本發(fā)明屬于提高能源利用效率領(lǐng)域，涉及一種降低熱電聯(lián)產(chǎn)供暖一次管網(wǎng)回水溫度、大幅擴(kuò)大供熱規(guī)模的節(jié)能供熱系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前熱電聯(lián)產(chǎn)雖然實現(xiàn)了能源的階梯利用，但還屬于傳統(tǒng)供熱方式，供熱效率低，能源浪費大。目前傳統(tǒng)供熱方式存在的問題主要有：

1、熱電廠冷卻塔散發(fā)的廢熱是一個城市最大最集中的廢熱資源，被稱為“城市廢熱能源孤島”，熱量不能被輸送出去，而且冷卻塔廢熱品位低，不能被利用。

2、熱電廠冷卻塔散失的熱量占總煤耗的20％-30％。

3、熱電廠冷卻塔排廢熱需蒸發(fā)大量的水資源，對缺水的北方來講形勢更為嚴(yán)峻。

4、傳統(tǒng)供暖方式一次管網(wǎng)供水溫度110℃，回水溫度50℃，供回水溫差小。

5、供暖一次管網(wǎng)供回水溫差小導(dǎo)致循環(huán)泵能耗大，輸送效率低。

6、傳統(tǒng)供暖方式一次管網(wǎng)回水溫度50℃，直接與汽輪機(jī)抽出的高溫蒸汽換熱升溫到110℃，需蒸汽量非常大，導(dǎo)致發(fā)電量減少。

7、傳統(tǒng)供暖方式一次管網(wǎng)供水溫度110℃，回水溫度50℃，供回水管路溫度與大地溫度相差較大，供水有熱損失，回水也有熱損失。

8、由于供暖一次管網(wǎng)回水溫度為50℃，電廠冷卻塔的廢熱無法加進(jìn)去，導(dǎo)致大量廢熱白白浪費掉。

9、現(xiàn)有供熱管網(wǎng)輸送能力有限，難以滿足要求，若要擴(kuò)大供熱管網(wǎng)，則投入巨大且需要破路施工，在城市核心區(qū)域受到嚴(yán)格限制。

10、目前的熱電聯(lián)產(chǎn)普遍存在其他獨立的燃煤或燃?xì)獾腻仩t房，將燃料(煤、油、天然氣等)直接燃燒供熱，只利用了能源的量，顯然是對高品位能源的浪費(火用降火無升)，燃料直接燃燒等于浪費掉一半的能量。我國燃?xì)庾越o率不足，需要大量進(jìn)口，直接燃燒是對能源的浪費利用。

11、獨立鍋爐房的運行安全可靠性低，若其中一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，則會影響整個供熱系統(tǒng)。

基于這些問題，我公司2006年獲得了專利號為ZL200610099043.5的專利技術(shù)，采用吸收式熱泵機(jī)組與蒸汽換熱器結(jié)合的供熱方法，該系統(tǒng)不改變現(xiàn)有熱電廠裝機(jī)容量和提供的蒸汽量，而提高了其供熱能力，且增加的供熱能力相當(dāng)于不消耗蒸汽的熱量。2016年獲得的專利號為CN201310654739.X的發(fā)明專利，通過引入吸收式換熱機(jī)組，多次對熱源進(jìn)行以動力源和換熱使用，提高了蒸汽熱源的利用效率，更好的為用戶供熱；引入蒸汽雙效吸收式熱泵、蒸汽單效吸收式熱泵、蒸汽大溫差吸收式熱泵、汽水換熱器逐級回收低品位的熱量，有效的利用了汽輪機(jī)中的乏汽，提高了能源利用效率。這些專利技術(shù)，已解決了冷卻塔廢熱浪費，供暖一次網(wǎng)供回水溫差小的問題。但還存在供暖一次管網(wǎng)供回水溫差、供熱面積仍可大幅提高等問題，本技術(shù)采用多級換熱器、吸收式熱泵、壓縮式制冷機(jī)和制冰型制冷機(jī)聯(lián)合應(yīng)用將供暖一次管網(wǎng)供回水溫差繼續(xù)拉大，充分回收凝汽器余熱，將燃料燃燒浪費掉熱量的質(zhì)與冷卻塔浪費熱量的量有效結(jié)合，產(chǎn)生既有質(zhì)又有量的適合于供暖的有效熱能，擴(kuò)大供熱面積，提高供熱效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對電廠冷卻塔廢熱由于品位低不能被充分利用、燃料(煤、油、天然氣等)直接燃燒供熱浪費了熱量的質(zhì)(火用)、供暖一次管網(wǎng)供回水溫差小、循環(huán)泵能耗大、輸送效率低、回水管路熱損失、現(xiàn)有供熱管網(wǎng)輸送能力有限等問題，本發(fā)明提供了一種將供暖一次管網(wǎng)回水溫度降至0℃并含有10％冰粒的可大幅擴(kuò)大供熱規(guī)模的節(jié)能供熱系統(tǒng)。

