火電廠空冷機組回收排汽汽化潛熱供熱裝置的製作方法

2023-06-13 08:41:51

專利名稱：火電廠空冷機組回收排汽汽化潛熱供熱裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種節能供熱技術，尤其是火電廠空冷機組回收排汽汽化潛熱結 合熱泵機組節能供熱裝置，屬採暖供熱技術領域。
背景技術：
火力發電為保證工質在凝汽設備內定壓放熱需有一個起冷源作用的冷端裝置。冷 端裝置一般由在真空狀態下定壓放熱的凝汽設備和能夠及時帶走排氣凝結潛熱的冷卻系 統組成。根據冷卻系統冷卻介質不同，目前凝汽設備冷卻方法主要有溼冷和空冷。溼冷熱 經濟性比較好，但凝汽設備用水量大，約佔電廠總耗水量的42. 8 % 79. 5 %，這對於位於 缺水地區的電廠來說，將成為一個非常嚴重的問題。空冷利用空氣直接或間接冷卻汽輪機 排汽，空冷機組由於其顯著的節水效應，被世界各國尤以富煤缺水地區普遍採用，對減緩世 界性水荒，起到舉足輕重的作用。但是空冷的冷卻能力低於溼冷，耗電量高，空冷機組運行 背壓變化幅度大，產生的乏汽壓力低不易利用，通常將乏汽直接排到大氣中，既汙染環境， 又浪費能源。針對此問題，業內人士做了大量的研究和嘗試，如將空冷機組乏汽回收用於民 用供暖，這無疑對空冷機組乏汽利用起到積極的推動作用。但存在的問題是一般火電廠冬 季正常工況下乏汽排氣溫度在45°C左右，用其直接加熱採暖供熱水顯然是不夠的，須將乏 汽加壓提溫，而加壓提溫勢必改變冷機組運行工況，對火電廠正常發電造成影響。

實用新型內容本實用新型用於克服已有技術的缺陷而提供一種不改變火電廠空冷機組正常運 行工況，利用熱泵技術回收乏汽供熱的火電廠空冷機組回收排汽汽化潛熱供熱裝置。本實用新型所稱問題是由以下技術方案解決的一種火電廠空冷機組回收排汽汽化潛熱供熱裝置，其特別之處是它包括汽輪機、 空冷島、乏汽管路、凝汽器、冷卻循環水泵、真空泵和疏水箱，所述乏汽管路連通汽輪機和空 冷島，所述乏汽管路中部引出凝汽器支路，所述凝汽器位於該支路上，在凝汽器冷卻循環 水迴路上設有多個供熱單元，各供熱單元包括換熱器、換熱器循環水泵、熱泵機組、供熱循 環泵和供熱用戶端，凝汽器冷卻循環水經換熱器、冷卻循環水泵、凝汽器形成冷卻水閉路循 環；換熱器循環水經熱泵機組吸熱側、換熱器循環水泵、換熱器形成換熱水閉路循環；熱用 戶循環水經熱泵機組放熱側、供熱用戶端、供熱循環泵構成供熱水閉路循環。上述火電廠空冷機組回收排汽汽化潛熱供熱裝置，所述凝汽器支路入口端設有真 空蝶閥，凝汽器支路出口端連接疏水箱。上述火電廠空冷機組回收排汽汽化潛熱供熱裝置，所述真空泵連通凝汽器，所述 換熱器為板式換熱器。上述火電廠空冷機組回收排汽汽化潛熱供熱裝置，其特徵在於所述板式換熱器 的冷卻循環水入口和冷卻循環水出口處上分別設有調節閥。本實用新型針對現有火力廠空冷機組乏汽未能有效利用問題進行了改進，該裝置回收汽輪機的排汽汽化潛熱結合熱泵供熱，不消耗做功蒸汽，節能效果顯著。與現有技術相 比本實用新型主要特點如下1.回收乏汽過程不改變空冷機組正常乏汽工況，因而在有效 利用乏汽能量同時不會對火電廠正常發電造成影響；2.