一种能量梯级利用的回热加热供热系统的制作方法

本实用新型涉及供热领域，具体涉及高压供热优化方向，提出了一种基于能量梯级利用回热抽汽加热供热蒸汽系统。
背景技术：
：由于工业生产和生活的需要，供热需求逐渐增加。供热需求按照用户利用方式不同，存在高压、中压和低压供热：高压供热：4.0MPa等级，400℃以上，一般从电厂过热器出口抽汽；回热抽汽：1.0～2.5MPa，300～400℃，一般从电厂一抽、冷再或热再段抽汽；低压供热：0.3～0.6MPa，350℃以下，一般从电厂中低压连通管抽汽。纯凝机组供热改造过程中，由于机组通流设计制造已经成型，其蒸汽做功的膨胀线也已经确定，因此，各抽汽点抽汽压力和温度是相关的一组参数；而供热需求温度和压力随生产工艺不同，压力和温度是离散的，相关性较弱；因此就存在机组抽汽点压力和温度不能同时满足工艺需求蒸汽品质，而为了满足热用户需求，一般采用压力或温度等级更高的抽汽点抽汽，再进行减温减压后供热用户使用，这就造成了能级不匹配的浪费现象。再热机组的回热抽汽中，由于经过锅炉再热，在压力变化较小的情况下，蒸汽的温度大大提高，从而使热再蒸汽具有较高的过热度；而回热系统设计规律是：压力越低，其水侧温度越低，因此，在再热后的回热抽汽系统中，存在汽侧和水侧温差大，温度不对口，导致能级不匹配的现象，造成能源利用的不合理，另外，由于温差大，还导致这部分换热器的热应力大，容易出现泄漏等安全问题。技术实现要素：本实用新型目的在于提供一种基于能量梯级利用的回热抽汽加热供热系统，通过利用回热抽汽供热蒸汽的较高温度，加热高压力、低温度的供热蒸汽，既解决的高压供热蒸汽压力和温度不匹配的现象，又降低了回热系统的汽水侧温差，实现了能源的梯级利用同时，改善了加热器运行的条件，提高了加热器的安全性。本实用新型的上述目的是通过下面的技术方案得以实现的：一种能量梯级利用的回热加热供热系统，包括高压供热蒸汽系统、回热抽汽蒸汽系统和汽汽换热器系统；所述高压供热蒸汽系统包括：高压供热管路(GL3)、高压供热抽汽调节阀(T2)、高压供热汽汽换热器进口截止阀(3)、高压供热汽汽换热器出口截止阀(4)、高压供热汽汽换热旁路(GL2)、高压供热汽汽换热器旁路调节阀(T3)、高压供热汽汽加热旁路截止阀(1)、高压供热旁路(GL1)、高压供热旁路调节阀(T1)、高压旁路减温减压器(JJ1)、高压供热旁路截止阀(2)、高压供热联箱；所述回热抽汽蒸汽系统包括：回热抽汽管路(GL4)、回热抽汽旁路管路(GL5)、回热抽汽旁路截止阀(8)、回热抽汽汽汽换热器进口截止阀(5)、回热抽汽汽汽换热器出口截止阀(6)和回热加热器；所述汽汽换热器系统包括：汽汽换热器和设于所述汽汽换热器上的换热器疏水阀(9)和换热器放空气阀(7)；其中，高压供热管路(GL3)的一端经高压缸与主汽蒸汽管道连通，另一端经汽汽换热器与高压供热联箱连通，高压供热管路(GL3)上于汽汽换热器的进口、出口端分别设有高压供热汽汽换热器进口截止阀(3)、高压供热汽汽换热器出口截止阀(4)，高压供热管路(GL3)上于高压缸、高压供热汽汽换热器进口截止阀(3)之间设有高压供热抽汽调节阀(T2)；高压供热汽汽换热旁路(GL2)的一端与高压缸、高压供热抽汽调节阀(T2)之间的管道连通，另