本實用新型涉及一種供暖系統(tǒng)，具體涉及一種給水泵汽輪機低真空運行循環(huán)水采暖供熱系統(tǒng)電廠給水泵汽輪機產(chǎn)生的熱能進行轉(zhuǎn)換利用，以滿足城市供暖需求。屬于電廠循環(huán)水采暖供熱設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

主汽輪機低真空供熱是上個世紀60年代末興起的一種汽輪機運行模式，主要用于北方小型的火電機組汽輪機(例如12MW，24MW等小型機組)采暖供熱改造項目。該技術(shù)的原理是利用汽輪機排汽凝汽器冷卻水回收這部分熱能，并把這些冷卻水直接提供給熱用戶，熱用戶用完后又送回汽輪機凝汽器做重新作為冷卻水使用，即形成一個循環(huán)過程。

由于熱網(wǎng)回水溫度一般為60-70度，要比冷卻塔返回來的水溫度高的多，回到凝汽器后換熱效果變差，也就是對汽輪機排汽的凝結(jié)效率降低，于是導致汽輪機的尾部真空度降低，汽輪機在低真空下運行。由于這種現(xiàn)象是因為供熱引起的，于是有了‘低真空供熱’一詞。

目前，主汽輪機低真空供熱通常用于小火電機組供熱改造。供暖期，采用低真空循環(huán)水供熱運行，凝汽器作為熱源使用，利用汽輪機排汽加熱熱網(wǎng)循環(huán)水。非供暖期，汽輪機真空運行，循環(huán)水由冷卻塔冷卻。其缺點是：(1)汽輪機主要用途是發(fā)電，而低真空情況下運行的汽輪機，會造成發(fā)電機組無法達到機組設(shè)計負荷，從而導致發(fā)電機組在采暖季無法滿足電網(wǎng)對機組按銘牌電量發(fā)電的要求；(2)汽輪機在低真空運行的效率很低，經(jīng)濟性較差，不適用于大型火電機組；(3)汽輪機對熱網(wǎng)供熱負荷變動適應(yīng)性很差，系統(tǒng)可靠性低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的，是為解決現(xiàn)有給水泵汽輪機低真空運行循環(huán)水采暖供熱系統(tǒng)運行的效率低、經(jīng)濟性差、適應(yīng)性不強、系統(tǒng)可靠性低的問題，提供一種給水泵汽輪機低真空運行循環(huán)水采暖供熱系統(tǒng)。具有滿足電網(wǎng)對機組具備銘牌發(fā)電能力的要求，不僅適用于小火電機組供熱改造而且適用于大型火電機組的特點。

本實用新型目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

給水泵汽輪機低真空運行循環(huán)水采暖供熱系統(tǒng)，包括有給水泵汽輪機組、冷卻塔和采暖熱用戶，其特征在于：給水泵汽輪機組包括若干個給水泵汽輪機結(jié)構(gòu)，給水泵汽輪機結(jié)構(gòu)的循環(huán)水出水端連接轉(zhuǎn)換閥的輸入端，轉(zhuǎn)換閥的輸出端之一依次通過熱網(wǎng)循環(huán)水泵結(jié)構(gòu)、熱網(wǎng)加熱器結(jié)構(gòu)連接采暖熱用戶的循環(huán)水進水端，采暖熱用戶的循環(huán)水回水端通過開關(guān)閥之一連接給水泵汽輪機結(jié)構(gòu)的循環(huán)水進水端，形成供暖用循環(huán)水環(huán)路；轉(zhuǎn)換閥的輸出端之二連冷卻塔的循環(huán)水進水端，冷卻塔的循環(huán)水回水端通過開關(guān)閥之二連接給水泵汽輪機結(jié)構(gòu)的循環(huán)水進水端，形成非供暖用循環(huán)水環(huán)路；各給水泵汽輪機結(jié)構(gòu)由給水泵汽輪機和凝汽器連接構(gòu)成，具體是在給水泵汽輪機上設(shè)置凝汽器，形成由給水泵汽輪機低真空運行、凝汽器為熱源換熱器的加熱熱網(wǎng)循環(huán)水結(jié)構(gòu)，或者形成給水泵汽輪機高真空運行，凝汽器為冷卻換熱器的冷卻循環(huán)水結(jié)構(gòu)。

本實用新型目的之還可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

進一步地，所述熱網(wǎng)加熱器結(jié)構(gòu)由若干個熱網(wǎng)加熱器并聯(lián)組成。

進一步地，所述熱網(wǎng)循環(huán)水泵結(jié)構(gòu)由若干個水泵串聯(lián)若干個并聯(lián)組成。

進一步地，在熱網(wǎng)加熱器結(jié)構(gòu)與熱網(wǎng)循環(huán)水泵結(jié)構(gòu)的連接處設(shè)有調(diào)節(jié)閥。

