專利名稱：抽凝機(jī)組加裝背壓機(jī)的供熱節(jié)能裝置及其節(jié)能方法
抽凝機(jī)組加裝背壓機(jī)的供熱節(jié)能裝置及其節(jié)能方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于熱電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種抽凝機(jī)組加裝背壓機(jī)的供熱節(jié)能裝置及其節(jié)能方法。
背景技術(shù)：
《中華人民共和國節(jié)約能源法》中國家鼓勵發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)、集中供熱，提高熱電機(jī)組的利用率?！秶谊P(guān)于發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)的規(guī)定》中也指出熱電聯(lián)產(chǎn)具有節(jié)約能源、改善環(huán)境、 提高供熱質(zhì)量、增加電力供應(yīng)等綜合效益，熱電廠的建設(shè)是城市治理大氣污染和提高能源利用率的重要措施，是集中供熱的重要組成部分，是提高人民生活質(zhì)量的公益性基礎(chǔ)設(shè)施。 目前我國城市集中供熱主要依靠小型供熱機(jī)組，但是其能耗高，能源利用率低，因此供熱機(jī)組正向著大型化發(fā)展。大型的有供熱負(fù)荷的機(jī)組可分為兩類，一類是供熱機(jī)，即機(jī)組完全按照供熱機(jī)組設(shè)計；另一種為純凝改造機(jī)，即由原來的純凝機(jī)組改造而成。大型設(shè)計為供熱機(jī)的機(jī)組的抽汽壓力一般為0. 3 0. 5MPa,而改造機(jī)組的汽輪機(jī)為設(shè)計的純凝機(jī)，中壓缸的壓力級數(shù)相對于設(shè)計的供熱機(jī)少，導(dǎo)致抽汽壓力受到中亞缸末級葉片安全的限制，在額定負(fù)荷運(yùn)行時存在中壓缸的極限背壓下限，抽汽壓力高達(dá)0. 8 1. OMPa0
熱網(wǎng)加熱器主要以供熱抽汽的汽化潛熱對熱網(wǎng)水進(jìn)行加熱，在相對較低的壓力范圍內(nèi)供熱壓力的變化對汽化潛熱的影響不大。目前我國熱網(wǎng)運(yùn)行的狀況，供回水溫度一般為130°C /70°C，考慮到換熱過程中存在10°C的端差，則所需的抽汽的飽和溫度為140°C，此溫度對應(yīng)的抽汽壓力為0. 33MPa。而大型純凝改供熱機(jī)組在供熱過程中，一般采用壓力為 0. 8 1. OMPa的蒸汽直接對熱網(wǎng)水進(jìn)行加熱，能源品位的不匹配無疑造成了極大的可用能損失。我國300MW、600MW級別機(jī)組一般成對建設(shè)，若兩機(jī)組的熱網(wǎng)加熱器串聯(lián)的模式，每級熱網(wǎng)加熱器均分供回水溫差，則熱網(wǎng)水被第一級熱網(wǎng)加熱器加熱到100°C，同樣考慮10°C 的端差，則需要此溫度下的飽和蒸汽壓力為0. HMPa0因此，需要一種在保證供熱量的前提下，盡量降低供熱流的品位回收動力的節(jié)能裝置和節(jié)能方法，解決熱電聯(lián)產(chǎn)供熱節(jié)能的關(guān)鍵問題。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決背景技術(shù)中所述的需要一種在保證供熱量的前提下，盡量降低供熱流的品位回收動力的節(jié)能裝置和方法，解決熱電聯(lián)產(chǎn)供熱節(jié)能的關(guān)鍵問題，提供一種抽凝機(jī)組加裝背壓機(jī)的供熱節(jié)能裝置及其節(jié)能方法，其技術(shù)方案為
