本实用新型涉及发电设备领域，更具体地说，涉及一种汽轮机低真空循环水供热系统。
背景技术：
随着国家《能源法》的颁布实施和世界能源的日益短缺，企业的节能工作显得越来越重要了。一个热电厂，厂内的综合热效率仅为30％～40％，其它热量白白损失掉了，而其中最大的就是凝汽器的冷源损失，约占总损失的60％。如何降低冷源损失，提高全厂热效率、达到节能挖潜的目的，是目前急待解决的问题。
近年来，发电企业旨在降低厂用电率，提高上网电量，以增加企业效益，将给水泵驱动改为由小汽轮机驱动，驱动汽源一般有汽轮机的四段抽汽供给，加以冷再蒸汽作为备用，小汽轮机驱动给水泵或引风机，其排汽由冷凝系统冷凝，凝结水由升压泵打压回流至主机回热系统。湿冷机组凝汽器冷凝能力富裕，给水泵驱动汽轮机排汽可以直接排入主机凝汽器系统，但引风机驱动汽轮机因距离主机凝汽器距离远(约30m)，因流动阻力等原因不宜将排汽引入主机凝汽器系统，需就地设置冷凝系统。空冷机组亦出现过少数将给水泵驱动汽轮机排汽直接排入主机空冷凝汽器系统，但因主机空冷凝汽器系统冷却能力差，结果出现驱动汽轮机运行背压太高，性能差的现象；此外，同湿冷机组一样，引风机驱动汽轮机排汽亦要就地设置冷凝系统。简而言之，湿冷机组的引风机驱动汽轮机，空冷机组的给水泵驱动汽轮机以及引风机驱动汽轮机，都需要单独就地设置冷凝系统，现就目前出现的冷凝系统形式及特点简要介绍如下：
1)借鉴湿冷凝汽器形式的尖峰湿冷凝汽器系统，这是驱动汽轮机排汽冷凝的基本形式。尖峰湿冷凝汽器类似于湿冷机组的表面式凝汽器，冷却管束内流经循环冷却水，管束外流经驱动汽轮机排汽，两者换热排汽冷凝，冷凝后的凝结水经升压泵打压后回流至主机回热系统，升温后的循环冷却水回流至冷却设备进行冷却。其中，循环冷却水可由电厂开式水(或主机循环冷却水，仅限于湿冷机组)供给，其冷却水的冷却系统可以是湿冷机组的现有的冷却塔(循环冷却水取自主机循环冷却水系统，仅限于湿冷机组)、新建的机力塔(空冷机组湿冷机组皆可)、新建的间接空冷塔(空冷机组湿冷机组皆可)；也可以是主机凝汽器的凝结水，来自凝结水泵之后，其作为循环冷却水进入表面式湿冷凝汽器与驱动汽轮机排汽换热，吸热后回流至主机回热系统。
循环冷却水取自开式水(或主机循环冷却水，仅限于湿冷机组)，优点是冷凝效果较好，驱动汽轮机运行背压较低，经济性较好；缺点是均需设置和湿冷机组冷端系统一样的系统，主要包括凝汽器、抽真空系统、循环冷却水系统、循环冷却水的冷却系统、凝结水系统、循环水泵、凝结水升压泵、各种阀门和管道，系统复杂，投资巨大。更重要的是已投产的发电机组，厂区空间十份有限，若要设置如此复杂的系统，对于电厂而言实为难题。
循环冷却水取自主机凝结水，优点是省去了循环冷却水冷却系统，只需设置凝汽器、抽真空系统、凝结水系统；缺点是主机凝结水自身温度高，导致驱动汽轮机排汽压力高，经济性较差。
2)借鉴空冷凝汽器的尖峰干式凝汽器系统。尖峰干式凝汽器系统类似于直接空冷凝汽器，在驱动汽轮机附近设置尖峰干式凝汽器，由轴流风机产生的强制空气流经凝汽器外部，与流经凝汽器内部的排汽对流换热，乏汽冷凝后经升压泵打压后回流至主机回热系统。同直接空冷凝汽器一样，散热面积大从而占地面积巨大，现场布置成为难题；此外，干式凝汽器散热能力差导致驱动汽轮机排汽压力高，两者综合使得该尖峰干式凝汽器系统应用存在困难。
综上所述，对于运行的发电机组而言，电动驱动改为汽动驱动的现存的汽轮机排汽冷凝技术要么存在系统复杂、占地面积大、初投资大、维护工作量大，要么存在冷凝效果差、经济性差的问题。
中国专利申请，申请号201510250338.7，公开日2015年8月26日，公开了一种用于火电厂小汽轮机乏汽冷凝的蒸发式冷凝器系统，包括直接空冷机组的高压缸、中压缸、低压缸、驱动汽轮机以及凝汽器；小汽轮机的排汽口通过管道连接用于冷凝小汽轮机排汽的蒸发式冷凝器，蒸发式冷凝器的凝结水出口接凝结水母管，经升压泵回流至主机回热系统。此发明系统简单、占地面积小，尤其适用于已投产机组给水泵或引风机由电动机驱动改为小汽轮机驱动的排汽冷凝。本发明初期投资较小，环境适应性高，且传热系数较大，换热效果好；冬季低温时，可作为直接空冷凝汽器使用，水耗率为零。但此装置电能消耗大，凝汽器铜管内壁附着，致使铜管结垢，换热效果差。
技术实现要素：
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的能耗大、容易结垢、时间长换热效果减弱的问题，本实用新型提供了一种汽轮机低真空循环水供热系统。它可以实现能耗低，可以防止结垢的效果，排气温度高，循环利用率高。
2.技术方案
本实用新型的目的通过以下技术方案实现。
