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CN106988810A - 一种余热余压梯级利用的多级加热系统及方法 - Google Patents

一种余热余压梯级利用的多级加热系统及方法 Download PDF

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彭烁
李启明
周贤
黄中
王保民
王剑钊
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Abstract

一种余热余压梯级利用的多级加热系统及方法，系统主要包括功热汽轮机、发电机、吸收式热泵、一级热网加热器以及二级热网加热器；功热汽轮机的进汽口与主汽轮机供热抽汽管道相连，利用部分供热带动发电机发电；汽轮机排汽一分为二，一部分进入吸收式热泵，作为热泵的驱动蒸汽，回收低品位热源中的热能，加热供热回水，驱动蒸汽经热泵后的疏水返回热力系统；另一部分进入一级热网加热器，进一步加热热网回水，加热器的疏水从一级热网加热器的放热侧流出后返回热力系统；经一级热网加热器加热后的供热水接着进入二级热网加热器，进一步加热至所需温度后送出，用以供热；二级热网加热器的放热侧与主汽轮机的供热抽汽管道相连，加热器的疏水从二级热网加热器的放热侧流出后返回热力系统。

Description

一种余热余压梯级利用的多级加热系统及方法
技术领域
本发明涉及汽轮机，热泵及供热技术领域，具体而言，本发明特别涉及一种余热余压梯级利用的多级加热系统及方法。
背景技术
我国能源利用效率偏低，严重制约了我国的经济发展和社会进步。面对国家节能减排的重大战略需求，开发能源高效利用和低排放的新技术势在必行。在热电联供机组中，为了提高能源利用率，实现能量的梯级利用，一般采用主汽轮机抽汽供热。但是，随着主汽轮机运行的参数越来越高，主汽轮机供热抽汽的压力和温度往往高于供热系统的需求，直接对热网供水进行加热将造成能量的极大浪费。
同时，在高耗能的电力、钢铁、水泥、玻璃等行业中，也存在着大量的废热余热，特别是100℃以下的低品位热源余热有效利用，如汽轮机乏汽，工业循环冷却水，锅炉排放尾气等，这也造成了能量利用效率偏低和能源的浪费。
发明内容
为了解决上述问题，提高能源利用效率，减小能源浪费，增加供热机组能效，提高经济效益，降低煤耗，实现能量的梯级利用，本发明提供了一种余热余压梯级利用的多级加热系统及方法，将主汽轮机抽汽分成两路，一路通入功热汽轮机发电后分两路，达到三级加热的目的。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种余热余压梯级利用的多级加热系统，包括功热汽轮机1，其进汽口与主汽轮机供热抽汽管道相连；吸收式热泵3，吸收式热泵3的驱动蒸汽入口连接功热汽轮机1的排汽口，功热汽轮机1的部分排汽作为吸收式热泵3的驱动蒸汽，吸收式热泵3的热源入口连接低品位热源4，回收低品位热源4中的热能，加热供热回水，吸收式热泵3的疏水出口连接热力系统；一级热网加热器5，其热网水入口连接吸收式热泵3的热网水出口，一级热网加热器5的放热侧与功热汽轮机1的排汽口相连，进一步加热热网水，一级热网加热器5的疏水出口连接热力系统；二级热网加热器6，其热网水入口连接一级热网加热器5的热网水出口，二级热网加热器6的放热侧与主汽轮机供热抽汽管道相连，再次加热热网水，二级热网加热器6的疏水出口连接热力系统；将主汽轮机的供热抽汽一分为二，一路进入功热汽轮机1发电，功热汽轮机1的排汽再次一分为二，一路作为吸收式热泵3的驱动热源，回收低品位热源4中的热能，加热供热回水；另一路直接进入一级热网加热器5，对经过吸收式热泵3加热后的供热回水再次加热；主汽轮机供热抽汽的第二路蒸汽直接进入二级热网加热器6，对经过一级热网加热器5加热后的供热回水再次加热，从而实现了部分供热抽汽的余压余热利用和低品位热源的余热利用，提升了经济效益。