抽凝機(jī)組加裝背壓機(jī)的供熱節(jié)能裝置為在大型供熱機(jī)組中，中壓缸1的中壓缸排汽口 13用中低壓缸連通管3與低壓缸2的低壓缸進(jìn)汽口 14連接，低壓缸調(diào)節(jié)閥8串接在中低壓缸連通管3中，低壓缸排汽口 15與凝汽器6的進(jìn)汽口連接，熱網(wǎng)加熱器7的加熱器熱水進(jìn)口 19與熱網(wǎng)回水管21連接，熱網(wǎng)加熱器7的加熱器熱水出口 20與熱網(wǎng)供水管22 連接，在低壓缸調(diào)節(jié)閥8的進(jìn)口前的中低壓缸連通管3上汽輪機(jī)側(cè)抽汽口 5與熱網(wǎng)加熱器 7的加熱器進(jìn)汽口 18之間加裝背壓機(jī)4，抽汽控制閥9的進(jìn)口與中低壓缸連通管3上的汽輪機(jī)側(cè)抽汽口 5連接，抽汽控制閥9的出口與背壓機(jī)進(jìn)汽控制閥10的進(jìn)口和背壓機(jī)旁路閥 11進(jìn)口連接，背壓機(jī)進(jìn)汽控制閥10的出口與背壓機(jī)進(jìn)汽口 16連接，背壓機(jī)旁路閥11的出口與熱網(wǎng)加熱器7的加熱器進(jìn)汽口 18連接，背壓機(jī)排汽口 17與加熱器進(jìn)汽口 18連接。
所述大型供熱機(jī)組的功率為300MW或600MW容量等級。
抽凝機(jī)組加裝背壓機(jī)的供熱節(jié)能方法為
1)根據(jù)大型供熱機(jī)組的功率和供熱中期熱網(wǎng)加熱器7的抽汽量，設(shè)計背壓機(jī)4的額定進(jìn)汽量及安全運(yùn)行進(jìn)汽量；
2)在供熱初期或末期，室外環(huán)境溫度相對較高，熱負(fù)荷較小，熱網(wǎng)加熱器7所需的蒸汽參數(shù)達(dá)不到背壓機(jī)4的安全運(yùn)行進(jìn)汽量的要求，關(guān)閉背壓機(jī)進(jìn)汽控制閥10，打開背壓機(jī)旁路閥11，蒸汽從中低壓缸連通管3抽出后直接加熱熱網(wǎng)加熱器7 ；
3)在進(jìn)入供熱中期，室外溫度較低，供熱負(fù)荷增大，熱網(wǎng)加熱器7所需的蒸汽參數(shù)達(dá)到背壓機(jī)4的安全運(yùn)行進(jìn)汽量的要求，打開背壓機(jī)進(jìn)汽控制閥10，關(guān)閉背壓機(jī)旁路閥11， 背壓機(jī)4投入運(yùn)行，回收動力。
我國熱電機(jī)組裝機(jī)容量約占火電機(jī)組裝機(jī)容量的10%，并越來越向著大型化發(fā)展，隨著機(jī)組容量的擴(kuò)大，抽汽壓力的不合理導(dǎo)致能源浪費(fèi)的狀況越來越明顯，尤其是進(jìn)行供熱改造后的機(jī)組浪費(fèi)更為嚴(yán)重。本發(fā)明針對這種供熱不合理的狀況提出了解決方法，即在傳統(tǒng)抽凝模式的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計，高品位蒸汽從汽輪機(jī)中低壓連通管抽出后，先經(jīng)過設(shè)計合理的背壓機(jī)，進(jìn)行動力回收，蒸汽從背壓機(jī)排出后，引入熱網(wǎng)加熱器，對熱網(wǎng)水進(jìn)行加熱。在加裝背壓機(jī)過程中，加裝背壓機(jī)旁路系統(tǒng)，保證供熱和背壓機(jī)運(yùn)行安全。在供熱初期或末期，室外環(huán)境溫度相對較高，熱負(fù)荷較小，達(dá)不到背壓機(jī)的運(yùn)行要求時，蒸汽通過背壓機(jī)旁路系統(tǒng)直接引入熱網(wǎng)加熱器，相當(dāng)于傳統(tǒng)的蒸汽直接從中低壓缸連通管抽出后直接加熱熱網(wǎng)加熱器方式運(yùn)行。當(dāng)進(jìn)入供熱中期，室外溫度較低，供熱負(fù)荷增大，所需的蒸汽參數(shù)達(dá)到背壓機(jī)的運(yùn)行要求時，背壓機(jī)投入運(yùn)行，回收動力，滿足對外供熱要求，同時使節(jié)能效果達(dá)到最大。
