CN111561364A - 一种可实现全年投运的梯级利用背压汽轮发电系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可实现全年投运的梯级利用背压汽轮发电系统及方法，通过在热网加热器进/出水管路阀门前分别引接供/回热网水，利用热媒增压泵的循环动力进入烟气再热器及水暖型暖风器作为烟气和冷风的热源。从而实现非采暖季余压梯级利用汽轮机排汽能量的消纳，使梯级利用背压汽轮发电系统实现全年投运，有利于电厂节能及创收。本发明通过在采暖季，供热抽汽进入背压式汽轮发电机组做功，排汽进入热网加热器，实现对供热抽汽能量的梯级利用。在非采暖季，采用背压汽轮机乏汽作为烟气冷却器、锅炉暖风器等低温换热设备的热源，以热网水系统作为热载体，可在非采暖季对背压汽轮机排汽进行合理消纳，从而实现梯级利用背压汽轮发电系统的全年投运。

Description

一种可实现全年投运的梯级利用背压汽轮发电系统及方法

【技术领域】

本发明属于热能综合利用技术领域，涉及一种可实现全年投运的梯级利用背压汽轮发电系统及方法。

【背景技术】

在居民采暖供热领域中，当机组抽汽参数高于外供所需蒸汽参数时，往往需要对抽汽进行减压。抽汽节流损失是供热中常见的一个问题，相应节能潜力极大，在火电机组深度调峰的背景下(要求宽负荷运行)，这一问题更为突出。若能采取有效措施对该部分能量加以合理利用，可大幅提高机组供热经济性。

目前，虽然已有较多电厂通过各种手段开展供热抽汽节能研究，例如采用供热抽汽余压梯级利用系统，通过背压汽轮发电机组对抽汽能量进行合理分级利用，做功发电用于接带机组厂用电系统。但在非采暖期，背压汽轮发电机组的乏汽无法消纳，只能闲置停运，导致设备利用率低。若能找到合理的用户消纳背压汽轮机排汽，可实现梯级利用背压汽轮发电系统的全年投运，对于电厂实现节能并创收是十分有利的。

【发明内容】

本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种可实现全年投运的梯级利用背压汽轮发电系统及方法。采暖季，供热抽汽进入背压式汽轮发电机组做功，排汽进入热网加热器，实现对供热抽汽能量的梯级利用。在非采暖季，采用背压汽轮机乏汽作为烟气冷却器、锅炉暖风器等低温换热设备的热源，以热网水系统作为热载体，可在非采暖季对背压汽轮机排汽进行合理消纳，从而实现梯级利用背压汽轮发电系统的全年投运。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种可实现全年投运的梯级利用背压汽轮发电系统，包括：

余压梯级利用汽轮机，所述余压梯级利用汽轮机的进汽端连接采暖抽汽，排汽进入热网加热器的热侧；

热网加热器，所述热网加热器的疏水出口与疏水罐相连通；热网循环水由热网加热器的冷侧入口进入，经换热后由冷侧出口进入热网循环水的供水管路；

供/回热循环管路，所述供/回热循环管路并联于热网加热器的冷侧入口和出口两端。

本发明进一步的改进在于：

所述余压梯级利用汽轮机的输出轴上连接发电机，带动发电机发电。

所述热网加热器的冷侧入口连接第一阀门，通过第一阀门控制热网循环水的进入；冷侧出口连接第二阀门，通过第二阀门控制热网循环水进入供水管路。

所述供/回热循环管路包括第三阀门、第四阀门以及热媒水循环泵；第三阀门的入口连接于第一阀门与热网加热器之间的管路上，第四阀门的出口连接于第二阀门与热网加热器之间的管路上；

第三阀门的出口连接热媒水循环泵，热媒水循环泵的出口分别连接烟气再热器和水暖型暖风器；烟气再热器和水暖型暖风器的出口水汇合后通过第四阀门进入热网加热器完成循环。

所述第三阀门与热媒水循环泵之间的管路上还设置有第一调阀，烟气再热器和水暖型暖风器与第四阀门之间的管路上还设置有第二调阀，第一调阀和第二调阀用于调节供/回热循环管路的循环水流量。

