热电厂循环水系统及运行方法
【专利摘要】本发明涉及带有余热回收功能的热电厂循环水系统及运行方法，该系统由第一台机组与第二台机组组成，第一台机组由第一冷却塔、第一循环水泵、第一凝汽器与破冰管道阀门、循环水回水母管阀门、循环水管道阀门、循环水供水母管阀门、循环水升压泵组成；第二台机组由第二冷却塔、第二循环水泵、第二凝汽器、第二破冰管道阀门、第二循环水回水母管第一阀门与第二循环水回水母管第二阀门组成。该热电厂循环水系统具有结构简单、运行调节灵活方便、节能节电的优点。
【专利说明】热电厂循环水系统及运行方法
【技术领域】
[0001]本发明属于发电设备冷却【技术领域】，尤其涉及一种带有余热回收功能的热电厂循环水系统及运行方法。
【背景技术】
[0002]近年来，热电厂辅以吸收式热泵回收循环水余热、实现节能增效的改造愈来愈多，但改造后的热泵及系统性能保证以及循环水优化运行等问题却被忽视，尤其是将热泵改造后的系统与循环水系统的优化运行结合起来，目前还没有实施的案例。
[0003]在热电厂热泵回收循环水余热改造系统中，主要有两种改造模式，一种是利用原有的循环水系统，将热泵串联于凝汽器出口的循环水系统，循环水流出热泵后，通过进入循环水泵入口，然后通过凝，全部进入热泵或部分上冷却水塔。当两台机组并列运行时，部分凝结水也可以通过连同管道，与邻机循环水泵出口并联，然后通过邻机凝汽器、两台机组循环水出口联络管道，回到本机热泵出口 ；另外一种模式是在串联后的热泵后面，再加一组升压泵，循环水流出热泵后，通过升压泵升压，通过凝汽器后，全部进入热泵，或部分上冷却水塔
[0004]方式一的热泵系统相对简单，投资节省，其主要问题是对于热泵系统阻力大于水塔竖井高度时，方案不可行， 同时运行中偏离设计工况时，对机组的的经济性影响较大。而这种偏离设计工况对经济性的影响，往往被运行单位所忽视，或在运行中很难进行定量的标定或考核。在非严寒季节，供热负荷较低时，主机排汽量大，环境温度高，会导致循环水温度升高，热泵经济性下降，或影响低压缸末级叶片的安全。方式二的热泵系统增加了一组升压泵和一条管道，投资就相对高一些，系统就相对复杂一些。其可以解决的问题就是对于热泵系统阻力大于水塔竖井高度时，方案可行；也能够同时满足热泵和热力系统的运行要求，偏离设计工况小，运行经济，尤其可以满足供热负荷较低时热泵的运行需要和主机的运行安全。
[0005]在国家大力提倡节能减排的大背景下，如何在能耗大户一发电厂领域进行深度节能挖潜，已经成为当前业界急待解决和正在解决的一个问题。常规热电厂的冷端循环水系统优化方式之一，就是将一台机组的两台循环水泵，分别设计或改造为高、低速方式运行，以期根据不同季节的环境温度和电厂的不同负荷，分别以高低速组合的运行形式，在满足机组末端冷却要求的前提下，尽可能低的降低循环水泵的耗电。电厂热泵系统的应用，又是当前节能降耗的一个有效手段。而基于热泵余热回收系统的热电厂冷端优化运行方式，则是不需要进行再投资，将以往的热电厂循环冷却系统与改造后的热泵余热回收相结合，进行降低能耗、优化运行的一个新的方式和方法。
【发明内容】
[0006]为解决上述技术问题，本发明提供一种将热泵系统改造后的升压泵及其系统，在满足不同季节的环境温度和负荷变化机组冷却需要的前提下，结构简单、运行调节灵活方便、节能节电的热电厂循环水系统及运行方法。
