一种间接空冷机组循环水余热回收装置及方法与流程

本发明涉及一种间接空冷机组循环水余热回收装置及方法，采用间接空冷机组低压末级或次末级抽汽作为驱动蒸汽的吸收式热泵组，对间接空冷机组进间冷塔冷却前的高温循环水乏热进行回收，回收的热量用来加热机组的凝结水，属于一种间接空冷机组循环水余热利用技术。

背景技术：

近年来，随着我国电力行业的飞速发展，大容量、高参数的火力发电机组在全国各地纷纷建设。对于我国西北广大地区而言，由于水资源的严重匮乏以及国家对于新建机组环保的要求，间接空冷就成为汽轮机组排汽冷却的一种比较普遍的方式。对于间接空冷机组而言，无论是采用混合式冷却的海勒式间接空冷系统，还是采用具有表面式凝汽器的哈蒙式间接空冷系统，由于其冷却水均为闭式循环，所以其由于机组冷却所需的耗水量几乎为零，最大程度的降低了火力发电机组对于水资源的消耗。但同时，由于采用间接空冷的汽轮机组排汽冷却方式，其设计背压较水冷机组要高7-10kPa，其设计的THA工况下的排汽温度在50℃以上，汽轮机低压缸排汽余热占锅炉出口供热量的45%以上，其汽轮机排汽所产生的乏热的损失是巨大的。

目前对于间接空冷机组而言，其高温循环冷却水余热利用的方式主要是针对有供热需求的间接空冷机组，一方面余热利用的周期较短，只有供暖期间的3至5个月，另一方面余热利用装置的投用周期较短，同时对于大量的非供暖机组而言，该部分余热未能充分利用，只能使用机组的间冷塔通过空气排至大气环境中。该部分的大量乏热的排出，不仅对于机组的能耗是一种极大的损失，而且对于周围环境造成了不可避免的热污染。现在虽然也有一些间接空冷机组余热回收装置，如公开日为2015年05月27日，公开号为CN104653241A的中国专利中，公开了一种间接空冷机组余热回收装置，但是该间接空冷机组余热回收装置难以克服上述问题。

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，而提供一种间接空冷机组循环水余热回收装置及方法。采用间接空冷机组低压末级或次末级抽汽作为驱动蒸汽的吸收式热泵组，对间接空冷机组进间冷塔冷却前的高温循环水乏热进行回收，回收的热量用来加热机组的凝结水，一方面可以降低机组能耗，提高机组运行的经济性，另一方面可以降低大量乏热排至周围环境所造成的热污染。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该间接空冷机组循环水余热回收装置包括汽轮机组、汽轮机排汽管道、凝汽器、低温循环水管、高温循环水管、间冷塔和循环水泵，所述汽轮机组通过汽轮机排汽管道和凝汽器连接，所述凝汽器和间冷塔之间通过低温循环水管和高温循环水管连接，所述循环水泵安装在低温循环水管或高温循环水管上，其结构特点在于：还包括供水管、回水管、供水管调节阀、蒸发器、吸收器、发生器、冷凝器、加热后凝结水出水管、驱动蒸汽凝结水出水管、驱动蒸汽进汽管、凝结水进吸收式热泵进水管、凝结水进吸收式热泵进水管调节阀、凝结水泵、轴封加热器、机组低压加热器、凝结水进除氧器管道和驱动蒸汽进汽管调节阀，所述凝汽器、凝结水泵、轴封加热器和机组低压加热器依次连接，所述凝结水进除氧器管道连接在机组低压加热器上；所述供水管的两端分别连接在高温循环水管和蒸发器上，所述回水管的两端分别连接在蒸发器和低温循环水管上，所述供水管调节阀安装在供水管上；所述蒸发器、吸收器、发生器和冷凝器首尾依次连接，所述凝结水进吸收式热泵进水管的一端连接在位于轴封加热器和机组低压加热器之间的管路上，该凝结水进吸收式热泵进水管的另一端连接在吸收器上，所述凝结水进吸收式热泵进水管调节阀安装在凝结水进吸收式热泵进水管上；所述驱动蒸汽进汽管和驱动蒸汽凝结水出水管均连接在发生器上，所述驱动蒸汽进汽管调节阀安装在驱动蒸汽进汽管上；所述加热后凝结水出水管连接在冷凝器上。

