專利名稱：發(fā)電廠專用熱泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱泵，尤其是發(fā)電廠專用熱泵。
背景技術(shù)：
目前的火力發(fā)電廠簡稱火電廠，是利用煤、石油、天然氣作為燃料生產(chǎn)電能的工廠，它的基本生產(chǎn)過程是燃料在鍋爐中燃燒加熱水使成蒸汽，將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成熱能，蒸汽壓力推動汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，然后汽輪機(jī)帶動發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能。燃煤，用輸煤皮帶從煤場運(yùn)至煤斗中。大型火電廠為提高燃煤效率都是燃燒煤粉。 因此，煤斗中的原煤要先送至磨煤機(jī)內(nèi)磨成煤粉。磨碎的煤粉由熱空氣攜帶經(jīng)排粉風(fēng)機(jī)送入鍋爐的爐膛內(nèi)燃燒。煤粉燃燒后形成的熱煙氣沿鍋爐的水平煙道和尾部煙道流動，放出熱量，最后進(jìn)入除塵器，將燃燒后的煤灰分離出來。潔凈的煙氣在引風(fēng)機(jī)的作用下通過煙囪排入大氣。助燃用的空氣由送風(fēng)機(jī)送入裝設(shè)在尾部煙道上的空氣預(yù)熱器內(nèi)，利用熱煙氣加熱空氣。這樣，一方面除使進(jìn)入鍋爐的空氣溫度提高，易于煤粉的著火和燃燒外，另一方面也可以降低排煙溫度，提高熱能的利用率。從空氣預(yù)熱器排出的熱空氣分為兩股一股去磨煤機(jī)干燥和輸送煤粉，另一股直接送入爐膛助燃。燃煤燃盡的灰渣落入爐膛下面的渣斗內(nèi)， 與從除塵器分離出的細(xì)灰一起用水沖至灰漿泵房內(nèi)，再由灰漿泵送至灰場。火力發(fā)電廠在除氧器水箱內(nèi)的水經(jīng)過給水泵升壓后通過高壓加熱器送入省煤器。 在省煤器內(nèi)，水受到熱煙氣的加熱，然后進(jìn)入鍋爐頂部的汽包內(nèi)。在鍋爐爐膛四周密布著水管，稱為水冷壁。水冷壁水管的上下兩端均通過聯(lián)箱與汽包連通，汽包內(nèi)的水經(jīng)由水冷壁不斷循環(huán)，吸收著煤愛燃燒過程中放出的熱量。部分水在冷壁中被加熱沸騰后汽化成水蒸汽， 這些飽和蒸汽由汽包上部流出進(jìn)入過熱器中。飽和蒸汽在過熱器中繼續(xù)吸熱，成為過熱蒸汽。過熱蒸汽有很高的壓力和溫度，因此有很大的熱勢能。具有熱勢能的過熱蒸汽經(jīng)管道引入汽輪機(jī)后，便將熱勢能轉(zhuǎn)變成動能。高速流動的蒸汽推動汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，形成機(jī)械能。汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子通過連軸器聯(lián)在一起。當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時便帶動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的另一端帶著一太小直流發(fā)電機(jī)，叫勵磁機(jī)。勵磁機(jī)發(fā)出的直流電送至發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子線圈中，使轉(zhuǎn)子成為電磁鐵，周圍產(chǎn)生磁場。當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，磁場也是旋轉(zhuǎn)的，發(fā)電機(jī)定子內(nèi)的導(dǎo)線就會切割磁力線感應(yīng)產(chǎn)生電流。這樣，發(fā)電機(jī)便把汽輪機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。電能?jīng)變壓器將電壓升壓后，由輸電線送至電用戶。釋放出熱勢能的蒸汽從汽輪機(jī)下部的排汽口排出，稱為乏汽。乏汽在凝汽器內(nèi)被循環(huán)水泵送入凝汽器的冷卻水冷卻，從新凝結(jié)成水，此水成為凝結(jié)水。凝結(jié)水由凝結(jié)水泵送入低壓加熱器并最終回到除氧器內(nèi)，完成一個循環(huán)。在循環(huán)過程中難免有汽水的泄露，即汽水損失，因此要適量地向循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)補(bǔ)給一些水，以保證循環(huán)的正常進(jìn)行。高、底壓加熱器是為提高循環(huán)的熱效率所采用的裝置，除氧器是為了除去水含的氧氣以減少對設(shè)備及管道的腐蝕。但這樣有大量的冷卻水產(chǎn)生，開式循環(huán)形成熱排放，閉式循環(huán)需要再進(jìn)入冷卻塔進(jìn)行熱排放；同時由于凝汽器需要維持較低的飽和蒸汽壓力提高發(fā)電效率，所以凝汽器溫度會很低，凝結(jié)水也就溫度較低，再循環(huán)過程中需要重新加熱，耗費(fèi)大量的燃料。

