高背压循环水供热及抽凝供热机组联合优化系统的制作方法

本实用新型涉及高背压循环水供热及抽凝供热系统，尤其涉及一种高背压循环水供热及抽凝供热机组联合优化系统。

背景技术：

节能减排是我国经济实现可持续发展的基本国策，对于发电行业，热电联产是实现国家节能减排的一项重要措施。采暖供热主要有抽凝、高背压、吸收式热泵三种方式，目前国内电厂采用抽凝和高背压这两种组合供汽方式较多。高背压供热机组利用汽轮机低压缸排汽将热网循环水加热至70℃以上，然后进入热网首站加热器，经抽凝机组中压缸排汽抽汽将热网水加热至90℃以上对外供热。高背压供热机组以热定电，不参与电网调峰，抽凝机组参与，高背压供热机组带负荷能力对电厂经济性影响较大。高背压供热机组没有冷源损失，供电煤耗率在170g/kWh左右，盈利能力强，边际贡献大。在供热过程中，有的电厂由于热网外网负荷较低，导致热网回水温度较高(55℃以上)，导致机组背压过高，限制了带负荷能力，导致机组供热经济效益降低。抽凝供热机组由于抽汽量大，凝汽量减少，机组凝汽器背压超极限背压(3.4kPa以下)，凝结水温度低(20℃及以下)，导致8号低加抽汽量增加，热耗率升高。

专利号为ZL201611224518.9的中国发明专利公开了一种利用冷却水余热直接空冷高背压-抽汽联合供热系统。为解决高背压低温水直供模式供热距离受限、单纯利用抽汽加热热网水损大的问题，该发明提供了一种利用冷却水余热直接空冷高背压-抽汽联合供热系统。该系统包括空冷机组、第一排汽阀、空冷岛、第二排汽阀、供热凝汽器、电动热泵、热网加热器、近距离热用户、换热站、辅机循环冷却水出水管、机力通风冷却塔、热水阀、辅机循环冷却水回水管、抽汽调节阀、远距离热用户、凝结水阀、疏水阀以及发电机，该发明以高背压供热机组为基础，充分回收辅机余热，实现了供热过程中能量的回收与梯级利用，提高机组的经济性，达到了节能降耗的目的。但该发明仍存在高背压机组带负荷能力低和抽凝机组凝结水温度低的技术缺陷，亟待改进。

专利号为ZL201710459214.9的中国发明专利公开了一种高背压供热机组凝结水防超温冷却系统，包括凝汽器和凝结水精处理装置，在凝汽器和凝结水精处理装置之间设置凝结水热交换器，凝结水热交换器的一端通入凝结水，另一端通入热网回水作为冷却水。该发明结构简单，投资少，实现了高背压供热机组凝结水温度的有效控制，同时采用热网水作为冷却水，充分利用系统热量，即利用凝结水加热了部分热网回水，减少了热量散失，进一步节能降耗。但该发明仍存在高背压机组带负荷能力低和抽凝机组凝结水温度低的技术缺陷，亟待改进。

专利号为ZL201521078509.4的中国实用新型专利公开了一种高背压供热机组的循环水系统，属于供热技术领域。该系统包括多条支路，其中第一支路包括热网回水冷却板式换热器和冷却塔，通过这两个组件将厂区外热网回水进行降温，然后经过凝汽器和循环水泵后对厂区外热网进行供热；第二支路包括热网回水冷却板式换热器旁路阀，第二支路经过冷却塔，而是仅经过凝汽器和循环水泵后对厂区外热网进行供热；第三支路包括热网加热器，第三支路对经过凝汽器的回水进一步通过热网加热器加热后对厂区外热网进行供热。该方案解决了现有技术供热不能适应具体情况且经济性差等问题，具有提高供热效率降低燃料消耗并保证供热经济性等诸多优点。但该实用新型仍存在高背压机组带负荷能力低和抽凝机组凝结水温度低的技术缺陷，亟待改进。

技术实现要素：

为了解决上述供热组合中存在高背压机组带负荷能力低和抽凝机组凝结水温度低的技术缺陷，本实用新型提供了一种体系完整的火电厂高背压、抽凝供热机组联合优化系统的技术方案，具体如下：

高背压循环水供热及抽凝供热机组联合优化系统，包括高背压机组低压缸、高背压凝汽器、高背压凝汽器进水管路和热网回水管路，所述高背压机组低压缸与所述高背压凝汽器相连接，所述高背压凝汽器与所述高背压凝汽器进水管路相连接，所述高背压凝汽器进水管路与所述热网回水管路相连接，包括若干板式换热器，所述若干板式换热器并联布置于所述高背压凝汽器进水管路。

优选的是，所述高背压凝汽器进水管路装有高背压凝汽器进水电动门。

在上述任一方案中优选的是，所述板式换热器采用三台，分别为第一板式换热器、第二板式换热器和第三板式换热器，所述第一板式换热器包括第一热网进水端和第一热网回水端，所述第一热网进水端装有第一板式换热器热网进水电动门，所述第一热网回水端装有第一板式换热器热网回水电动门。