進一步地，在采暖熱用戶的循環(huán)水回水端與開關(guān)閥之一的輸入端連接處設(shè)有電動濾水器。

進一步地，電動濾水器的輸出端通過開關(guān)閥之三連接熱網(wǎng)循環(huán)水泵結(jié)構(gòu)的輸入端。

本實用新型具有以下突出的實質(zhì)性特點是顯著的進步：

1、本實用新型涉及的給水泵汽輪機低真空運行循環(huán)水采暖供熱系統(tǒng)，由于其給水泵汽輪機結(jié)構(gòu)的循環(huán)水出水端連接轉(zhuǎn)換閥的輸入端，轉(zhuǎn)換閥的輸出端之一依次通過熱網(wǎng)循環(huán)水泵結(jié)構(gòu)、熱網(wǎng)加熱器結(jié)構(gòu)連接采暖熱用戶的循環(huán)水進水端，采暖熱用戶的循環(huán)水回水端通過開關(guān)閥之一連接給水泵汽輪機結(jié)構(gòu)的循環(huán)水進水端，形成供暖用循環(huán)水環(huán)路；轉(zhuǎn)換閥的輸出端之二連冷卻塔的循環(huán)水進水端，冷卻塔的循環(huán)水回水端通過開關(guān)閥之二連接給水泵汽輪機結(jié)構(gòu)的循環(huán)水進水端，形成非供暖用循環(huán)水環(huán)路；各給水泵汽輪機結(jié)構(gòu)由給水泵汽輪機和凝汽器連接構(gòu)成，具體是在給水泵汽輪機上設(shè)置凝汽器，形成由給水泵汽輪機低真空運行、凝汽器為熱源換熱器的加熱熱網(wǎng)循環(huán)水結(jié)構(gòu)，或者形成給水泵汽輪機高真空運行，凝汽器為冷卻換熱器的冷卻循環(huán)水結(jié)構(gòu)；因此，能夠解決現(xiàn)有給水泵汽輪機低真空運行循環(huán)水采暖供熱系統(tǒng)運行的效率低、經(jīng)濟性差、適應(yīng)性不強、系統(tǒng)可靠性低的問題，具有效率高、經(jīng)濟性好、適應(yīng)性強、系統(tǒng)可靠性高的效果，能夠滿足電網(wǎng)對機組具備銘牌發(fā)電能力的要求，不僅適用于小火電機組供熱改造而且適用于大型火電機組的特點。

2、本實用新型涉及的給水泵汽輪機低真空運行循環(huán)水采暖供熱系統(tǒng)通過在各給水泵汽輪機上設(shè)置凝汽器，各組給水泵汽機輪低真空運行，蒸汽熱能由各自的凝汽器處理通過熱網(wǎng)循環(huán)供水管道輸送至采暖用戶，所述的熱網(wǎng)加熱器組設(shè)置循環(huán)采暖供熱管道上；在低真空運行以提高排汽溫度，利用凝汽器加熱熱網(wǎng)循環(huán)供水管道循環(huán)水，實現(xiàn)對外采暖供熱和節(jié)約能源的目標。同時可消除給水泵汽輪機運行負荷和排汽溫度變化對主汽輪機的低壓缸效率和凝汽器換熱效率造成不良影響，并提高主汽輪機低壓缸效率和電廠綜合效率。因此，本實用新型既可以提高給水泵汽輪機效率和變負荷工況調(diào)節(jié)的反應(yīng)速率，又能在采暖季時能夠減少給水泵汽輪機的冷端損失、同時還能夠節(jié)約采暖蒸汽用量和燃料消耗，實現(xiàn)能源高效綜合利用。

3、本實用新型通過并在非供暖循環(huán)用水環(huán)路和循環(huán)采暖供熱環(huán)路上設(shè)有切換閥門進行切換。使供暖期和非供暖期通過切換閥門進行切換使用，由此，可增強本實用新型采暖負荷變化的適應(yīng)性和系統(tǒng)可靠性，并有效提高主汽輪機發(fā)電效率和減少鍋爐燃料耗量，降低電廠總體廠用電耗水平和提高機組熱經(jīng)濟性。

