一种直接空冷机组冷端节能系统的制作方法

本实用新型涉及热电厂供热技术领域，具体涉及一种直接空冷机组冷端节能系统。

背景技术：

随着城市化进程的加快，北方地区集中供热面积快速增长，热电厂作为城市的热能供应中心，在城市集中供热过程中承担着极其重要的角色。我国北方尤其是西北地区富煤缺水，在寒冷季节又有非常大的用热需求，因此直接空冷供热机组在我国北方具有很强的功能适应性。但我国目前是世界上最大的温室气体排放国之一，“节能减排”是“十二五”期间我国社会经济发展的一个重要核心。提高能源利用率、加强余热回收利用是节约能源、降低碳排放、保护环境的一项重要措施。

火力发电厂冷端热量损失约占整个蒸汽动力装置热损失的50％多，大量余热都被冷端耗散进大气里了。不仅造成能量的极大浪费，也增加煤耗，增大了污染，这是实现热力发电不可改变的特点。

如何结合热网用户进行热电联产，有效回收汽轮机乏汽余热，降低火力发电厂冷端损失实现节能减排，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种直接空冷机组冷端节能系统，能够结合热网用户进行热电联产，有效回收汽轮机乏汽余热，降低火力发电厂冷端损失实现节能减排。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种直接空冷机组冷端节能系统，其包括热网用户、空冷机组、循环水泵、空冷岛、表面凝汽器、机力冷却塔和热网调峰加热器，所述空冷机组包括高压缸、中压缸和低压缸；所述低压缸的排汽管通过第一控制阀与所述空冷岛连通，且所述低压缸的排汽管通过设有第二控制阀的管路与所述表面凝汽器连通，所述表面凝汽器和所述空冷岛并联；所述表面凝汽器通过设有第三控制阀的管路与所述热网用户形成第一循环水回路，所述表面凝汽器通过设有第四控制阀的管路与所述机力冷却塔形成第二循环水回路，所述机力冷却塔和所述热网用户并联，且所述表面凝汽器的回水管侧设有所述循环水泵；所述中压缸的抽汽通过抽汽调节阀与所述热网调峰加热器连通，所述热网调峰加热器可选择地连通于所述第一循环水回路中。

在冬季，需要对热网用户进行供热时，打开第二控制阀，空冷机组低压缸排汽进入表面凝汽器并与其内部的水发生换热，而该表面凝汽器连通于第一循环水回路中，也就是说，低压缸排汽进入表面凝汽器内对第一循环水回路中的水进行加热，进而对该第一循环水回路中的热网用户进行供热。

具体的供热情况可根据热网用户的具体需求进行调节，如当热网用户的热需求量较低时，同时打开第一控制阀和第二控制阀，此时，一部分低压缸排汽进入表面凝汽器与第一循环水回路中的水发生换热，另一部分低压缸排汽进入空冷岛冷却，通过调节第一控制阀和第二控制阀的开度，可调节低压缸排汽进入表面凝汽器内的蒸汽量，满足热网用户的供热需求。

当冬季较冷、热网用户供热需求高，机组高背压供热量无法满足热网用户的供热需求时，将热网调峰加热器连通于第一循环水回路中，该热网调峰加热器通过中压缸的抽汽对其内部的水进行加热，以进一步提高该第一循环水回路中的水的温度，保证热网用户的供热需求得到满足，即该热网调峰加热器能够在寒冷的冬季时发挥供热调峰功能。

也就是说，表面凝汽器充当热网初级换热器，通过提高低压缸排汽背压，利用低压缸排汽较高温度的蒸汽热源加热热网回水(第一循环水回路中的水)，以对热网用户进行供热，即回收汽轮机乏汽热能，实现空冷岛的进气量减少或者零进气，从而有效降低空冷机组的冷源损失，提高能源利用率，降低发电煤耗、节能环保。

