CN202442385U - 热电厂循环水余热回收*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热电厂循环水余热回收***，包括锅炉冷凝水预热循环***、用户生活热水循环***和冬季供暖循环***；所述锅炉冷凝水预热循环***包括凝汽器、第一热泵和冷却塔；所述用户生活热水循环***包括第二热泵、第一换热站、汽水换热器；所述冬季供暖循环***包括第二换热站；本实用新型的热电厂循环水余热回收***，通过流量调节装置，将热电厂的循环冷却水分流给三种利用热电厂余热的***，通过三种利用热电厂余热的***全部运行或者交替运行，能够有效利用热电厂余热，节约能源。

Description

热电厂循环水余热回收***

技术领域

本实用新型涉及热电厂燃煤发电技术领域，具体地说，涉及一种热电厂循环水余热回收***。

背景技术

目前，热电厂的效率一般为40％左右，存在于排气中的约50％的热能直接排入大气，冷凝热排空是热电厂热能利用率低的主要原因。在热电厂循环水余热回收技术领域内，主要利用热泵回收热电厂循环水余热进行集中供暖，由于热泵供热温度较低，不能满足目前大规模集中供暖***所需要的热媒参数要求，大规模的集中供热***多采用多级换热***，采用多级换热***导致供热***的投资费用及运行费用大幅度增加，并且，在非供暖季节，这部分热量仍然得不到有效利用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种能够有效利用热电厂余热的热电厂循环水余热回收***。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

热电厂循环水余热回收***，包括：

锅炉冷凝水预热循环***，所述锅炉冷凝水预热循环***包括设置在汽轮机下游的凝汽器，所述凝汽器的冷却水出端经过流量调节装置连接到第一热泵的第一进水口，所述第一热泵的第一出水口连接到冷却塔，所述冷却塔的冷却水出端连接到所述凝汽器，凝汽器的凝结水出端连接到所述第一热泵的第二进水口，所述第一热泵的第二出水口连接到锅炉的冷凝水进端；

用户生活热水循环***，所述用户生活热水循环***包括第二热泵，所述第二热泵的第一进水口与所述流量调节装置连接，所述第二热泵的第一出水口连接到所述冷却塔；所述汽轮机的蒸汽出端连接到汽水换热器的第一进口，所述汽水换热器的第一出水口连接到凝结水管路，所述汽水换热器的第二进口连接到所述第二热泵的第二出水口，所述汽水换热器的第二出水口连接到第一换热站的第一进水口，所述第一换热站的第一出水口连接到所述第二热泵的第二进水口，用户生活用水连接到所述第一换热站的第二进水口，所述第一换热站的第二出水口连接到用户热水处；

冬季供暖循环***，所述冬季供暖循环***包括第二换热站，所述第二换热站的第一进水口连接到所述汽水换热器的第二出水口，所述第二换热站的第一出水口连接到所述第二热泵的第二进水口，用户供暖设备的回水连接到所述第二换热站的的第二进水口，所述第二换热站的第二出水口连接到用户供暖设备的进水口处。

作为一优选实施方式，所述冬季供暖循环***还包括气候补偿***，所述气候补偿***包括室内温度传感器、室外温度传感器、用户供暖管线上的进水温度传感器、回水温度传感器、安装于用户供暖管线上的电动调节阀和气候补偿器，所述气候补偿器包括可编程序控制器及相应的***电路。

作为一优选实施方式，所述第一热泵和第二热泵均为电驱动。

作为一优选实施方式，所述第一换热站和第二换热站均为水水换热器。

采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：

由于该热电厂循环水余热回收***，包括锅炉冷凝水预热循环***、用户生活热水循环***和冬季供暖循环***，这样，在不需要供暖的季节，可以供给用户生活热水循环***和锅炉冷凝水预热循环***，冷却水余热也可以被有效的利用，三种利用热电厂余热的***全部运行或者交替运行，实现了热电厂冷却水循环***余热的有效利用。

