从电厂凝汽器直接回收余热供热的节能装置及节能方法
【专利摘要】本发明涉及一种电厂余热用于城市集中供热的节能装置及其节能方法，结构包括电厂汽轮机的排汽口通过电厂冷却系统进行冷却，在供热一级网上设有供热主换热器，供热主换热器的热源入口与电厂汽轮机的抽汽口连接；在电厂汽轮机的排汽口与凝汽器的入口连接；在凝汽器中设置热水换热通道，一级网回水管道与热水换热通道的入口连接，热水换热通道的出口通过供热主循环泵与供热主换热器入口连接；其中凝汽器的未冷凝乏汽由电厂冷却系统冷却。该节能装置使电厂的凝汽系统与城市集中供热系统高度结合，对电厂凝汽装置进行改造，把原本排向大气的系统余热，尽可能地回收，从而提高电厂的综合热效率，降低了发电能耗，并解决了城市供热的部分热源问题。
【专利说明】从电厂凝汽器直接回收余热供热的节能装置及节能方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种从电厂凝汽器直接回收余热供热的节能装置及节能方法，涉及到热电联产及城市集中供热两个方向。
【背景技术】
[0002]我国从上世纪60年代开始采用热电联产集中供热模式向城市建筑物采暖供热。采用热电联产技术对提高能源利用率，对改善城市环境质量、方便生活起到了重要的作用。
[0003]热电联产是热能梯级利用成功典范，它是利用高位热能发电利用相对低位热能供热，纯凝式发电厂的能源利用率在40%以下。热电联产的能量利用率可达60%。但仍有30%多的低品位热能从冷却塔散失到大气中。为了尽量回收这30%多向大气散发的低品位热能，人们初期采用凝汽器的冷却水，不上冷却塔而直接用来居民采暖供热。由于冷却水量太大，水温太低，采暖效果受影响，而且低温大流量运行，耗电大、耗水多、供热管径大供热一次投资较大。它对低水平的居民采暖目的达到了，但舒适性及综合经济效益却不佳。
[0004]随着城市的不断扩大，清洁能源相对越发短缺，近年来出现了利用热泵技术把电厂的冷却水的低品位热能提升到相对温度高一些的热能来实现供热，达到部分余热利用的目的。此技术理论上是正确的、实际上也有多个实例。唯独不足的是它的投资大，从经济角度看它的性价比不相当。企业的付出远比它的收入大，大批量长时间的推广是不现实的。有燃煤电厂的存在就有乏汽余热的散发也就有余热再利用新方法的出现可能，到目前为止上述两种余热利用的方法均属于间接利用方式。按科技常理可知:任何采用间接方式获得的效益总比直接方式获得的效益要低。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种从电厂凝汽器直接回收余热供热的节能装置及节能方法，该节能装置及节能方法是使发电厂后的乏汽冷凝系统与集中供热水系统的高度结合，对电厂凝汽器装置进行改造。对供热系统参数进行统一调整，把原本排向大气的乏汽余热，部分回收，从而提高电厂的综合热效率，降低了发电能耗。
[0006]为解决以上问题，本发明的具体方案如下:一种从电厂凝汽器直接回收余热供热的节能装置，包括电厂汽轮机的排汽口通过电厂冷却系统进行冷却，在供热一级网上设有供热主换热器，供热主换热器的热源入口与电厂汽轮机的抽汽口连接；在电厂汽轮机的排汽口与凝汽器的入口连接；在凝汽器中设置热水换热通道，一级网回水管道与热水换热通道的入口连接，热水换热通道的出口通过供热主循环泵与供热主换热器入口连接；其中凝汽器的未冷凝乏汽由电厂冷却系统冷却。
[0007]所述的凝汽器设有冷却水通道，冷却水通道位于热水换热通道下方，电厂冷却塔的水通过冷却水循环泵经过凝汽器的冷却水通道形成电厂冷却系统的冷却回路。
[0008]所述的凝汽器未冷凝乏汽通过乏汽调节阀连接的电厂空冷岛冷却。
[0009]利用上述节能装置进行将电厂余热用于城市集中供热的节能方法，包括以下步 骤:
1)将电厂汽轮机在确保安全的前提下，适度提高电厂汽轮机运行排汽背压的压力，从而提高电厂汽轮机的乏汽在凝汽器中的凝结温度；