一端与高压供热联箱连通，高压供热汽汽换热旁路(GL2)上设有高压供热汽汽加热旁路截止阀(1)、高压供热汽汽换热器旁路调节阀(T3)；高压供热旁路(GL1)的一端与主汽蒸汽管道连通，另一端与高压供热联箱连通，高压供热旁路(GL1)上设有高压供热旁路调节阀(T1)、高压旁路减温减压器(JJ1)、高压供热旁路截止阀(2)；回热抽汽管路(GL4)的一端经中压缸与热再蒸汽管道连通，另一端经汽汽换热器与回热加热器连通，回热抽汽管路(GL4)上于汽汽换热器的进口、出口端分别设有回热抽汽汽汽换热器进口截止阀(5)、回热抽汽汽汽换热器出口截止阀(6)；回热抽汽旁路管路(GL5)的一端与中压缸、回热抽汽汽汽换热器进口截止阀(5)之间的管道连通，另一端与回热加热器连通，回热抽汽旁路管路(GL5)上设有回热抽汽旁路截止阀(8)。优选地，所述高压旁路减温减压器(JJ1)与再热减温水管道连通，再热减温水管道上设有高压供热减温水调节阀(A)。优选地，回热抽汽蒸汽系统还包括换热器安全阀(AQ1)，其设于与回热抽汽旁路管路(GL5)连接的管道上。高压供热系统蒸汽来自机组回热抽汽或其他高压汽源，其特点是蒸汽具有较高压力，但蒸汽温度相对较低，达不到高压供热温度需求，因此，需要对其蒸汽进行加热。高压供热系统设有高压供热联箱，一方面，用于对不同来源温度和压力的蒸汽进行混合，使之均匀；另一方面，在外部热负荷变化时，联箱可以起到缓冲作用，保证压力和温度稳定。回热抽汽系统来自机组中压缸回热第一级抽汽，特点为蒸汽具有较高的温度，高于高压供热蒸汽，而压力低于高压供热蒸汽。其回热加热器水侧出口温度与回热抽汽温度相差较大。汽汽换热器系统，其特点是换热器冷侧流体和热侧流体均为蒸汽系统，且冷侧流体压力高，热侧流体压力低，两者在换热器中完成热量交换。高压供热系统设置高压供热旁路(GL1)，其作用有二：其一是作为高压供热系统的备用汽源，当汽汽换热器系统发生故障时，可以通过主蒸汽减温减压直接供高压蒸汽，保障高压供热的可靠性；其二在高压供热主路无法满足供热要求时，补充供热蒸汽。高压供热系统设置高压旁路减温减压器(JJ1)，其作用是当汽汽换热器系统发生故障时，通过主蒸汽供热时，对主蒸汽进行减温减压，使蒸汽满足供热需求。回热抽汽系统设计了回热抽汽旁路管路(GL5)，其作用是在回热抽汽管路(GL4)出现故障时，回热系统可以通过回热抽汽旁路正常工作。回热抽汽蒸汽系统设置换热器安全阀(AQ1)，在中压侧发生泄漏时，可以保护中压系统，防止超压造成系统损害。换热器疏水阀(9)，在换热器投入或退出时，排除换热器内的疏水。换热器放空气阀(7)，在换热器投入时，打开放空气阀，排除其内部空气；换热器正常运行时，关闭放空气阀；在换热器退出时，壳侧蒸汽切除后，打开放空气，破坏内部真空，保护加热器。本实用新型的优点：与其他技术相比，首先，本实用新型设计了一套新型的汽汽换热器系统，通过该系统，实现了能量再分配，利用回热抽汽的富于的能量传递到高压供热蒸汽中，既解决供热蒸汽欠温问题，又提高了回热系统的换热效率和安全性；其次，本实用新型供热方案，利用系统本身的回热抽汽加热供热蒸汽，与其他加热方式相比，该系统具有成本低、实现方便等优势；再次，本实用新型设计了高压供热旁路和中压供热旁路系统，通过供热主路和旁路的配合，灵活、方便的满足供热变工况的需求。