一种汽轮机低真空循环水供热系统，包括冷却塔，冷却塔水管路通过循环水泵进入凝汽器，汽轮发电机组对凝汽器进行供电，凝汽器出水进入热网循环泵后通过进水管道进入热用户，热用户回水通过回水管道连接入循环水泵管路中，循环进入冷却塔，热网循环泵与热用户之间并联有尖峰加热器，尖峰加热器与外部蒸汽管道相连接。
更进一步的，所述的循环水泵中包括2台热水循环泵，两台热水循环泵互相联锁。两者相互备用工作，根据需要开启一台或者两台，节约能源和功率，在高峰时段同时开启保证工人需要，低谷时段或维修阶段切换控制，保证运行不断，且节约能源。
更进一步的，热用户回水管路上设置有安全阀，保证回水压力不超过0.2MPa。保证管道内压力，安全性好。
更进一步的，热用户回水管路上设置有除污器，保证管路内的清洁，寿命长，水质好。
更进一步的，热用户回水管路上设置有逆止阀。
更进一步的，本系统与外部的交换站供热设备并联，可互为备用，互相切换。机组由于种种原因造成停运，则循环水供热所需的排汽热源消失，循环水供热达不到采暖要求，因此采用备用系统有循环水供热系统故障时的补救措施。
更进一步的，外部的交换站供热设备内设置一套软化水处理装置、1台凝结水箱和2台补水泵，专门用于循环水补水，补水泵采用变频控制，以便控制补水压力恒定。
更进一步的，所述的凝汽器内设置有胶球清洗装置。结垢问题比以前减少，水的品质有很大提高。
3.有益效果
相比于现有技术，本实用新型的优点在于：
(1)本方案解决冷却塔冷却效果不良的问题，循环水采用较为洁净的软化水，防止了在凝汽器铜管内壁结垢的问题，组本身的排汽温度高，利用循环水供热后排汽温度相对其它机组提高得较少，对机组的影响小；
(2)本方案通过降低温度，增大流量的方法，满足采暖需求，能耗低，寿命长，机组安全性好；
(3)循环水泵中包括2台热水循环泵，两台热水循环泵互相联锁。两者相互备用工作，根据需要开启一台或者两台，节约能源和功率，在高峰时段同时开启保证工人需要，低谷时段或维修阶段切换控制，保证运行不断，且节约能源；
(4)热用户回水管路上设置有安全阀，保证回水压力不超过0.2MPa。保证管道内压力，安全性好；
(5)本系统与外部的交换站供热设备并联，可互为备用，互相切换。机组由于种种原因造成停运，则循环水供热所需的排汽热源消失，循环水供热达不到采暖要求，因此采用备用系统有循环水供热系统故障时的补救措施；
(6)凝汽器内设置有胶球清洗装置，结垢问题比以前减少，水的品质有很大提高。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图。
图中标号说明：
1、冷却塔；2、循环水泵；3、凝汽器；4、汽轮发电机组；5、热网循环泵；6、尖峰加热器；7、热用户。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体的实施例，对本实用新型作详细描述。
实施例1
如图1所示，一种汽轮机低真空循环水供热系统，包括冷却塔1冷却塔1水管路通过循环水泵2进入凝汽器3，汽轮发电机组4对凝汽器3进行供电，凝汽器3出水进入热网循环泵5后通过进水管道进入热用户7，热用户7回水通过回水管道连接入循环水泵2管路中，循环进入冷却塔1，热网循环泵5与热用户7之间并联有尖峰加热器6，尖峰加热器6与外部蒸汽管道相连接。本方案可以将就可将循环水温加热到60℃以上，尽管供水温度不高，但采用低温度大流量的方法，可满足冬季采暖的需求。
实施例2
实施例2与实施例1基本相同，同之处在于，由于机组提高排汽温度，降低凝汽器3真空，改变了机组的设计运行参数所述的循环水泵2中包括2台热水循环泵，两台热水循环泵互相联锁。热用户7回水管路上设置有安全阀，保证回水压力不超过0.2MPa，热用户7回水管路上设置有除污器，热用户7回水管路上设置有逆止阀。上述方案设置，保证了回水压力，预防热网突然解列等特殊情况。
实施例3
实施例3与实施例1基本相同，同之处在于，如果机组由于种种原因造成停运，则循环水供热所需的排汽热源消失，循环水供热达不到采暖要求，因此必须有循环水供热系统故障时的补救措施，本系统与外部的交换站供热设备并联，可互为备用，互相切换。将循环水泵流量加大，功率增大，扬程提高。机组启动前，采用交换站供热系统进行供热；机组正常带负荷运行后，再逐渐切换到循环水供暖系统中。机组在低负荷运行时循环水温升减小，不能保证供暖需求时，需要利用交换站内热交换设备对系统进行二次补充加热，以达到采暖水网的温度要求。回水温度升高，不能满足机组冷凝需要时，采用备用热用户切换的方法，将原换热站供暖的用户切换到循环水供热系统中来；气温下降后再将这部分用户切换回原换热站，以保证机组出力，同时保留原冷却塔系统，部分循环水还可以进入冷却塔1的循环回路进行冷却。
