适于热电厂的节能发电供汽装置和方法
【专利摘要】本发明适于热电厂的节能发电排气方法，所述方法在热不足状况时，采用了减少向发电机组供汽的方法来减少发电量以增加供热量。首先将锅炉产出的蒸汽抽出一部分出来与乏汽混合再供至热用户。若供汽参数过高而大于热用户的需求时，设置了向汽水混合器中供水的装置，通过水与蒸汽的混合来降低供汽参数。同时在给水管和各蒸汽分支管上设置了水阀、蒸汽阀、乏汽阀和冷凝阀根据热负荷与热用户的热量调节整个发电供汽系统的运行。本方法不仅避免了在热不足工况时需要重新投入新的供汽系统而导致的能源浪费问题，而且使此时的发电供汽系统的热能利用效率总处于100％，从而节省大量热量。
【专利说明】适于热电厂的节能发电供汽装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种适于热电厂的新的节能发电供汽方法，属于工业节能领域。
【背景技术】
[0002]目前，对于以生产供汽为主要供热目的的热电联产企业的供汽系统通常为以下情况。图1为现有的典型的热电厂发电供汽系统的简化示意图。如图1所示，理想的情况是，锅炉产生的蒸汽全部用来发电，发电完成后形成的乏汽全部用来供生产用汽，且正好满足生产热负荷需要。此时的热能利用效率为100% (将此种情况称为“理想工况”)。实际情况是，生产用汽负荷经常波动，当它所需的热量小于乏汽热量时，多余的热量可直接排出，此方法不节能，不可取。常见的方法是利用冷却水和换热器冷凝部分乏汽以提高发电效率，此时由于冷却水需要通过冷却塔向大气放热，所以热能利用效率肯定低于100% (将此种情况称为“热富裕工况”)。当一套系统纯背压发电情况下仍不能满足生产供汽要求时(将此工况称为“热不足工况”)，由于热电厂一般配置多套发电供汽系统，此时需要加开另一套系统，而加开的系统则处于热富裕工况下运行，热效率低，大量热量必须通过冷却排至室外大气而浪费掉。
[0003]因此，实际运行中，对于一个单独的发电供汽系统而言，要么处于热富裕工况，要么处于热不足工况，理想工况不易达到。当它处于热富裕工况时，必然有一部分热量要通过冷却塔排至大气而浪费掉；当它处于热不足工况时，必然需要投入新的系统工作。所以实际系统的热能利用效率通常是低于100%，即总有一部分热量要浪费掉。
【发明内容】
[0004]基于现有技术中存在的问题，本发明提供了一种适于热电厂的节能发电供汽方法，解决发电供汽系统在热不足时需要重新投入新的供汽系统而导致的能源浪费问题，使此时的发电供汽系统的热能利用效率总处于100%，从而节省大量热量。
[0005]本发明的技术方案:
[0006]一种适于热电厂的节能发电供汽方法，锅炉蒸汽通过汽轮机发电，产生的乏汽供给热用户，当热负荷小于乏汽热量时，多余的乏汽经换热器和冷却水冷凝，其特征在于:当热负荷大于乏汽热量时，首先将一部分所述锅炉蒸汽与乏汽混合，若混合蒸汽的供汽参数大于所述热用户的需求，则向所述混合蒸汽输入水，反之则停止供水并增加所述锅炉蒸汽的流量，直到所述供汽参数满足所述需求时，将所述混合蒸汽输出到热用户。
[0007]所述锅炉蒸汽和乏汽在汽水混合器中进行混合。
[0008]输入到所述汽水混合器的水来自储水装置。
[0009]所述汽水混合器通过蒸汽管与所述锅炉连接，通过乏汽管与所述汽轮机连接，通过给水管与所述储水装置连接，通过供汽管与所述热用户连接。
[0010]所述蒸汽管中设置有蒸汽阀；所述乏汽管中设置有乏汽阀；所述给水管中设置有水阀；在连接所述汽轮机和换热器的管路中设置有冷凝阀。
[0011]当热负荷大于乏汽热量时，关闭所述冷凝阀停止所述乏汽的冷凝，开启所述蒸汽阀、乏汽阀使所述锅炉蒸汽和乏汽混合，当所述供汽参数过高时，打开并调节所述水阀；当供汽参数过低时，关闭所述水阀，调节所述蒸汽阀。
