專利名稱：大容量熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱發(fā)電機(jī)組排汽余熱利用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬發(fā)電機(jī)組余熱利用技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種大容量熱電聯(lián)產(chǎn)集中 供熱發(fā)電機(jī)組排汽余熱利用方法。
背景技術(shù)：
隨著人們物質(zhì)生活水平的不斷提高，我國(guó)北方采暖地區(qū)冬季供暖需求 由過(guò)去的生活“奢侈品”逐漸轉(zhuǎn)化為生活“必需品”。近年來(lái)，各級(jí)政府加大對(duì)節(jié)能環(huán)保的重 視，過(guò)去城區(qū)傳統(tǒng)的燃煤采暖小鍋爐逐步被集中供熱所取代。全國(guó)集中供熱采暖煤耗達(dá)到 2億噸左右，熱電聯(lián)產(chǎn)相比熱電分產(chǎn)能夠節(jié)約1/2-1/3左右燃煤消耗，目前，熱電聯(lián)產(chǎn)供熱 量約占北方集中供熱的一半以上.熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組發(fā)電量約占全國(guó)火力發(fā)電比例超過(guò)20%， 總裝級(jí)容量超過(guò)1億千瓦。由此可見(jiàn)，熱電聯(lián)產(chǎn)供熱過(guò)程中的節(jié)能潛力巨大，節(jié)能工作尤其 重要。近幾年，隨著國(guó)家能源調(diào)控政策的進(jìn)一步加大，“上大壓小、節(jié)能減排”措施的落 實(shí)，積極鼓勵(lì)建設(shè)大容量、高參數(shù)抽凝熱電機(jī)組。目前大容量發(fā)電機(jī)組熱電聯(lián)產(chǎn)供熱的基本 模式為選取一定的壓力、溫度參數(shù)下的做過(guò)部分功的蒸汽從汽輪機(jī)抽出，而后送入供熱首 站熱水加熱器，蒸汽疏水回收；首站熱水通過(guò)水泵加壓后送入城區(qū)二級(jí)站通過(guò)換熱器加熱 二級(jí)管網(wǎng)熱水，二級(jí)管網(wǎng)熱水通過(guò)水泵加壓后送入熱用戶。隨著機(jī)組容量的增大，冷源介質(zhì)流量大，一臺(tái)機(jī)組的冷源熱損失加大，如果將大容 量機(jī)組冷源損失回收作為采暖熱用戶熱源，其節(jié)能效果將非常可觀。但是，大容量機(jī)組汽輪機(jī)凝汽器排汽余熱利用所面以下機(jī)方面技術(shù)障礙1、熱網(wǎng)主管網(wǎng)流量不足。由于大容量機(jī)組冷源需要帶走的熱量大，需要足夠的冷源介質(zhì)流量。一般機(jī)組正 常運(yùn)行循環(huán)水流量達(dá)到12000-15000噸/小時(shí)，循環(huán)水溫升10-15°C。一般熱網(wǎng)流量水平 低于機(jī)組循環(huán)水流量。2、熱網(wǎng)回水壓力偏高。由于主管網(wǎng)受造價(jià)限制，主管網(wǎng)供、回水母管管徑不可能過(guò)大，勢(shì)必造成主管 網(wǎng)回水壓力偏高(在0. 3-0. 7MPa)。由于大容量機(jī)組凝汽器初期設(shè)計(jì)運(yùn)行壓力一般為 0. 1-0. 2Mpa，主管網(wǎng)回水不可作為大容量機(jī)組冷源直接進(jìn)入機(jī)組凝汽器。要求機(jī)組凝汽器 達(dá)到相應(yīng)的承壓等級(jí)。3、熱網(wǎng)回水溫度偏高。大容量機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)要求機(jī)組汽輪機(jī)凝汽器真空保持一定的水平，一般真空值 低于80Kpa時(shí)機(jī)組不能滿足安全運(yùn)行需要。由于需要滿足熱用戶冬季采暖需求，主管網(wǎng)回 水溫度一般隨著環(huán)境氣溫變化而在45--60°C之間變化(環(huán)境溫度低時(shí)回水溫度則高，環(huán)境 溫度高時(shí)回水溫度則低)，此溫度，特別是55--60°C的熱水作為大容量機(jī)組冷源，勢(shì)必使機(jī) 組真空降低，不能滿足機(jī)組安全運(yùn)行需要。上述三方面主要技術(shù)障礙，其中對(duì)于熱網(wǎng)流量不足的問(wèn)題解決方法及途徑盡可 能加大主管網(wǎng)母管管束直徑和開(kāi)發(fā)熱用戶。隨著城區(qū)供熱母管管網(wǎng)向大容量發(fā)展的趨勢(shì)， 有的城區(qū)供熱主管網(wǎng)供回水流量達(dá)8000噸/小時(shí)以上，所帶供暖面積達(dá)到600萬(wàn)平米以 上。