專利名稱：發(fā)電效率提高1%的吸收式熱泵乏汽回收汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及發(fā)電效率提高的吸收式熱泵乏汽回收汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，屬于吸收式熱泵和汽輪機(jī)發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
中國(guó)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)表明，中國(guó)2010年發(fā)電量達(dá)到4. 141萬(wàn)億千瓦時(shí)，居世界第一，發(fā)電裝機(jī)累計(jì)達(dá)到9. 6億千瓦，其中火電7億千瓦，約占73%。我國(guó)一次能源以煤為主的格局在很長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)不會(huì)改變，能源供應(yīng)將維持以煤為主，面臨嚴(yán)峻的經(jīng)濟(jì)與資源、環(huán)境與發(fā)展的挑戰(zhàn)。2002年我國(guó)平均供電煤耗為383g/KWh，2006年為367g/KWh，而當(dāng)時(shí)的國(guó)際先進(jìn)水平為316g/KWh，近年來(lái)又有進(jìn)一步提高。如果采用超超臨界技術(shù)，供電煤耗可降低至278g/kWh。據(jù)統(tǒng)計(jì)，燃煤發(fā)電產(chǎn)生的灰渣約占全國(guó)灰渣的70%，煙塵排放占工業(yè)排放的 33%，二氧化硫排放占工業(yè)排放的56%。因此，如果火力發(fā)電效率能夠提高1%，對(duì)節(jié)能減排具有重大意義。汽輪機(jī)發(fā)電中乏汽排放帶走了大量低品位能量，例如純凝機(jī)組超過(guò)50%，熱電聯(lián)產(chǎn)運(yùn)行時(shí)也達(dá)到20%左右。如果能將乏汽余熱充分利用，將極大提高電廠綜合熱效率，由清華大學(xué)等科研院所突破的吸收式熱泵回收乏汽余熱用于供熱的技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用于工程實(shí)踐，并取得聯(lián)合示范效益，具有重大技術(shù)和節(jié)能環(huán)保價(jià)值。但是，該項(xiàng)技術(shù)只能在冬季供暖期間熱電聯(lián)產(chǎn)運(yùn)行時(shí)獲得節(jié)能效益，而非采暖季不產(chǎn)生節(jié)能效果，同時(shí)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組只是占火力發(fā)電的一個(gè)較小的比例，因此如何有效提高發(fā)電效率，具有重大技術(shù)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。從根本上講，采用超臨界、超超臨界等技術(shù)無(wú)疑是最有潛力的途徑之一，另一方面，有效回收乏汽余熱用于在一定溫度水平下免費(fèi)提升鍋爐給水溫度，是一個(gè)重要而實(shí)用的發(fā)展途徑。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的和任務(wù)是，研制一種乏汽余熱回收汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，采用吸收式熱泵技術(shù)回收乏汽中的能量并將乏汽凝水等鍋爐給水溫度加熱到90°C左右，再由汽輪機(jī)中壓或高壓抽汽加熱到所需溫度送入鍋爐，通過(guò)節(jié)省鍋爐煤耗將發(fā)電效率提高左右。本實(shí)用新型的具體描述是發(fā)電效率提高的吸收式熱泵乏汽回收汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，在傳統(tǒng)的鍋爐蒸汽驅(qū)動(dòng)的汽輪機(jī)發(fā)電循環(huán)系統(tǒng)中，增加了乏汽余熱回收型吸收式熱泵模塊，其特征在于所述的乏汽余熱回收型吸收式熱泵(8)的蒸發(fā)器(10)的乏汽進(jìn)口與凝汽器(5)的乏汽進(jìn)口相連后與汽輪機(jī)⑶的乏汽出口⑶相連，蒸發(fā)器(10)的凝水出口與凝汽器(5)的凝水出口相連后經(jīng)凝水加壓泵(11)后與乏汽余熱回收型吸收式熱泵(8)的吸收器(7)的被加熱側(cè)進(jìn)口相連，吸收器(7)的被加熱側(cè)出口與冷凝器(9)的被加熱側(cè)進(jìn)口相連，冷凝器(9)的被加熱側(cè)出口與混合加熱器(1 的低溫側(cè)進(jìn)口相連，乏汽余熱回收型吸收式熱泵(8)的發(fā)生器 (6)的加熱側(cè)進(jìn)口與汽輪機(jī)C3)的中壓抽汽口(C)相連，發(fā)生器(6)的加熱側(cè)出口與混合加熱器(12)的高溫側(cè)進(jìn)口相連，混合加熱器(12)的出口經(jīng)1號(hào)低溫疏冷器(13)和η號(hào)高溫疏冷器(14)及循環(huán)水泵(1 后與鍋爐(1)的給水進(jìn)口相連。