輸送的是低溫水，因此輸送熱損耗 遠遠小於其同類方法；3.可在用戶端根據需要調整合理的供熱溫度，適用範圍寬，應用靈 活；4.板式換熱器增大循環水溫差，從而大大降低循環水泵的能耗；5.循環水泵採用電廠 0. 6MPa抽汽驅動，更加節能、環保。經測算，以一臺600MW空冷機組進行汽化潛熱回收供熱， 其可利用熱量約400MW，可滿足1000萬平方米的小區供熱採暖，與普通集中供熱對比，以冬 季供暖4個月計，可節省標煤29萬噸，還可節省空冷島電耗，提高機組效率，實現很好的經 濟效益和社會效益。

圖1是本實用新型示意圖。圖中各標號含義如下1.汽輪機、2.乏汽管路、3.凝汽器支路、4.真空蝶閥、5.凝 汽器、6.空冷島、7.冷卻循環水泵、8.、9.調節閥、10.換熱器、11.熱泵機組、11-1.熱泵機 組吸熱側、11-2.熱泵機組放熱側、12.供熱用戶端、13.供熱循環泵、14.換熱器循環水泵、 15.疏水箱，16.真空泵。
具體實施方式
本實用新型的改進要點是將汽輪機的乏汽引出，將回收的低品質排汽汽化潛熱經 熱泵機組轉換為較高品質的熱量，提供給供熱用戶端，實現在不消耗做功蒸汽、不影響空冷 機組運行工況的基礎上，利用空冷機組乏汽節能供熱的目的。參看圖1，本實用新型裝置包括火電廠空冷機組的汽輪機1、空冷島6、乏汽管路2 和疏水箱15，及增設的凝汽器5、冷卻循環水泵7、真空泵16。凝汽器5設置在由乏汽管路 2上引出凝汽器支路3上。在凝汽器冷卻循環水迴路上，設有多個供熱單元，每個供熱單元 根據熱用戶溫度需求不同，設計不同類型的熱泵參數，各供熱單元包括換熱器10、換熱器循 環水泵14、熱泵機組11、供熱循環泵13和供熱用戶端12。其中，凝汽器冷卻循環水經換熱 器10內部的冷卻循環水管路、冷卻循環水泵7、凝汽器5形成冷卻水閉路循環；換熱器循環 水經熱泵機組吸熱側11-1、換熱器循環水泵14、換熱器10內部的換熱器循環水管路形成換 熱水閉路循環；熱用戶循環水經熱泵機組放熱側11-2、供熱用戶端12、供熱循環泵13構成 供熱水閉路循環。所述換熱器10為板式換熱器，在各供熱單元中設置換熱器，一是可以根 據需要拉大冷卻水閉路循環的溫差，降低冷卻循環水泵7的電耗；二是熱泵機組對提升的 溫度有一定的要求，通過板式換熱器調節溫度，可以實現熱泵在最經濟的工況下運行。仍參看圖1，凝汽器支路3的入口端設有真空蝶閥4，凝汽器支路出口端連接疏水 箱15，當不需要提取空冷機組乏汽供熱時，由真空蝶閥4切斷凝汽器支路3即可。所述裝置 還設有連通凝汽器的真空泵16，用以抽取凝汽器中的氣體雜質。仍參看圖1，以下結合所述裝置運行實例對本實用新型的工作過程予以詳述 600MW空冷機組，冬季正常工況下乏汽溫度約45°C，採用真空蝶閥4將乏汽引入凝汽器支 路3，乏汽通過凝汽器5將冷卻循環水加熱至約40°C。在冷卻水閉路循環中，約40°C的冷 卻循環水進入換熱器10內部的冷卻循環水管路換熱，經換熱器換熱的冷卻循環水進入冷
