本發(fā)明涉及火電廠汽輪機熱力系統(tǒng)補水系統(tǒng)，具體為一種背壓式汽輪機補水預加熱系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
集中式供熱、供汽能提高能源利用率、節(jié)約能源。供熱機組的熱電聯(lián)產(chǎn)綜合熱效率可達85%，遠高于大型純凝汽輪機組的發(fā)電熱效率；區(qū)域鍋爐房的大型供熱鍋爐的熱效率可達80%～90%，而分散的小型鍋爐的熱效率只有50%～60%。其中，為工業(yè)園區(qū)內(nèi)的企業(yè)集中供汽通常采用背壓式汽輪機組，即背壓機的排汽參數(shù)對應對外供汽的參數(shù)，通常對外供汽的的凝水無法回收，因此在背壓式汽輪機側(cè)需要提供鍋爐補水，重新將補水加熱后變?yōu)檎羝腿肫啓C。
鍋爐的補水首先通過汽輪機的回熱系統(tǒng)逐級加熱，通常的加熱設備包括補水加熱器或低壓加熱器、除氧器、高壓加熱器，補水從回熱系統(tǒng)進入鍋爐，經(jīng)過省煤器、水冷壁、過熱器完成補水的過熱汽化過程，過熱蒸汽進入背壓式汽輪機，膨脹做功發(fā)電，蒸汽壓力在汽輪機出口降低至對外的供汽參數(shù)，直接進入熱網(wǎng)，形成背壓供汽機組的主要工藝流程。
背壓式汽輪機組中有很多輔機和主機均需要使用閉式冷卻水冷卻，包括了發(fā)電機、給水泵、送風機、引風機等，閉式冷卻水在吸收了輔機的熱量后，通過表面式換熱器將熱量傳遞至開式冷卻水，通常使用冷卻塔冷卻開式冷卻水，整體形成一套輔機的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)。這部分輔機的熱量直接排放入環(huán)境中，未被合理利用。
對于背壓式汽輪機，通常由于其容量較小，其抽汽回熱系統(tǒng)較大型的純凝機組更簡化，抽汽級數(shù)較少，回熱系統(tǒng)不完善，可能出現(xiàn)高溫抽汽直接加熱低溫的補水，因此有必要在補水進入背壓機的回熱系統(tǒng)前，先進行補水預加熱。同時，在供熱機組中有大量的循環(huán)冷卻水余熱未被利用，因此將機組余熱和背壓機的補水系統(tǒng)相結(jié)合，實現(xiàn)補水的預加熱，對進一步提高供熱機組的熱效率有著積極的意義。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對上述問題，本發(fā)明提供了一種背壓式汽輪機補水預加熱系統(tǒng)，用于回收輔機閉式冷卻水余熱，對背壓機的補水進行預加熱。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種背壓式汽輪機補水預加熱系統(tǒng)，上述系統(tǒng)包括背壓機回熱系統(tǒng)、閉式冷卻水系統(tǒng)、補水預加熱系統(tǒng)。
背壓機回熱系統(tǒng)包括依次相連的補水加熱器、除氧器、給水泵、2號高壓加熱器、1號高壓加熱器、鍋爐、背壓式汽輪機、小汽機；
閉式冷卻水系統(tǒng)包括輔機冷卻器、閉冷水泵、閉冷水換熱器、冷卻塔、循環(huán)水泵，互為備份并聯(lián)設置的吸收式熱泵和閉冷水換熱器；
補水預加熱系統(tǒng)包括依次相連的補水泵、吸收式熱泵，其中吸收式熱泵還包括與小汽機相連的蒸汽管路、與閉冷水系統(tǒng)相連的循環(huán)水管路。
本發(fā)明進一步設置為，上述吸收式熱泵包括蒸發(fā)器、發(fā)生器、吸收器和冷凝器；蒸發(fā)器，其進口與閉式水泵出口相連，出口與輔機冷卻器進口相連。發(fā)生器，其進口與小汽機排汽出口相連，出口與熱泵的冷凝器出口混合后與補水加熱器進口相連；吸收器和冷凝器，其進口與補水泵出口相連，出口與補水加熱器進口相連。
本發(fā)明進一步設置為，上述閉式冷卻水系統(tǒng)包括輔機冷卻器、閉冷水換熱器和閉冷水泵，輔機冷卻器出口與閉冷水泵進口相連，進口與熱泵蒸發(fā)器出口和閉冷水換熱器出口相連；閉冷水泵出口分兩路，一路與閉冷水換熱器相連，一路與熱泵蒸發(fā)器進口相連，進口與輔機換熱器出口相連；閉冷水換熱器閉冷水側(cè)進口與閉冷水泵出口相連，出口與輔機冷卻器進口相連，循環(huán)冷卻水側(cè)出口與冷卻塔進口相連，進口與循環(huán)水泵出口相連。
有益效果