本發(fā)明的有益效果為，本發(fā)明為解決大型抽凝式熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組在供熱過程中，因抽汽位置的限制而導(dǎo)致運(yùn)行存在能源浪費(fèi)的問題，在不影響供熱的前提下，通過加裝背壓機(jī)，對具有較高品位的供熱流蒸汽進(jìn)行動力回收，合理地挖掘出供熱流的最大做功能力， 解決了以高品位蒸汽對外供熱不節(jié)能的問題。適用于電力企業(yè)抽凝式熱電聯(lián)產(chǎn)300麗或 600MW容量等級機(jī)組增效節(jié)能改造。


圖1為抽凝機(jī)組加裝背壓機(jī)的供熱節(jié)能裝置示意圖2為加裝背壓機(jī)的供熱機(jī)組供熱方式示意圖3為加裝背壓機(jī)的純凝改供熱機(jī)組供熱方式示意圖。
圖中，1-中壓缸，2—低壓缸，3-中低壓缸連通管，4一背壓機(jī)，5—背壓機(jī)旁路， 6—凝汽器，7—熱網(wǎng)加熱器，8—低壓缸調(diào)節(jié)閥，9一抽汽控制閥，10-背壓機(jī)進(jìn)汽控制閥，11-背壓機(jī)旁路閥，12-中壓缸進(jìn)汽口，13—中壓缸排汽口 13，14-低壓缸進(jìn)汽口， 15-低壓缸排汽口，16-背壓機(jī)進(jìn)汽口，17-背壓機(jī)排汽口，18-加熱器進(jìn)汽口，19-加熱器熱水進(jìn)口，20-加熱器熱水出口，21-熱網(wǎng)回水管，22-熱網(wǎng)供水管，23—第一級加熱器二4一第二級加熱器。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖及具體實例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
圖1為抽凝機(jī)組加裝背壓機(jī)的供熱節(jié)能裝置示意圖，在大型供熱機(jī)組(包括設(shè)計的供熱機(jī)組和純凝改供熱機(jī)組)中，中壓缸1的中壓缸進(jìn)汽口 12與高壓缸的出汽口連接， 中壓缸1的中壓缸排汽口 13用中低壓缸連通管3與低壓缸2的低壓缸進(jìn)汽口 14連接，低壓缸調(diào)節(jié)閥8串接在中低壓缸連通管3中，低壓缸排汽口 15與凝汽器6的進(jìn)汽口連接，熱網(wǎng)加熱器7的加熱器熱水進(jìn)口 19與熱網(wǎng)回水管21連接，熱網(wǎng)加熱器7的加熱器熱水出口 20與熱網(wǎng)供水管22連接，在低壓缸調(diào)節(jié)閥8的進(jìn)口前的中低壓缸連通管3上汽輪機(jī)側(cè)抽汽口 5與熱網(wǎng)加熱器7的加熱器進(jìn)汽口 18之間加裝背壓機(jī)4，抽汽控制閥9的進(jìn)口與中低壓缸連通管3上的汽輪機(jī)側(cè)抽汽口 5連接，抽汽控制閥9的出口與背壓機(jī)進(jìn)汽控制閥10的進(jìn)口和背壓機(jī)旁路閥11進(jìn)口連接，背壓機(jī)進(jìn)汽控制閥10的出口與背壓機(jī)進(jìn)汽口 16連接，背壓機(jī)旁路閥11的出口與熱網(wǎng)加熱器7的加熱器進(jìn)汽口 18連接，背壓機(jī)排汽口 17與加熱器進(jìn)汽口 18連接。