一种可实现全年投运的梯级利用背压汽轮发电方法，包括以下步骤：

采暖抽汽首先进入余压梯级利用汽轮机中做功，带动发电机发电；余压梯级利用汽轮机排汽进入热网加热器，加热循环水后，疏水回至疏水罐中；

在采暖季，打开第一阀门、第二阀门，关闭第三阀门、第四阀门，热网循环水进入热网加热器中，与余压梯级利用汽轮机排汽进行换热，完成对余压梯级利用汽轮机排汽能量的利用，加热后的热网循环水送入热网供水管路；

在非采暖季，打开第三阀门、第四阀门，关闭第一阀门、第二阀门，从热网加热器进/出水侧分别引一路供/回热网水，热网水在热网加热器中被汽轮机排汽加热，之后经热媒增压泵升压后进入烟气再热器及水暖型暖风器放热，出口水返回热网加热器完成循环。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明可实现全年投运的梯级利用背压汽轮发电系统，通过在热网加热器进/出水管路阀门前分别引接供/回热网水，利用热媒增压泵的循环动力进入烟气再热器及暖风器作为烟气和冷风的热源。从而实现非采暖季余压梯级利用汽轮机排汽能量的消纳，使梯级利用背压汽轮发电系统实现全年投运，有利于电厂节能及创收。

【附图说明】

图1为本发明发电系统的示意图。

其中：1-余压梯级利用汽轮机，2-发电机，3-热网加热器，4-疏水罐，5-第一阀门，6-第二阀门，7-第三阀门，8-第四阀门，9-热媒水循环泵，10-第一调阀，11-第二调阀，12-烟气再热器，13-水暖型暖风器。

【具体实施方式】

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

在附图中示出了根据本发明公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。

本发明公开的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。另外，如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”，那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1，本发明可实现全年投运的梯级利用背压汽轮发电系统，包括余压梯级利用汽轮机1，热网加热器3以及供/回热循环管路。

余压梯级利用汽轮机1的进汽端连接采暖抽汽，排汽进入热网加热器3的热侧；余压梯级利用汽轮机1的输出轴上连接发电机，带动发电机2发电。

热网加热器3的冷侧入口连接第一阀门5，通过第一阀门5控制热网循环水的进入；冷侧出口连接第二阀门6，通过第二阀门6控制热网循环水进入供水管路。热网加热器3的疏水出口与疏水罐4相连通；热网循环水由热网加热器3的冷侧入口进入，经换热后由冷侧出口进入热网循环水的供水管路；

供/回热循环管路并联于热网加热器3的冷侧入口和出口两端。供/回热循环管路包括第三阀门7、第四阀门8以及热媒水循环泵9；第三阀门7的入口连接于第一阀门5与热网加热器3之间的管路上，第四阀门8的出口连接于第二阀门6与热网加热器3之间的管路上；第三阀门7的出口连接热媒水循环泵9，热媒水循环泵9的出口分别连接烟气再热器12和水暖型暖风器13；烟气再热器12和水暖型暖风器13的出口冷水汇合后通过第四阀门8进入热网加热器3完成循环。第三阀门7与热媒水循环泵9之间的管路上还设置有第一调阀10，烟气再热器12和水暖型暖风器13与第四阀门8之间的管路上还设置有第二调阀11，第一调阀10和第二调阀11用于调节供/回热循环管路的循环水流量。

本发明的结构原理：

采暖抽汽首先进入余压梯级利用汽轮机1中做功，带动发电机2发电。余压梯级利用汽轮机1排汽进入热网加热器3，加热热网循环水后，疏水回至疏水罐4中。利用余压梯级利用汽轮机系统实现对采暖抽汽能量的合理梯级利用。

在采暖季，打开第一阀门5、第二阀门6，关闭第三阀门7、第四阀门8，热网循环水进入热网加热器3中，与余压梯级利用汽轮机排汽进行换热，完成对余压梯级利用汽轮机排汽能量的利用，加热后的热网循环水送入热网供水管路。