與傳統(tǒng)的背壓機補水加熱系統(tǒng)相比，本發(fā)明提供的一種背壓式汽輪機補水預加熱系統(tǒng)，該系統(tǒng)能回收背壓機組閉式冷卻水中的余熱，經(jīng)過蒸汽驅(qū)動，用于補水的預加熱，減少了加熱補水的蒸汽耗量，增加了對外供汽量。此外，該系統(tǒng)還能停運原系統(tǒng)的閉式水冷卻系統(tǒng)，如冷卻塔、開式循環(huán)水泵等，降低了能耗，減少水分蒸發(fā)，節(jié)約了水資源。為背壓式汽輪機的補水預熱提供了節(jié)能方案。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的連接示意圖。
圖中，1、鍋爐；2、背壓式汽輪機；3、驅(qū)動給水泵的小汽輪機；4、輔機冷卻水換熱器；5、閉式循環(huán)水泵；6、閉式水換熱器；7、冷卻塔；8、循環(huán)水泵；9、吸收式熱泵；10、補水泵；11、補水加熱器；12、除氧器；13、給水泵；14、2號高壓加熱器；15、1號高壓加熱器。
具體實施方式
在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施例的限制。
下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式做進一步的說明。對本發(fā)明使用到的部件功能如下：
實施例
在本實施例中，結(jié)合附圖，對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)進行詳細描述。
請參見附圖，一種背壓式汽輪機補水預加熱系統(tǒng)，汽水系統(tǒng)包括依次相連的補水泵10、吸收式熱泵9、補水加熱器11、除氧器12、給水泵13、2號高壓加熱器14、1號高壓加熱器15、鍋爐1、背壓式汽輪機2、小汽機3，閉冷水系統(tǒng)包括輔機冷卻器4、閉冷水泵5、閉冷水換熱器6、冷卻塔7、循環(huán)水泵8，吸收式熱泵9與閉冷水換熱器6并聯(lián)，互相備用。
上述熱泵背壓機補水預加熱系統(tǒng)包括如下：
吸收式熱泵9，用于回收輔機冷卻器4中的余熱，對鍋爐補水進行預加熱，同時替代閉冷水換熱器6，使開式循環(huán)中的冷卻塔7和循環(huán)水泵8可以停機備用，降低能耗。熱泵的驅(qū)動熱源進口與小汽機3的排汽口相連，產(chǎn)生的疏水出口與補水出口混合進入補水加熱器11；熱泵余熱源進口與閉冷泵5出口相連，出口與輔機冷卻水進口相連；熱泵被加熱的工質(zhì)進口與鍋爐補水泵10出口相連，出口與補水加熱器11相連。
補水加熱器11，當吸收式熱泵9無法完全利用小汽機3的排汽時，剩余的小汽機排汽均進入補水加熱器11，充分利用小汽機的排汽加熱鍋爐補水。加熱器補水進口與熱泵9出口相連，出口與除氧器12進口相連；蒸汽進口與小汽機3排汽口相連，疏水出口與除氧器12進口相連。
作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，上述吸收式熱泵9可采用第一類單效型吸收式熱泵，其能效比（COP）約為1.8，但可根據(jù)實際情況選用雙效型吸收式熱泵制取冷凍水。
作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，上述吸收式熱泵9的低溫余熱源可直接使用閉式冷卻水或開式循環(huán)水等作為余熱源，但不限于上述兩種余熱，任何無害穩(wěn)定的廢熱均可作為本系統(tǒng)的余熱源。
實施前，需要檢測獲取背壓機組在不同季節(jié)、負荷下的補水量、補水溫度、閉冷水系統(tǒng)換熱量（即輔機散熱量）或循環(huán)冷卻水的溫度等運行參數(shù)。根據(jù)獲得的參數(shù)，對吸收式熱泵進行設計選型，校核原加熱和循環(huán)水系統(tǒng)。具體實施時，將補水溫度、補水量、循環(huán)水溫度等信號輸入到熱泵的補水預加熱系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)接入原背壓機的控制系統(tǒng)中，對蒸汽耗量、循環(huán)水量、原閉冷水開式循環(huán)水系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行調(diào)節(jié)控制。補水加熱器，為利用背壓機組汽動給水泵的小汽機排汽加熱鍋爐補水的設備，加熱器可采用表面式或混合式等形式，若采用表面式加熱器，其疏水可進入除氧器中，通常補水加熱器的水溫為90~110℃。其補水進口與吸收式熱泵的冷凝器相連，出口與除氧器進口相連，加熱蒸汽進口與小汽機排汽管相連，疏水與除氧器進口相連。