[0012]当热负荷小于乏汽热量时，关闭所述蒸汽阀和水阀，开启所述乏汽阀和冷凝阀。
[0013]当热负荷等于乏汽热量时，关闭所述蒸汽阀、水阀和冷凝阀，开启所述乏汽阀。
[0014]一种适于热电厂的节能发电供汽装置，包括依次连接的锅炉、发电机和换热器，其特征在于:还包括混合器，所述混合器通过蒸汽管与锅炉连接，通过乏汽管与所述汽轮机连接，通过供汽管与所述热用户连接。包括储水装置，所述混合器通过给水管与所述储水装置连接；所述蒸汽管中设置有蒸汽阀；所述乏汽管中设置有乏汽阀，所述给水管中设置有水阀，在连接所述汽轮机和换热器的管路中设置有冷凝阀。
[0015]本发明的技术效果:
[0016]本发明提供的节能发电排气方法，在热不足状况时，采用了减少向发电机组供汽的方法来减少发电量以增加供热量。首先将锅炉产出的蒸汽抽出一部分出来与乏汽混合再供至热用户。若供汽参数过高而大于热用户的需求时，设置了向汽水混合器中供水的装置，通过水与蒸汽的混合来降低供汽参数。同时在给水管和各蒸汽分支管上设置了水阀、蒸汽阀、乏汽阀和冷凝阀根据热负荷与热用户的热量调节整个发电供汽系统的运行。可以使发电供汽系统在发生热不足的情况下无需加开新的系统，使得整个生产的热能利用效率保持在 100%。
[0017]所述蒸汽阀调节进入所述汽水混合器的所述蒸汽的流量，所述乏汽阀调节进入所述汽水混合器的所述乏汽的流量，所述水阀调节进入所述汽水混合器的所述液体水的流量，所述冷凝阀控制所述乏汽的冷凝。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为现有的典型的热电厂发电供汽系统的简化示意图；
[0019]图2为本发明实施例中的热电厂的节能发电供汽方法和装置示意图。
[0020]附图标示:
[0021]1-锅炉；2_汽轮机；3_发电机；4_换热器；5-冷却塔；6-凝水泵；7-凝水箱；8_给水泵；9_软水箱；10-循环水泵；11_冷凝管；12-热用户；13_汽水混合器；14-蒸汽管；15-乏汽管；16_给水管；17_蒸汽阀；18_乏汽阀；19_水阀；20_冷凝阀；21_储水装置。
【具体实施方式】
[0022]为便于理解，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
[0023]本发明的适于热电厂的节能发电供汽方法如图2所示，图2为本发明实施例中的热电厂的节能发电供汽方法和装置示意图。本系统在现有技术的基础上增设了汽水混合器13，储水装置21，蒸汽管14，乏汽管15，给水管16，蒸汽阀17，乏汽阀18，水阀19以及冷凝阀20。所述系统运行状况如下:
[0024]先是由锅炉I产生蒸汽，然后送入到汽轮机2，汽轮机2的转动带动发电机3发电。汽轮机2的乏汽输送至热用户12，其余的乏汽进入到换热器4，通过循环水泵10和冷却塔5将乏汽凝结成水，由凝水泵6送往凝水箱7，然后凝水箱7和软水箱9中的水通过给水泵8再进入锅炉I。这样就为一个循环。热电厂就是这样不断的循环发电供汽。
[0025]在发生热工况不足时，首先将锅炉I产出的蒸汽抽出一部分出来与汽轮机2排出的乏汽在汽水混合器13中进行混合，再供至热用户12。因此时供汽参数可能会过高而大于热用户12的需求，需同时设置向汽水混合器12中供水的储水装置21，通过水与蒸汽的混合来降低供汽参数。给水管16，蒸汽管14，乏汽管15和冷凝管11也被设置用于输送水或蒸汽。相应的阀门水阀19，蒸汽阀17和乏汽阀18以及冷凝阀20被设置用于并根据具体工况调节所述发电供汽系统的运行方式。
