CN111306597A - 火电厂闭式循环水余热深度节能综合利用回收***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种火电厂闭式循环水余热深度节能综合利用回收***及方法，属于热电联产节能技术领域。本发明包括汽轮机、凝汽器、冷却塔、回热加热器、吸收式热泵和热交换器。在不改变现有***的情况下，新增一套吸收式热泵余热交换设备，同时在设备的进出口设置阀门，通过阀门的开关实现热交换***的切换连接。本发明基于能量梯级利用的原理，合理设计余热利用***，实现对凝结水的梯级升温加热，降低了热交换过程中的不可逆损失，具有较高的实际运用价值。

Description

火电厂闭式循环水余热深度节能综合利用回收***及方法
技术领域
本发明涉及一种火电厂闭式循环水余热深度节能综合利用回收***及方法，属于热电联产节能技术领域。
背景技术
火电厂汽轮机排入低压缸的蒸汽做功后，进入凝汽器形成冷凝热，冷凝热通常占其一次能源总输入热的30%以上，该部分热量一般通过空冷岛或冷水塔排入大气，或直接排入海水，形成巨大的冷端损失，这是目前火电机组热效率低的主要原因。因此，寻找一种提高机组热效率的方法迫在眉睫。火电厂闭式循环水***用于对辅机、设备轴承等的冷却，闭式循环水被密封与冷却设备和冷却水管路之中，相比于***开式循环水而言，对水质要求较高，同时水温稍高。
当前，火电厂机组设计闭式循环水***中，闭式循环水从用户吸收热量后，经热交换器与开式循环水进行换热，放出的热量被开式循环水吸收排出，该部分余热未被充分利用。基于此，发明在不改变现有设备***的前提下，提出了一种火电厂闭式循环水余热深度节能综合利用回收***及方法，该***能够实现闭式循环水***与凝结水***之间的换热，充分利用闭式循环水***中的余热，进而提高机组循环热效率。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种设计合理、性能可靠，实现火电厂闭式循环水余热利用的***。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种火电厂闭式循环水余热深度节能综合利用回收***，其特征在于：包括汽轮机、凝汽器、冷却塔、回热加热器、吸收式热泵和热交换器；所述汽轮机的进汽口与第一管道连接，所述汽轮机的排汽口通过第六管道与凝汽器连接，所述凝汽器的循环供水口通过第三十三管道、第八阀门和第三十一管道与冷却塔连接，所述凝汽器的循环回水口通过第三十二管道、第七阀门和第三十管道与冷却塔连接，所述回热加热器的水侧进口通过第九管道、第三阀门、第十管道、第二阀门和第十一管道与凝结水泵的出口连接，所述凝结水泵的进口通过第十二管道、第一阀门和第十三管道与凝汽器连接，所述回热加热器的水侧出口连接有第四管道、第四阀门和第五管道，所述回热加热器的汽侧进口通过第三管道、第六阀门和第二管道与汽轮机的中间级抽汽口连接，所述回热加热器的疏水出口通过第八管道、第五阀门和第七管道与凝汽器连接，所述热交换器的开式循环水供水口通过第二十七管道、第九阀门和第二十八管道连接至第三十二管道，所述热交换器的开式循环水回水口通过第二十六管道、第十阀门和第二十九管道连接至第三十三管道，所述热交换器的闭式循环水进口通过第二十四管道、第十一阀门和第二十二管道连接至闭式循环水用户，所述热交换器的闭式循环水出口通过第二十五管道、第十二阀门和第二十三管道连接至闭式循环水用户，所述吸收式热泵的闭式循环水进口通过第十九管道、第十四阀门和第二十一管道连接至第二十二管道，所述吸收式热泵的闭式循环水出口通过第十八管道、第十三阀门和第二十管道连接至第二十三管道，所述吸收式热泵的凝结水进口通过第十六管道、第十五阀门和第十五管道连接至第十一管道，所述吸收式热泵的凝结水出口通过第十七管道、第十六阀门和第十四管道连接至第十管道，所述吸收式热泵的驱动蒸汽进口通过第三十五管道、第十七阀门和第三十四管道连接至汽轮机，所述吸收式热泵的疏水出口通过第三十七管道、第十八阀门和第三十六管道连接至凝汽器。