作为优选，本发明还包括供水管隔离阀和回水管隔离阀，所述供水管隔离阀和回水管隔离阀分别安装在供水管和回水管上。

作为优选，本发明还包括凝结水进吸收式热泵进水管隔离阀，所述凝结水进吸收式热泵进水管隔离阀安装在在凝结水进吸收式热泵进水管上。

作为优选，本发明还包括驱动蒸汽进汽管隔离阀和驱动蒸汽凝结水出水管隔离阀，所述驱动蒸汽进汽管隔离阀和驱动蒸汽凝结水出水管隔离阀分别安装在驱动蒸汽进汽管和驱动蒸汽凝结水出水管上。

作为优选，本发明还包括加热后凝结水出水管隔离阀，所述加热后凝结水出水管隔离阀安装在加热后凝结水出水管上。

一种采用所述的间接空冷机组循环水余热回收装置的间接空冷机组循环水余热回收方法，其特点在于：所述方法的步骤如下：采用压力在0.1MPa的低压末级或次末级抽汽作为驱动蒸汽的吸收式热泵组，对间接空冷机组进间冷塔冷却前的高温循环水乏热进行回收利用。

作为优选，本发明采用吸收式热泵组对间接空冷机组循环水余热所回收的热量，用来对机组的部分凝结水进行升温加热。

作为优选，本发明驱动蒸汽的凝结水通过驱动蒸汽凝结水出水管回至间接空冷机组的凝汽器中。

作为优选，本发明当间接空冷机组循环水余热回收装置为哈蒙式间接空冷系统时，间接空冷机组循环水余热回收方法为：进入吸收式热泵组进行余热回收的余热热源为间接空冷机组的高温循环水，直接取自间接空冷机组循环水泵的出口或间接空冷机组凝汽器的出口，充分利用机组原设计中的循环水泵的动力作为驱动，不需要增加额外动力驱动装置；间接空冷机组的高温循环水在通过吸收式热泵进行热量回收后，其回水直接通过回水管回至低温循环水管；在进入供水管上设有供水管调节阀，用于根据不同工况下循环水温度的不同，通过供水管调节阀调节循环水的流量进而控制吸收式热泵组在运行过程中的稳定性；在供水管和回水管上各设置了供水管隔离阀和回水管隔离阀，便于系统的隔离及检修；

采用压力在0.1MPa的低压末级或次末级抽汽作为驱动蒸汽的吸收式热泵组，在驱动蒸汽进汽管上装有驱动蒸汽进汽管隔离阀和驱动蒸汽进汽管调节阀，便于驱动蒸汽量的控制以及系统的隔离与检修；驱动蒸汽凝结水出水管上设置有驱动蒸汽凝结水出水管隔离阀，便于系统的隔离与检修；驱动蒸汽的凝结水通过驱动蒸汽凝结水出水管回至间接空冷机组的凝汽器中；

所要加热的凝结水取自机组轴封加热器的出口，在凝结水进吸收式热泵进水管上设置有凝结水进吸收式热泵进水管调节阀，便与根据热泵组运行工况对凝结水流量进行调节；在凝结水进吸收式热泵进水管及加热后凝结水出水管上各设置了凝结水进吸收式热泵进水管隔离阀与加热后凝结水出水管隔离阀，便于系统的隔离与检修；对于加热后的凝结水通过加热后凝结水出水管并入机组低压加热器之前的凝结水管道。

作为优选，本发明当间接空冷机组循环水余热回收装置为海勒式间接空冷系统时，间接空冷机组循环水余热回收方法为：来自间冷塔的冷却水经过两台并联的能量回收水轮机，到直接接触式喷射的凝汽器中加以利用，用以对汽轮机乏汽进行冷凝；冷却水和凝结水混合液被收集在凝汽器底部，其中一部分由两台循环水泵将混合液抽走送入间冷塔中，通过间冷塔的冷却三角，以自然通风的方式对其进行冷却，然后回到喷射式的凝汽器中对汽轮机排汽进行冷凝；另外一部分的混合液通过增压水泵被输送到机组的给水系统中由锅炉进行加热；

进入吸收式热泵组进行余热回收的余热热源为间接空冷机组的高温循环水，直接取自间接空冷机组循环水泵的出口或间接空冷机组凝汽器的出口，充分利用机组原设计中的循环水泵的动力作为驱动，不需要增加额外动力驱动装置；间接空冷机组的高温循环水在通过吸收式热泵进行热量回收后，其回水直接通过回水管回至低温循环水管；在进入供水管上设有供水管调节阀，用于根据不同工况下循环水温度的不同，通过供水管调节阀调节循环水的流量进而控制吸收式热泵组在运行过程中的稳定性；在供水管和回水管上各设置了供水管隔离阀和回水管隔离阀，便于系统的隔离及检修；