[0026]本发明的方法在发生热不足状况时，不采用增开系统的方法，而是采用减少发电量的方法来增加供热量。减少发电量也不采用传统的恶化发电效率的方法，而是采用减少向发电机组供汽的方法来进行。不仅避免了在热不足工况时需要重新投入新的供汽系统而导致的能源浪费问题，而且使此时的发电供汽系统的热能利用效率总处于100%，从而节省大量热量。
[0027]本发明的系统仍分为3个工况，即:理想工况、热富裕工况和热不足工况。其中热富裕工况仍需通过冷却塔5排热，故原系统中的冷却水系统(包括冷却塔5、循环水泵10、换热器4、凝水泵6、凝水箱7以及水管路等)仍保留。各工况的切换及工作过程如下:
[0028]当热负荷小，系统处于热富裕工况时，此时开启冷凝阀20和乏汽阀18，关闭蒸汽阀17和水阀19。锅炉I产的所有蒸汽均先用来发电，发完电后一部分乏汽供给热用户12，一部分则通过冷却塔5排至大气；
[0029]随着热负荷的增加，冷凝阀20渐渐关小，直至理想工况时，冷凝阀20完全关闭，只是乏汽阀18全开(蒸汽阀17和水阀19则一直保持关闭状态)，此时锅炉I产的蒸汽全部用来发电，发电完成之后的乏汽则全部供至热用户12 ；
[0030]当热负荷进一步增加时，系统处于热不足工况。此时关闭冷凝阀20，打开蒸汽阀17。当供汽参数过高时，打开水阀19并调节其开度以使供汽参数合格。当供参数过低时，关闭水阀19，同时通过调节开大蒸汽阀17，使供汽参数符合要求。
[0031]通过本发明，可以使系统在发生热不足的情况下无需加开新的系统，且使得整个生产的热能利用效率一直保持于100%。对于那些经常发生热不足现象的热电联产企业，节能效果显然。而对于新建的热电联产企业，如果采用本发明方法，只要机组选型得当，便可以使其生产的热能利用效率一直保持于100%，且可节省大量的冷却水系统投资费用。具有广泛的应用前景。
【权利要求】
1.一种适于热电厂的节能发电供汽方法，锅炉蒸汽通过汽轮机发电，产生的乏汽供给热用户，当热负荷小于乏汽热量时，多余的乏汽经换热器和冷却水冷凝，其特征在于:当热负荷大于乏汽热量时，首先将一部分所述锅炉蒸汽与乏汽混合，若混合蒸汽的供汽参数大于所述热用户的需求，则向所述混合蒸汽输入水，反之则停止供水并增加所述锅炉蒸汽的流量，直到所述供汽参数满足所述需求时，将所述混合蒸汽输出到热用户。
2.根据权利要求1所述的节能发电供汽方法，其特征在于:所述锅炉蒸汽和乏汽在汽水混合器中进行混合。
3.根据权利要求2所述的节能发电供汽方法，其特征在于:输入到所述汽水混合器的水来自储水装置。
4.根据权利要求3所述的节能发电供汽方法，其特征在于:所述汽水混合器通过蒸汽管与所述锅炉连接，通过乏汽管与所述汽轮机连接，通过给水管与所述储水装置连接，通过供汽管与所述热用户连接。
5.根据权利要求4所述的节能发电供汽方法，其特征在于:所述蒸汽管中设置有蒸汽阀；所述乏汽管中设置有乏汽阀；所述给水管中设置有水阀；在连接所述汽轮机和换热器的管路中设置有冷凝阀。
6.根据权利要求5所述的节能发电供汽方法，其特征在于:当热负荷大于乏汽热量时，关闭所述冷凝阀停止所述乏汽的冷凝，开启所述蒸汽阀、乏汽阀使所述锅炉蒸汽和乏汽混合，当所述供汽参数过高时，打开并调节所述水阀；当供汽参数过低时，关闭所述水阀，调节所述蒸汽阀。
7.根据权利要求5所述的节能发电供汽方法，其特征在于:当热负荷小于乏汽热量时，关闭所述蒸汽阀和水阀，开启所述乏汽阀和冷凝阀。
8.根据权利要求5所述的节能发电供汽方法，其特征在于:当热负荷等于乏汽热量时，关闭所述蒸汽阀、水阀和冷凝阀，开启所述乏汽阀。
【文档编号】F01K27/00GK104234758SQ201410486207
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月22日 优先权日:2014年9月22日
【发明者】陆永达 申请人:陆永达