發(fā)明內(nèi)容
為了提高發(fā)電廠的發(fā)電效率，本發(fā)明的提供一種可以維持凝汽器較低的飽和蒸汽壓力和進(jìn)行熱量回收的裝置。一種發(fā)電廠專用熱泵，消耗一小部分高品質(zhì)的能量為動力，使熱能從低溫?zé)嵩聪蚋邷責(zé)嵩磦鬟f的裝置，其特征在于將凝汽器的凝結(jié)水一分為二，一部分做為熱泵的熱源進(jìn)行提取熱量，降溫后的凝結(jié)水回流凝汽器，對乏汽進(jìn)行的熱量進(jìn)行中和冷卻而維持較低的飽和蒸汽壓力，然后再次形成凝結(jié)水，另一部分做為熱泵的被加熱液體，攜帶回收的熱量由凝結(jié)水泵送入低壓加熱器，由此進(jìn)行熱量回收的裝置。本發(fā)明的有益效果是采用將凝結(jié)水一分為二為熱泵熱源和被加熱液體，可以省略對目前凝汽器需要對外換熱的結(jié)構(gòu)，節(jié)約冷卻塔用水，減少熱排放和減少換熱能量損耗， 同時可以直接對乏汽的熱量進(jìn)行回收，提高發(fā)電效率。


附圖1是本發(fā)明發(fā)電廠專用熱泵的工作原理圖。其中1，汽輪機(jī)；2，凝汽器；3，循環(huán)水泵；4，凝結(jié)水泵；5，熱泵蒸發(fā)器；6，熱泵壓縮機(jī)；7，熱泵散熱器；8，鍋爐；9，高壓回?zé)峒訜崞鳎?0，除氧器；11，低壓回?zé)峒訜崞鳌?br> 具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對發(fā)明進(jìn)一步說明。蒸汽在汽輪機(jī)1做功后，形成乏汽進(jìn)入凝汽器2，被冷卻散熱的液體被一分為二， 一部分在循環(huán)水泵3分流下，經(jīng)過熱泵蒸發(fā)器5提取熱量而降溫，然后回流到凝汽器2，對乏汽進(jìn)行混合冷卻，另一部分經(jīng)過凝結(jié)水泵4驅(qū)動，經(jīng)過熱泵散熱器7吸收熱量而加熱，進(jìn)入低壓回?zé)峒訜崞?1，熱泵蒸發(fā)器5、熱泵壓縮機(jī)6、熱泵散熱器7構(gòu)成一個熱泵循環(huán)，汽輪機(jī) 1、凝汽器2、低壓回?zé)峒訜崞?1、除氧器10、高壓回?zé)峒訜崞?、鍋爐8構(gòu)成一個火力發(fā)電循環(huán)，這樣就可以對乏汽的熱量進(jìn)行回收，并使凝汽器維持較低的飽和蒸汽壓力。優(yōu)化方案1中，熱泵采用螺桿壓縮機(jī)。優(yōu)化方案2中，熱泵采用離心壓縮機(jī)。優(yōu)化方案3中，熱泵的壓縮機(jī)采用高壓電動機(jī)驅(qū)動。優(yōu)化方案4中，熱泵的壓縮機(jī)采用蒸汽驅(qū)動。優(yōu)化方案5中，作為熱源的凝結(jié)水被熱泵提取熱量后，溫度控制在5 45攝氏度。優(yōu)化方案6中，作為熱源的凝結(jié)水被熱泵提取熱量后，溫度控制在15 35攝氏度。優(yōu)化方案7中，作為熱源的凝結(jié)水被熱泵提取熱量后，溫度控制在20 30攝氏度。優(yōu)化方案8中，作為熱源的凝結(jié)水被熱泵提取熱量形成低溫水后，采用噴淋方式對乏汽進(jìn)行冷卻。
優(yōu)化方案9中，作為被加熱液體被熱泵加熱后，溫度控制在60 90攝氏度。優(yōu)化方案10中，熱泵回收富余的熱量可以采用吸收式熱泵再次提高被加熱的凝結(jié)水的溫度。優(yōu)化方案11中，熱泵回收富余的熱量可以對外界供應(yīng)60 90攝氏度熱水。優(yōu)化方案12中，熱泵需要增加管路循環(huán)對冷熱兩端進(jìn)行平衡。實施案例中，30 100麗機(jī)組，發(fā)電用熱占32%左右，凝汽時的熱排放占50%左右，通過離心熱泵和吸收式熱泵，可以回收15 25%的熱量，并可以將進(jìn)入低壓加熱器凝結(jié)水的溫度提高到90 105度，這樣就可以大幅度節(jié)約燃煤用量；另外回流的凝結(jié)水溫度為 10 30度，可以為凝汽器提供冷源對乏汽進(jìn)行降溫冷凝10 30度，降低凝汽器飽和蒸汽壓力20000 40000帕，提高發(fā)電效率5 10%，另外還可以回收總能耗的20 30%的60 105度低品位熱量。