2)凝汽器中的乏汽通过热水换热通道将一级网回水管道中的水进行了一次低温热交换，提高一级网回水管道的水温；
3) —级网回水管道内的水经过主循环泵送至供热主交换器，通过在供热主换热器内的二次高温热交换，从而达到供热标准，再通过一级网供热管道送至各供热小区的用户；
4)同时乏汽在凝汽器的供热通道尚未完全冷却凝结的剩余乏汽在电厂冷却系统中充分冷却，完成系统凝结循环。
[0010]从电厂凝汽器直接回收余热供热的节能装置将原本发电后排到大气中难以利用的低品味热量有效的回收利用，充分利用了发电余热供热，降低了机组发电能耗，增加了机组的发电能力，以改造一台300丽的机组为例，一个供暖季可多发1-3亿KWh;由于凝汽器中大部分余热被供热所利用，相当于回收热负荷209.3MW，并在整个采暖季冷却塔的补水量将减少近100万吨；节省的煤量，相当于余热利用改造后降低发电机组发电煤耗30-50g/kwh ο
[0011]利用上述节能装置进行电厂凝汽器直接回收余热用于城市集中供热的节能方法即将电厂汽轮机发电后的乏汽输入到凝汽器中，并通过凝汽器中的供热水换热通道将热量一方面传递给热网的供水管道，从而达到了热网回收余热的目的，同时本方法省略了通常所用的热泵处理过程，不仅降低装置整体的成本，而且还大大降低了整体的运行成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为从电厂凝汽器直接回收余热供热的节能装置实施例一的结构示意图。
[0013]图2为从电厂凝汽器直接回收余热供热的节能装置实施例二的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]实施例一(水冷系统发电厂)
如图1所示，一种从电厂凝汽器直接回收余热供热的节能装置，在供热一级网上设有供热主换热器3，供热主换热器3的热源入口与电厂汽轮机I的抽汽口连接；在电厂汽轮机I的排汽口与凝汽器2的入口连接；在凝汽器2中设置热水换热通道，一级网回水管道与热水换热通道的入口连接，热水换热通道的出口通过供热主循环泵4与供热主换热器3入口连接，一级网回水管道与凝汽器2的热水换热通道连接，使一级网回水管道在热水换热通道内进行初步的热交换，从而节省了在供热主换热器3内二次热交换的热量；其中凝汽器2设有冷却水通道，冷却水通道位于热水换热通道下方，电厂冷却塔5的水通过冷却水循环泵6经过凝汽器2的冷却水通道形成电厂冷却系统的冷却回路。
[0015]该凝汽器2设置热水换热通道和冷却水通道结构，一方面一级网回水管道在凝汽器的热水换热通道内经过一次加热、获取大量的乏汽余热凝结余热，再进入供热主换热器3，加热至供热温度，送入城市供热一级管网，完成供热循环，其节省了供热主换热器3输出的热量；另一方面凝汽器中乏汽经过了供热通道的一次冷却，剩余的乏汽再进入冷却通道由原发电系统冷却水进行第二次冷却，直至乏汽完全冷凝，该过程节省了冷却水的冷却过程。
[0016]利用实施例一的节能装置进行将电厂余热用于城市集中供热的节能方法，包括以下步骤:
1)将电厂汽轮机I在确保安全的前提下，适度提高电厂汽轮机I运行排汽背压的压力，从而提高电厂汽轮机的乏汽在凝汽器2中的凝结温度；
2)凝汽器2中的乏汽通过热水换热通道将一级网回水管道中的水进行了一次低温热交换，提高一级网回水管道的水温，同时降低了乏汽的温度；
3)—级网回水管道内的水经过主循环泵4送至供热主交换器3，通过在供热主换热器3内的二次高温热交换，从而达到供热标准，再通过一级网供热网中的供水管道送至各供热小区的用户；
4)同时凝汽器2的供热通道尚未完全冷却凝结的剩余乏汽经过凝汽器2中的冷却水通道，在凝汽器中充分冷却后，完成系统凝结循环。
[0017]实施例二 (空冷系统发电厂)
如图2所示，凝汽器2未冷凝乏汽通过乏汽调节阀9连接的电厂空冷岛7冷却。即电厂汽轮机I排汽口适量的乏汽进入到凝汽器2中，通过热水换热通道为一级网回水管道初步热交换，剩余乏汽通过乏汽调节阀9连接的电厂空冷岛7冷却。其余结构与实施例一相同。