附圖說明

圖1為本實用新型一個具體實施例的原理框圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的詳細說明。

具體實施例1：

參照圖1所示的給水泵汽輪機低真空運行循環(huán)水采暖供熱系統(tǒng)，包括有給水泵汽輪機組、冷卻塔2和采暖熱用戶，給水泵汽輪機組包括若干個給水泵汽輪機結(jié)構(gòu)，給水泵汽輪機結(jié)構(gòu)的循環(huán)水出水端連接轉(zhuǎn)換閥9的輸入端，轉(zhuǎn)換閥9的輸出端之一依次通過熱網(wǎng)循環(huán)水泵結(jié)構(gòu)10、熱網(wǎng)加熱器結(jié)構(gòu)7連接采暖熱用戶6的循環(huán)水進水端，采暖熱用戶6的循環(huán)水回水端通過開關(guān)閥之一連接給水泵汽輪機結(jié)構(gòu)的循環(huán)水進水端，形成供暖用循環(huán)水環(huán)路4；轉(zhuǎn)換閥9的輸出端之二連冷卻塔2的循環(huán)水進水端，冷卻塔2的循環(huán)水回水端通過開關(guān)閥之二連接給水泵汽輪機結(jié)構(gòu)的循環(huán)水進水端，形成非供暖用循環(huán)水環(huán)路3；各給水泵汽輪機結(jié)構(gòu)由給水泵汽輪機1和凝汽器5連接構(gòu)成，具體是在給水泵汽輪機1上設(shè)置凝汽器5，形成由給水泵汽輪機1低真空運行、凝汽器5為熱源換熱器的加熱熱網(wǎng)循環(huán)水結(jié)構(gòu)，或者形成給水泵汽輪機1高真空運行，凝汽器5為冷卻換熱器的冷卻循環(huán)水結(jié)構(gòu)。

實具體實施中，所述熱網(wǎng)加熱器結(jié)構(gòu)7由若干個熱網(wǎng)加熱器并聯(lián)組成。所述熱網(wǎng)循環(huán)水泵結(jié)構(gòu)10由若干個水泵串聯(lián)若干個并聯(lián)組成。在熱網(wǎng)加熱器結(jié)構(gòu)7與熱網(wǎng)循環(huán)水泵結(jié)構(gòu)10的連接處設(shè)有調(diào)節(jié)閥7-1，利用調(diào)節(jié)閥7-1調(diào)節(jié)供暖量。

進一步的，考慮到循環(huán)用水長期使用勢必產(chǎn)生雜質(zhì)而影響水質(zhì)，進而影響供熱效果，在采暖熱用戶6的循環(huán)水回水端與開關(guān)閥之一的輸入端連接處設(shè)有電動濾水器8，該電動濾水器8的輸出端通過開關(guān)閥之三連接熱網(wǎng)循環(huán)水泵結(jié)構(gòu)10的輸入端。通過電動濾水器進行過濾循環(huán)水的雜質(zhì)。

上述給水泵汽輪機低真空運行循環(huán)水采暖供熱系統(tǒng)的節(jié)能方法：

1)以電廠的主汽輪機為發(fā)電機組，權(quán)利要求1所述的給水泵汽輪機1及與之連接的設(shè)備電廠的輔機設(shè)備，通過所述的給水泵汽輪機1在低真空運行以提高排汽溫度，利用凝汽器5加熱熱網(wǎng)循環(huán)水，以實現(xiàn)對外采暖供熱和節(jié)約能源；

2)主汽輪機運行不受采暖季和非采暖季影響；采暖季，給水泵汽輪機1低真空運行，凝汽器5作為熱源換熱器使用，利用汽輪機排汽加熱熱網(wǎng)循環(huán)水；非采暖季，給水泵汽輪機1高真空運行，凝汽器5作為冷卻換熱器使用，利用電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)帶走廢熱，最終由電廠冷卻塔釋放廢熱到環(huán)境中；兩種運行工況通過閥門9切換來實現(xiàn)。

具體的節(jié)能方法是：

在采暖季，對采暖供熱可靠性和熱網(wǎng)變負荷適應(yīng)性強，不受給水泵汽輪機運行負荷影響變化；對采暖變負荷工況，設(shè)有水溫和流量調(diào)節(jié)旁路，可滿足采暖用戶和負荷的變化。

在凝汽器5轉(zhuǎn)換蒸汽熱能不能滿足采暖用戶需求時，采用在熱網(wǎng)循環(huán)供水管道4上設(shè)置熱網(wǎng)加熱器7進行調(diào)節(jié)熱能。即所述的供暖期和非供暖期通過在非供暖用循環(huán)水環(huán)路3和供暖用循環(huán)水環(huán)路4設(shè)有的切換閥門9進行切換，在凝汽器5轉(zhuǎn)換蒸汽熱能不能滿足采暖用戶需求時，采用在熱網(wǎng)循環(huán)供水管道4上設(shè)置的熱網(wǎng)加熱器7進行調(diào)節(jié)熱能。

