多台机组耦合的余热梯级利用热网系统及方法与流程

本发明涉及多台机组耦合的余热梯级利用热网系统及方法，属于热电机组改造领域。

背景技术：

随着近年来环境污染的加剧，节能减排及清洁供暖已成为一项重要战略部署。在此大背景下，深入挖掘现役热电机组供热潜力，深度节能减排具有极其重要的意义。

因此，需要对常规空冷热电机组余热的利用进行挖掘，来降低煤耗并提高供热能力。

技术实现要素：

为解决在北方热电机组集中供暖期各梯级热量深度利用的问题，形成节能、节电综合性能优良的机组，本发明提供一种多台机组耦合的余热梯级利用热网系统及方法。

本发明的一种多台机组耦合的余热梯级利用热网系统，包括现有直接空冷机组1，还包括高背压凝汽器2、凝背机组3和凝背机组热网凝汽器4，

高背压凝汽器2的入水口连通热网回水管的出水口，高背压凝汽器2的进汽口连通现有直接空冷机组1的乏汽出口，高背压凝汽器2的出水口连通凝背机组热网凝汽器4的入水口，凝背机组热网凝汽器4的进汽口连通凝背机组3的出汽口，凝背机组3在进汽口处通过直接空冷机组1的采暖抽汽驱动；凝背机组热网凝汽器4的出水口连通对外供热管路。

根据本发明所述的多台机组耦合的余热梯级利用热网系统，所述热网系统还包括热网循环泵的小汽机5及小汽机热网加热器6，

小汽机热网加热器6的入水口连通高背压凝汽器2的出水口，小汽机热网加热器6的出水口连通对外供热管路；小汽机热网加热器6的进汽口连通热网循环泵的小汽机5的出汽口，热网循环泵的小汽机5的进汽口处通过热电机组的部分采暖抽汽驱动。

根据本发明所述的多台机组耦合的余热梯级利用热网系统，所述热网系统还包括采暖热网加热器7，

所述采暖热网加热器7的入水口连通高背压凝汽器2的出水口，采暖热网加热器7的出水口连通对外供热管路；采暖热网加热器7的进汽口处通过所述热电机组的部分采暖抽汽驱动。

本发明还提供了一种多台机组耦合的余热梯级利用方法，基于所述多台机组耦合的余热梯级利用热网系统实现，包括：

在供暖期利用现有直接空冷机组1的乏汽对进入高背压凝汽器2的热网回水进行一次加热；然后利用现有直接空冷机组1的采暖抽汽经凝背机组3对经一次加热后进入凝背机组热网凝汽器4的部分热网回水进行二次加热，并经对外供热管路输出，用于供热；凝背机组3发电供厂用电使用。

根据本发明所述的多台机组耦合的余热梯级利用方法，还包括：

使经一次加热后的部分热网回水进入小汽机热网加热器6，利用热电机组的部分采暖抽汽经热网循环泵的小汽机5做功后对小汽机热网加热器6内的部分热网回水进行二次加热，并经对外供热管路输出，用于供热。

根据本发明所述的多台机组耦合的余热梯级利用方法，还包括：

使经一次加热后的部分热网回水进入采暖热网加热器7，利用热电机组的部分采暖抽汽对进入采暖热网加热器7的部分热网回水进行二次加热，并经对外供热管路输出，用于供热。

本发明的有益效果：本发明可用于对直接空冷机组及其它机组实施供热改造，根据供热负荷质和量的要求，全部利用直接空冷机组的乏汽，来耦合其它机组进行供热设备改造，使电厂的所有机组供热、节能得到最佳的匹配，从而降低煤耗，实现节能减排、清洁供暖。

本发明实现了对多台热电机组余热的梯级利用，兼顾了系统的稳定性、电厂发电和供暖工程的需求，降低了煤耗和厂用电率

附图说明

图1是本发明所述多台机组耦合的余热梯级利用热网系统的连接结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

具体实施方式一、结合图1所示，本发明的第一方面提供了一种多台机组耦合的余热梯级利用热网系统，包括现有直接空冷机组1，还包括高背压凝汽器2、凝背机组3和凝背机组热网凝汽器4，

高背压凝汽器2的入水口连通热网回水管的出水口，高背压凝汽器2的进汽口连通现有直接空冷机组1的乏汽出口，高背压凝汽器2的出水口连通凝背机组热网凝汽器4的入水口，凝背机组热网凝汽器4的进汽口连通凝背机组3的出汽口，凝背机组3在进汽口处通过直接空冷机组1的采暖抽汽驱动；凝背机组热网凝汽器4的出水口连通对外供热管路。

本实施方式在供暖期利用直接空冷机组1的乏汽经高背压凝汽器2对热网回水进行一次加热，然后再利用其采暖抽汽经凝背机组3对进入凝背机组热网凝汽器4的部分热网回水进行二次加热，凝背机组3发电供厂用电使用。

假设高背压凝汽器2的入水口处热网回水温度为t0,流量为g0，则其出水口处的温度为t1,流量依然为g0。进入凝背机组热网凝汽器4的入水口处温度也为t1；由于凝背机组热网凝汽器4只接收由高背压凝汽器2输出的部分热网回水，所以设定凝背机组热网凝汽器4的入水口处热网回水流量为g1,经凝背机组热网凝汽器4输出的热网回水温度为t2,流量为g1。

进一步，结合图1所示，所述热网系统还包括热网循环泵的小汽机5及小汽机热网加热器6，

小汽机热网加热器6的入水口连通高背压凝汽器2的出水口，小汽机热网加热器6的出水口连通对外供热管路；小汽机热网加热器6的进汽口连通热网循环泵的小汽机5的出汽口，热网循环泵的小汽机5的进汽口处可通过多台热电机组的部分采暖抽汽驱动。