由于所述第一热泵和第二热泵均为电驱动，热效率高，绿色环保。

由于所述冬季供暖循环***中还安装了气候补偿***，利用气候补偿技术根据室内外温度的变化，热负荷的变化，智能调整***的流量和温度，充分而有效的利用电厂循环水余热，节能环保。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的气候补偿器应用示意图；

图中：1、汽轮机；2、凝汽器；3、冷却塔；4、水泵；5、流量调节装置；6、第一热泵；61、第一热泵的第一进水口；62、第一热泵的第一出水口；63、第一热泵的第二进水口；64、第一热泵的第二出水口；7、第二热泵；71、第二热泵的第一进水口；72、第二热泵的第一出水口；73、第二热泵的第二进水口；74、第二热泵的第二出水口；8、汽水换热器；81、汽水换热器的第一进口；82、汽水换热器的第一出水口；83、汽水换热器的第二进口；84、汽水换热器的第二出水口；9、第一换热站；91、第一换热站的第一进水口；92、第一换热站的第一出水口；93、第一换热站的第二进水口；94、第一换热站的第二出水口；10、热水箱；11、第二换热站；111、第二换热站的第一进水口；112、第二换热站的第一出水口；113、第二换热站的第二进水口；114、第二换热站的第二出水口；12、用户供暖设备；13、电动调节阀；14、生活热水；15、发电设备；21气候补偿器；22、室外温度传感器；23、室内温度传感器；24、回水温度传感器；25、供水温度传感器。

具体实施方式

参照图1和图2，本实用新型的热电厂循环水余热回收***，包括：

锅炉冷凝水预热循环***，所述锅炉冷凝水预热循环***包括设置在汽轮机1下游的凝汽器2，凝汽器2的冷却水出端经过流量调节装置5连接到第一热泵的第一进水口61，第一热泵的第一出水口62连接到冷却塔3，冷却塔3的冷却水出端连接到凝汽器2，凝汽器2的凝结水出端连接到第一热泵的第二进水口63，第一热泵的第二出水口64连接到锅炉的冷凝水进端；

用户生活热水循环***，所述用户生活热水循环***包括第二热泵7，第二热泵的第一进水口71与流量调节装置5连接，第二热泵的第一出水口72连接到冷却塔3；汽轮机1的蒸汽出端连接到汽水换热器的第一进口81，汽水换热器的第一出水口82连接到凝结水管路，第二热泵的第二出水口74连接到汽水换热器的第二进口83，汽水换热器的第二出水口84连接到第一换热站的第一进水口91，第一换热站的第一出水口92连接到第二热泵的第二进水口73，用户生活用水连接到第一换热站的第二进水口93，第一换热站的第二出水口94连接到用户热水处；

冬季供暖循环***，所述冬季供暖循环***包括第二换热站11，第二换热站的第一进水口111连接到汽水换热器的第二出水口84，第二换热站的第一出水口112连接到第二热泵的第二进水口73，用户供暖设备的回水连接到第二换热站的的第二进水口113，所述第二换热站的第二出水口114连接到用户供暖设备12的进水口处。

本实用新型的工作过程：

在热电厂中，水在锅炉内被加热成高压蒸汽，然后进入汽轮机1，推动汽轮机1做功使发电设备15发电，经汽轮机做功后的乏气排入凝汽器2，与循环冷却水进行热交换而凝结成水，再用水泵4打回锅炉循环利用。而携带废热的冷却水在冷却塔3中与空气进行热交换，冷却后流入冷却水池，再流入凝汽器2，形成冷却水的循环。在凝汽器2中吸收了热量的冷却水温度为30到45摄氏度，输送到流量调节装置5，根据用户室内外温度和热负荷的大小，智能调节各个***流量的大小。第一热泵6吸收从第一热泵的第一进水口61流入的循环冷却水的热量，加热从第一热泵第二进水口63流入的凝汽器2的凝结水，凝汽器2的凝结水加热后流入锅炉的冷凝水进端，提高锅炉的热效率；第二热泵7吸收从第二热泵的第一进水口71流入的循环冷却水的热量，加热从第二热泵的第二进水口73流入的热网回水。循环冷却水经第一热泵6和第二热泵7吸收热量后流入冷却塔3，进行冷却后重新进入循环。