[0007]本发明的热电厂循环水系统，由至少一台机组组成，所述机组包括第一台机组，所述第一台机组由第一汽轮机、第一凝汽器、第一循环水泵、第一冷却塔、第一循环水回水母管阀门、第一破冰管道阀门、第一循环水回水母管、第一循环水供水母管、热泵入口循环水管道阀门、升压泵出口阀门、升压泵、热泵以及升压泵入口循环水管道阀门组成，所述第一冷却塔通过第一循环水泵、循环水供水母管与第一凝汽器入口相连接，第一凝汽器出口分为两路，一路通过循环水回水母管和循环水回水母管阀门与第一冷却塔相连接，另一路通过热泵入口循环水管道阀门、热泵、升压泵、升压泵出口阀门与第一循环水供水母管相连接。
[0008]进一步的，还包括第二台机组，所述第二台机组由第二冷却塔、第二循环水泵、第二循环水供水管道、第二凝汽器、第二循环水回水管道、第二破冰管道阀门以及第二循环水回水母管阀门组成，所述第二冷却塔通过第二循环水泵和第二循环水供水母管与第二凝汽器入口相连接，第二凝汽器出口通过第二循环水回水母管和第二循环水回水母管阀门与第二冷却塔相连接；第一循环水供水母管通过第一联络门与第二循环水供水母管相连；第一循环水回水母管通过第二联络门与第二循环水回水母管相连接，第一冷却塔与第二冷却塔通过闸板阀门相连接。
[0009]进一步的，所述第一循环水泵与第二循环水泵是由1-4台泵并联组成。
[0010]进一步的，所述循环水升压泵是由1-4台泵并联组成。
[0011]一种热电厂循环水运行方法，升压泵至少有2台以上，在第一汽轮机启动过程中、低负荷运行时期，或在环境温度较低的情况下，仅仅运行一台升压泵，即可实现和满足机组冷却的的要求，上述情况下，循环冷却水可以按照以下设备、管道和阀门顺序，通过以下回路实现运行:第一冷却水塔、升压泵入口循环水管道阀门、升压泵、循环水阀门、第一凝汽器、循环水回水管道、循环水回水管道阀门，然后回到第一冷却水塔，如此循环往复，以该方式运行时，热泵入口循环水管道阀门、第一破冰管道阀门、冷却水进水母管联络门和冷却水回水母管联络门均处于关闭状态。
[0012]一种热电厂循环水运行方法，在第一汽轮机低负荷或在环境温度较低的情况下，运行时，同时运行一台升压泵和第一循环水泵，即可实现和满足机组冷却的要求，第一循环水泵可以是高速的运行方式，也可以是低速的运行方式，以实现不同方式的运行组合，此种情况下，同时运行升压泵和第一循环水泵，循环冷却水可以按照以下设备、管道和阀门顺序，通过以下组合回路实现运行:第一冷却水塔、升压泵入口循环水管道阀门、升压泵、升压泵出口循环水管道阀门、第一凝汽器、第一循环水回水管道、第一循环水回水管道阀门，然后回到第一冷却水塔，如此循环往复；同时运行流经的另一条冷却水回路是:第一冷却水塔、第一循环水泵、第一循环水进水管道、第一凝汽器、第一循环水回水管道、第一循环水回水管道阀门，然后回到第一冷却水塔，如此循环往复，以该方式运行时，热泵入口循环水管道阀门、第一破冰管道阀门、第一联络门和第二联络门处于关闭状态。
[0013]一种热电厂循环水运行方法，在第二汽轮机单独运行时，亦可同样用一台升压泵实现机组启动或低负荷时的节电运行方式，或通过一台升压泵与第二循环水泵的并列运行，实现机组的节电运行方式，运行的循环水泵，可以是第二循环水泵，也可以是第一循环水泵；循环水泵和可以是高速运行方式，也可以是低速运行方式，所采用的冷却水塔，可以是第二冷却塔，也可以是第一冷却塔，主要依据就是根据不同的环境温度和不同的发电负荷，在满足凝汽器和凝汽器要求的前提下，实现节省厂用电的目的。