所述功热汽轮机1为背压式汽轮机，功热汽轮机1通过联轴器带动能量转换装置2，对外输出能量。
所述能量转换装置2为同步发电机、异步发电机、泵、风机或压缩机。
为了满足吸收式热泵3的驱动蒸汽参数需求，在功热汽轮机1和吸收式热泵3之间安装减温减压器9，便于对蒸汽参数进行调节。
所述低品位热源4为汽轮机乏汽、循环冷却水或者锅炉烟气。
所述一级热网加热器5的放热侧与功热汽轮机1的排汽口连接的管道上安装有第一节流阀7，用以控制进入一级热网加热器5的抽汽参数。
所述二级热网加热器6的放热侧与主汽轮机供热抽汽管道间安装有第二节流阀8，用以控制进入二级热网加热器6的抽汽参数。
所述的余热余压梯级利用的多级加热系统的多级加热方法，一部分主汽轮机供热抽汽进入功热汽轮机1，功热汽轮机1通过联轴器带动能量转换装置2发电；功热汽轮机部分排汽经管道与吸收式热泵3相连，作为吸收式热泵3的驱动汽源，从吸收式热泵3流出的疏水返回热力系统；吸收式热泵3回收低品位热源4中的热能，加热供热回水；加热后的供热回水接着进入一级热网加热器5，一级热网加热器5的放热侧与功热汽轮机1的出汽管道相连，用以加热热网供水，一级热网加热器5的疏水返回热力系统；经过一级热网加热器5加热的供热回水接着进入二级热网加热器6，二级热网加热器6的放热侧与主汽轮机供热抽汽管道相连，用以加热热网供水，加热器的疏水返回热力系统。与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、提高能源利用效率，增加供热机组发电量，提升经济效益，节能减排效果明显。
2、整个装置的结构简单紧凑、成本低。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图中，1为功热汽轮机，2为能量转换装置，3为吸收式热泵，4为低品位热源，5为一级热网加热器，6为二级热网加热器，7为第一节流阀，8为第二节流阀，9为减温减压器，10为热网循环泵。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
图图1所示，本实施例一种余热余压梯级利用的多级加热系统，一部分供热抽汽进入功热汽轮机1，功热汽轮机1为背压式汽轮机，通过联轴器带动异步电机发电。功热汽轮机1部分排汽经管道与吸收式热泵3相连，作为吸收式热泵3的驱动汽源，从吸收式热泵3流出的疏水返回热力系统。在功热汽轮机1和吸收式热泵3之间，可以安装减温减压器9，便于调节驱动蒸汽的参数，以满足吸收式热泵3工作的需要。吸收式热泵3为溴化锂第一类吸收式热泵，回收低品位热源4中的热能，加热供热回水。加热后的供热回水接着进入一级热网加热器5，一级热网加热器5的放热侧与功热汽轮机1的出汽管道相连，用以加热热网供水，一级热网加热器5的疏水返回热力系统。在一级热网加热器5的放热侧与功热汽轮机1的出汽管道间安装有第一节流阀7，用以控制进入一级热网加热器5的抽汽参数。经过一级热网加热器5加热的供热回水接着进入二级热网加热器6，二级热网加热器6的放热侧与主汽轮机供热抽汽管道相连，用以加热热网供水，加热器的疏水返回热力系统。在二级热网加热器6的放热侧与主汽轮机供热抽汽管道间安装有第二节流阀8，用以控制进入二级热网加热器6的抽汽参数。
本发明的工作原理如下：本发明将主汽轮机的供热抽汽一分为二，一路进入功热汽轮机1发电，功热汽轮机1的排汽再次一分为二，一路作为吸收式热泵3的驱动热源，回收低品位热源4中的热能，加热供热回水；另一路直接进入一级热网加热器5，对经过吸收式热泵3加热后的供热回水再次加热。主汽轮机供热抽汽的第二路蒸汽直接进入二级热网加热器6，对经过一级热网加热器5加热后的供热回水再次加热，从而实现了部分供热抽汽的余压余热利用和低品位热源的余热利用，提升了经济效益。

Claims (8)