来自锅炉的高压蒸汽在汽轮机1中膨胀做功，给发电设备15提供动力，其中一部分蒸汽被抽出经蒸汽管道送至汽水换热器8，作为汽水换热器8的热源，蒸汽在汽水换热器8中凝结成水后经凝结水管路流出，经热泵加热预热的热网回水在汽水换热器8中进一步加热后分送入第一换热站9和第二换热站11作为热源，第一换热站9加热用户生活热水，第二换热站11加热用户冬季供暖用水。

所述冬季供暖循环***还包括还包括气候补偿***，所述气候补偿***包括室内温度传感器23、室外温度传感器22、用户供暖管线上的供水温度传感器25、回水温度传感器24、安装于用户供暖管线上的电动调节阀13和气候补偿器21，气候补偿器21包括可编程序控制器及相应的***电路。这样，利用气候补偿技术根据室内外温度的变化，热负荷的变化，智能调整***的流量和温度，充分而有效的利用电厂循环水余热，节能环保。

气候补偿器设置在热力站处，可以根据室外气候的变化及用户设定的不同时段对室内温度的要求，***自动计算求出恰当的供水温度、回水温度，绘制出不同时段、独立运行的室外温度补偿经验曲线(即室外温度-用户供水温度、回水温度-室外管网流量关系曲线)，按照设定的曲线自动控制外网***流量，使采暖用户***的供热量满足采暖用户的要求。室外温度降低时，为了维持原有的室内温度，采暖用户的供水温度应适当提高，此时气候补偿器会自动调整流量调节装置5的开度，使流向热泵第二热泵7的进水口的循环冷却水的流量加大，使第二热泵7吸收更多的热量，提高热网供水的温度。同时还可以调节电动调节阀13，使流向用户供暖端和用户生活热水端的热水合理分配，满足用户的要求。在严寒时节，必要时还可以停止运行第一热泵6的运行，以保证用户的供暖质量。当室外温度升高时，进行相反的调节，使流入第二热泵7的冷却水减少。在非供暖季节，可以关闭冬季供暖循环***的电动调节阀13，停止第二换热站11的运行，同时调节流量调节装置5，使流入热泵第一热泵6的循环冷却水增加，为锅炉冷凝水进行预热，提高锅炉的热效率。

气候补偿***的计算原理：

当热水网路在稳定状态下运行时，如果不考虑管网的沿途热损失，采暖热用户的热负荷Q₁，采暖用户***散热设备的散热量Q₂，供热网路的供热量Q₃有以下关系：

Q₁＝Q₂＝Q₃。

在采暖室外计算温度t_wn下，Q₁，Q₂，Q₃的计算如下：

Q₁′＝q′V(t_n-t_wn)(1)

其中，q′为建筑物的采暖体积热指标，W/(m³·℃)；V为建筑物的***体积，m³；t_n为采暖室内计算温度，℃。

Q₂′＝K′F(t_pj-t_n)(2)

其中，K′为散热器在设计工况下的传热系数，W/(m²·℃)；t_pj为散热器内的热媒平均温度，℃。

Q₃′＝G′_c(t_g′-t_h′)/3600＝1.163G′(t_g′-t_h′)(3)

其中，G′为采暖热用户的循环水量，kg/h；c为热水的γ比热，c＝4.187kJ/(kg·℃)。

实际室外温度t_w条件下热负荷与采暖室外计算温度t_wn条件下热负荷的比值称为相对采暖热负荷比Q_p，即：

Q_p＝Q₁/Q₁′＝Q₂/Q₂′＝Q₃/Q₃′。

采暖用户内部热水供热***进行供热调节的主要方法是质调节方法，即在采暖用户***循环流量不变的条件下，随着室外空气温度的变化，改变用户供暖管路供水温度和回水温度的调节方式。采暖热负荷供热调节方法之一质调节的基本公式为：

