031]下面结合附图对本发明做进一步详细说明:
如图1所示，空冷汽轮机高背压供热发电联产方法，包括与锅炉I及发电机4相连的汽轮机，汽轮机组至少包括一台空冷汽轮机，此汽轮机可以在6~60kpa的背压范围内连续稳定运行，供暖季运行背压范围是36~50kPa，非供暖季运行背压是6~10kPa。空冷汽轮机的高中压缸2与锅炉I相连，低压缸3与发电机4相连，锅炉I产生的蒸汽依次经过空冷汽轮机的高中压缸2、低压缸3做功，机械能转化为电能；空冷汽轮机低压缸3中做功后的乏汽，排入到凝汽器中，乏汽中带有一定的热量，可以用于加热；空冷汽轮机的低压缸3的末级叶片短且厚，强度大，末级叶片长度为500mm~800mm，厚度为30.618?7.049mm,短且厚的末级叶片可以承受较大的背压，背压较大则乏汽所带的能量较高，凝结过程释放的热量较已有汽轮机大，使凝汽器5出口的水温度较高。空冷汽轮机的低压缸3与凝汽器5相连，凝汽器5与城市热网通过热网循环水管道相连，乏汽液化释放的热量在凝汽器5中与热网循环水进行热交换，热网循环水的温度从进入凝汽器时的50°C ~55°C升高至70°C -85°C，给城市热网循环水加热；乏汽凝结后的凝结水经处理后重新补给锅炉用水，凝结水经过依次相连的凝结水精处理装置15、换热器8、低压加热器9、除氧器10、锅炉补水泵组11、高压加热器12进入锅炉I。凝汽器采用双背压凝汽器或单背压凝汽器。
[0032]空冷汽轮机的高中压缸2与热网加热器6通过管道相连，管道上设置有阀门，阀门可以调节抽气量，热网加热器6与城市热网连接。当非正常工况，即严寒季节，城市热网需要的热量大时，从空冷汽轮机的高中压缸2的末端抽气，经热网加热器6，送入城市热网中。热网循环水管道上安装有热网循环泵7，用于推动并加速热网循环水的循环。
[0033]汽轮机组的组合形式是以下方式任选:一台空冷汽轮机组、一台抽凝机组并联单独运行；一台空冷汽轮机组、一台抽凝机组串联；两台空冷汽轮机组并联。空冷汽轮机组的凝汽器热井、抽凝机组的凝汽器热井连接至同一混合水箱，空冷汽轮机组的凝汽器热井、抽凝机组的凝汽器热井都与此混合水箱相连，使得两个热井内的冷水和热水在混合水箱中互相掺混，用以两个凝汽器热井中的水的热量交换，一般是用抽凝机组的凝汽器热井中的水给空冷汽轮机组凝汽器热井中的水降温，混合水箱与凝结水精处理装置15相连。两台空冷汽轮机并联时，其中两台空冷汽轮机设置统一的一套辅机冷却水系统。
[0034]空冷汽轮机组的给水泵采用电动机拖动或采用小汽轮机拖动；空冷汽轮机组的给水泵采用小汽轮机拖动时，小汽轮机的排汽排至双背压凝汽器的低压汽室。空冷汽轮机组和抽凝机组需要补充除盐水，当抽凝机组抽汽量增加时，凝结水量减少，降低空冷汽轮机组凝结水温度有限，除盐水均补至空冷汽轮机组的热井，有利于降低空冷汽轮机组凝结水温度。
[0035]凝汽器5与冷却构筑物13通过设置有隔离阀门的循环冷却水管道相连；冷却构筑物13指的是以下任意一种:冷却塔、机力塔、湿冷自然塔、湿冷机力塔、排烟冷却塔或间接空冷塔等。汽轮机组与冷却构筑物13的组合形式可以是:空冷汽轮机组、抽凝机组共用一座冷却塔；或者抽凝机组采用湿冷自然塔，空冷汽轮机组采用湿冷自然塔；或者抽凝机组采用湿冷自然塔，空冷汽轮机组采用湿冷机力塔；或者抽凝机组采用湿冷机力塔，空冷汽轮机组采用湿冷机力塔；或者抽凝机组采用排烟冷却塔，空冷汽轮机组采用湿冷机力塔；或者抽凝机组采用排烟冷却塔，空冷汽轮机组采用湿冷自然塔；或者空冷汽轮机组、抽凝机组各连接一座间接空冷塔；或者空冷汽轮机组、抽凝机组共用一座间接空冷塔。空冷汽轮机组采用机力塔，可以提高资金利用效率，同时，由于空冷汽轮机组对冷却水的水温要求低，可使机力塔的电耗很低，而且由于机力塔方案的循环水泵的扬程低于自然冷却塔，夏季时，空冷汽轮机组的冷端电耗不会高于抽凝机组的电耗。根据热耗一背压曲线，在非采暖季的工况时，空冷汽轮机组具有更低的热耗，即发电效率更高。
[0036]空冷汽轮机组与冷却构筑物13之间设置一台流量为100%的循环水泵，抽凝机组与冷却塔之间设置两台50%循环水泵；或者空冷汽轮机组与冷却构筑物13之间设置两台流量50%的循环水泵，抽凝机组与冷却构筑物13之间设置两台流量50%循环水泵；或者空冷汽轮机组和抽凝机组与冷却构筑物13之间设置三台流量33%循环水泵。