实施例4
实施例4与实施例3基本相同，同之处在于，供热循环水采用软化水，外部的交换站供热设备内设置一套软化水处理装置、1台凝结水箱和2台补水泵，专门用于循环水补水，补水泵采用变频控制，以便控制补水压力恒定。
实施例5
实施例5与实施例1基本相同，同之处在于，虽然排汽温度升高易引起铜管的结垢，但本方案热网循环水采用化学处理过的软化水，硬度降低且回水管路有除污器，水的品质有很大提高，所述的凝汽器3内设置有胶球清洗装置，定期用胶球清洗装置对凝汽器进行清洗。相对于以前该机的循环水状况来说，情况大大改善，结垢问题比以前减少。
实施例6
具体实施应用如下，热电厂的机组配置为9炉6机，总产汽能力为530t/h，发电能力为36MW。利用循环水供热，需在抽凝机组中进行。该厂共有3台抽凝机组，其中一台6MW抽凝机组采用3台玻璃钢冷却塔1进行冷却，由于当时设计位置的原因，积水池和冷却面积偏小，冷却效果本身就达不到设计要求，并且该厂所处的地区水质硬度非常大，又位于街道边上，运行不久塔内就会沉积大量的灰尘和泥垢，严重堵塞了填料的缝隙，致使水流不畅，必须用3台风机进行连续不断的强制通风，耗用大量的电能。尽管如此，通常循环水进出口温差也只有3～5℃。另外，由于积水池有限，塔内沉积的泥土、杂质等来不及沉淀就回到循环水中，这些泥垢在凝汽器铜管内壁附着，致使铜管结垢，换热效果差，排汽温度升高(严重时高达60℃以上)，形成换热的恶性循环。为了解决此问题，该厂每年必须对凝汽器铜管和冷却塔填料进行清理，生产成本提高。如果使该机组利用循环水供热，一是可以解决冷却塔冷却效果不良的问题；二是循环水采用较为洁净的软化水，防止了在凝汽器铜管内壁结垢的问题；三是该机组本身的排汽温度高，利用循环水供热后排汽温度相对其它机组提高得较少，对机组的影响小。因此，在该6MW抽凝机组上进行使用本方案改造。
使用的，MW抽凝机组的技术参数
型号：CN 6—35/9型
生产厂家：杭州汽轮发电机厂
设计排汽温度：36℃
设计排汽压力：0.005 9MPa
设计真空值：－0.094MPa
循环水流量：1 400t/h
热网供水温度：tg≈60℃ 供水焓值：hg＝251.5kJ/kg
热网回水温度：th≈50℃ 回水焓值：hh＝209.3kJ/kg
循环泵电机：37kW 3台
冷却塔风机：30kW 3台
效益如下：每年可多收热费，3.3元/(m2·月)×4月/a×25万m2＝330万元/a。由于采用循环水供热每年对电量产生的影响：每个采暖期少发电量为0.6万kW·h×8.0×24×120＝138.24万kW·h。停用原3台循环水泵及3台冷却塔风机少消耗电量为(30×3+37×3)×24×120＝57.9万kW·h。停用原热交换站供热水泵，少消耗电量为37×24×120＝10.7万kW·h。新增循环泵电机多消耗电量为250×24×120＝72万kW·h。合计每年共损失电量＝138.24-57.9-10.7+72＝141.64万kW·h，每kW·h电按0.365元计算，折合人民币141.64×0.365＝51.7万元。汽机循环水补水量的差别，原系统补水量1 400×4％＝56t/h，新系统补水量为8t/h，每h节水48t，每个采暖期运行120d，水价按1元/t计算，每年可节约资金48×24×120×1＝13.8万元。
综合各项因素每年可多增加效益，330-51.7+13.8＝292.1万元。此改造工程概算投资560万元。此改造工程的回收期2年。
该厂通过本方案降低凝汽机组真空，提高排汽温度，利用循环水供热来降低冷源损失低，改造简单，设备可以安全稳定运行，特别是节能效果显著，经济效益非常可观。
以上示意性地对本发明创造及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，在不背离本发明的精神或者基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。附图中所示的也只是本发明创造的实施方式之一，实际的结构并不局限于此，权利要求中的任何附图标记不应限制所涉及的权利要求。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本专利的保护范围。此外，“包括”一词不排除其他元件或步骤，在元件前的“一个”一词不排除包括“多个”该元件。产品权利要求中陈述的多个元件也可以由一个元件通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。