在非采暖季，打开第三阀门7、第四阀门8，关闭第一阀门5、第二阀门6，从热网加热器3进/出水侧分别引一路供/回热网水，热网水在热网加热器3中被汽轮机1排汽加热，之后经热媒增压泵9升压后进入烟气再热器12及水暖型暖风器13放热，出口水返回热网加热器3完成循环。通过关闭第一阀门5、第二阀门6，确保非采暖季时热网加热器独立于整个热网系统。从而实现非采暖季余压梯级利用汽轮机排汽能量的消纳，使梯级利用背压汽轮机系统可全年投运。在供暖季开始和结束时，对热网加热器3进行清洗，避免水质差异对锅炉烟气再热器及水暖型暖风器换热管束的影响。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种可实现全年投运的梯级利用背压汽轮发电系统，其特征在于，包括：

余压梯级利用汽轮机(1)，所述余压梯级利用汽轮机(1)的进汽端连接采暖抽汽，排汽进入热网加热器(3)的热侧；

热网加热器(3)，所述热网加热器(3)的疏水出口与疏水罐(4)相连通；热网循环水由热网加热器(3)的冷侧入口进入，经换热后由冷侧出口进入热网循环水的供水管路；

供/回热循环管路，所述供/回热循环管路并联于热网加热器(3)的冷侧入口和出口两端。

2.根据权利要求1所述的可实现全年投运的梯级利用背压汽轮发电系统，其特征在于，所述余压梯级利用汽轮机(1)的输出轴上连接发电机，带动发电机(2)发电。

3.根据权利要求1所述的可实现全年投运的梯级利用背压汽轮发电系统，其特征在于，所述热网加热器(3)的冷侧入口连接第一阀门(5)，通过第一阀门(5)控制热网循环水的进入；冷侧出口连接第二阀门(6)，通过第二阀门(6)控制热网循环水进入供水管路。

4.根据权利要求3所述的可实现全年投运的梯级利用背压汽轮发电系统，其特征在于，所述供/回热循环管路包括第三阀门(7)、第四阀门(8)以及热媒水循环泵(9)；第三阀门(7)的入口连接于第一阀门(5)与热网加热器(3)之间的管路上，第四阀门(8)的出口连接于第二阀门(6)与热网加热器(3)之间的管路上；

第三阀门(7)的出口连接热媒水循环泵(9)，热媒水循环泵(9)的出口分别连接烟气再热器(12)和水暖型暖风器(13)；烟气再热器(12)和水暖型暖风器(13)的出口水汇合后通过第四阀门(8)进入热网加热器(3)完成循环。

5.根据权利要求4所述的可实现全年投运的梯级利用背压汽轮发电系统，其特征在于，所述第三阀门(7)与热媒水循环泵(9)之间的管路上还设置有第一调阀(10)，烟气再热器(12)和水暖型暖风器(13)与第四阀门(8)之间的管路上还设置有第二调阀(11)，第一调阀(10)和第二调阀(11)用于调节供/回热循环管路的循环水流量。

6.一种采用权利要求4或5所述系统的可实现全年投运的梯级利用背压汽轮发电方法，其特征在于，包括以下步骤：

采暖抽汽首先进入余压梯级利用汽轮机(1)中做功，带动发电机(2)发电；余压梯级利用汽轮机(1)排汽进入热网加热器(3)，加热循环水后，疏水回至疏水罐(4)中；

在采暖季，打开第一阀门(5)、第二阀门(6)，关闭第三阀门(7)、第四阀门(8)，热网循环水进入热网加热器(3)中，与余压梯级利用汽轮机排汽进行换热，完成对余压梯级利用汽轮机排汽能量的利用，加热后的热网循环水送入热网供水管路；

在非采暖季，打开第三阀门(7)、第四阀门(8)，关闭第一阀门(5)、第二阀门(6)，从热网加热器(3)进/出水侧分别引一路供/回热网水，热网水在热网加热器(3)中被汽轮机(1)排汽加热，之后经热媒增压泵(9)升压后进入烟气再热器(12)及水暖型暖风器(13)放热，出口水返回热网加热器(3)完成循环。

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