收器12和冷凝器13的供熱水，實現汽輪機排汽餘熱回收，為生產工藝和生活提 供集中供熱熱水。無法全部利用的剩餘低壓蒸汽進入直接空冷凝汽系統3冷卻，在實際採 暖運行過程中為了更好適應空冷負荷調節和防凍問題，需要考慮在空冷系統的列間設置自 動隔離閥，根據汽輪機背壓情況和吸收式熱泵與空冷器負荷比例情況通過閥門的開關自動 調整空冷的有效換熱面積，並通過空冷的風機開停和變速自動調節空冷負荷，使之和吸收 式熱泵冷凝熱提取負荷相匹配，保證系統穩定運行。在非採暖季運行時，將餘熱水系統停止 或將系統中的水排放乾淨，水冷凝汽換熱器不工作，此時汽輪機排汽全部通過直接空冷凝 汽系統冷卻。方案二如圖4所示為帶汽水換熱器加熱供熱水的電廠直接空冷機組冷凝熱回收集中供 熱系統示意圖，在方案一的基礎上，熱泵供熱水出口增設一汽水換熱器B15，通過汽輪機抽 汽(可和吸收式熱泵採用同一壓力蒸汽(圖示為同一路)也可以採用不同壓力)進一步加 熱提升熱泵出口的供熱水溫度。適合於對供暖水出水溫度要求高的場所，吸收式熱泵無法 滿足最終供暖水溫度要求，在通過蒸汽直接加熱升溫。以上吸收式熱泵直接回收電站汽輪機排汽餘熱熱電聯供系統的方案中吸收式熱泵可以是單套或多套。可以是單效型吸收式熱泵、雙效型吸收式熱泵、兩級型吸收式熱泵。
權利要求
一種電廠直接空冷機組冷凝熱回收集中供熱系統，包括汽輪機(1)、汽輪機排汽總管(2)、直接空冷凝汽系統(3)、用熱場所(4)、供熱水管路系統(5)、吸收式熱泵機組(6-2)、汽輪機排汽進直接空冷凝汽系統管(7)及相關連接管路，其特徵在於所述系統增設有一水冷凝汽換熱器(9)，在汽輪機排汽總管上將汽輪機(1)排出的低壓蒸汽管分成二路，一路通過汽輪機排汽進直接空冷凝汽系統管(7)與直接空冷凝汽系統(3)相連，另一路通過汽輪機排汽進水冷凝汽換熱器管(8)與水冷凝汽換熱器(9)相連，餘熱水循環管路系統(10)將冷凝汽換熱器(9)與吸收式熱泵機組(6-2)的蒸發器(11)連通。
2.根據權利要求1所述的一種電廠直接空冷機組冷凝熱回收集中供熱系統，其特徵在 於所述吸收式熱泵機組(6-2)包括發生器(14)、冷凝器(13)、蒸發器(11)和吸收器(12)。
3.根據權利要求1所述的一種電廠直接空冷機組冷凝熱回收集中供熱系統，其特徵在 於在吸收式熱泵機組(6-2)供熱水出口增設一汽水換熱器(B15)。
4.根據權利要求1或2所述的一種電廠直接空冷機組冷凝熱回收集中供熱系統，其特 徵在於所述吸收式熱泵機組(6-2)是單效型雙效型或兩級型。
5.根據權利要求1或2所述的一種電廠直接空冷機組冷凝熱回收集中供熱系統，其特 徵在於所述吸收式熱泵機組(6-2)是單套或多套。
全文摘要
本發明涉及一種電廠直接空冷機組冷凝熱回收集中供熱系統，包括汽輪機(1)、汽輪機排汽總管(2)、直接空冷凝汽系統(3)、用熱場所(4)、供熱水管路系統(5)、吸收式熱泵機組(6-2)、汽輪機排汽進直接空冷凝汽系統管(7)及相關連接管路，在汽輪機排汽總管上將汽輪機(1)排出的低壓蒸汽管分成二路，一路通過汽輪機排汽進直接空冷凝汽系統管(7)與直接空冷凝汽系統(3)相連，另一路通過汽輪機排汽進水冷凝汽換熱器管(8)與水冷凝汽換熱器(9)相連，餘熱水循環管路系統(10)將冷凝汽換熱器(9)與吸收式熱泵機組(6-2)的蒸發器(11)連通。本發明能有效回收利用直接空冷電廠低品位排汽冷凝熱，降低吸收式熱泵安裝位置要求，保證發電系統安全性，降低排汽管道壓力損失和供熱運行成本。
文檔編號F01K17/02GK101832156SQ20101017056
公開日2010年9月15日 申請日期2010年5月10日 優先權日2010年5月10日
發明者毛洪財, 江榮方 申請人:江蘇雙良空調設備股份有限公司