在組給水泵汽輪機1上分別設(shè)置有凝汽器5，即各組給水泵汽輪機1均單獨配置凝汽器5，使各組給水泵汽輪機1各自通過單獨配置的凝汽器5進行能量轉(zhuǎn)換，通過在低真空運行以提高排汽溫度，利用凝汽器5加熱熱網(wǎng)循環(huán)供水管道的循環(huán)水，簡稱熱網(wǎng)循環(huán)水，實現(xiàn)對外采暖供熱和節(jié)約能源的目標。

在給水泵汽輪機低真空運行循環(huán)水采暖供熱系統(tǒng)運行時，主汽輪機運行不受采暖季和非采暖季影響，主汽輪機上的凝汽器不受各組給水泵汽輪機1排汽的影響而提高換熱效率。采暖季，給水泵汽輪機低真空運行，凝汽器5作為熱源換熱器使用，利用汽輪機排汽加熱熱網(wǎng)循環(huán)水。非采暖季，給水泵汽輪機正常高真空運行，凝汽器5作為冷卻換熱器使用，利用電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)帶走廢熱，最終由電廠冷卻塔2釋放廢熱到環(huán)境中。所述采暖季和非采暖季的兩種運行工況通過閥門切9換來實現(xiàn)。

本實用新型應(yīng)用時，具有良好的采暖供熱可靠性和變負荷適應(yīng)性，在采暖季，對采暖供熱可靠性和熱網(wǎng)變負荷適應(yīng)性強，不受給水泵汽輪機運行負荷影響變化。對采暖變負荷工況，設(shè)有水溫和流量調(diào)節(jié)旁路，可滿足采暖用戶和負荷的變化。

所述給水泵汽輪機低真空運行循環(huán)水采暖供熱系統(tǒng)及其應(yīng)用方法的經(jīng)濟收益：

1)可在采暖季回收給水泵汽輪機排汽廢熱，減少冷端損失。

2)可在采暖季節(jié)約采暖蒸汽用量，提高主汽輪機發(fā)電效率和減少鍋爐燃料耗量。

3)可在采暖季減少電廠循環(huán)冷卻水泵廠用電耗，降低電廠總體廠用電耗水平和提高機組熱經(jīng)濟性。

4)對采暖負荷變化適應(yīng)性強和系統(tǒng)可靠性高。

本實用新型涉及的技術(shù)術(shù)語解釋如下：

1)主機汽輪機：電廠用于發(fā)電的蒸汽輪機

2)汽動給水泵：采用小型蒸汽輪機驅(qū)動的給水泵

3)給水泵汽輪機：驅(qū)動輔機設(shè)備用小型蒸汽輪機

4)汽輪機排汽：具有熱勢能的過熱蒸汽經(jīng)管道引入汽輪機后，便將熱勢能轉(zhuǎn)變成動能。高速流動的蒸汽推動汽輪機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，形成機械能。釋放出熱勢能的蒸汽從汽輪機下部的排汽口排出。

5)冷端損失：汽輪機排汽含有的熱量被凝汽器的冷卻水帶走，該部分熱源屬于電廠廢熱。

6)凝汽器：將汽輪機排汽冷凝成水的一種水冷表面式換熱器，冷卻水(又稱循環(huán)水)從進口水室進入冷卻管束并從出口水室排出。為保證蒸汽凝結(jié)時在凝汽器內(nèi)維持高度真空和良好的傳熱效果，還配有抽氣設(shè)備，它不斷將漏入凝汽器中的空氣和其他不凝結(jié)氣體抽出。抽氣設(shè)備主要有射水抽氣器、射汽抽氣器、機械真空泵等。

7)主機汽輪機：電廠用于發(fā)電的蒸汽輪機

8)低真空運行：汽輪機明顯高于正常發(fā)電機組汽輪機運行真空度水平下運行

9)采暖季：北方地區(qū)的城鎮(zhèn)采暖季，一般為10月～第二年4月左右，按地區(qū)和氣溫確定具體時期。

10)電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)：用于帶走電廠主汽輪機排汽的含有廢熱冷卻系統(tǒng)。電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)包括冷卻塔、循環(huán)水泵及相關(guān)連接管道系統(tǒng)。

11)廠用電耗：是指電廠輔機設(shè)備運行所必須的用電耗量。