在上述任一方案中优选的是，所述第二板式换热器包括第二热网进水端和第二热网回水端，所述第二热网进水端装有第二板式换热器热网进水电动门，所述第二热网回水端装有第二板式换热器热网回水电动门。

在上述任一方案中优选的是，所述第三板式换热器包括第三热网进水端和第三热网回水端，所述第三热网进水端装有第三板式换热器热网进水电动门，所述第三热网回水端装有第三板式换热器热网回水电动门。

在上述任一方案中优选的是，所述第一板式换热器包括第一凝结水进水端和第一凝结水回水端，所述第一凝结水进水端装有第一板式换热器凝结水进水门，所述第一凝结水回水端装有第一板式换热器凝结水回水门。

在上述任一方案中优选的是，所述第二板式换热器包括第二凝结水进水端和第二凝结水回水端，所述第二凝结水进水端装有第二板式换热器凝结水进水门，所述第二凝结水回水端装有第二板式换热器凝结水回水门。

在上述任一方案中优选的是，所述第三板式换热器包括第三凝结水进水端和第三凝结水回水端，所述第三凝结水进水端装有第三板式换热器凝结水进水门，所述第三凝结水回水端装有第三板式换热器凝结水回水门。

在上述任一方案中优选的是，包括高背压凝汽器回水管路、第一热网加热器、第二热网加热器、第三热网加热器、热网供水管路，所述高背压凝汽器回水管路装有高背压凝汽器回水电动门和热网循环水泵，所述第一热网加热器、第二热网加热器、第三热网加热器分别并联布置于所述高背压凝汽器回水管路和热网供水管路。

本实用新型与现有技术相比的有益效果是：本实用新型为解决现有技术中存在的高背压机组带负荷能力低和抽凝机组凝结水温度低的技术缺陷，通过在系统中增设若干台板式换热器，同时配套相应数量的电动门等结构件，使热网回水首先进入板式换热器，待加热其它抽凝机组凝结水后再进入高背压机组凝汽器，使热网回水温度降低5-8℃，高背压机组背压降低8-13kPa，负荷升高8-13MW，供热系统的经济效益进一步提高，同时抽凝机组凝结水可升高20℃以上，排挤八段抽汽进入汽轮机做功量增加，机组热耗率降低，煤耗率降低0.7g/kWh。本实用新型适用于一台高背压供热机组与任意数量抽凝机组的组合系统，以及二台以上高背压供热机组和任意数量抽凝机组的组合系统。本实用新型通过将热网循环水加热抽凝机组凝结水，既能降低高背压供热机组背压，提高高背压机组带负荷能力和经济效益，又能提高抽凝机组凝结水温度，降低抽凝机组热耗率、煤耗率。

附图说明

图1为本实用新型的高背压循环水供热及抽凝供热机组联合优化系统的优选实施例的总体框架结构示意图。

附图标记说明：

1高背压凝汽器进水电动门；2第一板式换热器热网进水电动门；3第二板式换热器热网进水电动门；4第三板式换热器热网进水电动门；5第一板式换热器热网回水电动门；6第二板式换热器热网回水电动门；7第三板式换热器热网回水电动门；8第一板式换热器；9第二板式换热器；10第三板式换热器；11第一板式换热器凝结水回水门；12第一板式换热器凝结水进水门；13第二板式换热器凝结水回水门；14第二板式换热器凝结水进水门；15第三板式换热器凝结水回水门；16第三板式换热器凝结水进水门；17高背压凝汽器；18高背压凝汽器回水电动门；19热网循环水泵；20第一热网加热器；21第二热网加热器；22第三热网加热器；23高背压机组低压缸。

具体实施方式

下面结合图1详细描述本实用新型的高背压循环水供热及抽凝供热机组联合优化系统的技术方案。

如图1所示，高背压循环水供热及抽凝供热机组联合优化系统，包括高背压机组低压缸23、高背压凝汽器17、高背压凝汽器进水管路和热网回水管路，高背压机组低压缸23与高背压凝汽器17相连接，高背压凝汽器17与所述高背压凝汽器进水管路相连接，所述高背压凝汽器进水管路与所述热网回水管路相连接，包括若干板式换热器，所述若干板式换热器并联布置于所述高背压凝汽器进水管路。

所述高背压凝汽器进水管路装有高背压凝汽器进水电动门1。

所述板式换热器优选采用三台，分别为第一板式换热器8、第二板式换热器9和第三板式换热器10，第一板式换热器8包括第一热网进水端和第一热网回水端，所述第一热网进水端装有第一板式换热器热网进水电动门2，所述第一热网回水端装有第一板式换热器热网回水电动门5。第二板式换热器9包括第二热网进水端和第二热网回水端，所述第二热网进水端装有第二板式换热器热网进水电动门3，所述第二热网回水端装有第二板式换热器热网回水电动门6。第三板式换热器10包括第三热网进水端和第三热网回水端，所述第三热网进水端装有第三板式换热器热网进水电动门4，所述第三热网回水端装有第三板式换热器热网回水电动门7。