本發(fā)明為解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：

包括熱電廠抽汽供熱系統(tǒng)、熱電廠凝汽器冷卻水系統(tǒng)、小區(qū)供熱站熱泵系統(tǒng)、供暖一次管網(wǎng)、供暖二次管網(wǎng)系統(tǒng)。

小區(qū)供熱站側(cè)供暖一次管網(wǎng)供水進(jìn)入吸收式熱泵做驅(qū)動熱源，降溫后進(jìn)入換熱器中與供暖二次管網(wǎng)的回水進(jìn)行換熱，換熱后進(jìn)入吸收式熱泵的蒸發(fā)器做低溫?zé)嵩矗┡淮喂芫W(wǎng)回水溫度降低到15℃；再設(shè)置一級壓縮式制冷機(jī)，將供暖一次管網(wǎng)回水溫度降低到2℃；再設(shè)置一級制冰型制冷機(jī)將2℃的回水溫度降到0℃并制取10％的冰粒返回電廠；吸收式熱泵的高溫?zé)嵩词菑膿Q熱器出來的經(jīng)過一次換熱后的供暖二次管網(wǎng)的回水，供暖二次管網(wǎng)的回水在吸收式熱泵中經(jīng)過第二次換熱后升溫至50℃返回用戶側(cè)；壓縮式制冷機(jī)和制冰型制冷機(jī)的冷凝器側(cè)將供暖二次管網(wǎng)40℃的回水加熱到50℃返回用戶側(cè)。

供暖一次管網(wǎng)回水在熱電廠通過換熱器與熱電廠凝汽器冷卻水換熱，回收熱電廠余熱，再通過蒸汽型吸收式熱泵將溫度提升，之后通過汽-水換熱器與熱電廠汽輪機(jī)抽汽進(jìn)行換熱，得到常規(guī)供熱方式的110℃供暖一次管網(wǎng)供水；其中供暖一次管網(wǎng)回水溫度提升過程中蒸汽型吸收式熱泵的驅(qū)動熱源為汽輪機(jī)抽出的高溫蒸汽，低溫?zé)嵩礊闊犭姀S凝汽器冷卻水。

本發(fā)明的有益效果是：

1、能夠以最小的代價最大限度地回收凝汽器余熱，提高能源利用率；

2、供暖一次管網(wǎng)供回水溫差增大，降低了一次管網(wǎng)循環(huán)水流量，減少了循環(huán)泵的能耗；

3、壓縮式制冷機(jī)輸出的溫度很低，實際上在商場改造過程中，可以直接利用商場中原有的制冷機(jī)而不必另外投資購置熱泵，既可以節(jié)省投資成本，又可以節(jié)省場地，避免機(jī)器閑置；

4、壓縮式制冷機(jī)可以將供暖一次管網(wǎng)中吸收式熱泵提取不了的15℃的熱源再次提熱，將供熱溫差繼續(xù)拉大，提高供熱效率；

5、采用該系統(tǒng)的供暖一次管網(wǎng)回水為0℃并含有10％的冰粒，低于大地溫度，沿程不會產(chǎn)生熱損失；

6、因為供暖一次管網(wǎng)回水為0℃并含有10％的冰粒，沿程的很多點狀分布的廢熱都可以加進(jìn)來，建立廢熱能源回收網(wǎng)。供暖一次管網(wǎng)回水升溫所吸收的熱量是原本在冷卻塔中散失的熱量(凝汽器冷卻余熱)，這段熱量是免費的。而該換熱過程是用板式換熱器直接換熱得到的，不消耗任何其它能量；