1.一种余热余压梯级利用的多级加热系统，其特征在于，包括功热汽轮机(1)，其进汽口与主汽轮机供热抽汽管道相连；吸收式热泵(3)，吸收式热泵(3)的驱动蒸汽入口连接功热汽轮机(1)的排汽口，功热汽轮机(1)的部分排汽作为吸收式热泵(3)的驱动蒸汽，吸收式热泵(3)的热源入口连接低品位热源(4)，回收低品位热源(4)中的热能，加热供热回水，吸收式热泵(3)的疏水出口连接热力系统；一级热网加热器(5)，其热网水入口连接吸收式热泵(3)的热网水出口，一级热网加热器(5)的放热侧与功热汽轮机(1)的排汽口相连，进一步加热热网水，一级热网加热器(5)的疏水出口连接热力系统；二级热网加热器(6)，其热网水入口连接一级热网加热器(5)的热网水出口，二级热网加热器(6)的放热侧与主汽轮机供热抽汽管道相连，再次加热热网水，二级热网加热器(6)的疏水出口连接热力系统；将主汽轮机的供热抽汽一分为二，一路进入功热汽轮机(1)发电，功热汽轮机(1)的排汽再次一分为二，一路作为吸收式热泵(3)的驱动热源，回收低品位热源(4)中的热能，加热供热回水；另一路直接进入一级热网加热器(5)，对经过吸收式热泵(3)加热后的供热回水再次加热；主汽轮机供热抽汽的第二路蒸汽直接进入二级热网加热器(6)，对经过一级热网加热器(5)加热后的供热回水再次加热，从而实现了部分供热抽汽的余压余热利用和低品位热源的余热利用，提升了经济效益。
2.根据权利要求1所述的余热余压梯级利用的多级加热系统，其特征在于，所述功热汽轮机(1)为背压式汽轮机，功热汽轮机(1)通过联轴器带动能量转换装置(2)，对外输出能量。
3.根据权利2所述的余热余压梯级利用的多级加热系统，其特征在于，所述能量转换装置(2)为同步发电机、异步发电机、泵、风机或压缩机。
4.根据权利要求1所述的余热余压梯级利用的多级加热系统，其特征在于，为了满足吸收式热泵(3)的驱动蒸汽参数需求，在功热汽轮机(1)和吸收式热泵(3)之间安装减温减压器(9)，便于对蒸汽参数进行调节。
5.根据权利要求1所述的余热余压梯级利用的多级加热系统，其特征在于，所述低品位热源(4)为汽轮机乏汽、循环冷却水或者锅炉烟气。
6.根据权利要求1所述的余热余压梯级利用的多级加热系统，其特征在于，所述一级热网加热器(5)的放热侧与功热汽轮机(1)的排汽口连接的管道上安装有第一节流阀(7)，用以控制进入一级热网加热器(5)的抽汽参数。
7.根据权利要求1所述的余热余压梯级利用的多级加热系统，其特征在于，所述二级热网加热器(6)的放热侧与主汽轮机供热抽汽管道间安装有第二节流阀(8))，用以控制进入二级热网加热器(6)的抽汽参数。
8.权利要求1至7任一项所述的余热余压梯级利用的多级加热系统的多级加热方法，其特征在于，一部分主汽轮机供热抽汽进入功热汽轮机(1)，功热汽轮机(1)通过联轴器带动能量转换装置(2)发电；功热汽轮机部分排汽经管道与吸收式热泵(3)相连，作为吸收式热泵(3)的驱动汽源，从吸收式热泵(3)流出的疏水返回热力系统；吸收式热泵(3)回收低品位热源(4)中的热能，加热供热回水；加热后的供热回水接着进入一级热网加热器(5)，一级热网加热器(5)的放热侧与功热汽轮机(1)的出汽管道相连，用以加热热网供水，一级热网加热器(5)的疏水返回热力系统；经过一级热网加热器(5)加热的供热回水接着进入二级热网加热器(6)，二级热网加热器(6)的放热侧与主汽轮机供热抽汽管道相连，用以加热热网供水，加热器的疏水返回热力系统。
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