因此，通过本实用新型是提高能源利用效率的一种有效优化方案。附图说明图1为本实用新型设计工况运行示意图；图2为本实用新型汽汽加热器切除工况运行示意图；图3为本实用新型高压供热混温工况运行示意图。具体实施方式下面结合实施例具体介绍本实用新型的实质性内容，但并不以此限定本实用新型的保护范围。实验中未详述的试验操作均为本领域技术人员所熟知的常规试验操作。如图1-3所示的一种能量梯级利用的回热加热供热系统，包括高压供热蒸汽系统、回热抽汽蒸汽系统和汽汽换热器系统；高压供热蒸汽系统包括：高压供热管路(GL3)、高压供热抽汽调节阀(T2)、高压供热汽汽换热器进口截止阀(3)、高压供热汽汽换热器出口截止阀(4)、高压供热汽汽换热旁路(GL2)、高压供热汽汽换热器旁路调节阀(T3)、高压供热汽汽加热旁路截止阀(1)、高压供热旁路(GL1)、高压供热旁路调节阀(T1)、高压旁路减温减压器(JJ1)、高压供热旁路截止阀(2)、高压供热联箱；回热抽汽蒸汽系统包括：回热抽汽管路(GL4)、回热抽汽旁路管路(GL5)、回热抽汽旁路截止阀(8)、回热抽汽汽汽换热器进口截止阀(5)、回热抽汽汽汽换热器出口截止阀(6)和回热加热器；汽汽换热器系统包括：汽汽换热器和设于所述汽汽换热器上的换热器疏水阀(9)和换热器放空气阀(7)；其中，高压供热管路(GL3)的一端经高压缸与主汽蒸汽管道连通，另一端经汽汽换热器与高压供热联箱连通，高压供热管路(GL3)上于汽汽换热器的进口、出口端分别设有高压供热汽汽换热器进口截止阀(3)、高压供热汽汽换热器出口截止阀(4)，高压供热管路(GL3)上于高压缸、高压供热汽汽换热器进口截止阀(3)之间设有高压供热抽汽调节阀(T2)；高压供热汽汽换热旁路(GL2)的一端与高压缸、高压供热抽汽调节阀(T2)之间的管道连通，另一端与高压供热联箱连通，高压供热汽汽换热旁路(GL2)上设有高压供热汽汽加热旁路截止阀(1)、高压供热汽汽换热器旁路调节阀(T3)；高压供热旁路(GL1)的一端与主汽蒸汽管道连通，另一端与高压供热联箱连通，高压供热旁路(GL1)上设有高压供热旁路调节阀(T1)、高压旁路减温减压器(JJ1)、高压供热旁路截止阀(2)；回热抽汽管路(GL4)的一端经中压缸与热再蒸汽管道连通，另一端经汽汽换热器与回热加热器连通，回热抽汽管路(GL4)上于汽汽换热器的进口、出口端分别设有回热抽汽汽汽换热器进口截止阀(5)、回热抽汽汽汽换热器出口截止阀(6)；回热抽汽旁路管路(GL5)的一端与中压缸、回热抽汽汽汽换热器进口截止阀(5)之间的管道连通，另一端与回热加热器连通，回热抽汽旁路管路(GL5)上设有回热抽汽旁路截止阀(8)。高压旁路减温减压器(JJ1)与再热减温水管道连通，再热减温水管道上设有高压供热减温水调节阀(A)。回热抽汽蒸汽系统还包括换热器安全阀(AQ1)，其设于与回热抽汽旁路管路(GL5)连接的管道上。高压供热系统蒸汽来自机组回热抽汽或其他高压汽源，其特点是蒸汽具有较高压力，但蒸汽温度相对较低，达不到高压供热温度需求，因此，需要对其蒸汽进行加热。高压供热系统设有高压供热联箱，一方面，用于对不同来源温度和压力的蒸汽进行混合，使之均匀；另一方面，在外部热负荷变化时，联箱可以起到缓冲作用，保证压力和温度稳定。