进一步的，所述吸收式热泵的闭式循环水进水可通过第十一阀门和第十四阀门调节，闭式循环水出水可通过第十二阀门和第十三阀门调节，构成一个闭式水循环。
进一步的，所述吸收式热泵的凝结水进水可通过第二阀门和第十五阀门调节，凝结水出水可通过第十六阀门调节，构成一个凝结水循环。
进一步的，所述吸收式热泵的抽汽量可通过第十七阀门调节，抽汽疏水量可通过第十八阀门调节，构成一个抽汽疏水循环。
进一步的，所述吸收式热泵利用汽轮机抽汽和闭式循环水***用户释放的热量，以加热凝结水，实现余热回收。
进一步的，所述吸收式热泵通过阀门启闭，改变热交换***的连接方式，可以实现自由切换投用和停用。
所述的火电厂闭式循环水余热深度节能综合利用回收***的工作方法，其特征在于：过程如下：
在投用热交换器时，关闭第十三阀门、第十四阀门、第十五阀门和第十六阀门，开启并调节第九阀门和第十阀门的开度，并调节第十一阀门和第十二阀门的开度，调节进入热交换器的开式循环水流量和闭式循环水流量，从而实现对进入闭式循环水用户的温度调节；
在投用吸收式热泵时，关闭第九阀门、第十阀门、第十一阀门和第十二阀门，开启并调节第二阀门、第十五阀门、第十六阀门、第十七阀门和第十八阀门的开度，并调节第十三阀门和第十四阀门的开度，调节进入热交换器内的凝结水流量和闭式循环水流量，从而实现对进入凝结水和闭式循环水用户的温度调节。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：
（1）本发明设计合理，改造结构简单，在现有技术的基础上新增一套吸收式热泵***，实现了火电厂闭式循环水余热的有效回收；
（2）本发明通过阀门启闭，改变热交换***的连接方式，能够自由切换投用和停用，实现对凝结水和闭式循环水用户的温度调节，操作简单，控制方便；
（3）本发明基于能量梯级利用的原理，合理设计余热利用***，实现对凝结水升温加热，有效减少了换热过程中的不可逆损失，具有较高的实际运用价值。
附图说明
图1是本发明实施例中火电厂闭式循环水余热深度节能综合利用回收***结构示意图。
图2是本发明实施例中投用热交换器时的结构示意图。
图3是本发明实施例中投入吸收式热泵时的结构示意图。
图中：汽轮机1、凝汽器2、冷却塔3、回热加热器4、凝结水泵5、吸收式热泵6、热交换器7、
第一管道8、第二管道56、第三管道22、第四管道18、第五管道20、第六管道9、第七管道25、第八管道21、第九管道17、第十管道15、第十一管道13、第十二管道12、第十三管道10、第十四管道55、第十五管道54、第十六管道50、第十七管道51、第十八管道48、第十九管道49、第二十管道44、第二十一管道45、第二十二管道40、第二十三管道43、第二十四管道38、第二十五管道41、第二十六管道37、第二十七管道36、第二十八管道32、第二十九管道33、第三十管道28、第三十一管道31、第三十二管道26、第三十三管道29、第三十四管道57、第三十五管道59、第三十六管道60、第三十七管道62、
第一阀门11、第二阀门14、第三阀门16、第四阀门19、第五阀门23、第六阀门24、第七阀门27、第八阀门30、第九阀门34、第十阀门35、第十一阀门39、第十二阀门42、第十三阀门46、第十四阀门47、第十五阀门52、第十六阀门53、第十七阀门58、第十八阀门61。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