乏汽余熱回收型吸收式熱泵(8)的蒸發(fā)器(10)采用雙降膜蒸發(fā)-冷凝器結(jié)構(gòu)。 凝汽器(5)采用水冷式凝汽器結(jié)構(gòu)或空冷島結(jié)構(gòu)。汽輪機(jī)(3)為抽凝式機(jī)組，且背壓小于 1個(gè)大氣壓(絕壓)。疏冷器個(gè)數(shù)為2個(gè)以上。該發(fā)明首次實(shí)現(xiàn)了在汽輪機(jī)工作介質(zhì)發(fā)電循環(huán)中，采用吸收式熱泵通過(guò)直接吸收乏汽余熱用于節(jié)省鍋爐煤耗、提高發(fā)電效率，其中乏汽余熱回收量約占鍋爐發(fā)熱量的3 4%以上，而目前汽輪機(jī)發(fā)電效率約42%，因此該吸收式乏汽余熱回收循環(huán)的發(fā)電效率可提升0. 8 1. 6%左右，大幅節(jié)省化石燃料用量及其污染排放，又減少了水冷或風(fēng)冷凝汽器設(shè)計(jì)容量及成本。該發(fā)明既適用于由水冷凝汽器或空冷島冷卻的純凝汽輪機(jī)組，也適用于采用抽凝式機(jī)組等背壓低于0. IMPa的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，并因此適用于已有火力發(fā)電系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)改造和新建項(xiàng)目中作為標(biāo)配進(jìn)行設(shè)計(jì)和應(yīng)用，便于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)和推廣，達(dá)到從整體上較大幅度地提高能源綜合利用效益的目的。

圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)示意圖。圖1中各部件編號(hào)與名稱如下鍋爐1、過(guò)熱器2、汽輪機(jī)3、發(fā)電機(jī)4、凝汽器5、發(fā)生器6、吸收器7、乏汽余熱回收型吸收式熱泵8、冷凝器9、蒸發(fā)器10、凝水加壓泵11、混合加熱器12、1號(hào)低溫疏冷器13、n 號(hào)高溫疏冷器14、循環(huán)水泵15、乏汽出口 D、中壓抽汽口 C、1號(hào)中壓抽汽口 B、n號(hào)高壓抽汽 Π A。
具體實(shí)施方式
圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)示意圖。發(fā)電效率提高的吸收式熱泵乏汽回收汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，在傳統(tǒng)的鍋爐蒸汽驅(qū)動(dòng)的汽輪機(jī)發(fā)電循環(huán)系統(tǒng)中，增加了乏汽余熱回收型吸收式熱泵模塊，其中乏汽余熱回收型吸收式熱泵(8)的蒸發(fā)器(10)的乏汽進(jìn)口與凝汽器(5)的乏汽進(jìn)口相連后與汽輪機(jī)(3) 的乏汽出口(D)相連，蒸發(fā)器(10)的凝水出口與凝汽器( 的凝水出口相連后經(jīng)凝水加壓泵(11)后與乏汽余熱回收型吸收式熱泵(8)的吸收器(7)的被加熱側(cè)進(jìn)口相連，吸收器 (7)的被加熱側(cè)出口與冷凝器(9)的被加熱側(cè)進(jìn)口相連，冷凝器(9)的被加熱側(cè)出口與混合加熱器(1 的低溫側(cè)進(jìn)口相連，乏汽余熱回收型吸收式熱泵(8)的發(fā)生器(6)的加熱側(cè)進(jìn)口與汽輪機(jī)(3)的中壓抽汽口(C)相連，發(fā)生器(6)的加熱側(cè)出口與混合加熱器(12)的高溫側(cè)進(jìn)口相連，混合加熱器(12)的出口經(jīng)1號(hào)低溫疏冷器(13)和η號(hào)高溫疏冷器(14)及循環(huán)水泵(15)后與鍋爐(1)的給水進(jìn)口相連。乏汽余熱回收型吸收式熱泵(8)的蒸發(fā)器(10)采用雙降膜蒸發(fā)-冷凝器結(jié)構(gòu)。凝汽器( 采用水冷式凝汽器結(jié)構(gòu)。汽輪機(jī)C3)為抽凝式機(jī)組，疏冷器5個(gè)，除氧器1個(gè)。