采用压力在0.1MPa的低压末级或次末级抽汽作为驱动蒸汽的吸收式热泵组，在驱动蒸汽进汽管上装有驱动蒸汽进汽管隔离阀和驱动蒸汽进汽管调节阀，便于驱动蒸汽量的控制以及系统的隔离与检修；驱动蒸汽凝结水出水管上设置有驱动蒸汽凝结水出水管隔离阀，便于系统的隔离与检修；驱动蒸汽的凝结水通过驱动蒸汽凝结水出水管回至间接空冷机组的凝汽器中；

所要加热的凝结水取自机组轴封加热器的出口，在凝结水进吸收式热泵进水管上设置有凝结水进吸收式热泵进水管调节阀，便与根据热泵组运行工况对凝结水流量进行调节；在凝结水进吸收式热泵进水管及加热后凝结水出水管上各设置了凝结水进吸收式热泵进水管隔离阀与加热后凝结水出水管隔离阀，便于系统的隔离与检修；对于加热后的凝结水通过加热后凝结水出水管并入机组低压加热器之前的凝结水管道。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：采用压力在0.1MPa左右的低压末级或次末级抽汽作为驱动蒸汽的吸收式热泵组，对间接空冷机组进间冷塔冷却前的高温循环水乏热进行回收，回收的热量用来加热机组的凝结水。一方面对间接空冷系统中高温循环水的大量乏热进行了回收，作为机组回热系统的热源，同时通过对部分高温循环水热量的回收，减少了间接空冷机组间冷塔的热负荷，对提高机组的真空有一定的影响，进而提高了机组运行的经济性。

对于600MW级间接空冷机组，其设计的THA工况下的背压为12kPa，对应的饱和温度为49.5℃。其冬季为达到防冻的要求，实际运行背压在7kPa左右，其饱和温度在39℃左右，其夏季运行过程中，由于环境温度造成的机组实际运行背压更高，其对应的饱和温度在55℃以上。为充分利用间接空冷机组的余热，减少能耗损失，提高机组运行的经济性，同时减少机组乏热排放造成的环境热污染，本发明采用吸收式热泵技术对间接空冷机组高温循环水余热进行回收，并将回收热量用于对机组凝结水的升温加热。

本发明的间接空冷机组余热利用装置是采用压力在0.1MPa左右的低压末级或次末级抽汽作为驱动蒸汽的吸收式热泵组，对间接空冷机组进间冷塔冷却前的高温循环水乏热进行回收利用，并将所回收的热量用来对机组的部分凝结水进行升温加热。其进入吸收式热泵组进行余热回收的余热热源为间接空冷机组的高温循环水，可直接取自间接空冷机组循环水泵的出口或间接空冷机组凝汽器的出口，可以充分利用机组原设计中的循环水泵的动力作为驱动，不需要增加额外动力驱动装置。间接空冷机组的高温循环水在通过吸收式热泵进行热量回收降温后，其回水可直接回至间接空冷机组循环水回水管道。吸收式热泵的驱动蒸汽可采用压力等级在0.1MPa的机组低压末级或次末级抽汽，驱动蒸汽的冷凝水可通过管道回收至间接空冷机组的凝汽器中。进入吸收式热泵进行升温加热的凝结水取自机组轴封加热器的出口管道，经吸收式热泵加热后的凝结水可通过凝结水回收管道并入机组低压加热器组之前的凝结水管道。

本发明的技术效果：1、以某厂600MW哈蒙式间接空冷机组为例，经计算采用机组七段抽汽作为吸收式热泵的驱动蒸汽，在机组THA工况下，在不改变#7低加出水温度的情况下，投入该装置可以节约七段抽汽量为30t/h左右，增加的发电量为2500kw左右，年节约资金在500万元左右。2、该设备的投入可以有效的吸收间接空冷机组的循环水的乏热，这就有效的减少了机组间冷塔的热负荷，在上述工况下高温循环水中被有效利用的热量占间冷塔的热负荷的3%左右。3、本发明对于间接空冷机组余热的利用投运周期较长，且受客观条件限制较少，能更加有效的提高机组运行的经济性。