参见图1，本实施例中，一种火电厂闭式循环水余热深度节能综合利用回收***，包括汽轮机1、凝汽器2、冷却塔3、回热加热器4、吸收式热泵6和热交换器7；汽轮机1的进汽口与第一管道8连接，汽轮机1的排汽口通过第六管道9与凝汽器2连接，凝汽器2的循环供水口通过第三十三管道29、第八阀门30和第三十一管道31与冷却塔3连接，凝汽器2的循环回水口通过第三十二管道26、第七阀门27和第三十管道28与冷却塔3连接，回热加热器4的水侧进口通过第九管道17、第三阀门16、第十管道15、第二阀门14和第十一管道13与凝结水泵5的出口连接，凝结水泵5的进口通过第十二管道12、第一阀门11和第十三管道10与凝汽器2连接，回热加热器4的水侧出口连接有第四管道18、第四阀门19和第五管道20，回热加热器4的汽侧进口通过第三管道22、第六阀门24和第二管道56与汽轮机1的中间级抽汽口连接，回热加热器4的疏水出口通过第八管道21、第五阀门23和第七管道25与凝汽器2连接，热交换器7的开式循环水供水口通过第二十七管道36、第九阀门34和第二十八管道32连接至第三十二管道26，热交换器7的开式循环水回水口通过第二十六管道37、第十阀门35和第二十九管道33连接至第三十三管道29，热交换器7的闭式循环水进口通过第二十四管道38、第十一阀门39和第二十二管道40连接至闭式循环水用户，热交换器7的闭式循环水出口通过第二十五管道41、第十二阀门42和第二十三管道43连接至闭式循环水用户，吸收式热泵6的闭式循环水进口通过第十九管道49、第十四阀门47和第二十一管道45连接至第二十二管道40，吸收式热泵6的闭式循环水出口通过第十八管道48、第十三阀门46和第二十管道44连接至第二十三管道43，吸收式热泵6的凝结水进口通过第十六管道50、第十五阀门52和第十五管道54连接至第十一管道13，吸收式热泵6的凝结水出口通过第十七管道51、第十六阀门53和第十四管道55连接至第十管道15，吸收式热泵6的驱动蒸汽进口通过第三十五管道59、第十七阀门58和第三十四管道57连接至汽轮机1，吸收式热泵6的疏水出口通过第三十七管道62、第十八阀门61和第三十六管道60连接至凝汽器2。
在本实施例中，吸收式热泵6利用汽轮机抽汽和闭式循环水***用户释放的热量，以加热凝结水，实现余热回收。
在本实施例中，吸收式热泵6通过阀门启闭，改变热交换***的连接方式，可以实现自由切换投用和停用。
参见图2和图3，火电厂闭式循环水余热深度节能综合利用回收***的运行方法如下：
在投用热交换器7时，关闭第十三阀门46、第十四阀门47、第十五阀门52和第十六阀门53，开启并调节第九阀门34和第十阀门35的开度，并调节第十一阀门39和第十二阀门42的开度，调节进入热交换器7的开式循环水流量和闭式循环水流量，从而实现对进入闭式循环水用户的温度调节；
在投用吸收式热泵6时，关闭第九阀门34、第十阀门35、第十一阀门39和第十二阀门42，开启并调节第二阀门14、第十五阀门52、第十六阀门53、第十七阀门58和第十八阀门61的开度，并调节第十三阀门46和第十四阀门47的开度，调节进入热交换器7内的凝结水流量和闭式循环水流量，从而实现对进入凝结水和闭式循环水用户的温度调节。
在本实施例的具体运行方法中，在对流经各设备的流量进行调节时，主要通过现有DCS***远程传输阀门的开度信号，来对各阀门的开度进行调节，以实现对流量的调节。
