從電廠凝汽器直接回收余熱供熱的節(jié)能裝置及節(jié)能方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電廠余熱用于城市集中供熱的節(jié)能裝置及其節(jié)能方法，結(jié)構(gòu)包括電廠汽輪機(jī)的排汽口通過電廠冷卻系統(tǒng)進(jìn)行冷卻，在供熱一級(jí)網(wǎng)上設(shè)有供熱主換熱器，供熱主換熱器的熱源入口與電廠汽輪機(jī)的抽汽口連接；在電廠汽輪機(jī)的排汽口與凝汽器的入口連接；在凝汽器中設(shè)置熱水換熱通道，一級(jí)網(wǎng)回水管道與熱水換熱通道的入口連接，熱水換熱通道的出口通過供熱主循環(huán)泵與供熱主換熱器入口連接；其中凝汽器的未冷凝乏汽由電廠冷卻系統(tǒng)冷卻。該節(jié)能裝置使電廠的凝汽系統(tǒng)與城市集中供熱系統(tǒng)高度結(jié)合，對(duì)電廠凝汽裝置進(jìn)行改造，把原本排向大氣的系統(tǒng)余熱，盡可能地回收，從而提高電廠的綜合熱效率，降低了發(fā)電能耗，并解決了城市供熱的部分熱源問題。
【專利說明】從電廠凝汽器直接回收余熱供熱的節(jié)能裝置及節(jié)能方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種從電廠凝汽器直接回收余熱供熱的節(jié)能裝置及節(jié)能方法，涉及到熱電聯(lián)產(chǎn)及城市集中供熱兩個(gè)方向。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)從上世紀(jì)60年代開始采用熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱模式向城市建筑物采暖供熱。采用熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)對(duì)提高能源利用率，對(duì)改善城市環(huán)境質(zhì)量、方便生活起到了重要的作用。
[0003]熱電聯(lián)產(chǎn)是熱能梯級(jí)利用成功典范，它是利用高位熱能發(fā)電利用相對(duì)低位熱能供熱，純凝式發(fā)電廠的能源利用率在40%以下。熱電聯(lián)產(chǎn)的能量利用率可達(dá)60%。但仍有30%多的低品位熱能從冷卻塔散失到大氣中。為了盡量回收這30%多向大氣散發(fā)的低品位熱能，人們初期采用凝汽器的冷卻水，不上冷卻塔而直接用來居民采暖供熱。由于冷卻水量太大，水溫太低，采暖效果受影響，而且低溫大流量運(yùn)行，耗電大、耗水多、供熱管徑大供熱一次投資較大。它對(duì)低水平的居民采暖目的達(dá)到了，但舒適性及綜合經(jīng)濟(jì)效益卻不佳。
[0004]隨著城市的不斷擴(kuò)大，清潔能源相對(duì)越發(fā)短缺，近年來出現(xiàn)了利用熱泵技術(shù)把電廠的冷卻水的低品位熱能提升到相對(duì)溫度高一些的熱能來實(shí)現(xiàn)供熱，達(dá)到部分余熱利用的目的。此技術(shù)理論上是正確的、實(shí)際上也有多個(gè)實(shí)例。唯獨(dú)不足的是它的投資大，從經(jīng)濟(jì)角度看它的性價(jià)比不相當(dāng)。企業(yè)的付出遠(yuǎn)比它的收入大，大批量長(zhǎng)時(shí)間的推廣是不現(xiàn)實(shí)的。有燃煤電廠的存在就有乏汽余熱的散發(fā)也就有余熱再利用新方法的出現(xiàn)可能，到目前為止上述兩種余熱利用的方法均屬于間接利用方式。按科技常理可知:任何采用間接方式獲得的效益總比直接方式獲得的效益要低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種從電廠凝汽器直接回收余熱供熱的節(jié)能裝置及節(jié)能方法，該節(jié)能裝置及節(jié)能方法是使發(fā)電廠后的乏汽冷凝系統(tǒng)與集中供熱水系統(tǒng)的高度結(jié)合，對(duì)電廠凝汽器裝置進(jìn)行改造。對(duì)供熱系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)整，把原本排向大氣的乏汽余熱，部分回收，從而提高電廠的綜合熱效率，降低了發(fā)電能耗。