附图说明

图1是本发明实施例中间接空冷机组循环水余热回收装置的结构示意图，该间接空冷机组循环水余热回收装置为哈蒙式间接空冷系统。

图2是本发明实施例中间接空冷机组循环水余热回收装置的结构示意图，该间接空冷机组循环水余热回收装置为海勒式间接空冷系统。

图中：1、汽轮机组；2、汽轮机排汽管道；3、凝汽器；4、低温循环水管；5、高温循环水管；6、间冷塔；7、循环水泵；8、供水管；9、回水管；10、供水管隔离阀；11、回水管隔离阀；12、供水管调节阀；13、蒸发器；14、吸收器；15、发生器；16、冷凝器；17、加热后凝结水出水管；18、驱动蒸汽凝结水出水管；19、驱动蒸汽进汽管；20、凝结水进吸收式热泵进水管；21、凝结水进吸收式热泵进水管隔离阀；22、凝结水进吸收式热泵进水管调节阀；23、凝结水泵；24、轴封加热器；25、机组低压加热器；26、凝结水进除氧器管道；27、驱动蒸汽进汽管隔离阀；28、驱动蒸汽进汽管调节阀；29、驱动蒸汽凝结水出水管隔离阀；30、加热后凝结水出水管隔离阀。

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至图2，本实施例中的间接空冷机组循环水余热回收装置包括汽轮机组1、汽轮机排汽管道2、凝汽器3、低温循环水管4、高温循环水管5、间冷塔6、循环水泵7、供水管8、回水管9、供水管隔离阀10、回水管隔离阀11、供水管调节阀12、蒸发器13、吸收器14、发生器15、冷凝器16、加热后凝结水出水管17、驱动蒸汽凝结水出水管18、驱动蒸汽进汽管19、凝结水进吸收式热泵进水管20、凝结水进吸收式热泵进水管隔离阀21、凝结水进吸收式热泵进水管调节阀22、凝结水泵23、轴封加热器24、机组低压加热器25、凝结水进除氧器管道26、驱动蒸汽进汽管隔离阀27、驱动蒸汽进汽管调节阀28、驱动蒸汽凝结水出水管隔离阀29和加热后凝结水出水管隔离阀30。

本实施例中的汽轮机组1通过汽轮机排汽管道2和凝汽器3连接，凝汽器3和间冷塔6之间通过低温循环水管4和高温循环水管5连接，循环水泵7安装在低温循环水管4或高温循环水管5上，凝汽器3、凝结水泵23、轴封加热器24和机组低压加热器25依次连接，凝结水进除氧器管道26连接在机组低压加热器25上；供水管8的两端分别连接在高温循环水管5和蒸发器13上，回水管9的两端分别连接在蒸发器13和低温循环水管4上，供水管调节阀12安装在供水管8上；蒸发器13、吸收器14、发生器15和冷凝器16首尾依次连接，凝结水进吸收式热泵进水管20的一端连接在位于轴封加热器24和机组低压加热器25之间的管路上，该凝结水进吸收式热泵进水管20的另一端连接在吸收器14上，凝结水进吸收式热泵进水管调节阀22安装在凝结水进吸收式热泵进水管20上；驱动蒸汽进汽管19和驱动蒸汽凝结水出水管18均连接在发生器15上，驱动蒸汽进汽管调节阀28安装在驱动蒸汽进汽管19上；加热后凝结水出水管17连接在冷凝器16上。

本实施例中的供水管隔离阀10和回水管隔离阀11分别安装在供水管8和回水管9上。凝结水进吸收式热泵进水管隔离阀21安装在在凝结水进吸收式热泵进水管20上。驱动蒸汽进汽管隔离阀27和驱动蒸汽凝结水出水管隔离阀29分别安装在驱动蒸汽进汽管19和驱动蒸汽凝结水出水管18上。加热后凝结水出水管隔离阀30安装在加热后凝结水出水管17上。

本实施例中的间接空冷机组循环水余热回收方法的步骤如下：采用压力在0.1MPa的低压末级或次末级抽汽作为驱动蒸汽的吸收式热泵组，对间接空冷机组进间冷塔6冷却前的高温循环水乏热进行回收利用。采用吸收式热泵组对间接空冷机组循环水余热所回收的热量，用来对机组的部分凝结水进行升温加热。驱动蒸汽的凝结水通过驱动蒸汽凝结水出水管18回至间接空冷机组的凝汽器3中。