Q_p＝(t_n-t_w)/(t_n-t_wn)＝(t_g+t_h-2t_n)^1+b/(t_g′+t_h′-2t_n)^1+b＝(t_g-t_h)/(t_g′-t_h′)(4)

其中，t_g，t_h分别为某一室外温度t_w条件下，采暖用户的供、回水温度，℃；t_g′，t_h′分别为采暖室外计算温度t_wn条件下，采暖用户的设计供、回水温度，℃；t_n为采暖室内计算温度，℃；Q_p为相对热负荷比。

由质调节的基本公式可求出某一室外温度t_w条件下，采暖用户***供、回水温度的计算公式：

t_g＝t_n+0.5(t_g′+t_h′-2t_n)Q_p ^1/(1+b)+0.5(t_g′-t_h′)Q_p

t_h＝t_n+0.5(t_g′+t_h′-2t_n)Q_p ^1/(1+b)-0.5(t_g′-t_h′)Q_p    (5)

在设置气候补偿器***中，室外用户供暖网路和采暖用户采用换热器间接连接时，室外用户供暖网路的供水温度和回水温度不随室外温度t_w变化而变化，室外用户供暖网路向采暖用户供热的调节方式采用量调节方式，即不改变室外用户供暖网路供水的温度和回水的温度，调节流量调节装置5的开度，改变室外用户供暖网路的供回水流量。进行量调节方法是调节室外用户供暖网路流量使之随采暖热负荷变化而变化，使室外用户供暖网路相对流量比等于采暖热用户相对热负荷比。利用式(3)就可计算出室外用户供暖网路和采暖用户采用换热器间接连接时的用户供暖网路需要的流量。

第一热泵6和第二热泵7均为电驱动，热效率高，绿色环保；第一换热站9和第二换热站11均为水水换热器。

以上所述为本实用新型最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本实用新型的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本实用新型的技术启示而进行的等效变换，也在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.热电厂循环水余热回收***，其特征在于，包括：

锅炉冷凝水预热循环***，所述锅炉冷凝水预热循环***包括设置在汽轮机下游的凝汽器，所述凝汽器的冷却水出端经过流量调节装置连接到第一热泵的第一进水口，所述第一热泵的第一出水口连接到冷却塔，所述冷却塔的冷却水出端连接到所述凝汽器，凝汽器的凝结水出端连接到所述第一热泵的第二进水口，所述第一热泵的第二出水口连接到锅炉的冷凝水进端；

用户生活热水循环***，所述用户生活热水循环***包括第二热泵，所述第二热泵的第一进水口与所述流量调节装置连接，所述第二热泵的第一出水口连接到所述冷却塔；所述汽轮机的蒸汽出端连接到汽水换热器的第一进口，所述汽水换热器的第一出水口连接到凝结水管路，所述汽水换热器的第二进口连接到所述第二热泵的第二出水口，所述汽水换热器的第二出水口连接到第一换热站的第一进水口，所述第一换热站的第一出水口连接到所述第二热泵的第二进水口，用户生活用水连接到所述第一换热站的第二进水口，所述第一换热站的第二出水口连接到用户热水处；

冬季供暖循环***，所述冬季供暖循环***包括第二换热站，所述第二换热站的第一进水口连接到所述汽水换热器的第二出水口，所述第二换热站的第一出水口连接到所述第二热泵的第二进水口，用户供暖设备的回水连接到所述第二换热站的的第二进水口，所述第二换热站的第二出水口连接到用户供暖设备的进水口处。

2.如权利要求1所述的热电厂循环水余热回收***，其特征在于：所述冬季供暖循环***还包括气候补偿***，所述气候补偿***包括室内温度传感器、室外温度传感器、用户供暖管线上的进水温度传感器、回水温度传感器、安装于用户供暖管线上的电动调节阀和气候补偿器，所述气候补偿器包括可编程序控制器及相应的***电路。

3.如权利要求1所述的热电厂循环水余热回收***，其特征在于：所述第一热泵和第二热泵均为电驱动。

4.如权利要求1至3任一项所述的热电厂循环水余热回收***，其特征在于：所述第一换热站和第二换热站均为水水换热器。

Images