第一板式换热器8包括第一凝结水进水端和第一凝结水回水端，所述第一凝结水进水端装有第一板式换热器凝结水进水门12，所述第一凝结水回水端装有第一板式换热器凝结水回水门11。第二板式换热器9包括第二凝结水进水端和第二凝结水回水端，所述第二凝结水进水端装有第二板式换热器凝结水进水门14，所述第二凝结水回水端装有第二板式换热器凝结水回水门13。第三板式换热器10包括第三凝结水进水端和第三凝结水回水端，所述第三凝结水进水端装有第三板式换热器凝结水进水门16，所述第三凝结水回水端装有第三板式换热器凝结水回水门15。

包括高背压凝汽器回水管路、第一热网加热器20、第二热网加热器21、第三热网加热器22、热网供水管路，所述高背压凝汽器回水管路装有高背压凝汽器回水电动门18和热网循环水泵19，第一热网加热器20、第二热网加热器21、第三热网加热器22分别并联布置于所述高背压凝汽器回水管路和热网供水管路。

本实用新型的工作原理：

在所述高背压循环水供热及抽凝供热机组联合优化系统投入运行前，高背压凝汽器进水电动门1开启，第一板式换热器热网进水电动门2、第二板式换热器热网进水电动门3、第三板式换热器热网进水电动门4、第一板式换热器热网回水电动门5、第二板式换热器热网回水电动门6、第三板式换热器热网回水电动门7、第一板式换热器凝结水回水门11、第一板式换热器凝结水进水门12、第二板式换热器凝结水回水门13、第二板式换热器凝结水进水门14、第三板式换热器凝结水回水门15、第三板式换热器凝结水进水门16关闭，热网回水经高背压凝汽器进水电动门1进入高背压凝汽器17加热后，经高背压凝汽器回水电动门18进入热网循环水泵19升压后，分别进入第一热网加热器20、第二热网加热器21、第三热网加热器22加热后对外供水；

在所述高背压循环水供热及抽凝供热机组联合优化系统投入运行时，按先后顺序依次开启第一板式换热器热网进水电动门2、第二板式换热器热网进水电动门3、第三板式换热器热网进水电动门4、第一板式换热器热网回水电动门5、第二板式换热器热网回水电动门6、第三板式换热器热网回水电动门7，关闭高背压凝汽器进水电动门1，按先后顺序依次开启第一板式换热器凝结水回水门11、第一板式换热器凝结水进水门12、第二板式换热器凝结水回水门13、第二板式换热器凝结水进水门14、第三板式换热器凝结水回水门15、第三板式换热器凝结水进水门16，此时即为所述联合优化系统运行模式。

下面以一台高背压机组和三台抽凝供热机组联合优化系统为例进一步说明本实用新型的有益效果：

已知：高背压机组回水温度55℃，热网循环水流量Q1为9000t/h，抽凝机组凝结水温度T2为20℃，两台抽凝机组凝结水流量1240t/h、三台抽凝机组凝结水流量Q2为1860t/h，板式换热器端差0.3℃。

求解：将上述各项数据代入下列公式进行迭代计算：

C1×(T1-X)×Q1＝C2×(Y-T2)×Q2

式中：C1：热网回水比容；

C2：凝结水比容；

X：热网回水冷却后温度；

Y：凝结水升高后温度；

T1：热网回水温度；

计算结果详见表1：

表1：

本实用新型通过在系统中增设若干台板式换热器，同时配套相应数量的电动门等结构件，使热网回水首先进入板式换热器，待加热其它抽凝机组凝结水后再进入高背压机组凝汽器，使热网回水温度降低5-8℃，高背压机组背压降低8-13kPa，负荷升高8-13MW，供热系统的经济效益进一步提高，同时抽凝机组凝结水可升高20℃以上，排挤八段抽汽进入汽轮机做功量增加，机组热耗率降低，煤耗率降低0.7g/kWh。本实用新型适用于一台高背压供热机组与任意数量抽凝机组的组合系统，以及二台以上高背压供热机组和任意数量抽凝机组的组合系统。本实用新型通过将热网循环水加热抽凝机组凝结水，既能降低高背压供热机组背压，提高高背压机组带负荷能力和经济效益，又能提高抽凝机组凝结水温度，降低抽凝机组热耗率、煤耗率。

本实施例仅为一优选技术方案，其中所涉及的各个组成模块以及连接关系并不限于该实施例所描述的上述这一种实施方案，该优选方案中的各个组成模块的设置以及连接关系可以进行任意的排列组合并形成完整的技术方案。