[0014]一种热电厂循环水运行方法，在第一汽轮机正常运行、第二汽轮机启动过程中、低负荷中，可以同时运行一台升压泵和第一循环水泵，也可实现和满足第二汽轮机的凝汽器冷却的要求，从而实现节省厂用电的目的，第一循环水泵可以是高速的运行方式，也可以是低速的运行方式，以实现不同方式的运行组合，所采用的冷却水塔，可以是第一冷却塔，也可以是第二冷却塔，此种运行工况下，同时运行一台升压泵和第一循环水泵，第一冷却塔出口循环水经升压泵入口循环水管道阀门、升压泵、升压泵出口循环水阀门进入第一循环水供水母管，而后一路依次经过第一凝汽器、第一循环水回水管道、第一循环水回水管道阀门，最终回到第一冷却水塔；另一路经过第一联络门依次进入第二循环水供水母管、第二凝汽器、第二循环水回水母管、第二循环水回水母管阀门，进入第二冷却塔，最终经过闸板阀回到第一冷却塔的塔池内，此时，也可以将第二循环水回水母管阀门关闭，从第二凝汽器进入第二循环水回水母管的循环水经第二联络门进入第一循环水回水母管后，经第一循环水回水母管阀门进入第一冷却塔。
[0015]进一步的，该系统由多台机组组成时，其中任何两台机组都能够按照热电厂循环水系统运行方式进行组合运行。
[0016]与现有技术相比，本发明的热电厂循环水系统及其运行方法的有益效果为:本发明基于热泵余热回收系统的热电厂冷端优化运行方式，不需要进行再投资，调节灵活，将热泵系统改造后的升压泵及其系统，应用于电厂的正常运行时的机组冷却，在满足不同季节的环境温度和负荷变化机组冷却需要的前提下，有效的节省了厂用电的消耗。该方法将以往的电厂循环冷却系统与改造后的热泵余热回收系统，进行合理的选择和组合，实为发电厂领域进行深度节能挖潜一种新的方式和方法。该热电厂循环水系统具有结构简单、运行调节灵活方便、节能节电等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本发明一台机组的热电厂循环水系统示意图；
图2是本发明两台机组的热电厂循环水系统示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0019]实施例1
如图2所示，本发明的热电厂循环水系统，由第一台机组与第二台机组组成。
[0020]第一台机组由第一冷却塔104、第一循环水泵103、热泵112、升压泵111、第一凝汽器102、第一破冰管道阀门106、第一循环水回水母管阀门105、热泵入口循环水管道阀门109、升压泵入口循环水管道阀门113、第一循环水供水母管108、第一循环水回水母管107组成。第一冷却塔104通过第一循环水泵103、循环水供水母管108与第一凝汽器102入口相连接，第一凝汽器102出口分为两路，一路通过第一循环水回水母管107和第一循环水回水母管阀门105与第一冷却塔104相连接；另一路通过热泵入口循环水阀门109、热泵112、升压泵111、升压泵出口阀门Iio与第一循环水管道108在第一联络门下游相连接。
[0021]第二台机组由第二汽轮机201、第二凝汽器202、第二循环水泵203、第二冷却塔204、第二循环水供水管道阀门205、第二破冰管道阀门206、第二循环水回水管道207、第二循环水供水管道208组成。第二冷却塔204通过第二循环水泵203和第二循环水供水母管208与第二凝汽器202入口相连接，第二凝汽器202出口再通过第二循环水回水母管207和第二循环水回水母管阀门205与第二冷却塔204相连接。
[0022]第一循环水供水管道108通过第一联络门122与第二台循环水供水管道208相连接；第一循环水回水母管107通过第一联络门121与第二循环水回水母管207相连接。第一冷却塔104通过闸阀123与第二台冷却塔204相连接。