除氧器，是鍋爐補水的熱力型除氧裝置，其熱源采用背壓式汽輪機的排汽，即對外供汽的參數(shù)，此外，除氧器還吸收了高壓加熱器的疏水熱量。其進口與高壓加熱器和補水加熱器的疏水出口相連，進口與補水加熱器的補水出口相連，蒸汽進口與背壓機排汽口相連，補水出口與高壓加熱器出口相連
高壓加熱器，是將除氧器經(jīng)過給水泵加壓后的補水進一步利用背壓機排汽和抽汽的設備，通常其熱源采用背壓機排汽和各級抽汽，疏水采用逐級自流的方式。1號高加的出口與鍋爐進口相連，2號高加補水進口與除氧器出口的給水泵出口相連，蒸汽進口分別與背壓機抽汽和排汽出口相連。
上述閉式冷卻水系統(tǒng)包括如下：
閉式冷卻水換熱器，是將從各輔機吸收熱量的閉冷水冷卻的設備，通過表面式換熱，將熱量從閉冷水傳遞至開式循環(huán)水中，降低閉冷水溫度。其閉冷水側(cè)進口與閉式水泵出口相連，出口與被冷卻輔機冷卻水進口相連，開式循環(huán)水進出口分別與開式循環(huán)水泵出口和冷卻塔進口相連。
閉式水泵，是閉冷水在整個循環(huán)中用于克服壓損的加壓設備。其進口與被冷卻輔機的冷卻水出口相連，出口與閉冷水換熱器進口相連。
各輔機的冷卻器及配套設備，從閉冷水循環(huán)母管上分流冷卻水進入輔機的冷卻換熱器，回水進入閉冷水回水母管，此外，在閉式水系統(tǒng)中還包括補水、排污等配套設備。
開式循環(huán)水系統(tǒng)，是將閉式冷卻水換熱器熱量通過冷卻塔將熱量轉(zhuǎn)移至環(huán)境中的設備，其配有開式循環(huán)水泵。
上述補水預加熱系統(tǒng)包括如下：
吸收式熱泵，包括吸收器、蒸發(fā)器、冷凝器、發(fā)生器四個換熱器，通過回收閉式冷卻水中的余熱，在驅(qū)動蒸汽的作用下，對鍋爐補水進行預加熱。其蒸發(fā)器進口與閉冷水泵出口相連，蒸發(fā)器出口與輔機冷卻水進口相連，與閉冷水換熱器形成并聯(lián)，發(fā)生器進口與小汽機排汽出口相連，出口疏水與冷凝器出口相連，吸收器進口與補水泵出口相連，冷凝器出口與補水加熱器進口相連。
上述背壓機回熱系統(tǒng)包括如下：
補水加熱器，為利用背壓機組汽動給水泵的小汽機排汽加熱鍋爐補水的設備，加熱器可采用表面式或混合式等形式，若采用表面式加熱器，其疏水可進入除氧器中，通常補水加熱器的水溫為90~110℃。其補水進口與吸收式熱泵的冷凝器相連，出口與除氧器進口相連，加熱蒸汽進口與小汽機排汽管相連，疏水與除氧器進口相連。
除氧器，是鍋爐補水的熱力型除氧裝置，其熱源采用背壓式汽輪機的排汽，即對外供汽的參數(shù)，此外，除氧器還吸收了高壓加熱器的疏水熱量。其進口與高壓加熱器和補水加熱器的疏水出口相連，進口與補水加熱器的補水出口相連，蒸汽進口與背壓機排汽口相連，補水出口與高壓加熱器出口相連
高壓加熱器，是將除氧器經(jīng)過給水泵加壓后的補水進一步利用背壓機排汽和抽汽的設備，通常其熱源采用背壓機排汽和各級抽汽，疏水采用逐級自流的方式。1號高加的出口與鍋爐進口相連，2號高加補水進口與除氧器出口的給水泵出口相連，蒸汽進口分別與背壓機抽汽和排汽出口相連。
上述閉式冷卻水系統(tǒng)包括如下：
閉式冷卻水換熱器，是將從各輔機吸收熱量的閉冷水冷卻的設備，通過表面式換熱，將熱量從閉冷水傳遞至開式循環(huán)水中，降低閉冷水溫度。其閉冷水側(cè)進口與閉式水泵出口相連，出口與被冷卻輔機冷卻水進口相連，開式循環(huán)水進出口分別與開式循環(huán)水泵出口和冷卻塔進口相連。
閉式水泵，是閉冷水在整個循環(huán)中用于克服壓損的加壓設備。其進口與被冷卻輔機的冷卻水出口相連，出口與閉冷水換熱器進口相連。
各輔機的冷卻器及配套設備，從閉冷水循環(huán)母管上分流冷卻水進入輔機的冷卻換熱器，回水進入閉冷水回水母管，此外，在閉式水系統(tǒng)中還包括補水、排污等配套設備。
開式循環(huán)水系統(tǒng)，是將閉式冷卻水換熱器熱量通過冷卻塔將熱量轉(zhuǎn)移至環(huán)境中的設備，其配有開式循環(huán)水泵。
上述補水預加熱系統(tǒng)包括如下：
吸收式熱泵，包括吸收器、蒸發(fā)器、冷凝器、發(fā)生器四個換熱器，通過回收閉式冷卻水中的余熱，在驅(qū)動蒸汽的作用下，對鍋爐補水進行預加熱。其蒸發(fā)器進口與閉冷水泵出口相連，蒸發(fā)器出口與輔機冷卻水進口相連，與閉冷水換熱器形成并聯(lián)，發(fā)生器進口與小汽機排汽出口相連，出口疏水與冷凝器出口相連，吸收器進口與補水泵出口相連，冷凝器出口與補水加熱器進口相連。