当热网用户无需供热时，可直接通过空冷岛对低压缸排汽进行冷却，当夏季温度较高，空冷岛无法满足冷却需求时，开启第一控制阀和第四控制阀、关闭第三控制阀，此时，第一循环水回路断开，第二循环水回路连通，机力冷却塔用于冷却该第二循环水回路中的水，而该第二循环水回路中的水用于冷却经过表面凝汽器的排汽，即空冷岛和表面凝汽器同时用于降低来自汽轮机低压缸的排汽的温度，降低空冷机组的背压并保证该空冷机组的背压稳定，进而保证该空冷机组的安全性和经济性。

利用表面凝汽器和机力冷却塔作为机组夏季尖峰冷却器，可实现机组夏季高峰负荷满发，并确保安全渡夏，不仅提高了设备利用率，也可有效降低空冷机组的发电煤耗。

该直接空冷机组冷端节能系统结合热用户，进行热电联产，可有效回收汽轮机乏汽余热，降低火力发电厂的冷端损失，达到节能减排的效果。

可选地，还包括排汽装置和凝结水泵，所述表面凝汽器的凝结水出口和所述空冷岛的凝结水出口分别通过管路与所述排汽装置连通，所述凝结水泵设于所述排汽装置和汽轮机回热系统之间。

可选地，所述第三控制阀包括并联设置的第一阀门和第二阀门，所述第二阀门与所述热网调峰加热器串联。

可选地，所述热网用户的回水侧还设有第三阀门，所述第二阀门和所述第三阀门均为隔断阀。

可选地，所述热网用户包括并联设置的近距离用户和远距离用户。

可选地，所述热网调峰加热器与所述远距离用户串联，并与所述近距离用户并联。

可选地，所述空冷岛包括至少两个并联设置的空冷换热器，各所述空冷换热器的入口处均设有所述第一控制阀。

附图说明

图1是本实用新型实施例所提供的直接空冷机组冷端节能系统的结构示意图。

附图1中，附图标记说明如下：

1-热网用户；2-表面凝汽器；3-机力冷却塔；4-空冷机组；5-循环水泵；6-空冷岛，61-空冷换热器；7-第一控制阀；8-第二控制阀；9-第三控制阀，91-第一阀门，92-第二阀门；10-第四控制阀；11-热网调峰加热器；12-抽汽调节阀；13-排汽装置；14-凝结水泵；15-第三阀门。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1，图1是本实用新型实施例所提供的直接空冷机组冷端节能系统的结构示意图。

本实用新型实施例提供了一种直接空冷机组冷端节能系统，如图1所示，该直接空冷机组冷端节能系统包括热网用户1、空冷机组4、循环水泵5、空冷岛6、表面凝汽器2、机力冷却塔3和热网调峰加热器11，空冷机组4包括高压缸、中压缸和低压缸。其中，低压缸的排汽管通过第一控制阀7与空冷岛6连通，且低压缸的排汽管通过第二控制阀8与表面凝汽器2连通，也就是说，表面凝汽器2和空冷岛6并联，二者用于对来自低压缸的排汽进行冷却；表面凝汽器2通过设有第三控制阀9的管路与热网用户1形成第一循环水回路，表面凝汽器2通过设有第四控制阀10的管路与机力冷却塔3形成第二循环水回路，机力冷却塔3和热网用户1并联，且表面凝汽器2的回水管侧设有循环水泵5。中压缸的抽汽管通过抽汽调节阀12与热网调峰加热器11连通，热网调峰加热器11可选择地连通于第一循环水回路中。

详细的说，在冬季，需要对热网用户1进行供热时，打开第二控制阀8，空冷机组4低压缸排汽进入表面凝汽器2并与其内部的水发生换热，而该表面凝汽器2连通于第一循环水回路中，也就是说，低压缸排汽进入表面凝汽器2内对第一循环水回路中的水进行加热，进而对该第一循环水回路中的热网用户1进行供热。