[0023]在第一汽轮机101运行时，无论第二汽轮机201运行与否，第一汽轮机101启动过程中、低负荷运行时、或在环境温度较低的情况下，仅仅运行一台升压泵111，即可实现和满足机组冷却的要求，从而实现节省厂用电的目的。具体通过以下回路实现运行:第一冷却塔104塔池内循环水经升压泵入口循环水阀门113进入升压泵111提升压力后，经热泵出口循环水阀门110进入第一循环水供水母管108后进入第一凝汽器102，而后经过第一循环水回水管道107、第一循环水回水管道阀门105回到第一冷却水塔104，如此循环往复。以该方式运行时，热泵入口循环水管道阀门109、第一破冰管道阀门106、第一联络门122和第二联络门121等处于关闭状态。
[0024]实施例2
如图2所示，本发明实施例中的热电厂循环水系统由第一台机组与第二台机组组成。
[0025]第一台机组由第一冷却塔104、第一循环水泵103、热泵112、升压泵111、第一凝汽器102、第一破冰管道阀门106、第一循环水回水母管阀门105、热泵入口循环水管道阀门109、升压泵入口循环水管道阀门113、第一循环水供水母管108、第一循环水回水母管107组成。第一冷却塔104通过第一循环水泵103、循环水供水母管108与第一凝汽器102入口相连接，第一凝汽器102出口分为两路，一路通过第一循环水回水母管107和第一循环水回水母管阀门105与第一冷却塔104相连接；另一路通过热泵入口循环水阀门109、热泵112、升压泵111、升压泵出口阀门110与第一循环水管道108在第一联络门下游相连接。
[0026]第二台机组由第二汽轮机201、第二凝汽器202、第二循环水泵203、第二冷却塔204、第二循环水供水管道阀门205、第二破冰管道阀门206、第二循环水回水管道207、第二循环水供水管道208组成。第二冷却塔204通过第二循环水泵203和第二循环水供水母管208与第二凝汽器202入口相连接，第二凝汽器202出口再通过第二循环水回水母管207和第二循环水回水母管阀门205与第二冷却塔204相连接。
[0027]第一循环水供水管道108通过第一联络门122与第二台循环水供水管道208相连接；第一循环水回水母管107通过第一联络门121与第二循环水回水母管207相连接。第一冷却塔104通过闸阀123与第二台冷却塔204相连接。
[0028]在第一汽轮机101运行时，无论第二汽轮机201运行与否，在第一汽轮机带低负荷或较低负荷时，或在环境温度较低的情况下，同时运行一台升压泵111和第一循环水泵103，即可实现和满足机组冷却的的要求，从而实现节省厂用电的目的。第一循环水泵103可以是高速的运行方式，也可以是低速的运行方式，以实现不同方式的运行组合。此时的第一循环水泵103也可以用第二循环水泵203代替。具体可以通过以下组合回路和运行方式实现:第一冷却塔104塔池中的循环水一路经升压泵入口循环水管道阀门113进入升压泵111升压后，经过升压泵出口循环水管道阀门110进入第一循环水供水母管108。另一路经第一循环水泵103后进入第一循环水供水母管108。两路水混合后依次流经第一凝汽器102、第一循环水回水管道107、第一循环水回水管道阀门105，然后回到第一冷却水塔104，如此循环往复；以该方式运行时，热泵入口循环水管道阀门109、第一破冰管道阀门106、第一联络门122和第二联络门121等阀门处于关闭状态。
[0029]实施例3
如图2所示，本发明实施例中的热电厂循环水系统由第一台机组与第二台机组组成。