[0018]该结构适用于水源缺乏的空冷系统发电厂，一部分没有被热水换热通道利用的乏汽，即通过空冷岛7进行冷却。
[0019]利用实施例二的节能装置进行将电厂余热用于城市集中供热的节能方法，包括以下步骤:
1)将电厂汽轮机I在确保安全的前提下，适度提高电厂汽轮机I运行排汽背压的压力，从而提高电厂汽轮机的乏汽在凝汽器2中的凝结温度；
2)凝汽器2中的乏汽通过热水换热通道将一级网回水管道中的水进行了一次低温热交换，提高一级网回水管道的水温；
3)—级网回水管道内的水经过主循环泵4送至供热主交换器3，通过在供热主换热器3内的二次高温热交换，从而达到供热标准，再通过一级网供热管道送至各供热小区的用户；
4)同时乏汽在凝汽器2的供热通道尚未完全冷却凝结的剩余乏汽通过乏汽调节阀9连接的电厂空冷岛7进行冷却，完成系统凝结循环。
[0020]该从电厂凝汽器直接回收余热供热的节能装置的节能效果为:以一台300MW抽凝机组为例，年供热按利用小时数3624小时(151天)计算如下:
(1)采用本发明技术改造后，可获得余热利用热负荷209.34MW (相当于300t/h锅炉负荷)年节约标煤量10.24万吨；
(2)本发明充分利用余热供热，降低了机组发电能耗，增加了机组的发电能力，一个供暖季可多发电1-3亿KWh ；
(3)由于凝汽器中大部分余热被供热所利用，所以电厂冷却塔的用水大大的减少，即整个采暖季冷却塔的补水量减少(电厂节水量)约近100万吨；
(4)本发明在设计工况下利用热负荷209.34MW,整个采暖季利用热量为758648.16MWh,相当于节约标煤量10.24万吨，相当于余热利用改造后降低机组发电耗能30_50g/kwho
[0021]综上所述，本发明带来巨大的企业经济效益、环境效益和社会效益。
【权利要求】
1.一种从电厂凝汽器直接回收余热供热的节能装置，包括电厂汽轮机(I)的排汽口通过电厂冷却系统进行冷却，其特征在于:在供热一级网上设有供热主换热器(3)，供热主换热器(3 )的热源入口与电厂汽轮机(I)的抽汽口连接；在电厂汽轮机(I)的排汽口与凝汽器(2)的入口连接；在凝汽器(2)中设置热水换热通道，一级网回水管道与热水换热通道的入口连接，热水换热通道的出口通过供热主循环泵(4)与供热主换热器(3)入口连接；其中凝汽器(2)的未冷凝乏汽由电厂冷却系统冷却。
2.如权利要求1所述的从电厂凝汽器直接回收余热供热的节能装置，其特征在于:所述的凝汽器(2)设有冷却水通道，冷却水通道位于热水换热通道下方，电厂冷却塔(5)的水通过冷却水循环泵(6)经过凝汽器(2)的冷却水通道形成电厂冷却系统的冷却回路。
3.如权利要求1所述的从电厂凝汽器直接回收余热供热的节能装置，其特征在于:所述的凝汽器(2)未冷凝乏汽通过乏汽调节阀(9)连接的电厂空冷岛(7)冷却。
4.利用如权利要求2或3所述的节能装置进行将电厂余热用于城市集中供热的节能方法，其特征在于包括以下步骤: 1)将电厂汽轮机(I)在确保安全的前提下，适度提高电厂汽轮机(I)运行排汽背压的压力，从而提高电厂汽轮机的乏汽在凝汽器(2)中的凝结温度； 2)凝汽器(2)中的乏汽通过热水换热通道将一级网回水管道中的水进行了一次低温热交换，提高一级网回水管道的水温； 3)—级网回水管道内的水经过主循环泵(4)送至供热主交换器(3)，通过在供热主换热器(3)内的二次高温热交换，从而达到供热标准，再通过一级网供热管道送至各供热小区的用户； 4)同时乏汽在凝汽器(2)的供热通道尚未完全冷却凝结的剩余乏汽在电厂冷却系统中充分冷却，完成系统凝结循环。
【文档编号】F24D3/02GK103968444SQ201410204665
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月15日 优先权日:2014年5月15日
【发明者】刘枫, 黄寿山 申请人:沈阳枫叶能源科技有限公司