需要說(shuō)明的是，本設(shè)計(jì)在應(yīng)用中的重要特點(diǎn)之一是對(duì)各種汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)的適用范圍廣，因此任何可由本專業(yè)人員經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單變形即可完成的技術(shù)結(jié)構(gòu)改變均將落入本專利申請(qǐng)保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求1.發(fā)電效率提高的吸收式熱泵乏汽回收汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，在鍋爐蒸汽驅(qū)動(dòng)的汽輪機(jī)發(fā)電循環(huán)系統(tǒng)中，增加了乏汽余熱回收型吸收式熱泵模塊，其特征在于所述的乏汽余熱回收型吸收式熱泵(8)的蒸發(fā)器(10)的乏汽進(jìn)口與凝汽器(5)的乏汽進(jìn)口相連后與汽輪機(jī)(3)的乏汽出口(D)相連，蒸發(fā)器(10)的凝水出口與凝汽器(5)的凝水出口相連后經(jīng)凝水加壓泵(11)后與乏汽余熱回收型吸收式熱泵(8)的吸收器(7)的被加熱側(cè)進(jìn)口相連， 吸收器(7)的被加熱側(cè)出口與冷凝器(9)的被加熱側(cè)進(jìn)口相連，冷凝器(9)的被加熱側(cè)出口與混合加熱器(12)的低溫側(cè)進(jìn)口相連，乏汽余熱回收型吸收式熱泵(8)的發(fā)生器(6)的加熱側(cè)進(jìn)口與汽輪機(jī)⑶的中壓抽汽口(C)相連，發(fā)生器(6)的加熱側(cè)出口與混合加熱器 (12)的高溫側(cè)進(jìn)口相連，混合加熱器(12)的出口經(jīng)1號(hào)低溫疏冷器(13)和η號(hào)高溫疏冷器(14)及循環(huán)水泵(15)后與鍋爐(1)的給水進(jìn)口相連。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)電效率提高的吸收式熱泵乏汽回收汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述的乏汽余熱回收型吸收式熱泵(8)的蒸發(fā)器(10)采用雙降膜蒸發(fā)-冷凝器結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)電效率提高的吸收式熱泵乏汽回收汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述的凝汽器(5)采用水冷式凝汽器結(jié)構(gòu)或空冷島結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)電效率提高的吸收式熱泵乏汽回收汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述的汽輪機(jī)C3)為抽凝式機(jī)組。
5.如權(quán)利要求1所述的發(fā)電效率提高的吸收式熱泵乏汽回收汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述的疏冷器個(gè)數(shù)為2個(gè)以上。
專利摘要發(fā)電效率提高1%的吸收式熱泵乏汽回收汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，采用吸收式熱泵提取汽輪機(jī)乏汽余熱用于將乏汽凝水及軸加、中壓疏冷凝水等低溫水加熱到一定溫度，再由中壓或高壓抽汽加熱至鍋爐給水溫度并進(jìn)入鍋爐加熱為過(guò)熱蒸汽送入汽輪機(jī)發(fā)電，增加吸收式乏汽余熱回收裝置后的汽輪機(jī)發(fā)電循環(huán)系統(tǒng)比傳統(tǒng)系統(tǒng)相比，由于鍋爐給水低溫段(低于90℃)加熱量由吸收式熱泵承擔(dān)，而乏汽余熱節(jié)省的能量占鍋爐總加熱量比例約3～4%或更高，因此該循環(huán)的發(fā)電效率可提升0.8～1.6%。該方式大幅節(jié)省化石燃料用量及其污染排放，又減少了水冷或風(fēng)冷凝汽器設(shè)計(jì)容量及成本，廣泛適合于背壓低于0.1MPa的各類汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)。
文檔編號(hào)F22D1/00GK202141033SQ20112016435
公開(kāi)日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2011年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月22日
發(fā)明者張軍, 張茂勇 申請(qǐng)人:張茂勇