本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种火电厂闭式循环水余热深度节能综合利用回收***，其特征在于：包括汽轮机（1）、凝汽器（2）、冷却塔（3）、回热加热器（4）、吸收式热泵（6）和热交换器（7）；所述汽轮机（1）的进汽口与第一管道（8）连接，所述汽轮机（1）的排汽口通过第六管道（9）与凝汽器（2）连接，所述凝汽器（2）的循环供水口通过第三十三管道（29）、第八阀门（30）和第三十一管道（31）与冷却塔（3）连接，所述凝汽器（2）的循环回水口通过第三十二管道（26）、第七阀门（27）和第三十管道（28）与冷却塔（3）连接，所述回热加热器（4）的水侧进口通过第九管道（17）、第三阀门（16）、第十管道（15）、第二阀门（14）和第十一管道（13）与凝结水泵（5）的出口连接，所述凝结水泵（5）的进口通过第十二管道（12）、第一阀门（11）和第十三管道（10）与凝汽器（2）连接，所述回热加热器（4）的水侧出口连接有第四管道（18）、第四阀门（19）和第五管道（20），所述回热加热器（4）的汽侧进口通过第三管道（22）、第六阀门（24）和第二管道（56）与汽轮机（1）的中间级抽汽口连接，所述回热加热器（4）的疏水出口通过第八管道（21）、第五阀门（23）和第七管道（25）与凝汽器（2）连接，所述热交换器（7）的开式循环水供水口通过第二十七管道（36）、第九阀门（34）和第二十八管道（32）连接至第三十二管道（26），所述热交换器（7）的开式循环水回水口通过第二十六管道（37）、第十阀门（35）和第二十九管道（33）连接至第三十三管道（29），所述热交换器（7）的闭式循环水进口通过第二十四管道（38）、第十一阀门（39）和第二十二管道（40）连接至闭式循环水用户，所述热交换器（7）的闭式循环水出口通过第二十五管道（41）、第十二阀门（42）和第二十三管道（43）连接至闭式循环水用户，所述吸收式热泵（6）的闭式循环水进口通过第十九管道（49）、第十四阀门（47）和第二十一管道（45）连接至第二十二管道（40），所述吸收式热泵（6）的闭式循环水出口通过第十八管道（48）、第十三阀门（46）和第二十管道（44）连接至第二十三管道（43），所述吸收式热泵（6）的凝结水进口通过第十六管道（50）、第十五阀门（52）和第十五管道（54）连接至第十一管道（13），所述吸收式热泵（6）的凝结水出口通过第十七管道（51）、第十六阀门（53）和第十四管道（55）连接至第十管道（15），所述吸收式热泵（6）的驱动蒸汽进口通过第三十五管道（59）、第十七阀门（58）和第三十四管道（57）连接至汽轮机（1），所述吸收式热泵（6）的疏水出口通过第三十七管道（62）、第十八阀门（61）和第三十六管道（60）连接至凝汽器（2）。
2.一种如权利要求1所述的火电厂闭式循环水余热深度节能综合利用回收***的工作方法，其特征在于：过程如下：
在投用热交换器（7）时，关闭第十三阀门（46）、第十四阀门（47）、第十五阀门（52）和第十六阀门（53），开启并调节第九阀门（34）和第十阀门（35）的开度，并调节第十一阀门（39）和第十二阀门（42）的开度，调节进入热交换器（7）的开式循环水流量和闭式循环水流量，从而实现对进入闭式循环水用户的温度调节；
在投用吸收式热泵（6）时，关闭第九阀门（34）、第十阀门（35）、第十一阀门（39）和第十二阀门（42），开启并调节第二阀门（14）、第十五阀门（52）、第十六阀门（53）、第十七阀门（58）和第十八阀门（61）的开度，并调节第十三阀门（46）和第十四阀门（47）的开度，调节进入热交换器（7）内的凝结水流量和闭式循环水流量，从而实现对进入凝结水和闭式循环水用户的温度调节。
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