小汽机热网加热器6的入水口热网回水温度为t1,流量为g2，出水口处的温度为t2,流量为g2。

再进一步，结合图1所示，所述热网系统还包括采暖热网加热器7，

所述采暖热网加热器7的入水口连通高背压凝汽器2的出水口，采暖热网加热器7的出水口连通对外供热管路；采暖热网加热器7的进汽口处可通过多台热电机组的部分采暖抽汽驱动。

采暖热网加热器7的入水口热网回水温度为t1,流量为g3，出水口处的温度为t2,流量为g3。最终输入到外供热管路的热网回水温度为t2,流量为g0：

g0＝g1+g2+g3。

本实施方式将多台机组的多种改造方案耦合在一起，通过全部利用直接空冷机组乏汽、增设凝背机改造及热网循环泵改造，将多台机组耦合成余热梯级利用的热网系统。

其具体工作过程包括：利用热电机组部分采暖抽汽进入热网循环泵的小汽机后通过其配套的热网加热器对部分热网回水进行二次加热；利用热电机组剩余部分采暖抽汽直接进入热网加热器对剩余热网回水进行二次加热。在非供暖期，由于凝背机组3抽取了直接空冷机组1部分蒸汽，直接空冷机组1低压缸的排汽量减少，冷却能力增加，背压降低，机组运行经济性得到提高；同时凝背机组热网凝汽器4的冷却水采用机力通风冷却塔循环水进行冷却，降低了凝背机的背压，机组经济性进一步提升。

本发明系统包括：直接空冷机组及配套的高背压凝汽器，凝背机组及配套的热网凝汽器，汽机驱动的热网循环泵及排汽热网加热器，以及采暖抽汽热网加热器。系统运行方式为热网回水进入高背压凝汽器的入水口，通过换热管与管外直接空冷机组的乏汽进行热量交换，升温后的热网水从高背压凝汽器出水口流出，分别进入凝背机组热网凝汽器、热网循环泵小汽机排汽热网加热器及抽汽热网加热器的换热管与各自的蒸汽进行热量交换，达到热网水的设计温升，最后供给热用户。凝背机组的供汽取自直接空冷机组中低压连通管，汽机驱动的热网循环泵用汽可取自其他机组的抽汽、热网加热器的加热蒸汽可取自直接空冷机组或者其他机组的抽汽。各个设备的耦合数量和方式根据集中供热负荷来确定。

具体实施方式二、结合图1所示，本发明的另一方面还提供了一种多台机组耦合的余热梯级利用方法，基于所述多台机组耦合的余热梯级利用热网系统实现，包括：

在供暖期利用现有直接空冷机组1的乏汽对进入高背压凝汽器2的热网回水进行一次加热；然后利用现有直接空冷机组1的采暖抽汽经凝背机组3对经一次加热后进入凝背机组热网凝汽器4的部分热网回水进行二次加热，并经对外供热管路输出，用于供热；凝背机组3发电供厂用电使用。

本实施方式中，首先对一台直接空冷机组1实施高背压供热改造，在供暖期可提升运行背压及排汽温度；新增一台与之配套的高背压凝汽器2将全部热网回水先进行一次加热，流量g0；温度由t0–t1；同时新增一台凝背机组3和凝背机组热网凝汽器4，由直接空冷机组1采暖抽汽驱动凝背机组3，其发电供厂用电使用，其排汽可在供暖期通过凝背机组热网凝汽器4将部分热网水进行二次加热，流量g1；温度由t1–t2。

进一步，结合图1所示，本实施方式还包括：

使经一次加热后的部分热网回水进入小汽机热网加热器6，利用热电机组的部分采暖抽汽经热网循环泵的小汽机5做功后对小汽机热网加热器6内的部分热网回水进行二次加热，并经对外供热管路输出，用于供热。

本实施方式中，将原有电机驱动的热网循环泵改为小汽机驱动，新增与之对应的小汽机热网加热器6；利用热电机组部分采暖抽汽进入小汽机驱动热网循环泵，其排汽进入小汽机热网加热器6对部分热网水进行二次加热，流量为g2；温度由t1–t2。

再进一步，结合图1所示，本实施方式还包括：

使经一次加热后的部分热网回水进入采暖热网加热器7，利用热电机组的部分采暖抽汽对进入采暖热网加热器7的部分热网回水进行二次加热，并经对外供热管路输出，用于供热。

利用热电机组的部分采暖抽汽直接进入热网系统的采暖热网加热器7，对剩余部分热网水进行二次加热，流量为g3；温度由t1–t2。

本发明方法中多台机组余热梯级利用的耦合方式，兼顾了供热能力和节能减排，使热网系统的供热能力得到最大发挥，经济效益可观。

本发明所述热网系统，将多台热电机组采用三种供热改造技术进行耦合设计。通过对一台机组进行高背压改造和新增凝背机的改造，对热网回水进行加热，提升机组的供热能力；同时新增凝背机组可对直接空冷机组采暖抽汽实现梯级利用，其发电可供厂用电使用，其排汽可对热网回水进行二次加热。将热网循环泵由电机驱动改为小汽机驱动，节省厂用电率，其驱动蒸汽来自于热电机组的采暖抽汽，其排汽用于对热网循环水进行二次加热，实现蒸汽梯级利用，进一步提高机组经济性。

综上，本发明通过高背压供热改造、新增凝背机及热网循环泵改造的多种改造方式将多台热电机组耦合，形成多台机组耦合的余热梯级利用的热网系统。经验证，其发电标煤耗、厂用电率及供电标煤耗均显著降低，使机组供热能力得到最大程度的发挥，节能降耗效果显著；提高了机组的经济性和能源利用率，实现了经济性和节能环保两个方面收益最大化。

虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其它所述实施例中。