主管網(wǎng)流量接近或已達(dá)到大容量發(fā)電機(jī)組汽輪機(jī)凝汽器冷卻水流量，另外，機(jī)組采暖季運(yùn)行時(shí)從中壓缸排汽抽出部分蒸汽對(duì)熱網(wǎng)首站加熱器進(jìn)行加熱，減少機(jī)組凝汽器冷卻負(fù) 荷。為主管網(wǎng)回水作為大容量機(jī)組汽輪機(jī)凝汽器冷源提供可行條件。城區(qū)主管網(wǎng)回水通過(guò) 大容量機(jī)組汽輪機(jī)凝汽器初次加熱后，再進(jìn)入首站各加熱器進(jìn)行二次加熱，從而達(dá)到滿足 一級(jí)管網(wǎng)水溫要求。目前許多地方的主管網(wǎng)已不存在此障礙。對(duì)于熱網(wǎng)主管網(wǎng)回水壓力高問(wèn)題解決方法及途徑通過(guò)增加大容量機(jī)組凝汽器的 承壓等級(jí)，同時(shí)使主管網(wǎng)回水先通過(guò)機(jī)組凝汽器，然后再進(jìn)入首站循環(huán)泵加壓方式，盡可能 減少主管網(wǎng)回水壓力高對(duì)機(jī)組凝汽器的運(yùn)行影響的方法來(lái)解決。所以，針對(duì)熱網(wǎng)流量不足、熱網(wǎng)回水壓力偏高的技術(shù)障礙難題的解決辦法比較簡(jiǎn) 單。而如何降低熱網(wǎng)回水溫度，使熱網(wǎng)回水達(dá)到滿足作為大容量汽輪機(jī)冷源的要求的技術(shù) 障礙難題顯得很棘手，使之成為制約大容量熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱發(fā)電機(jī)組排汽余熱利用的關(guān) 鍵性的技術(shù)障礙。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種大容量熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱發(fā)電機(jī)組余熱利用 的方法，用以有效地解決主管網(wǎng)回水溫度高，制約供熱發(fā)電機(jī)組排汽余熱難以利用的關(guān)鍵 性的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明的目的是以如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一是對(duì)各二級(jí)站采用高溫混熱供熱模式，在滿足熱用戶需求的前提下，通過(guò)控制 主管網(wǎng)與二級(jí)管網(wǎng)混熱流量達(dá)到降低主管網(wǎng)回水溫度的目的；二是使用本申請(qǐng)人同日申請(qǐng) 的“應(yīng)用于大容量發(fā)電機(jī)組余熱利用集中供熱的凝汽器”技術(shù)，通過(guò)對(duì)雙冷源介質(zhì)的調(diào)節(jié)實(shí) 現(xiàn)冷卻能力的調(diào)節(jié)，來(lái)保障主管網(wǎng)回水溫度偏高影響機(jī)組安全運(yùn)行的問(wèn)題。還可以利用熱泵換熱技術(shù)進(jìn)行主管網(wǎng)回水降溫，將從主管網(wǎng)回水中提取的熱量返 回?zé)峋W(wǎng)供水進(jìn)行再利用。


附圖是本發(fā)明方法管網(wǎng)高溫混熱供熱系統(tǒng)示意圖
具體實(shí)施例方式附圖給出了本發(fā)明的一個(gè)具體的實(shí)施方法，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā) 明方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明一是對(duì)各二級(jí)站采用高溫混熱供熱模式，在滿足熱用戶需求的前提下，將熱網(wǎng)主 管網(wǎng)供水管1 一部分高溫水經(jīng)流量孔板3及供水調(diào)節(jié)閥4后引入二級(jí)管網(wǎng)，與二級(jí)管網(wǎng)回 水進(jìn)行混熱，使之達(dá)到二級(jí)管網(wǎng)溫度要求，例如50-55°C，通過(guò)二級(jí)網(wǎng)供熱總門5向熱用戶 供暖。將熱用戶一部分回水經(jīng)回水總門6，再經(jīng)循環(huán)泵8加壓后與主管網(wǎng)來(lái)水再進(jìn)行混熱循 環(huán)。熱用戶另一部分回水通過(guò)調(diào)節(jié)閥9及流量孔板10后回至熱網(wǎng)主管網(wǎng)回水管2。使用中 回水調(diào)節(jié)閥9根據(jù)二級(jí)站用戶回水溫度進(jìn)行回水流量調(diào)節(jié)，當(dāng)熱用戶回水溫度偏高時(shí)，關(guān) 小調(diào)節(jié)閥9，當(dāng)熱用戶回水溫度偏低時(shí)，開(kāi)大調(diào)節(jié)閥9。