[0037]换热器8为板式换热器，当热网加热器6投运的工况下，热网疏水部分去除氧器10，用于加热凝结水；部分去换热器8，用于降低热网加热器疏水的温度，降低温度后回收至凝汽器5，然后由凝结水水泵输送至凝结水精处理装置。当热网加热器6不投运时，无热网加热器6疏水流至换热器8。
[0038]凝结水精处理装置15是采用耐高温离子交换树脂的离子交换设备。
[0039]本专利申请的空冷汽轮机高背压供热发电联产方法比“低压转子互换技术”投资低3000万左右，无需耗费50天的互换转子工期，无需频繁打开低压缸，降低安全生产的隐患；通过合理的设计空冷汽轮机的设计背压，在非采暖季运行时具有比“低压转子互换技术”更高的热效率；比NCB机组的投资低2000万左右，比NCB机组的热利用效率高(NCB机组在供热季，蒸汽品质仍然很高，做功能力白白浪费掉)，比NCB机组多发电7万kw，与NCB机组的供热能力相同。
[0040]保守估算，在相同耗煤量的情况下，若只设置一台空冷汽轮机，则可比常规的350MW超临界抽凝供热机组在冬季时可以多发电4~7万kW，增加供热面积25%。供热季按供热季3000h、上网电价0.36元/kwh计算，发电纯利润增加4320~7560万元；热价按30元/GJ考虑，增加供热1120380GJ，供热纯利润增加3207万元。供热季可增加利润约7527~10767万元。若城市热负荷较大，采用2台空冷汽轮机，其盈利可以翻一番。
【主权项】
1.一种空冷汽轮机高背压供热发电联产方法，包括凝结水处理系统、与锅炉(I)及发电机(4)相连的汽轮机，其特征在于:所述汽轮机组包括至少一台背压范围在6~60kpa的空冷汽轮机，在供暖季空冷汽轮机的背压范围是36~50kPa，在非供暖季空冷汽轮机的背压范围是6~10kPa ；空冷汽轮机的低压缸(3 )与凝汽器(5 )相连，凝汽器(5 )还分别与城市热网、凝结水精处理装置(15)相连。
2.根据权利要求1所述的空冷汽轮机高背压供热发电联产方法，其特征在于:空冷汽轮机的高中压缸(2)通过管道与热网加热器(6)相连，热网加热器(6)与城市热网通过设置有阀门的管道相连。
3.根据权利要求2所述的空冷汽轮机高背压供热发电联产方法，其特征在于:空冷汽轮机组、抽凝机组之间并联。
4.根据权利要求3所述的空冷汽轮机高背压供热发电联产方法，其特征在于:空冷汽轮机组热井、抽凝机组热井与同一个混合水箱相连，混合水箱与凝结水精处理装置(15)相连。
5.根据权利要求1所述的空冷汽轮机高背压供热发电联产方法，其特征在于:所述凝汽器(5)采用双背压凝汽器。
6.根据权利要求1所述的空冷汽轮机高背压供热发电联产方法，其特征在于:凝结水精处理装置(15)是盛装有耐高温离子交换树脂的离子交换设备。
7.根据权利要求1所述的空冷汽轮机高背压供热发电联产方法，其特征在于:凝汽器(5)与冷却构筑物(13)相连的循环冷却水管道设置有隔离阀门。
8.根据权利要求7所述的空冷汽轮机高背压供热发电联产方法，其特征在于:空冷汽轮机组、抽凝机组分别连接各自的冷却构筑物(13);或空冷汽轮机组、抽凝机组连接至同一冷却构筑物(13)。
9.根据权利要求7所述的空冷汽轮机高背压供热发电联产方法，其特征在于:空冷汽轮机组与冷却构筑物(13)之间设置一台流量为100%的循环水泵(14)，抽凝机组与冷却构筑物(13)之间设置两台流量为50%循环水泵(14)。
10.根据权利要求1所述的空冷汽轮机高背压供热发电联产方法，其特征在于:空冷汽轮机组的给水泵采用电动机拖动。
【专利摘要】本发明公开了空冷汽轮机高背压供热发电联产方法，属于一种热电联产方法，用于热电厂的新建、扩建、改造，包括凝结水处理系统、与锅炉及发电机相连的汽轮机，所述汽轮机组包括至少一台背压范围在6~60kpa的空冷汽轮机，在供暖季空冷汽轮机的背压范围是36~50kPa，在非供暖季空冷汽轮机的背压范围是6~10kPa；空冷汽轮机的低压缸与凝汽器相连，凝汽器还分别与城市热网、凝结水精处理装置相连。本发明能大幅度提高发电量和供热面积，冷端损失为零，降低发电煤耗，节能高效，经济适用。
【IPC分类】F01K11-02, F24D3-00, F01K9-00, F22D11-06
【公开号】CN104763484
【申请号】CN201510045839
【发明人】徐正, 周卫, 邹红, 李智, 张书梅, 余斯北
【申请人】河北省电力勘测设计研究院
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年1月29日