4卻循環水泵7的溫度約20°C，因拉大冷卻水閉路循環的溫差，故可降低冷卻循環水泵7的 電耗；在換熱水閉路循環中，換熱器循環水經換熱器10內部的換熱器循環水管路換熱後 出口溫度約35°C，然後進入熱泵機組吸熱側11-1，提取熱量後溫度降低約20°C ；在供熱水 閉路循環中，熱泵機組放熱側11-2放出熱量，根據用戶需求(地暖或普通水暖)將熱用戶 循環水提升至45-70°C，由供熱循環泵13泵入供熱用戶端為用戶供熱，供熱用戶端出水為 30-60°C。冷卻循環水泵7採用電廠0.6MPa抽汽驅動，更加節能、環保。凝汽器5的凝結水 經疏水箱15進入凝結水處理裝置。上述運行過程利用熱量約400MW，可滿足1000萬平方米 的小區供熱採暖，與集中供熱對比，以冬季供暖4個月計，可節省標煤29萬噸，還可節省空 冷島電耗，提高機組效率。
權利要求一種火電廠空冷機組回收排汽汽化潛熱供熱裝置，其特徵在於它包括汽輪機(1)、空冷島(6)、乏汽管路(2)、凝汽器(5)、冷卻循環水泵(7)、真空泵(16)和疏水箱(15)，所述乏汽管路連通汽輪機和空冷島，所述乏汽管路中部引出凝汽器支路(3)，所述凝汽器(5)位於該支路上，在凝汽器冷卻循環水迴路上設有多個供熱單元，各供熱單元包括換熱器(10)、換熱器循環水泵(14)、熱泵機組(11)、供熱循環泵(13)和供熱用戶端(12)，凝汽器冷卻循環水經換熱器(10)、冷卻循環水泵(7)、凝汽器(5)形成冷卻水閉路循環；換熱器循環水經熱泵機組吸熱側(11 1)、換熱器循環水泵(14)、換熱器(10)形成換熱水閉路循環；熱用戶循環水經熱泵機組放熱側(11 2)、供熱用戶端(12)、供熱循環泵(13)構成供熱水閉路循環。
2.根據權利要求1所述的火電廠空冷機組回收排汽汽化潛熱供熱裝置，其特徵在於 所述凝汽器支路(3)入口端設有真空蝶閥(4)，凝汽器支路出口端連接疏水箱(15)。
3.根據權利要求2所述的火電廠空冷機組回收排汽汽化潛熱供熱裝置，其特徵在於 所述真空泵(16)連通凝汽器，所述換熱器(10)為板式換熱器。
4.根據權利要求3所述的火電廠空冷機組回收排汽汽化潛熱供熱裝置，其特徵在於 所述板式換熱器的冷卻循環水入口和冷卻循環水出口處上分別設有調節閥(8、9)。
專利摘要一種火電廠空冷機組回收排汽汽化潛熱供熱裝置，用於解決利用火電廠空冷機組乏汽供熱問題。技術方案是它在乏汽管路中部引出凝汽器支路，在凝汽器冷卻循環水迴路上設有多個供熱單元，各供熱單元包括換熱器、換熱器循環水泵、熱泵機組、供熱循環泵和供熱用戶端，凝汽器冷卻循環水經換熱器、冷卻循環水泵、凝汽器形成冷卻水閉路循環；換熱器循環水經熱泵機組吸熱側、換熱器循環水泵、換熱器形成換熱水閉路循環；熱用戶循環水經熱泵機組放熱側、供熱用戶端、供熱循環泵構成供熱水閉路循環。本實用新型回收汽輪機排汽汽化潛熱結合熱泵供熱，不消耗做功蒸汽，可在用戶端根據需要調整合理的供熱溫度，應用靈活、節能效果明顯，還可提高機組效率。
文檔編號F24D15/04GK201740115SQ20102019174
公開日2011年2月9日 申請日期2010年5月14日 優先權日2010年5月14日
發明者尹紅衛, 張雲改, 李鴻斌, 羅鵬 申請人:石家莊安能科技有限公司