具体的供热情况可根据热网用户1的具体需求进行调节，如当热网用户1的热需求量较低时，同时打开第一控制阀7和第二控制阀8，此时，一部分低压缸排汽进入表面凝汽器2与第一循环水回路中的水发生换热，另一部分低压缸排汽进入空冷岛6冷却，通过调节第一控制阀7和第二控制阀8的开度，可调节低压缸排汽进入表面凝汽器2内的蒸汽量，满足热网用户1的供热需求。

当冬季较冷、热网用户1供热需求高，机组高背压供热量无法满足热网用户1的供热需求时，将热网调峰加热器11连通于第一循环水回路中，该热网调峰加热器11通过中压缸的抽汽对其内部的水进行加热，以进一步提高该第一循环水回路中的水的温度，保证热网用户1的供热需求得到满足，即该热网调峰加热器11能够在寒冷的冬季时发挥供热调峰功能。

也就是说，本实施例中，表面凝汽器2充当热网初级换热器，通过提高低压缸排汽背压，利用低压缸排汽较高温度的蒸汽热源加热热网回水(第一循环水回路中的水)，以对热网用户1进行供热，即回收汽轮机乏汽热能，实现空冷岛6的进气量减少或者零进气，从而有效降低空冷机组4的冷源损失，提高能源利用率，降低发电煤耗、节能环保。

当热网用户1无需供热时，可直接通过空冷岛6对低压缸排汽进行冷却，当夏季温度较高，空冷岛6无法满足冷却需求时，开启第一控制阀7和第四控制阀10、关闭第三控制阀9，此时，第一循环水回路断开，第二循环水回路连通，机力冷却塔3用于冷却该第二循环水回路中的水，而该第二循环水回路中的水用于冷却经过表面凝汽器2的排汽，即空冷岛6和表面凝汽器2同时用于降低来自汽轮机低压缸的排汽的温度，降低空冷机组4的背压并保证该空冷机组4的背压稳定，进而保证该空冷机组4的安全性和经济性。

也就是说，利用表面凝汽器2和机力冷却塔3作为机组夏季尖峰冷却器，可实现机组夏季高峰负荷满发，并确保安全渡夏，不仅提高了设备利用率，也可有效降低空冷机组4的发电煤耗。

该直接空冷机组冷端节能系统结合热网用户，进行热电联产，可有效回收汽轮机乏汽余热，降低火力发电厂的冷端损失，达到节能减排的效果。

在上述实施例中，该直接空冷机组冷端节能系统还包括排汽装置13和凝结水泵14，表面凝汽器2的凝结水出口、空冷岛6的凝结水出口分别通过管路与排汽装置13连通，凝结水泵14设于排汽装置13和汽轮机回热系统之间。

在上述实施例中，第三控制阀9包括并联设置的第一阀门91和第二阀门92，第二阀门92与热网调峰加热器11串联，当第一阀门91开启，第二阀门92关闭时热网调峰加热器11并没有连通于第一循环水回路中，当第一阀门91关闭、第二阀门92开启时，热网调峰加热器11连通于第一循环水回路中，以对热网供水进行进一步加热，具体的，该第一阀门91和第二阀门92的开闭情况及开度可根据热网用户1的需求进行设定，调节性好。

在上述实施例中，热网用户1的回水侧还设有第三阀门15，且第二阀门92和第三阀门15均为隔断阀，防止发生倒流的情况，同时，隔断阀结构尺寸小、重量轻且安装方便。

在上述实施例中，热网用户1包括并联设置的近距离用户和远距离用户，其中，近距离用户和远距离用户的供热可通过分别设置控制阀的开度调节二者的供热情况，也可以通过热网调峰加热器11为远距离用户供热，保证远距离用户的供热需求，可根据具体情况对其进行设置。

在上述实施例中，空冷岛6包括至少两个并联设置的空冷换热器61，各空冷换热器61的入口处均设有第一控制阀7，当使用空冷岛6对汽轮机低压缸排气进行冷却时，可根据具体情况选择开启的空冷换热器61的数量。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。