当间接空冷机组循环水余热回收装置为哈蒙式间接空冷系统时，间接空冷机组循环水余热回收方法为。

进入吸收式热泵组进行余热回收的余热热源为间接空冷机组的高温循环水，直接取自间接空冷机组循环水泵7的出口或间接空冷机组凝汽器3的出口，充分利用机组原设计中的循环水泵7的动力作为驱动，不需要增加额外动力驱动装置；间接空冷机组的高温循环水在通过吸收式热泵进行热量回收后，其回水直接通过回水管9回至低温循环水管4；在进入供水管8上设有供水管调节阀12，用于根据不同工况下循环水温度的不同，通过供水管调节阀12调节循环水的流量进而控制吸收式热泵组在运行过程中的稳定性；在供水管8和回水管9上各设置了供水管隔离阀10和回水管隔离阀11，便于系统的隔离及检修。

采用压力在0.1MPa的低压末级或次末级抽汽作为驱动蒸汽的吸收式热泵组，在驱动蒸汽进汽管19上装有驱动蒸汽进汽管隔离阀27和驱动蒸汽进汽管调节阀28，便于驱动蒸汽量的控制以及系统的隔离与检修；驱动蒸汽凝结水出水管18上设置有驱动蒸汽凝结水出水管隔离阀29，便于系统的隔离与检修；驱动蒸汽的凝结水通过驱动蒸汽凝结水出水管18回至间接空冷机组的凝汽器3中。

所要加热的凝结水取自机组轴封加热器的出口，在凝结水进吸收式热泵进水管20上设置有凝结水进吸收式热泵进水管调节阀22，便与根据热泵组运行工况对凝结水流量进行调节；在凝结水进吸收式热泵进水管20及加热后凝结水出水管17上各设置了凝结水进吸收式热泵进水管隔离阀21与加热后凝结水出水管隔离阀30，便于系统的隔离与检修；对于加热后的凝结水通过加热后凝结水出水管17并入机组低压加热器25之前的凝结水管道。

当间接空冷机组循环水余热回收装置为海勒式间接空冷系统时，间接空冷机组循环水余热回收方法为。

来自间冷塔6的冷却水经过两台并联的能量回收水轮机，到直接接触式喷射的凝汽器3中加以利用，用以对汽轮机乏汽进行冷凝；冷却水和凝结水混合液被收集在凝汽器3底部，其中一部分由两台循环水泵7将混合液抽走送入间冷塔6中，通过间冷塔6的冷却三角，以自然通风的方式对其进行冷却，然后回到喷射式的凝汽器3中对汽轮机排汽进行冷凝；另外一部分的混合液通过增压水泵被输送到机组的给水系统中由锅炉进行加热。

进入吸收式热泵组进行余热回收的余热热源为间接空冷机组的高温循环水，直接取自间接空冷机组循环水泵7的出口或间接空冷机组凝汽器3的出口，充分利用机组原设计中的循环水泵7的动力作为驱动，不需要增加额外动力驱动装置；间接空冷机组的高温循环水在通过吸收式热泵进行热量回收后，其回水直接通过回水管9回至低温循环水管4；在进入供水管8上设有供水管调节阀12，用于根据不同工况下循环水温度的不同，通过供水管调节阀12调节循环水的流量进而控制吸收式热泵组在运行过程中的稳定性；在供水管8和回水管9上各设置了供水管隔离阀10和回水管隔离阀11，便于系统的隔离及检修。

采用压力在0.1MPa的低压末级或次末级抽汽作为驱动蒸汽的吸收式热泵组，在驱动蒸汽进汽管19上装有驱动蒸汽进汽管隔离阀27和驱动蒸汽进汽管调节阀28，便于驱动蒸汽量的控制以及系统的隔离与检修；驱动蒸汽凝结水出水管18上设置有驱动蒸汽凝结水出水管隔离阀29，便于系统的隔离与检修；驱动蒸汽的凝结水通过驱动蒸汽凝结水出水管18回至间接空冷机组的凝汽器3中。

所要加热的凝结水取自机组轴封加热器的出口，在凝结水进吸收式热泵进水管20上设置有凝结水进吸收式热泵进水管调节阀22，便与根据热泵组运行工况对凝结水流量进行调节；在凝结水进吸收式热泵进水管20及加热后凝结水出水管17上各设置了凝结水进吸收式热泵进水管隔离阀21与加热后凝结水出水管隔离阀30，便于系统的隔离与检修；对于加热后的凝结水通过加热后凝结水出水管17并入机组低压加热器25之前的凝结水管道。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。