一种耦合背压机和吸收式热泵的间接空冷热电联产系统及运行方法与流程

本发明属于燃煤发电机组节能降耗，具体涉及一种耦合背压机和吸收式热泵的间接空冷热电联产系统及运行方法。

背景技术：

1、燃煤发电是能源结构的的基石，发展绿色火电，开展高效清洁发电是火电行业的发展目标，开展工业供汽和居民采暖有利于改善生态环境，有利于建设环境友好型社会，对居民生活环境的提升有重要意义。

2、目前热电联产机组多采用抽凝式汽轮机、背压式汽轮机或者使凝器式汽轮机在供热工况下提高背压运行，随着新能源装机容量的增加，火电机组还承担着调峰任务，而深调期间机组的供热、供汽能力将受到限制，机组的电负荷、热负荷相互限制，运行灵活性较差。

3、随着火电行业的技术进步，北方新建的火电机组多出于节水的考虑，采用直接空冷，但是直接空冷的冷却效果受环境影响大，使得冷却效果常常存在波动。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种耦合背压机和吸收式热泵的间接空冷热电联产系统及运行方法，以解决现有技术中火电机组调峰能力差，调峰系统直接空冷效果易于波动的问题。

2、为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、一种耦合背压机和吸收式热泵的间接空冷热电联产系统，包括锅炉，锅炉的再热段分为第一分支和第二分支，第一分支连接至第一背压机，第二分支连接至中压汽轮机；中压汽轮机的排汽分为第三分支和第四分支，第四分支连接至低压汽轮机，第三分支分为第五分支和第六分支，第五分支连接至第二背压机，第六分支连接至尖峰加热器的热侧入口；低压汽轮机的排汽连通至凝汽器，凝汽器中的蒸汽通过间冷塔冷却；

4、所述第一背压机的排汽连接至吸收式热泵的热源入口，凝汽器冷侧工质出口和间冷塔的水侧入口的连接管路上设置有第七分支，第七分支和吸收式热泵的冷源入口连通，吸收式热泵的冷源出口汇入至间冷塔的水侧出口中；

5、所述第二背压机的排汽连接至乏汽加热器的热侧入口；

6、热网回水的管路和乏汽加热器的冷侧工质入口连通，乏汽加热器的冷侧工质出口和尖峰加热器的冷侧工质入口连通，尖峰加热器的冷侧工质出口和热网供水连通；

7、吸收式热泵的被加热工质入口和热网供水连通，被加热工质出口和乏汽加热器的冷侧工质入口连通。

8、本发明的进一步改进在于：

9、优选的，所述第一背压机的动力输出端连接有第一发电机，第二背压机的动力输出端连接有第二发电机；中压汽轮机和低压汽轮机的动力输出端同轴，共同连接有主汽轮机发电机。

10、优选的，所述吸收式热泵的热源出口连通至除氧器。

11、优选的，所述尖峰加热器的热源出口连通至除氧器。

12、优选的，所述凝汽器中的蒸汽被冷却成凝结水后，汇入至凝结水系统。

13、优选的，所述乏汽加热器的热源出口汇入至凝结水系统中。

14、优选的，所述间冷塔的水侧出口和凝汽器的冷侧工质入口连通。

15、优选的，所述间冷塔的水侧出口和凝汽器的冷侧工质入口之间设置有循环水泵。

16、一种上述耦合背压机和吸收式热泵的间接空冷热电联产系统的运行方法，包括以下三类情况：

17、第一类，第一分支连通，第三分支隔断，再热段的部分蒸汽传入至第一背压机做功，第一背压机带动对应的发电机进行发电；

18、第二类，第一分支隔断，第三分支连通，第五分支连通，第六分支隔断，热网供水通过乏汽加热器加热后汇入至热网回水；

19、第三类，第一分支隔断，第三分支连通，第五分支连通，第六分支连通，热网供水依次通过乏汽加热器和尖峰加热器加热后汇入至热网回水。

20、优选的，还包括以下两类情况：

21、第四类，第一分支、第三分支和第五分支均连通，再热段的部分蒸汽传入至第一背压机做功，第一背压机带动对应的发电机进行发电；热网供水依次通过吸收式热泵和乏汽加热器加热后汇入至热网回水；

22、第五类，第一分支、第三分支、第五分支和第六分支均连通，再热段-的部分蒸汽传入至第一背压机做功，第一背压机带动对应的发电机进行发电；热网供水依次通过吸收式热泵、乏汽加热器和尖峰加热器加热后汇入至热网回水。