[0006]為解決以上問題，本發(fā)明的具體方案如下:一種從電廠凝汽器直接回收余熱供熱的節(jié)能裝置，包括電廠汽輪機(jī)的排汽口通過電廠冷卻系統(tǒng)進(jìn)行冷卻，在供熱一級(jí)網(wǎng)上設(shè)有供熱主換熱器，供熱主換熱器的熱源入口與電廠汽輪機(jī)的抽汽口連接；在電廠汽輪機(jī)的排汽口與凝汽器的入口連接；在凝汽器中設(shè)置熱水換熱通道，一級(jí)網(wǎng)回水管道與熱水換熱通道的入口連接，熱水換熱通道的出口通過供熱主循環(huán)泵與供熱主換熱器入口連接；其中凝汽器的未冷凝乏汽由電廠冷卻系統(tǒng)冷卻。
[0007]所述的凝汽器設(shè)有冷卻水通道，冷卻水通道位于熱水換熱通道下方，電廠冷卻塔的水通過冷卻水循環(huán)泵經(jīng)過凝汽器的冷卻水通道形成電廠冷卻系統(tǒng)的冷卻回路。
[0008]所述的凝汽器未冷凝乏汽通過乏汽調(diào)節(jié)閥連接的電廠空冷島冷卻。
[0009]利用上述節(jié)能裝置進(jìn)行將電廠余熱用于城市集中供熱的節(jié)能方法，包括以下步 驟:
1)將電廠汽輪機(jī)在確保安全的前提下，適度提高電廠汽輪機(jī)運(yùn)行排汽背壓的壓力，從而提高電廠汽輪機(jī)的乏汽在凝汽器中的凝結(jié)溫度；
2)凝汽器中的乏汽通過熱水換熱通道將一級(jí)網(wǎng)回水管道中的水進(jìn)行了一次低溫?zé)峤粨Q，提高一級(jí)網(wǎng)回水管道的水溫；
3) —級(jí)網(wǎng)回水管道內(nèi)的水經(jīng)過主循環(huán)泵送至供熱主交換器，通過在供熱主換熱器內(nèi)的二次高溫?zé)峤粨Q，從而達(dá)到供熱標(biāo)準(zhǔn)，再通過一級(jí)網(wǎng)供熱管道送至各供熱小區(qū)的用戶；
4)同時(shí)乏汽在凝汽器的供熱通道尚未完全冷卻凝結(jié)的剩余乏汽在電廠冷卻系統(tǒng)中充分冷卻，完成系統(tǒng)凝結(jié)循環(huán)。
[0010]從電廠凝汽器直接回收余熱供熱的節(jié)能裝置將原本發(fā)電后排到大氣中難以利用的低品味熱量有效的回收利用，充分利用了發(fā)電余熱供熱，降低了機(jī)組發(fā)電能耗，增加了機(jī)組的發(fā)電能力，以改造一臺(tái)300麗的機(jī)組為例，一個(gè)供暖季可多發(fā)1-3億KWh;由于凝汽器中大部分余熱被供熱所利用，相當(dāng)于回收熱負(fù)荷209.3MW，并在整個(gè)采暖季冷卻塔的補(bǔ)水量將減少近100萬(wàn)噸；節(jié)省的煤量，相當(dāng)于余熱利用改造后降低發(fā)電機(jī)組發(fā)電煤耗30-50g/kwh ο
[0011]利用上述節(jié)能裝置進(jìn)行電廠凝汽器直接回收余熱用于城市集中供熱的節(jié)能方法即將電廠汽輪機(jī)發(fā)電后的乏汽輸入到凝汽器中，并通過凝汽器中的供熱水換熱通道將熱量一方面?zhèn)鬟f給熱網(wǎng)的供水管道，從而達(dá)到了熱網(wǎng)回收余熱的目的，同時(shí)本方法省略了通常所用的熱泵處理過程，不僅降低裝置整體的成本，而且還大大降低了整體的運(yùn)行成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為從電廠凝汽器直接回收余熱供熱的節(jié)能裝置實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為從電廠凝汽器直接回收余熱供熱的節(jié)能裝置實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]實(shí)施例一(水冷系統(tǒng)發(fā)電廠)
