一种用于提高火电厂供热灵活性的系统及方法与流程

本发明涉及一种用于提高火电厂供热灵活性的系统及方法，属于热电联产节能技术领域。

背景技术：

火电厂汽轮机排入低压缸的蒸汽做功后，进入凝汽器形成冷凝热，冷凝热通常占其一次能源总输入热的30%以上，该部分热量一般通过空冷岛或冷水塔排入大气，或直接排入海水，形成巨大的冷端损失，这是目前火电机组热效率低的主要原因。因此，寻找一种提高机组热效率的方法迫在眉睫。

当前通过吸收式热泵技术回收循环水热量技术已有应用，但其汽源来自小汽轮机排汽比较少见，加入小汽轮机可有效提高机组热经济性，同时可减小火电厂厂用电率，具有较大的推广意义。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种设计合理、性能可靠、能有效提高火电厂供热灵活性的系统及方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种用于提高火电厂供热灵活性的系统，其特征在于：包括汽轮机、凝汽器、冷却塔、热网加热器、除氧器、小汽机、吸收式热泵和循环水泵等；所述汽轮机的排汽口与凝汽器连接，所述凝汽器的循环水进口通过第一管道、第一阀门和第二管道与冷却塔相连，所述凝汽器的循环水出口通过第三管道、第二阀门、第四管道、循环水泵和第五管道与冷却塔相连，循环水流量可通过第一阀门和第二阀门的开度以及循环水泵的频率调节；所述热网加热器的进汽口通过第十八管道、第五阀门、第十一管道、第三阀门和第十管道与汽轮机相连，抽汽流量可通过第三阀门和第五阀门的开度调节，所述热网加热器的疏水口通过第十九管道、第六阀门和第二十管道与除氧器相连，疏水流量可通过第六阀门的开度调节，所述热网加热器的水侧进水口通过第二十三管道、第十阀门和第二十四管道连接至第二十七管道，所述热网加热器的水侧出水口通过第二十一管道、第九阀门和第二十二管道连接至第二十五管道，进出水流量可通过第九阀门和第十阀门的开度调节；所述吸收式热泵的进汽口通过第十五管道、第八阀门和第十四管道与小汽机的排汽口相连，所述吸收式热泵的疏水口通过第三十管道、第十一阀门和第二十九管道与除氧器相连，抽汽和疏水流量可分别通过第八阀门和第十一阀门的开度调节；所述小汽机的进汽口通过第十三管道、第四阀门和第十二管道连接至第十一管道，所述小汽机设置有旁路，所述旁路包括第十六管道、第七阀门和第十七管道，所述第十六管道的一端连接至第十一管道，所述第十六管道的另一端连接第七阀门，所述第十七管道的一端连接第七阀门，所述第十七管道的另一端连接至第十五管道；所述吸收式热泵的水侧设置有两路，一路与循环水管路相连，另一路与热用户相连，所述吸收式热泵的一路进水口通过第七管道、第十四阀门和第六管道连接至第三管道，所述吸收式热泵的一路出水口通过第九管道、第十五阀门和第八管道连接至第一管道，所述吸收式热泵的另一路进水口通过第二十八管道、第十三阀门和第二十七管道连接至热用户，所述吸收式热泵的另一路出水口通过第二十六管道、第十二阀门和第二十五管道连接至热用户，所述吸收式热泵的进出水流量可通过第十二阀门、第十三阀门、第十四阀门和第十五阀门的开度调节。

进一步的，所述吸收式热泵的进汽可以有两路，一路为汽轮机的抽汽，另一路为小汽机的排汽。

进一步的，所述吸收式热泵和热网加热器可在不同的供热阶段分别投用，也可同时投用。

工作方法：

在仅投用热网加热器时，可以通过关闭第四阀门、第七阀门、第十一阀门、第十二阀门、第十三阀门、第十四阀门和第十五阀门，开启并调节第三阀门和第五阀门的开度控制进汽量，开启并调节第九阀门和第十阀门的开度控制供回水流量。

在仅投用吸收式热泵时，可以通过关闭第五阀门、第九阀门、第十阀门、第四阀门和第八阀门，开启并调节第三阀门、第七阀门、第十一阀门、第十四阀门、第十五阀门、第十二阀门和第十三阀门控制进汽量、疏水量和供回水量。

在投用小汽机和吸收式热泵时，可以通过关闭第五阀门、第七阀门、第九阀门、第十阀门和第六阀门，开启并调节第三阀门、第四阀门、第八阀门、第十一阀门、第十四阀门、第十五阀门、第十二阀门和第十三阀门控制进汽量、疏水量和供回水量。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：

（1）本发明设计合理，改造结构简单，在不改变火电厂现有系统的情况下，新增热网加热器、小汽轮机和吸收式热泵余热交换等设备，有效提高机组热经济性和供热灵活性；（2）本发明通过阀门启闭，改变热交换系统连接方式，能够自由切换投用和停用，实现对抽汽、疏水和供回水的温度调节，操作简单，控制方便；（3）本发明基于能量梯级利用的原理，合理设计供热系统，实现对循环水升温加热，有效减少了换热过程中的不可逆损失，具有较高的实际运用价值。