23、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

24、本发明公开了一种耦合背压机和吸收式热泵的间接空冷热电联产系统及运行方法，针对提高燃煤发电机组的能源利用率问题，耦合了背压机和吸收式热泵，第一段抽汽先经过第一背压机做功再用于工业供汽，第二段抽汽先经过第二背压机做功在用于采暖供热，符合能量梯级利用的原则，能级匹配，可以利用较低品质的蒸汽满足工业供汽或采暖供热的需求，通过吸收式热泵合理利用低压汽轮机排汽余热，提高机组的能源利用率；间接空冷机组由于其受环境风影响较小，使得凝汽器的冷却循环水温度能够稳定在一定温度，提升整个系统的运行稳定性；本发明通过多个控制阀的调整策略，可以使机组在仅工业供汽、仅采暖供热以及同时进行工业供汽和采暖供热的三种模式下运行。

25、进一步的，通过热网回水加热流程的配置优化，合理利用低压汽轮机排汽余热和第二背压机排汽余热，符合温度匹配，能级匹配，利用较低温度的热量满足供热需求，提高机组的能源利用率；

26、进一步的，调节第六控制阀和第七控制阀开度，可以调节尖峰加热器热负荷，满足热网不同热负荷需求。

技术特征：

1.一种耦合背压机和吸收式热泵的间接空冷热电联产系统，其特征在于，包括锅炉(1)，锅炉(1)的再热段(1-2)分为第一分支和第二分支，第一分支连接至第一背压机(9)，第二分支连接至中压汽轮机(3)；中压汽轮机(3)的排汽分为第三分支和第四分支，第四分支连接至低压汽轮机(4)，第三分支分为第五分支和第六分支，第五分支连接至第二背压机(11)，第六分支连接至尖峰加热器(8)的热侧入口；低压汽轮机(4)的排汽连通至凝汽器(13)，凝汽器(13)中的蒸汽通过间冷塔(15)冷却；

2.根据权利要求1所述的一种耦合背压机和吸收式热泵的间接空冷热电联产系统，其特征在于，所述第一背压机(9)的动力输出端连接有第一发电机(10)，第二背压机(11)的动力输出端连接有第二发电机(12)；中压汽轮机(3)和低压汽轮机(4)的动力输出端同轴，共同连接有主汽轮机发电机(5)。

3.根据权利要求1所述的一种耦合背压机和吸收式热泵的间接空冷热电联产系统，其特征在于，所述吸收式热泵(6)的热源出口连通至除氧器。

4.根据权利要求1所述的一种耦合背压机和吸收式热泵的间接空冷热电联产系统，其特征在于，所述尖峰加热器(8)的热源出口连通至除氧器。

5.根据权利要求1所述的一种耦合背压机和吸收式热泵的间接空冷热电联产系统，其特征在于，所述凝汽器(3)中的蒸汽被冷却成凝结水后，汇入至凝结水系统。

6.根据权利要求1所述的一种耦合背压机和吸收式热泵的间接空冷热电联产系统，其特征在于，所述乏汽加热器(7)的热源出口汇入至凝结水系统中。

7.根据权利要求1所述的一种耦合背压机和吸收式热泵的间接空冷热电联产系统，其特征在于，所述间冷塔(15)的水侧出口和凝汽器(3)的冷侧工质入口连通。

8.根据权利要求7所述的一种耦合背压机和吸收式热泵的间接空冷热电联产系统，其特征在于，所述间冷塔(15)的水侧出口和凝汽器(3)的冷侧工质入口之间设置有循环水泵(14)。

9.一种权利要求1所述耦合背压机和吸收式热泵的间接空冷热电联产系统的运行方法，其特征在于，包括以下三类情况：

10.根据权利要求9所述的耦合背压机和吸收式热泵的间接空冷热电联产系统的运行方法，其特征在于，还包括以下两类情况：

技术总结
本发明公开了一种耦合背压机和吸收式热泵的间接空冷热电联产系统及运行方法，属于燃煤发电机组节能降耗技术领域。针对提高燃煤发电机组的能源利用率问题，本发明耦合了背压机和吸收式热泵，第一段抽汽先经过第一背压机做功再用于工业供汽，第二段抽汽先经过第二背压机做功在用于采暖供热，符合能量梯级利用的原则，能级匹配，可以利用较低品质的蒸汽满足工业供汽或采暖供热的需求，通过吸收式热泵合理利用低压汽轮机排汽余热，提高机组的能源利用率；间接空冷机组由于其受环境风影响较小，使得凝汽器的冷却循环水温度能够稳定在一定温度，提升整个系统的运行稳定性。

技术研发人员：杨凯旋,万超,李高潮,邹洋,荆涛,王明勇,贾明晓,韩立,杨珍帅
受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16