如圖1所示，一種從電廠凝汽器直接回收余熱供熱的節(jié)能裝置，在供熱一級(jí)網(wǎng)上設(shè)有供熱主換熱器3，供熱主換熱器3的熱源入口與電廠汽輪機(jī)I的抽汽口連接；在電廠汽輪機(jī)I的排汽口與凝汽器2的入口連接；在凝汽器2中設(shè)置熱水換熱通道，一級(jí)網(wǎng)回水管道與熱水換熱通道的入口連接，熱水換熱通道的出口通過供熱主循環(huán)泵4與供熱主換熱器3入口連接，一級(jí)網(wǎng)回水管道與凝汽器2的熱水換熱通道連接，使一級(jí)網(wǎng)回水管道在熱水換熱通道內(nèi)進(jìn)行初步的熱交換，從而節(jié)省了在供熱主換熱器3內(nèi)二次熱交換的熱量；其中凝汽器2設(shè)有冷卻水通道，冷卻水通道位于熱水換熱通道下方，電廠冷卻塔5的水通過冷卻水循環(huán)泵6經(jīng)過凝汽器2的冷卻水通道形成電廠冷卻系統(tǒng)的冷卻回路。
[0015]該凝汽器2設(shè)置熱水換熱通道和冷卻水通道結(jié)構(gòu)，一方面一級(jí)網(wǎng)回水管道在凝汽器的熱水換熱通道內(nèi)經(jīng)過一次加熱、獲取大量的乏汽余熱凝結(jié)余熱，再進(jìn)入供熱主換熱器3，加熱至供熱溫度，送入城市供熱一級(jí)管網(wǎng)，完成供熱循環(huán)，其節(jié)省了供熱主換熱器3輸出的熱量；另一方面凝汽器中乏汽經(jīng)過了供熱通道的一次冷卻，剩余的乏汽再進(jìn)入冷卻通道由原發(fā)電系統(tǒng)冷卻水進(jìn)行第二次冷卻，直至乏汽完全冷凝，該過程節(jié)省了冷卻水的冷卻過程。
[0016]利用實(shí)施例一的節(jié)能裝置進(jìn)行將電廠余熱用于城市集中供熱的節(jié)能方法，包括以下步驟:
1)將電廠汽輪機(jī)I在確保安全的前提下，適度提高電廠汽輪機(jī)I運(yùn)行排汽背壓的壓力，從而提高電廠汽輪機(jī)的乏汽在凝汽器2中的凝結(jié)溫度；
2)凝汽器2中的乏汽通過熱水換熱通道將一級(jí)網(wǎng)回水管道中的水進(jìn)行了一次低溫?zé)峤粨Q，提高一級(jí)網(wǎng)回水管道的水溫，同時(shí)降低了乏汽的溫度；
3)—級(jí)網(wǎng)回水管道內(nèi)的水經(jīng)過主循環(huán)泵4送至供熱主交換器3，通過在供熱主換熱器3內(nèi)的二次高溫?zé)峤粨Q，從而達(dá)到供熱標(biāo)準(zhǔn)，再通過一級(jí)網(wǎng)供熱網(wǎng)中的供水管道送至各供熱小區(qū)的用戶；
4)同時(shí)凝汽器2的供熱通道尚未完全冷卻凝結(jié)的剩余乏汽經(jīng)過凝汽器2中的冷卻水通道，在凝汽器中充分冷卻后，完成系統(tǒng)凝結(jié)循環(huán)。
[0017]實(shí)施例二 (空冷系統(tǒng)發(fā)電廠)
如圖2所示，凝汽器2未冷凝乏汽通過乏汽調(diào)節(jié)閥9連接的電廠空冷島7冷卻。即電廠汽輪機(jī)I排汽口適量的乏汽進(jìn)入到凝汽器2中，通過熱水換熱通道為一級(jí)網(wǎng)回水管道初步熱交換，剩余乏汽通過乏汽調(diào)節(jié)閥9連接的電廠空冷島7冷卻。其余結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一相同。
[0018]該結(jié)構(gòu)適用于水源缺乏的空冷系統(tǒng)發(fā)電廠，一部分沒有被熱水換熱通道利用的乏汽，即通過空冷島7進(jìn)行冷卻。
[0019]利用實(shí)施例二的節(jié)能裝置進(jìn)行將電廠余熱用于城市集中供熱的節(jié)能方法，包括以下步驟:
1)將電廠汽輪機(jī)I在確保安全的前提下，適度提高電廠汽輪機(jī)I運(yùn)行排汽背壓的壓力，從而提高電廠汽輪機(jī)的乏汽在凝汽器2中的凝結(jié)溫度；
2)凝汽器2中的乏汽通過熱水換熱通道將一級(jí)網(wǎng)回水管道中的水進(jìn)行了一次低溫?zé)峤粨Q，提高一級(jí)網(wǎng)回水管道的水溫；
3)—級(jí)網(wǎng)回水管道內(nèi)的水經(jīng)過主循環(huán)泵4送至供熱主交換器3，通過在供熱主換熱器3內(nèi)的二次高溫?zé)峤粨Q，從而達(dá)到供熱標(biāo)準(zhǔn)，再通過一級(jí)網(wǎng)供熱管道送至各供熱小區(qū)的用戶；
4)同時(shí)乏汽在凝汽器2的供熱通道尚未完全冷卻凝結(jié)的剩余乏汽通過乏汽調(diào)節(jié)閥9連接的電廠空冷島7進(jìn)行冷卻，完成系統(tǒng)凝結(jié)循環(huán)。