[0030]第一台机组由第一冷却塔104、第一循环水泵103、热泵112、升压泵111、第一凝汽器102、第一破冰管道阀门106、第一循环水回水母管阀门105、热泵入口循环水管道阀门109、升压泵入口循环水管道阀门113、第一循环水供水母管108、第一循环水回水母管107组成。第一冷却塔104通过第一循环水泵103、循环水供水母管108与第一凝汽器102入口相连接，第一凝汽器102出口分为两路，一路通过第一循环水回水母管107和第一循环水回水母管阀门105与第一冷却塔104相连接；另一路通过热泵入口循环水阀门109、热泵112、升压泵111、升压泵出口阀门110与第一循环水管道108在第一联络门下游相连接。
[0031]第二台机组由第二汽轮机201、第二凝汽器202、第二循环水泵203、第二冷却塔204、第二循环水供水管道阀门205、第二破冰管道阀门206、第二循环水回水管道207、第二循环水供水管道208组成。第二冷却塔204通过第二循环水泵203和第二循环水供水母管208与第二凝汽器202入口相连接，第二凝汽器202出口再通过第二循环水回水母管207和第二循环水回水母管阀门205与第二冷却塔204相连接。
[0032]第一循环水供水管道108通过第一联络门122与第二台循环水供水管道208相连接；第一循环水回水母管107通过第一联络门121与第二循环水回水母管207相连接。第一冷却塔104通过闸阀123与第二台冷却塔204相连接。
[0033]在第一汽轮机101正常运行时，第二汽轮机201处于启动过程中、带低负荷运行状态下，同时运行一台升压泵111和第二循环水泵203，也可实现和满足第二台机组冷却的要求，从而实现节省厂用电的目的。第二循环水泵203可以是高速的运行方式，也可以是低速的运行方式，以实现不同方式的运行组合。若第一循环水泵103由多台组成，且有备用状态，第二循环水泵203也可以用备用的第一循环水泵103代替。冷却塔可以采用冷却塔104，也可以采用冷却塔204。第一冷却水塔104塔池内循环水分两路，第一路经升压泵入口循环水管道阀门113进入升压泵111，而后经升压泵出口循环水管道阀门110进入第一循环水供水母管108。另一路经第一循环水泵升压后进入第一循环水供水母管108，后分为两路，第一路经第一联络门122依次进入第二循环水供水母管208、第二凝汽器202和第二循环水回水母管207。进入第二循环水回水母管207的循环水路径有两种选择，一种是经第二循环水回水母管阀门205进入第二冷却塔204，然后经闸阀123回到第一冷却塔104 ?’另一种是经第二联络门121进入第一循环水回水母管107 ;第一循环水供水母管108中的另一路循环水与来自第一联络门122的循环水汇合后依次进入第一凝汽器102、第一循环水回水母管107，与来自第二联络门1 21的循环水汇合后经第一循环水回水母管阀门105进入第一冷却塔104 ；
实施例4在该实例中，与升压泵111并列运行的为二号循环水泵203，其冷却水流向与实例3相同。
[0034]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.热电厂循环水系统，其特征在于:由至少一台机组组成，所述机组包括第一台机组，所述第一台机组由第一汽轮机、第一凝汽器、第一循环水泵、第一冷却塔、第一循环水回水母管阀门、第一破冰管道阀门、第一循环水回水母管、第一循环水供水母管、热泵入口循环水管道阀门、升压泵出口阀门、升压泵、热泵以及升压泵入口循环水管道阀门组成，所述第一冷却塔通过第一循环水泵、循环水供水母管与第一凝汽器入口相连接，第一凝汽器出口分为两路，一路通过循环水回水母管和循环水回水母管阀门与第一冷却塔相连接，另一路通过热泵入口循环水管道阀门、热泵、升压泵、升压泵出口阀门与第一循环水供水母管相连接。