在我國，大容量供熱機(jī)組如30(MW、60(MW容量等級機(jī)組一般成對建設(shè)，將兩臺機(jī)組綜合考慮，設(shè)置兩臺熱網(wǎng)加熱器并采用串聯(lián)模式，兩級熱網(wǎng)加熱器均分熱網(wǎng)水的溫升，第一級熱網(wǎng)加熱器熱網(wǎng)水溫由70°C被加熱到100°C，第二級熱網(wǎng)加熱器熱網(wǎng)水溫由100°C被加熱到130°C。因此兩臺熱網(wǎng)加熱器所需的汽輪機(jī)抽汽壓力不同。根據(jù)設(shè)計的供熱機(jī)組與純凝供熱改造機(jī)組的中低壓分缸壓力不同得到了不同的解決方案。
實施例1為加裝背壓機(jī)的供熱機(jī)組供熱方式，如圖2所示，機(jī)組I加裝了背壓機(jī)4， 中低壓缸分缸壓力為0. 3 0. 5MPa左右，飽和溫度為133. 53 151. 84°C，能夠直接作為第二級熱網(wǎng)加熱器M的熱源對熱網(wǎng)水進(jìn)行加熱，而采用壓力為0. 3 0. 5MPa的蒸汽對第一級熱網(wǎng)器23中熱網(wǎng)水進(jìn)行加熱不合理，因此，蒸汽在中低壓缸連通管3抽出后，通過一個背壓機(jī)4，先對高品位蒸汽進(jìn)行利用，將蒸汽壓力降低到0. 14MP后，引入到第一級熱網(wǎng)加熱器 23中對熱網(wǎng)水進(jìn)行加熱。熱網(wǎng)加熱器疏水引入除氧器。
實施例2為加裝背壓機(jī)的純凝改供熱機(jī)組供熱方式，如圖3所示，針對純凝改供熱機(jī)組中，機(jī)組I和機(jī)組II都加裝了背壓機(jī)4，中低壓缸的分缸壓力較高，大約為0. 8 1. OMPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于第二級加熱器M中熱網(wǎng)水所需的飽和壓力，需要設(shè)置兩臺背壓機(jī)4分別加裝在第一級加熱器23和第二級加熱器M之前，第二級加熱器M前的背壓機(jī)4，將抽汽壓力由0. 8 1. OMPa降低到0. 33MP后引入第二級加熱器M對熱網(wǎng)水進(jìn)行加熱。第一級加熱器23前的背壓機(jī)4，將抽汽壓力由0. 8 1. OMPa降低到0. 14MPa后，引入一級熱網(wǎng)加熱器對熱網(wǎng)水進(jìn)行加熱。兩加熱器的疏水均引入各自機(jī)組的除氧器。
背壓機(jī)系統(tǒng)調(diào)節(jié)如下在供熱初期，環(huán)境溫度相對較高，所需的熱網(wǎng)水溫相對較低，此時從中低壓缸連通管處只需抽取少量蒸汽即可滿足加熱熱網(wǎng)水的要求，少量的蒸汽不能滿足背壓機(jī)運(yùn)行要求時，可通過背壓機(jī)旁路系統(tǒng)直接引入熱網(wǎng)加熱器，對熱網(wǎng)水進(jìn)行加熱；隨著環(huán)境溫度的降低，進(jìn)入到供暖中期，抽汽量增大，達(dá)到背壓機(jī)運(yùn)行的要求并能保證供熱時，關(guān)閉旁路使蒸汽先通過背壓機(jī)回收動力后再引入熱網(wǎng)加熱器；當(dāng)達(dá)到供熱末期， 環(huán)境溫度上升抽汽量減小到不足以滿足背壓機(jī)運(yùn)行要求時，停用背壓機(jī)，蒸汽從旁路進(jìn)入熱網(wǎng)加熱器，直至供熱周期結(jié)束，機(jī)組純凝運(yùn)行。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種抽凝機(jī)組加裝背壓機(jī)的供熱節(jié)能裝置，在大型供熱機(jī)組中，中壓缸(1)的中壓缸排汽口(13)用中低壓缸連通管(3)與低壓缸(2)的低壓缸進(jìn)汽口(14)連接，低壓缸調(diào)節(jié)閥⑶串接在中低壓缸連通管⑶中，低壓缸排汽口(15)與凝汽器(6)的進(jìn)汽口連接，熱網(wǎng)加熱器(7)的加熱器熱水進(jìn)口(19)與熱網(wǎng)回水管連接，熱網(wǎng)加熱器(7)的加熱器熱水出口 OO)與熱網(wǎng)供水管0 