[0020]該從電廠凝汽器直接回收余熱供熱的節(jié)能裝置的節(jié)能效果為:以一臺(tái)300MW抽凝機(jī)組為例，年供熱按利用小時(shí)數(shù)3624小時(shí)(151天)計(jì)算如下:
(1)采用本發(fā)明技術(shù)改造后，可獲得余熱利用熱負(fù)荷209.34MW (相當(dāng)于300t/h鍋爐負(fù)荷)年節(jié)約標(biāo)煤量10.24萬(wàn)噸；
(2)本發(fā)明充分利用余熱供熱，降低了機(jī)組發(fā)電能耗，增加了機(jī)組的發(fā)電能力，一個(gè)供暖季可多發(fā)電1-3億KWh ；
(3)由于凝汽器中大部分余熱被供熱所利用，所以電廠冷卻塔的用水大大的減少，即整個(gè)采暖季冷卻塔的補(bǔ)水量減少(電廠節(jié)水量)約近100萬(wàn)噸；
(4)本發(fā)明在設(shè)計(jì)工況下利用熱負(fù)荷209.34MW,整個(gè)采暖季利用熱量為758648.16MWh,相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)煤量10.24萬(wàn)噸，相當(dāng)于余熱利用改造后降低機(jī)組發(fā)電耗能30_50g/kwho
[0021]綜上所述，本發(fā)明帶來巨大的企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益。
【權(quán)利要求】
1.一種從電廠凝汽器直接回收余熱供熱的節(jié)能裝置，包括電廠汽輪機(jī)(I)的排汽口通過電廠冷卻系統(tǒng)進(jìn)行冷卻，其特征在于:在供熱一級(jí)網(wǎng)上設(shè)有供熱主換熱器(3)，供熱主換熱器(3 )的熱源入口與電廠汽輪機(jī)(I)的抽汽口連接；在電廠汽輪機(jī)(I)的排汽口與凝汽器(2)的入口連接；在凝汽器(2)中設(shè)置熱水換熱通道，一級(jí)網(wǎng)回水管道與熱水換熱通道的入口連接，熱水換熱通道的出口通過供熱主循環(huán)泵(4)與供熱主換熱器(3)入口連接；其中凝汽器(2)的未冷凝乏汽由電廠冷卻系統(tǒng)冷卻。
2.如權(quán)利要求1所述的從電廠凝汽器直接回收余熱供熱的節(jié)能裝置，其特征在于:所述的凝汽器(2)設(shè)有冷卻水通道，冷卻水通道位于熱水換熱通道下方，電廠冷卻塔(5)的水通過冷卻水循環(huán)泵(6)經(jīng)過凝汽器(2)的冷卻水通道形成電廠冷卻系統(tǒng)的冷卻回路。
3.如權(quán)利要求1所述的從電廠凝汽器直接回收余熱供熱的節(jié)能裝置，其特征在于:所述的凝汽器(2)未冷凝乏汽通過乏汽調(diào)節(jié)閥(9)連接的電廠空冷島(7)冷卻。
4.利用如權(quán)利要求2或3所述的節(jié)能裝置進(jìn)行將電廠余熱用于城市集中供熱的節(jié)能方法，其特征在于包括以下步驟: 1)將電廠汽輪機(jī)(I)在確保安全的前提下，適度提高電廠汽輪機(jī)(I)運(yùn)行排汽背壓的壓力，從而提高電廠汽輪機(jī)的乏汽在凝汽器(2)中的凝結(jié)溫度； 2)凝汽器(2)中的乏汽通過熱水換熱通道將一級(jí)網(wǎng)回水管道中的水進(jìn)行了一次低溫?zé)峤粨Q，提高一級(jí)網(wǎng)回水管道的水溫； 3)—級(jí)網(wǎng)回水管道內(nèi)的水經(jīng)過主循環(huán)泵(4)送至供熱主交換器(3)，通過在供熱主換熱器(3)內(nèi)的二次高溫?zé)峤粨Q，從而達(dá)到供熱標(biāo)準(zhǔn)，再通過一級(jí)網(wǎng)供熱管道送至各供熱小區(qū)的用戶； 4)同時(shí)乏汽在凝汽器(2)的供熱通道尚未完全冷卻凝結(jié)的剩余乏汽在電廠冷卻系統(tǒng)中充分冷卻，完成系統(tǒng)凝結(jié)循環(huán)。
【文檔編號(hào)】F24D3/02GK103968444SQ201410204665
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月15日
【發(fā)明者】劉楓, 黃壽山 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)楓葉能源科技有限公司