回热抽汽系统来自机组中压缸回热第一级抽汽，特点为蒸汽具有较高的温度，高于高压供热蒸汽，而压力低于高压供热蒸汽。其回热加热器水侧出口温度与回热抽汽温度相差较大。汽汽换热器系统，其特点是换热器冷侧流体和热侧流体均为蒸汽系统，且冷侧流体压力高，热侧流体压力低，两者在换热器中完成热量交换。高压供热系统设置高压供热旁路(GL1)，其作用有二：其一是作为高压供热系统的备用汽源，当汽汽换热器系统发生故障时，可以通过主蒸汽减温减压直接供高压蒸汽，保障高压供热的可靠性；其二在高压供热主路无法满足供热要求时，补充供热蒸汽。高压供热系统设置高压旁路减温减压器(JJ1)，其作用是当汽汽换热器系统发生故障时，通过主蒸汽供热时，对主蒸汽进行减温减压，使蒸汽满足供热需求。回热抽汽系统设计了回热抽汽旁路管路(GL5)，其作用是在回热抽汽管路(GL4)出现故障时，回热系统可以通过回热抽汽旁路正常工作。回热抽汽蒸汽系统设置换热器安全阀(AQ1)，在中压侧发生泄漏时，可以保护中压系统，防止超压造成系统损害。换热器疏水阀(9)，在换热器投入或退出时，排除换热器内的疏水。换热器放空气阀(7)，在换热器投入时，打开放空气阀，排除其内部空气；换热器正常运行时，关闭放空气阀；在换热器退出时，壳侧蒸汽切除后，打开放空气，破坏内部真空，保护加热器。如图1，本实用新型设计工况时，系统主路运行，高压供热管路(GL3)和回热抽汽管路(GL4)全部走汽汽交换器，高压供热旁路(GL1)和高压供热汽汽换热旁路(GL2)、回热抽汽旁路管路(GL5)均关闭。设计供热工况系统运行状态为：高压供热蒸汽系统：供热抽汽→高压供热管路(GL3)→高压供热抽汽调节阀(T2)→高压供热汽汽换热器进口截止阀(3)→高压供热汽汽换热器出口截止阀(4)→高压供热联箱，关闭高压供热汽汽加热旁路截止阀(1)、高压供热旁路调节阀(T1)、高压旁路减温减压器(JJ1)、高压供热旁路截止阀(2)和高压供热减温水调节阀(A)，隔离高压供热旁路系统。回热抽汽蒸汽系统：回热抽汽管路(GL4)→回热抽汽汽汽换热器进口截止阀(5)→回热抽汽汽汽换热器出口截止阀(6)→回热加热器。此时，关闭旁路系统：关闭回热抽汽旁路截止阀(8)，隔离回热抽汽汽汽加热器旁路系统。如图2，在汽汽换热器系统发生故障时，需切除汽汽换热器，将高压供热旁路(GL1)和高压供热汽汽换热旁路(GL2)运行，回热抽汽走回热抽汽旁路管路(GL5)。该工况系统运行状态为：高压供热蒸汽系统：供热抽汽→高压供热汽汽换热旁路(GL2)→高压供热汽汽加热旁路截止阀(1)→高压供热汽汽换热器旁路调节阀(T3)→高压供热联箱；同时高压供热旁路投入运行：高压供热旁路(GL1)→高压供热旁路调节阀(T1)→高压旁路减温减压器(JJ1)→高压供热旁路截止阀(2)→高压供热联箱，同时投入高压旁路供热减温水，打开高压供热减温水调节阀(A)，此时,高压供热为主蒸汽减温减压和回热抽汽混合后供出。关闭高压供热抽汽调节阀(T2)、高压供热汽汽换热器进口截止阀(3)、高压供热汽汽换热器出口截止阀(4)，切除高压供热汽汽换热器主路。回热抽汽蒸汽系统：回热抽汽旁路管路(GL5)→回热抽汽旁路截止阀(8)→回热加热器。