供水調(diào)節(jié)閥4根據(jù)二級(jí)站供水壓力 進(jìn)行供水流量調(diào)節(jié)，供水壓力偏高時(shí)，關(guān)小調(diào)節(jié)閥4，供水壓力偏低時(shí)，開(kāi)大調(diào)節(jié)閥4。并且 監(jiān)視供回水流量整體保持一致，二級(jí)管網(wǎng)失水可以通過(guò)補(bǔ)水管閥7進(jìn)行補(bǔ)充或通過(guò)主管網(wǎng) 進(jìn)行補(bǔ)充。當(dāng)二級(jí)站失水過(guò)多時(shí)，可以暫時(shí)退出該二級(jí)站混水運(yùn)行方式。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)保持 主管網(wǎng)供回水流量平衡。目前隨著各新建小區(qū)供暖方式由傳統(tǒng)的暖氣片采暖改為回水溫度 較低的地暖采暖方式的大面積應(yīng)用，高溫混水供熱模式下主管網(wǎng)回水溫度逐步形成下降趨 勢(shì)。其它需要說(shuō)明事項(xiàng)a/熱網(wǎng)運(yùn)行時(shí)加強(qiáng)熱網(wǎng)合理調(diào)度與檢修維護(hù)，降低各二級(jí)站回水溫度及減少系統(tǒng) 管路泄漏。當(dāng)二級(jí)站泄漏量嚴(yán)重時(shí)，采取隔離或改為板換換熱方式，以便于減少主管網(wǎng)補(bǔ)
4水。b/熱網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行，在滿足熱用戶需求，同時(shí)結(jié)合考慮主管網(wǎng)及各二級(jí)管網(wǎng)供回水 壓力匹配前提下一次管網(wǎng)采取低溫差、大流量能量傳輸方式以便于滿足發(fā)電機(jī)組冷源流量 需求，減小熱網(wǎng)主管網(wǎng)回水在凝汽器中的溫升，達(dá)到更好控制機(jī)組運(yùn)行真空的目的。c/熱網(wǎng)回水至凝汽器管路與原循環(huán)水系統(tǒng)管路之間采取可以相互切換隔離系統(tǒng)， 可以在供暖季與非供暖季交替時(shí)間段利用發(fā)電機(jī)組調(diào)停時(shí)機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)切換。d/本機(jī)循環(huán)水冷源取自鄰機(jī)循環(huán)水至凝汽器入口母管，回水接至本機(jī)凝汽器回水 母管，通過(guò)循環(huán)水至涼水塔直通門回至涼水塔。本機(jī)涼水塔水通過(guò)溢水方式返回至鄰機(jī)涼 水塔。由于冬季循環(huán)水溫度低，本機(jī)調(diào)節(jié)用部分循環(huán)水不會(huì)對(duì)鄰機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來(lái)影響。e/當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行在惡劣工況時(shí)(負(fù)荷高、抽汽減少、天氣寒冷熱網(wǎng)回水溫度高等不 利因素)，發(fā)電機(jī)組凝汽器真空降低，可逐步采取適度開(kāi)啟鄰機(jī)來(lái)循環(huán)水冷源的措施保障發(fā) 電機(jī)組真空不超出規(guī)定值。f/當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行由惡劣工況向理想工況(負(fù)荷降低、抽汽量加大、天氣轉(zhuǎn)暖熱網(wǎng)回 水溫度降低)轉(zhuǎn)變時(shí)，發(fā)電機(jī)組凝汽器真空升高，可逐步采取適度關(guān)小(直至關(guān)閉)鄰機(jī) 循環(huán)水冷源等措施，使發(fā)電機(jī)組在真空不超出規(guī)定值的情況下最大限度回收汽輪機(jī)排汽余 熱。本發(fā)明方法以一臺(tái)125MW機(jī)組為例的效益分析投入分析1/發(fā)電機(jī)組、熱網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)初期采用此方法需要適當(dāng)增加凝汽器設(shè)備費(fèi)用，但可 以大大減少二級(jí)站設(shè)備投資費(fèi)用，總投資費(fèi)用相應(yīng)減少。2/設(shè)置主管網(wǎng)與發(fā)電機(jī)組循環(huán)水隔離系統(tǒng)，預(yù)計(jì)費(fèi)用200萬(wàn)元。收益分析1/每采暖季可以回收100萬(wàn)GJ左右余熱用于采暖，節(jié)能折合3萬(wàn)多噸標(biāo)煤。