本實用新型屬于熱交換技術領域,特別涉及一種利用輔機循環水余熱的空冷高背壓供熱系統。
背景技術:
能源互聯網背景下,新能源及分布式能源系統得到充分發展,傳統火電機組負荷率持續下降。隨著城市化進程加快,北方地區集中供熱面積快速增長,全社會用熱需求持續增加,電和熱作為能源互聯網的兩種重要終端產品,其需求側變化直接影響到供給側的結構和變化。熱電廠作為城市的能源供應中心,及時應對電和熱的需求變化是其面臨的主要問題。
現行的空冷高背壓供熱機組,若想提高其供熱能力,就必須增加其運行的背壓,不利于機組的安全性和經濟性。而其輔機循環水的余熱總量大、品位低,且通常通過機力通風冷卻塔直接排放到環境中,造成了能量的大量浪費,不利于節能降耗。
目前我國的大型抽凝熱電機組,供熱抽汽溫度多在200-300℃溫度范圍內,這與熱網130℃的溫度水平仍然很不匹配;現行熱網的設計供回水溫度在130/70℃的溫度水平,相對于采暖18℃室溫水平,溫度差別較大,熱網與熱用戶的品位失衡問題突出且一直沒有改善。
技術實現要素:
本實用新型的目的是針對現有技術的不足提出一種利用輔機循環水余熱的空冷高背壓供熱系統,該供熱系統由高壓缸1、中壓缸2和低壓缸3組成的空冷機組,其特征在于,所述空冷機組的排汽管通過A排汽閥4連通空冷島5,且通過B排汽閥6并聯連通供熱凝汽器7,熱網8的出水管同時連接供熱凝汽器7的進水管和電動熱泵9的高溫水進水管,熱網8的進水管連接供熱凝汽器7的出水管,并通過第一熱水閥10連接電動熱泵9的高溫水出水管,輔機循環水出水管11連接機力通風冷卻塔12的進水管,并通過第二熱水閥13連接電動熱泵9的低溫水進水管,機力通風冷卻塔12的出水管和電動熱泵9的低溫水出水管均與輔機循環水回水管14相連。
所述供熱凝汽器7的出汽口通過凝結水閥15連接空冷島出水管道。
所述高背壓供熱系統的工作范圍為7-35kPa。
所述高背壓供熱系統供熱模式為低參數直供模式,熱網循環水進入熱網前的溫度為60-80℃。
本實用新型的有益效果是以高背壓供熱機組為基礎,利用電動熱泵提取電廠輔機循環水系統中的熱量,將輔機循環水供熱系統耦合到高背壓供熱系統之中,在不改變機組側運行參數的前提下,達到提高現有的空冷高背壓機組的供熱能力、提升供熱量和供電量調節的靈活性、實現熱電廠深度電負荷調峰、回收利用輔機循環水余熱、節能降耗的目的;相對于普通的高背壓供熱機組而言,主要有以下優勢:
(1)避免了普通電廠采用機力通風冷卻塔的方式進行輔機循環水冷卻而造成的熱量損失,實現了輔機循環水系統的余熱利用,提高了整個電廠的熱效率及熱經濟性。
(2)在基本不改變機組側結構和運行參數的前提下,提升了機組的供熱能力,同時電動熱泵的采用增加了電能向熱能的轉化,可靈活調節供電量和供熱量,比傳統火電機組更能適應新能源大規模并網后熱負荷及電負荷的需求特點。
(3)避免了高背壓供熱機組因需要增加供熱能力而進一步提升機組背壓帶來的安全性問題。
(4)相對于普通空冷高背壓供熱機組,在相同的外界熱負荷下,由于輔機循環冷卻水余熱的利用,主機排汽供熱量減少,可進一步降低機組背壓,提高電廠的發電效率。
(5)此系統采用低參數直供模式供熱,熱網循環水進入熱網前的溫度為60-80℃,解決了熱網與熱用戶的品位失衡問題。
附圖說明
圖1為空冷高背壓供熱系統的結構示意圖。
圖中,1.高壓缸,2中壓缸,3.低壓缸,4.A排汽閥,5.空冷島,6.B排汽閥,7.供熱凝汽器,8.熱網,9.電動熱泵,10.第一熱水閥,11.輔機循環水出水管,12.機力通風冷卻塔,13.第二熱水閥,14.輔機循環水回水管,15.凝結水閥。
具體實施方式
本實用新型提出一種利用輔機循環水余熱的空冷高背壓供熱系統,下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
圖1所示的空冷高背壓供熱系統的結構示意圖。該供熱系統由高壓缸1、中壓缸2和低壓缸3組成的空冷機組。所述空冷機組的排汽管通過A排汽閥4連通空冷島5,且通過B排汽閥6并聯連通供熱凝汽器7,熱網8的出水管同時連接供熱凝汽器7的進水管和電動熱泵9的高溫水進水管,熱網8的進水管連接供熱凝汽器7的出水管,并通過第一熱水閥10連接電動熱泵9的高溫水出水管,輔機循環水出水管11連接機力通風冷卻塔12的進水管,并通過第二熱水閥13連接電動熱泵9的低溫水進水管,機力通風冷卻塔12的出水管和電動熱泵9的低溫水出水管均與輔機循環水回水管14相連。
本實用新型以高背壓供熱機組為基礎,利用電動熱泵提取電廠輔機循環水系統中的熱量,將輔機循環水供熱系統耦合到高背壓供熱系統之中,在不改變機組側運行參數的前提下,本供熱系統在供熱期,關閉通往空冷島5的A排汽閥4,開啟通往供熱凝汽器7的B排汽閥6,開啟通往熱網8進水口的第一熱水閥10,開啟通往電動熱泵9的第二熱水閥13,開啟電動熱泵9,開啟通往空冷島5出水管道的凝結水閥15,空冷機組背壓升高到7-35kPa,熱網循環水的回水45-55℃、流量6000t/h,通過熱網8的出水管分別流入供熱凝汽器7和電動熱泵9進行吸熱、混合后升溫到60-80℃,升溫后的熱網循環水分別通過供熱凝汽器7的出水管和電動熱泵9的高溫水出水管進入熱網8供熱后,再回到供熱凝汽器7和電動熱泵9,構成一個循環。需要增大供熱量與供電量的比值時,可以調大第二熱水閥13,同時增加電動熱泵9的功率,使一部分廠用電轉化為熱網循環水的熱能,并回收更多的輔機循環水余熱,來達到增大供熱量與供電量的比值的目的。供熱期結束后,開啟通往空冷島5的A排汽閥4,關閉通往供熱凝汽器7的B排汽閥6,關閉通往熱網8進水口的第一熱水閥10,關閉通往電動熱泵9的第二熱水閥13,關閉電動熱泵9,關閉通往空冷島5出水管道的凝結水閥15,機組切換到純凝運行。本實用新型解決了空冷高背壓供熱電廠面對低電負荷和高熱負荷的特殊需求,以充分進行余熱回收利用為前提,在安全、經濟的機組運行工況下,滿足低電負荷和高熱負荷的要求。