关闭回热抽汽汽汽换热器进口截止阀(5)、回热抽汽汽汽换热器出口截止阀(6)，隔离回热抽汽汽汽加热器主路系统。如图3，在系统变工况运行时，回热抽汽可能无法满足全部供热蒸汽加热，此时需要启用高压供热蒸汽混温运行模式，通过高压供热抽汽主路、高压供热汽汽换热器蒸汽旁路和高压供热蒸汽旁路三路蒸汽共同运行，满足高压供热需求。该工况下系统运行状态为：高压供热蒸汽系统：供热抽汽→高压供热管路(GL3)→高压供热抽汽调节阀(T2)→高压供热汽汽换热器进口截止阀(3)→高压供热汽汽换热器出口截止阀(4)→高压供热联箱。旁路运行为：供热抽汽→高压供热汽汽换热旁路(GL2)→高压供热汽汽加热旁路截止阀(1)→高压供热汽汽换热器旁路调节阀(T3)→高压供热联箱；同时高压供热旁路投入运行：高压供热旁路(GL1)→高压供热旁路调节阀(T1)→高压旁路减温减压器(JJ1)→高压供热旁路截止阀(2)→高压供热联箱，同时投入高压旁路供热减温水，打开高压供热减温水调节阀(A)。通过高压供热旁路调节阀(T1)、高压供热抽汽调节阀(T2)和高压供热汽汽换热器旁路调节阀(T3)共同调节，使供热联箱温度和压力满足供热需求。回热抽汽蒸汽系统：回热抽汽管路(GL4)→回热抽汽汽汽换热器进口截止阀(5)→回热抽汽汽汽换热器出口截止阀(6)→回热加热器。关闭回热抽汽旁路截止阀(8)，隔离回热抽汽汽汽加热器旁路系统。当汽汽加热器回热抽汽侧发生泄漏，压力超过换热器安全阀(AQ1)动作压力时，换热器安全阀(AQ1)打开，系统自动泄压，保证回热抽汽系统安全。本实用新型所述的高压供热系统抽汽取自一抽抽汽，回热抽汽抽汽取自三抽，汽汽换热器端差为10℃，供热抽汽压损为0.3MPa，按照图1设计的系统，高压供热蒸汽和回热抽汽主要参数见下表：项目压力MPa温度℃焓值kJ/kg流量t/h高压供热抽汽进口5.30367.003109.1045.00高压供热抽汽出口5.00396.703190.1645.00回热抽汽抽汽进口1.01425.003317.4036.00回热抽汽抽汽出口0.98377.003216.0836.00当回热抽汽量减少，而供热蒸汽量增加时，回热抽汽无法完全加热高压供热蒸汽，需要采用混温模式，汽汽换热器端差为10℃，供热抽汽压损为0.3MPa，按照图3设计的系统，高压供热蒸汽和回热抽汽主要参数见下表：项目压力MPa温度℃焓值kJ/kg流量t/h高压供热抽汽进口5.30367.003109.1035.00高压供热抽汽出口5.00394.883185.68335.00高压供热汽汽换热器旁路5.30367.003109.1010.00高压供热蒸汽旁路16.67538.003397.2650.91高压供热蒸汽旁路减温水10170724.2414.09回热抽汽汽汽换热器进口1.01425.003317.4026.46回热抽汽汽汽换热器出口0.98377.003216.0826.46高压供热联箱5.00394.883185.683100由上述举例可以看出，本系统可以满足不同工况下供热需求，是一种供热参数可控的高效、灵活的供热系统。上述实施例的作用在于具体介绍本实用新型的实质性内容，但本领域技术人员应当知道，不应将本实用新型的保护范围局限于该具体实施例。当前第1页1 2 3