2.根据权利要求1所述的热电厂循环水系统，其特征在于:还包括第二台机组，所述第二台机组由第二冷却塔、第二循环水泵、第二循环水供水管道、第二凝汽器、第二循环水回水管道、第二破冰管道阀门以及第二循环水回水母管阀门组成，所述第二冷却塔通过第二循环水泵和第二循环水供水母管与第二凝汽器入口相连接，第二凝汽器出口通过第二循环水回水母管和第二循环水回水母管阀门与第二冷却塔相连接； 第一循环水供水母管通过第一联络门与第二循环水供水母管相连；第一循环水回水母管通过第二联络门与第二循环水回水母管相连接，第一冷却塔与第二冷却塔通过闸板阀门相连接。
3.根据权利要求1或2所述的热电厂循环水系统，其特征在于:所述的第一循环水泵与第二循环水泵是由1-4台泵并联组成。
4.根据权利要求1所述的热电厂循环水系统，其特征在于:所述的循环水升压泵是由1-4台泵并联组成。
5.热电厂循环水运行方法，其特征在于:升压泵至少有2台，循环冷却水按照以下设备、管道和阀门顺序，通过以下回路实现运行: 第一冷却水塔、升压泵入口循环水管道阀门、升压泵、循环水阀门、第一凝汽器、循环水回水管道、循环水回水管道阀门，然后回到第一冷却水塔，如此循环往复，以该方式运行时，热泵入口循环水管道阀门、第一破`冰管道阀门、冷却水进水母管联络门和冷却水回水母管联络门均处于关闭状态。
6.热电厂循环水运行方法，其特征在于:同时运行升压泵和第一循环水泵，循环冷却水可以按照以下设备、管道和阀门顺序，通过以下组合回路实现运行: 第一冷却水塔、升压泵入口循环水管道阀门、升压泵、升压泵出口循环水管道阀门、第一凝汽器、第一循环水回水管道、第一循环水回水管道阀门，然后回到第一冷却水塔，如此循环往复；同时运行流经的另一条冷却水回路是:第一冷却水塔、第一循环水泵、第一循环水进水管道、第一凝汽器、第一循环水回水管道、第一循环水回水管道阀门，然后回到第一冷却水塔，如此循环往复，以该方式运行时，热泵入口循环水管道阀门、第一破冰管道阀门、第一联络门和第二联络门处于关闭状态。
7.热电厂循环水运行方法，其特征在于:在第二汽轮机单独运行时，用一台升压泵实现机组启动或低负荷时的节电运行方式，或通过一台升压泵与第二循环水泵的并列运行，实现机组的节电运行方式。
8.热电厂循环水运行方法，其特征在于:同时运行一台升压泵和第一循环水泵，循环冷却水可以按照以下设备、管道和阀门顺序，通过以下组合回路实现运行:第一冷却塔出口循环水经升压泵入口循环水管道阀门、升压泵、升压泵出口循环水阀门进入第一循环水供水母管，而后一路依次经过第一凝汽器、第一循环水回水管道、第一循环水回水管道阀门，最终回到第一冷却水塔；另一路经过第一联络门依次进入第二循环水供水母管、第二凝汽器、第二循环水回水母管、第二循环水回水母管阀门，进入第二冷却塔，最终经过闸板阀回到第一冷却塔的塔池内，此时，也可以将第二循环水回水母管阀门关闭，从第二凝汽器进入第二循环水回水母管的循环水经第二联络门进入第一循环水回水母管后，经第一循环水回水母管阀门进入第一冷却塔。
9.根据权利要求7或8所述的热电厂循环水运行方法，其特征在于:运行的循环水泵，采用第一循环水泵或第二循环水泵；冷却水塔，采用第一冷却塔或第二冷却塔。
10.根据权利要求1所述的热电厂循环水系统，其特征在于:该系统由多台机组组成时，其中任何两台 机组都能够按照热电厂循环水系统运行方式进行组合运行。
【文档编号】G05B19/418GK103713607SQ201310744902
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2013年12月30日
【发明者】赵文波, 万逵芳, 孙英博 申请人:中国大唐集团科学技术研究院有限公司