連接，其特征在于，在低壓缸調(diào)節(jié)閥(8)的進(jìn)口前的中低壓缸連通管⑶上汽輪機(jī)側(cè)抽汽口(5)與熱網(wǎng)加熱器(7)的加熱器進(jìn)汽口(18)之間加裝背壓機(jī)G)，抽汽控制閥(9)的進(jìn)口與中低壓缸連通管(3)上的汽輪機(jī)側(cè)抽汽口(5)連接， 抽汽控制閥(9)的出口與背壓機(jī)進(jìn)汽控制閥(10)的進(jìn)口和背壓機(jī)旁路閥(11)進(jìn)口連接， 背壓機(jī)進(jìn)汽控制閥(10)的出口與背壓機(jī)進(jìn)汽口(16)連接，背壓機(jī)旁路閥(11)的出口與熱網(wǎng)加熱器⑵的加熱器進(jìn)汽口(18)連接，背壓機(jī)排汽口(17)與加熱器進(jìn)汽口(18)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽凝機(jī)組加裝背壓機(jī)的供熱節(jié)能裝置，其特征在于，所述大型供熱機(jī)組的功率為300MW或600MW容量等級。
3.一種抽凝機(jī)組加裝背壓機(jī)的供熱節(jié)能方法，其特征在于，用如權(quán)利要求2所述的抽凝機(jī)組加裝背壓機(jī)的供熱節(jié)能裝置的節(jié)能方法為1)根據(jù)大型供熱機(jī)組的功率和供熱中期熱網(wǎng)加熱器(7)的抽汽量，設(shè)計背壓機(jī)的額定進(jìn)汽量及安全運(yùn)行進(jìn)汽量；2)在供熱初期或末期，室外環(huán)境溫度相對較高，熱負(fù)荷較小，熱網(wǎng)加熱器(7)所需的蒸汽參數(shù)達(dá)不到背壓機(jī)的安全運(yùn)行進(jìn)汽量的要求，關(guān)閉背壓機(jī)進(jìn)汽控制閥(10)，打開背壓機(jī)旁路閥(11)，蒸汽從中低壓缸連通管C3)抽出后直接加熱熱網(wǎng)加熱器(7)；3)在進(jìn)入供熱中期，室外溫度較低，供熱負(fù)荷增大，熱網(wǎng)加熱器(7)所需的蒸汽參數(shù)達(dá)到背壓機(jī)的安全運(yùn)行進(jìn)汽量的要求，打開背壓機(jī)進(jìn)汽控制閥(10)，關(guān)閉背壓機(jī)旁路閥 (11)，背壓機(jī)(4)投入運(yùn)行，回收動力。
全文摘要
本發(fā)明屬于熱電技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種抽凝機(jī)組加裝背壓機(jī)的供熱節(jié)能裝置及其節(jié)能方法，大型供熱機(jī)組中，在中低壓缸連通管上的汽輪機(jī)側(cè)抽汽口與熱網(wǎng)加熱器進(jìn)汽口之間加裝背壓機(jī)，抽汽控制閥進(jìn)口與中低壓缸連通管的汽輪機(jī)側(cè)抽汽口連接，抽汽控制閥出口與背壓機(jī)進(jìn)汽控制閥進(jìn)口和背壓機(jī)旁路閥進(jìn)口連接，背壓機(jī)進(jìn)汽控制閥的出口與背壓機(jī)進(jìn)汽口連接，背壓機(jī)旁路閥出口與熱網(wǎng)加熱器進(jìn)汽口連接，背壓機(jī)排汽口與加熱器進(jìn)汽口連接。本發(fā)明通過加裝背壓機(jī)，對具有較高品位的供熱流蒸汽進(jìn)行動力回收，合理地挖掘出供熱流的最大做功能力，解決了以高品位蒸汽對外供熱不節(jié)能的問題，適用于電力企業(yè)抽凝式熱電聯(lián)產(chǎn)300MW或600MW容量等級機(jī)組增效節(jié)能改造。
文檔編號F01D17/10GK102519067SQ20111043353
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月21日
發(fā)明者何堅忍, 戈志華, 李沛峰, 楊佳霖, 楊勇平, 楊志平, 陳玉勇 申請人:華北電力大學(xué)