一种采暖蒸汽余压变频发电梯级利用系统的制作方法

本实用新型涉及一种梯级利用系统，具体涉及一种采暖蒸汽余压变频发电梯级利用系统。

背景技术：

目前处于热源附近的燃煤发电厂为实现机组对外供热，通过打孔抽汽方式从中低压缸连通管向外引出蒸汽实现供热，在连通管加装三通及连通管抽汽调节阀，供热改造系统见图1，首站与各热力站所构成的回路，即供热一级网，供热系统的连接示意图如图2所示。

我国目前市政供热多采用110℃/70℃作为热网的供、回水温度。但由于水力不平衡现象的存在，我国热网或多或少的均存在“大流量小温差”的运行方式，故在最严寒时期，热网的供水温度也均小于110℃的设计值，基本在110℃以下运行。在非严寒季节，供水温度更低。

热网加热器的出水温度(供水温度)取决于热网加热器进汽压力下的饱和温度及热网加热器的出口端差，图3为热网加热器的示意图，其中，P_i、T_i分别代表热网加热器进汽压力和温度，T_wi、T_wo分别代表热网加热器进出温度，其中ΔT_d、ΔT_o分别为加热器的疏水端差和出口端差，T_sat表示加热器进汽压力下的饱和温度，T_d为热网加热器疏水温度，热网加热器的出水温度由下式确定：

T_wo＝T_sat-ΔT_o

当热网加热器的出口端差为10℃时，则热网加热器的出水温度与热网加热器进汽压力的关系见表1：

表1

由表1可知，当供水温度为120℃时，热网加热器压力达到0.27MPa即可满足要求；供水温度为110℃时，热网加热器压力仅需0.2MPa；当供水温度为100℃时，热网加热器所需压力不足0.15MPa。

由上分析可知加热需要的蒸汽压力仅为0.15～0.20MPa，而我国大容量采暖供热机组均在中低压联通管上打孔抽汽作为热网加热器的汽源，此处参数多在0.6MPa以上，高负荷甚至高达1MPa，因此需要对蒸汽能量进行梯级利用，然后现有技术中没有出现相关的装置或方法。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种采暖蒸汽余压变频发电梯级利用系统，该系统能够实现蒸汽能量的梯级利用。

为达到上述目的，本实用新型所述的采暖蒸汽余压变频发电梯级利用系统包括锅炉、高压缸、中压缸、低压缸、第一阀门、汽轮机、热网加热器、第二阀门、变频发电机及热用户端；

锅炉的一次加热出口与高压缸的入口相连通，高压缸的出口与锅炉的二次加热入口相连通，锅炉的二次加热出口与中压缸的入口相连通，中压缸的出口分别与低压缸的入口及第一阀门的入口相连通，第一阀门的出口分为两路，其中一路经汽轮机与热网加热器的放热侧入口相连通，另一路经第二阀门与热网加热器的放热侧入口相连通，热网加热器的出口及低压缸的出口与锅炉的一次加热入口相连通，汽轮机的输出轴与变频发电机的驱动轴相连接，热用户端的出口与热网加热器的吸热侧入口相连通，热用户端的入口与热网加热器的吸热侧出口相连通。

热用户端的出口与热网加热器的吸热侧入口之间设有第一水泵。

还包括凝汽器、低温加热器及高温加热器，其中，低压缸的出口与低温加热器的入口相连通，低温加热器的出口及热网加热器的放热侧出口与高温加热器的入口相连通，高温加热器的出口与锅炉的一次加热入口相连通。

低压缸的出口依次经凝汽器及第二水泵与低温加热器的入口相连通。

还包括除氧器及第四水泵，其中，热网加热器的放热侧出口与第三水泵的入口相连通，第三水泵的出口及低温加热器的出口与除氧器的入口相连通，除氧器的出口与高温加热器的入口相连通。