具體應(yīng)用時，由于比目前的換熱器水冷和風(fēng)冷維持較低的飽和蒸汽壓力，可以使整體發(fā)電效率提高5 10%，同時對熱量進(jìn)行回收，使進(jìn)入低壓回?zé)峒訜崞鞯哪Y(jié)水起始溫度提高20 65攝氏度，這樣可以節(jié)約8 10%左右的燃煤量，而本熱泵COP極高，能達(dá)到 6. 0以上，實際驅(qū)動消耗不多，燃煤量相同情況下發(fā)電效率提高12 15%，也就是相比目前 340克/千瓦*時發(fā)電水平，可以節(jié)省燃煤20 60克/千瓦*時，另外還可以回收總能耗的20 30%的60 105度低品位熱量。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)電廠專用熱泵，消耗一小部分高品質(zhì)的能量為動力，使熱能從低溫?zé)嵩聪蚋邷責(zé)嵩磦鬟f的裝置，其特征在于將凝汽器的凝結(jié)水一分為二，一部分做為熱泵的熱源進(jìn)行提取熱量，降溫后的凝結(jié)水回流凝汽器，對乏汽進(jìn)行的熱量進(jìn)行中和冷卻而維持較低的飽和蒸汽壓力，然后再次形成凝結(jié)水，另一部分做為熱泵的被加熱液體，攜帶回收的熱量由凝結(jié)水泵送入低壓加熱器，由此進(jìn)行熱量回收的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電廠專用熱泵，其特征在于熱泵采用螺桿壓縮機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電廠專用熱泵，其特征在于熱泵采用離心壓縮機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電廠專用熱泵，其特征在于熱泵的壓縮機(jī)采用高壓電動機(jī)驅(qū)動。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電廠專用熱泵，其特征在于熱泵的壓縮機(jī)采用蒸汽驅(qū)動。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電廠專用熱泵，其特征在于作為熱源的凝結(jié)水被熱泵提取熱量后，溫度控制在15 35攝氏度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電廠專用熱泵，其特征在于作為熱源的凝結(jié)水被熱泵提取熱量形成低溫水后，采用噴淋方式對乏汽進(jìn)行冷卻。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電廠專用熱泵，其特征在于作為被加熱液體被熱泵加熱后，溫度控制在60 90攝氏度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電廠專用熱泵，其特征在于熱泵回收富余的熱量可以采用吸收式熱泵再次提高被加熱的凝結(jié)水的溫度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電廠專用熱泵，其特征在于熱泵需要增加管路循環(huán)對冷熱兩端進(jìn)行平衡。
全文摘要
本發(fā)明提供一種發(fā)電廠專用熱泵，將凝汽器的凝結(jié)水一分為二，一部分做為熱泵的熱源進(jìn)行提取熱量，降溫后的凝結(jié)水回流凝汽器，對乏汽進(jìn)行的熱量進(jìn)行中和冷卻而維持較低的飽和蒸汽壓力，然后再次形成凝結(jié)水，另一部分做為熱泵的被加熱液體，攜帶回收的熱量由凝結(jié)水泵送入低壓加熱器，由此進(jìn)行熱量回收的裝置，本發(fā)明的有益效果是采用將凝結(jié)水一分為二為熱泵熱源和被加熱液體，可以省略對目前凝汽器需要對外換熱的結(jié)構(gòu)，節(jié)約冷卻塔用水，減少熱排放和減少換熱能量損耗，同時可以直接對乏汽的熱量進(jìn)行回收，提高發(fā)電效率，也就是相比目前340克/千瓦*時發(fā)電水平，可以節(jié)省燃煤20～60克/千瓦*時，另外還可以回收部分低品位熱量。
文檔編號F25B30/06GK102261768SQ20111014653
公開日2011年11月30日 申請日期2011年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月2日
發(fā)明者楊貽方 申請人:楊貽方