一臺(tái) 機(jī)組余熱利用供暖相比抽汽供暖，每采暖季可節(jié)約1萬(wàn)噸標(biāo)煤。2/每采暖季可以節(jié)約發(fā)電機(jī)組循環(huán)泵耗電約200萬(wàn)KWh，節(jié)約涼水塔循環(huán)水新鮮 補(bǔ)充水80萬(wàn)噸。3/發(fā)電機(jī)組余熱回收可增加供暖面積250萬(wàn)平米。4/節(jié)約循環(huán)水處理化學(xué)藥劑、減少循環(huán)水泵維護(hù)量。5/每采暖季減少?gòu)U氣(S02、N0X、煙塵)排放1000噸，減少C02排放12萬(wàn)噸。6/增加發(fā)電機(jī)組在低負(fù)荷情況下抽取低參數(shù)蒸汽的能力，更有利于發(fā)電機(jī)組經(jīng)濟(jì) 運(yùn)行。7/熱網(wǎng)供回水溫差，可增加熱網(wǎng)主管網(wǎng)熱量輸送能力30%。從以上可以看出，本發(fā)明方法有效地解決了大容量熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱回水溫度高 的技術(shù)障礙，使發(fā)電機(jī)組排汽余熱在熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱中得以充分利用，其一次性投資少， 收益大。同時(shí)減少了環(huán)境污染，取得了節(jié)能與環(huán)保的絕佳經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益，具有節(jié)能減排的 良好示范作用。符合當(dāng)今世界范圍內(nèi)倡導(dǎo)的低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展潮流，具有全面推廣的價(jià)值。
權(quán)利要求
一種大容量熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱發(fā)電機(jī)組排汽余熱利用方法，其特征在于其步驟為一是對(duì)各二級(jí)站采用高溫混熱供熱模式，在滿足熱用戶需求的前提下，通過(guò)控制主管網(wǎng)與二級(jí)管網(wǎng)混熱流量達(dá)到降低主管網(wǎng)回水溫度的目的；二是使用本申請(qǐng)人同日申請(qǐng)的“應(yīng)用于大容量發(fā)電機(jī)組余熱利用集中供熱的凝汽器”技術(shù)，通過(guò)對(duì)雙冷源介質(zhì)的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)冷卻能力的調(diào)節(jié)，來(lái)保障主管網(wǎng)回水溫度偏高影響機(jī)組安全運(yùn)行的問(wèn)題。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的余熱利用方法，其特征在于步驟中還利用熱泵換熱技術(shù)進(jìn)行 主管網(wǎng)回水降溫，將從主管網(wǎng)回水中提取的熱量返回?zé)峋W(wǎng)供水進(jìn)行再利用。
全文摘要
一種大容量熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱發(fā)電機(jī)組排汽余熱利用方法，其步驟為一是對(duì)各二級(jí)站采用高溫混熱供熱模式，通過(guò)控制主管網(wǎng)與二級(jí)管網(wǎng)混熱流量達(dá)到降低主管網(wǎng)回水溫度的目的；二是使用本申請(qǐng)人同日申請(qǐng)的“應(yīng)用于大容量發(fā)電機(jī)組余熱利用集中供熱的凝汽器”技術(shù)，通過(guò)冷卻能力的調(diào)節(jié)，保障機(jī)組安全運(yùn)行的。本發(fā)明方法有效地解決了大容量熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱回水溫度高的技術(shù)障礙，使發(fā)電機(jī)組排汽余熱在熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱中得以充分利用，投資少，收益大，同時(shí)減少了環(huán)境污染，經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益顯著。
文檔編號(hào)F24D3/18GK101865488SQ20101019429
公開(kāi)日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2010年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月1日
發(fā)明者何培斌 申請(qǐng)人:何培斌