7、本系統(tǒng)最大限度地回收了原本要在冷卻塔中散失掉的熱量，大大減少了冷卻塔的漂水量；

8、常規(guī)供暖一次管網(wǎng)供回水溫差為60℃，本系統(tǒng)的回水為0℃并含有10％的冰粒，系統(tǒng)供回水溫差可達(dá)到118℃，再加上小區(qū)供熱站側(cè)吸收式熱泵機(jī)組熱源的熱能，相當(dāng)于供熱整體溫差達(dá)到160℃～180℃。該項技術(shù)大幅度增大用戶側(cè)的供熱流量和供熱溫差，提高管網(wǎng)輸送效率和供熱規(guī)模，減少了供熱管網(wǎng)的投資，對于城市節(jié)能意義重大。在城市核心區(qū)域，熱負(fù)荷快速增長的同時地下空間資源基本用盡，供回水大溫差運行避免破路施工，該技術(shù)將成為管網(wǎng)擴(kuò)容的唯一解決方案；

9、將原本用作換熱的汽輪機(jī)抽汽一部分用來驅(qū)動吸收式熱泵做功，將浪費的燃料的火用和浪費的冷卻塔熱量的火無有效結(jié)合起來，成為適合于供暖的有效熱能；

10、供暖過程是一個動態(tài)過程。在供暖季初期與末期，供熱負(fù)荷比供暖高峰值低40％左右，因此在供暖季初期與末期就需要降低供暖負(fù)荷。本技術(shù)可以通過調(diào)節(jié)循環(huán)水量或者調(diào)節(jié)溫差來適應(yīng)不同時期的供暖負(fù)荷要求。不管何種調(diào)節(jié)方式，都可以減少汽輪機(jī)的抽汽，增加發(fā)電量。

附圖說明

圖1是具體實施方式一的原理圖；

圖中：1.汽輪機(jī)，2.發(fā)電機(jī)，3.凝汽器，4.冷卻塔，5.板式換熱器，6.蒸汽雙效吸收式熱泵，7.蒸汽單效吸收式熱泵，8.蒸汽大溫差吸收式熱泵，9.汽-水換熱器，10.吸收式熱泵，11.換熱器，12.壓縮式制冷機(jī)，13.制冰型制冷機(jī)，14.用戶側(cè)。

具體實施方式

在小區(qū)供熱站側(cè)，熱電廠供暖一次管網(wǎng)輸出的110℃熱水進(jìn)入吸收式熱泵10做驅(qū)動熱源，降溫后進(jìn)入換熱器11中與供暖二次管網(wǎng)的回水進(jìn)行換熱，換熱后進(jìn)入吸收式熱泵10的蒸發(fā)器做低溫?zé)嵩?，供暖一次管網(wǎng)回水溫度降低到15℃；用戶側(cè)循環(huán)水回水先進(jìn)入換熱器11進(jìn)行一次換熱由40℃升溫至45℃，再進(jìn)入吸收式熱泵10的冷凝器側(cè)進(jìn)行第二次換熱由45℃升溫至50℃返回用戶側(cè)；

設(shè)置在小區(qū)供熱站側(cè)的壓縮式制冷機(jī)12，以吸收式熱泵10排出的15℃供暖一次管網(wǎng)回水作為低溫?zé)嵩?，?0℃的供暖二次管網(wǎng)回水升溫至50℃返回用戶側(cè)14，供暖一次管網(wǎng)回水溫度降至2℃；

設(shè)置在小區(qū)供熱站側(cè)的制冰型制冷機(jī)13，以從壓縮式制冷機(jī)12排出的供暖一次管網(wǎng)回水作為低溫?zé)嵩?，?℃的供暖一次管網(wǎng)回水降溫至0℃并制取10％的冰粒返回?zé)犭姀S，冷凝器側(cè)將40℃的供暖二次管網(wǎng)回水升溫至50℃返回用戶側(cè)14；

在熱電廠側(cè)，汽輪機(jī)1中的乏氣進(jìn)入到凝汽器3中，將凝汽器冷卻水加熱到35℃；0℃并含有10％冰粒的供暖一次管網(wǎng)回水進(jìn)入電廠板式換熱器5與凝汽器冷卻水進(jìn)行換熱升溫到30℃，35℃的凝汽器冷卻水降溫至20℃返回凝汽器3中；設(shè)置在熱電廠側(cè)的蒸汽型吸收式熱泵6、7、8，以汽輪機(jī)抽出的高溫蒸汽做驅(qū)動熱源，以凝汽器冷卻水作為低溫?zé)嵩?，將供暖一次管網(wǎng)回水加熱到90℃；90℃的供暖一次管網(wǎng)回水進(jìn)入汽-水換熱器9與汽輪機(jī)1的抽汽換熱升溫至110℃作為供暖一次管網(wǎng)供水輸出。

本發(fā)明不局限于上述具體實施方式，任何在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)的等同構(gòu)思或者改變，均列為本發(fā)明的保護(hù)范圍。