除氧器的出口与高温加热器的入口之间设有第四水泵。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型所述的采暖蒸汽余压变频发电梯级利用系统在具体操作时，通过将中压缸输出的蒸汽分为两路，其中，一路进入到汽轮机中膨胀做功，并通过汽轮机拖动变频发电机发电，另一路直接进入热网加热器中为热用户端提供热量，从而通过汽轮机充分利用蒸汽余压做功，充分利用蒸汽所蕴含做功的能力，提高蒸汽利用能级，实现蒸汽能量的梯级利用。另外，通过变频发电机产生的电可以为电厂大容量耗电设备提供电能，克服现有电动机加装变频器时使用寿命短、可靠性低、占地面积大的问题。

附图说明

图1为现有技术中供热改造系统的示意图；

图2为供热系统的连接示意图；

图3为热网加热器6的示意图；

图4为本实用新型的结构示意图。

其中，1为锅炉、2为高压缸、3为中压缸、4为低压缸、5为汽轮机、6为热网加热器、7为变频发电机、8为低温加热器、9为除氧器、10为高温加热器、11为凝汽器、12为第一阀门、13为第二阀门、14为第一水泵、15为第二水泵、16为第四水泵、17为热用户端、18为第三水泵。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

参考图4，本实用新型所述的采暖蒸汽余压变频发电梯级利用系统包括锅炉1、高压缸2、中压缸3、低压缸4、第一阀门12、汽轮机5、热网加热器6、第二阀门13、变频发电机7及热用户端17；锅炉1的一次加热出口与高压缸2的入口相连通，高压缸2的出口与锅炉1的二次加热入口相连通，锅炉1的二次加热出口与中压缸3的入口相连通，中压缸3的出口分别与低压缸4的入口及第一阀门12的入口相连通，第一阀门12的出口分为两路，其中一路经汽轮机5与热网加热器6的放热侧入口相连通，另一路经第二阀门13与热网加热器6的放热侧入口相连通，热网加热器6的出口及低压缸4的出口与锅炉1的一次加热入口相连通，汽轮机5的输出轴与变频发电机7的驱动轴相连接，热用户端17的出口与热网加热器6的吸热侧入口相连通，热用户端17的入口与热网加热器6的吸热侧出口相连通。

热用户端17的出口与热网加热器6的吸热侧入口之间设有第一水泵14。本实用新型还包括凝汽器11、低温加热器8及高温加热器10，其中，低压缸4的出口与低温加热器8的入口相连通，低温加热器8的出口及热网加热器6的放热侧出口与高温加热器10的入口相连通，高温加热器10的出口与锅炉1的一次加热入口相连通；低压缸4的出口依次经凝汽器11及第二水泵15与低温加热器8的入口相连通。本实用新型还包括除氧器9及第四水泵16，其中，热网加热器6的放热侧出口与第三水泵18的入口相连通，第三水泵18的出口及低温加热器8的出口与除氧器9的入口相连通，除氧器9的出口与高温加热器10的入口相连通；除氧器9的出口与高温加热器10的入口之间设有第四水泵16。

中压缸3输出的蒸汽分为两路，其中一路进入汽轮机5中，另一路进入热网加热器6中，通过热网加热器6为热用户端17提供热能，另一路进入到汽轮机5中，通过汽轮机5膨胀做功，并直接拖动变频发电机7发电，再通过变频发电机7发出的电为各用电设备提供电能，汽轮机5输出的蒸汽进入到热网加热器6中，从而实现蒸汽能量的梯级利用，其中，汽轮机5的排气压力控制在0.2MPa附近。需要说明的是，本实用新型通采用暖抽汽管路上增加旁路的方式，实现采暖需求和辅机电负荷需求的协调控制，实现采暖抽汽能量的梯级利用，提高能源的利用效率，同时克服电动机加装变频器时寿命短、可靠性低、占地面积大等缺陷，另外，采用汽轮机5驱动变频发电机7的方式，通过变频发电机7生产出与需求运行频率相等的电能，以带动各辅机运行。