附图说明

图1是本发明系统的整体结构示意图。

图2是仅投用热网加热器时的结构示意图。

图3是仅投用吸收式热泵时的结构示意图。

图4是投用小汽轮机和吸收式热泵时的结构示意图。

图中：汽轮机1、凝汽器2、冷却塔3、热网加热器4、除氧器5、小汽机6、吸收式热泵7、热用户8、循环水泵9、第一阀门10、第二阀门11、第三阀门12、第四阀门13、第五阀门14、第六阀门15、第七阀门16、第八阀门17、第九阀门18、第十阀门19、第十一阀门20、第十二阀门21、第十三阀门22、第十四阀门23、第十五阀门24、第一管道25、第二管道26、第三管道27、第四管道28、第五管道29、第六管道30、第七管道31、第八管道32、第九管道33、第十管道34、第十一管道35、第十二管道36、第十三管道37、第十四管道38、第十五管道39、第十六管道40、第十七管道41、第十八管道42、第十九管道43、第二十管道44、第二十一管道45、第二十二管道46、第二十三管道47、第二十四管道48、第二十五管道49、第二十六管道50、第二十七管道51、第二十八管道52、第二十九管道53、第三十管道54。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例。

参见图1，本实施例中，一种用于提高火电厂供热灵活性的系统，包括汽轮机1、凝汽器2、冷却塔3、热网加热器4、除氧器5、小汽机6、吸收式热泵7和循环水泵9等；汽轮机1的排汽口与凝汽器2连接，凝汽器2的循环水进口通过第一管道25、第一阀门10和第二管道26与冷却塔3相连，凝汽器2的循环水出口通过第三管道27、第二阀门11、第四管道28、循环水泵9和第五管道29与冷却塔3相连，循环水流量可通过第一阀门10和第二阀门11的开度以及循环水泵9的频率调节；热网加热器4的进汽口通过第十八管道42、第五阀门14、第十一管道35、第三阀门12和第十管道34与汽轮机1相连，抽汽流量可通过第三阀门12和第五阀门14的开度调节，热网加热器4的疏水口通过第十九管道43、第六阀门15和第二十管道44与除氧器5相连，疏水流量可通过第六阀门15的开度调节，热网加热器4的水侧进水口通过第二十三管道47、第十阀门19和第二十四管道48连接至第二十七管道51，热网加热器4的水侧出水口通过第二十一管道45、第九阀门18和第二十二管道46连接至第二十五管道49，进出水流量可通过第九阀门18和第十阀门19的开度调节；吸收式热泵7的进汽口通过第十五管道39、第八阀门17和第十四管道38与小汽机6的排汽口相连，吸收式热泵7的疏水口通过第三十管道54、第十一阀门20和第二十九管道与除氧器5相连，抽汽和疏水流量可分别通过第八阀门17和第十一阀门20的开度调节；小汽机6的进汽口通过第十三管道37、第四阀门13和第十二管道36连接至第十一管道35，小汽机6设置有旁路，旁路包括第十六管道40、第七阀门16和第十七管道41，第十六管道40的一端连接至第十一管道35，第十六管道40的另一端连接第七阀门16，第十七管道41的一端连接第七阀门16，第十七管道41的另一端连接至第十五管道39；吸收式热泵7的水侧设置有两路，一路与循环水管路相连，另一路与热用户8相连，吸收式热泵7的一路进水口通过第七管道31、第十四阀门23和第六管道30连接至第三管道27，吸收式热泵7的一路出水口通过第九管道33、第十五阀门24和第八管道32连接至第一管道25，吸收式热泵7的另一路进水口通过第二十八管道52、第十三阀门22和第二十七管道51连接至热用户8，吸收式热泵7的另一路出水口通过第二十六管道50、第十二阀门21和第二十五管道49连接至热用户8，吸收式热泵7的进出水流量可通过第十二阀门21、第十三阀门22、第十四阀门23和第十五阀门24的开度调节。

在本实施例中，吸收式热泵7的进汽可以有两路，一路为汽轮机1的抽汽，另一路为小汽机6的排汽。

在本实施例中，吸收式热泵7和热网加热器4可在不同的供热阶段分别投用，也可同时投用。

参见图2、图3和图4，上述用于提高火电厂供热灵活性的系统的工作方法如下：

在仅投用热网加热器4时，可以通过关闭第四阀门13、第七阀门16、第十一阀门20、第十二阀门21、第十三阀门22、第十四阀门23和第十五阀门24，开启并调节第三阀门12和第五阀门14的开度控制进汽量，开启并调节第九阀门18和第十阀门19的开度控制供回水流量。

在仅投用吸收式热泵7时，可以通过关闭第五阀门14、第九阀门18、第十阀门19、第四阀门13和第八阀门17，开启并调节第三阀门12、第七阀门16、第十一阀门20、第十四阀门23、第十五阀门24、第十二阀门21和第十三阀门22控制进汽量、疏水量和供回水量。

在投用小汽机6和吸收式热泵7时，可以通过关闭第五阀门14、第七阀门16、第九阀门18、第十阀门19和第六阀门15，开启并调节第三阀门12、第四阀门13、第八阀门17、第十一阀门20、第十四阀门23、第十五阀门24、第十二阀门21和第十三阀门22控制进汽量、疏水量和供回水量。

在本实施例的具体运行方法中，在对流经各设备的流量进行调节时，主要通过dcs系统远程传输阀门开度信号，来对各阀门的开度进行调节，以实现对流量的调节。

本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。