CN214119996U - 一种基于蓄热罐的直接空冷热电联产机组调峰*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于蓄热罐的直接空冷热电联产机组的调峰***，包括锅炉、汽轮机、直接空冷散热器、排气装置、换热器、蓄热罐；所述锅炉的蒸汽输出端连接汽轮机的输入端，汽轮机的蒸汽输出端通过管路分别连接直接空冷散热器的输入端及换热器的一个输入端，所述直接空冷散热器的冷凝水输出端和换热器的一个输出端均通过管路连接排气装置的输入端，排气装置的输出端通过进口管路与锅炉的输入端连接；所述蓄热罐和换热器的另一个输入端通过冷水管路连接，换热器的另一个输出端通过热水管路与蓄热罐连接；所述热水管路通过第一支路与进口管路连接，所述冷水管路通过第二支路与进口管路连接。该调峰***不仅可以在夏季环境温度高时降低机组背压，提高机组出力，同时对于直接空冷热电联产机组实现了冬季的调峰运行，进而提高了机组的经济性。

Description

一种基于蓄热罐的直接空冷热电联产机组调峰***

技术领域

本实用新型属于直接空冷热电联产机组技术领域，具体涉及一种基于蓄热罐的直接空冷热电联产机组的调峰***。

背景技术

火力发电厂汽轮机排汽的冷却方式有湿式冷却方式和空气冷却方式两种，在北方缺水地区，主要采用的是空气冷却方式，空冷***一般是用空气直接冷却汽轮机排汽或用空气冷却循环水再间接冷却汽轮机排汽构成了密闭的***，它没有湿式循环冷却水的水耗损失，从而使电厂的全厂总耗水量降低80%左右。早期空冷机组主要采用的是直接空冷***，直接空冷机组防冻性能较间接空冷好，但直接空冷***，容易受环境条件影响，环境温度高时，机组背压升高较多，且当环境风速比较高时，大风条件下直接空冷***背压会急剧升高。近几年来，直接空冷机组设计背压一般为11-13kPa,夏季背压约30-35kPa。然而实际运行过程中，受电网公司电力要求，夏季环境温度高时，一般电力负荷需要比较高，机组需要短时高出力运行，一般需大于90%负荷，甚至是满负荷运行，然而7、8月份时环境温度较高，白天短时汽温会达33℃以上，此时直接空冷机组受冷却器散热面积、冷却器清洁系数的影响，会出现高背压（＞35kPa）运行，很多机组会出现限负荷运行，进而造成电网公司考核，且高背压下煤耗很高，运行效率差。另外，随着清洁供暖需求的增大，很多直接空冷发电机组均改造为热电联产机组，同时为了降低供热期的煤耗，提高机组供热经济性，很多电厂对直接空冷供热机组进行了乏汽余热利用改造，在直接空冷凝汽器上，并联了一台高背压热网凝汽器，用于采暖期间回收机组乏汽（背压运行约35kPa）。

目前，直接空冷机组在的夏季尖峰负荷运行时，有的机组会进行尖峰冷却***改造，以降低背压，常见的手段有：尖峰喷雾冷却、外置尖峰冷却***（蒸发冷却器、表面式冷却器）；尖峰喷雾主要以高压除盐水通过喷嘴雾化后，喷至散热器进口空气中，达到降低空气温度的目的，但该方法受环境条件所限，容易造成空冷散热器表面积垢，长期发生老化现象，外置式尖峰冷却***需要额外增加换热器、冷却装置（蒸发式冷却器、表面式冷却器），该***投资大、需要占用很大的土地面积，同时***相对复杂。

发明内容

为克服现有技术的不足，本实用新型提供一种基于蓄热罐的直接空冷热电联产机组的调峰***，不仅可以在夏季环境温度高时降低机组背压，提高机组出力，同时对于直接空冷热电联产机组实现了冬季的调峰运行，进而提高了机组的经济性。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于蓄热罐的直接空冷热电联产机组的调峰***，包括锅炉、汽轮机、直接空冷散热器、排气装置、换热器、蓄热罐；所述锅炉的蒸汽输出端连接汽轮机的输入端，汽轮机的蒸汽输出端通过管路分别连接直接空冷散热器的输入端及换热器的一个输入端，所述直接空冷散热器的冷凝水输出端和换热器的一个输出端均通过管路连接排气装置的输入端，排气装置的输出端通过进口管路与锅炉的输入端连接；所述蓄热罐和换热器的另一个输入端通过冷水管路连接，换热器的另一个输出端通过热水管路与蓄热罐连接；所述热水管路通过设有热水升压泵的第一支路与进口管路连接，所述冷水管路通过第二支路与进口管路连接。

进一步的，所述排气装置与锅炉输入端之间的进口管路上依次设置有凝结水泵、低压加热器、高压加热器；凝结水泵设置于靠近排气装置的输出端位置处，所述高压加热器设置于靠近锅炉输入端的位置处。

进一步的，所述第一支路与进口管路的连接贯通处设于低压加热器与高压加热器之间；所述第二支路与进口管路的连接贯通处设于凝结水泵和低压加热器之间。

进一步的，所述热水管路，冷水管路，第一支路，第二支路上均设有调节阀，第二支路与进口管路的连接处与低压加热器之间的进口管路上也设有调节阀，冷水管路上设有冷水升压泵。

进一步的，所述换热器为表面式换热器。

本实用新型的有益效果：本实用新型的基于蓄热罐的直接空冷热电联产机组调峰***，可以在夏季环境温度高降低机组背压，提高机组出力，对于直接空冷热电联产机组实现了冬季可以深度调峰运行，夏季可以满足出力运行。

本发明利用蓄热罐的储热性能及直接空冷热电联产机组的回热性能，环境温度较高时，直接空冷机组运行背压达35kPa以上时，排汽温度约72℃，通过表面式换热器将直接空冷机组乏汽热量储存到蓄热罐中，进而分担进入直接空冷散热器的热量，达到降低机组背压或提高机组出力的效果，具有很好的经济效益；当环境温度低、负荷降下来时，对蓄热罐进行热置换，将蓄热罐中热水经热水升压泵通过第一支路引接至进口管路，后进入锅炉，将凝结水泵出口水通过第二支路引接至冷水管路，将50℃凝结水储存至蓄热罐7中，通过此热冷水置换，将蓄热罐中的水温维持在50℃，待下次环境温度升高至33℃以上时，再次启动蓄热罐放热***，以此循环；使蓄热罐7变成一个直接空冷机组的调峰运行冷却***。

通过10000m³蓄热罐充当尖峰冷却***，以300MW机组为例，环境温度33℃时，300MW工况机组背压35kPa，蓄热罐可分担热负荷18%，可降低机组背压降低5kPa,机组供电煤耗降低约7.5g/kW.h，每天冷却***可以运行3小时，可节约燃料成本约3300元/天，另外当环境温度较高，机组带负荷能力受限时，可以提高机组的带负荷能力10%即可以增加负荷出力30MW，可减少电网公司考核。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，一种基于蓄热罐的直接空冷热电联产机组的调峰***，包括锅炉1、汽轮机2、直接空冷散热器3、排气装置4、换热器5、蓄热罐7，所述换热器为表面式换热器，排气装置为常规现有的用以将废气排出并具有降温的装置；所述锅炉1的蒸汽输出端连接汽轮机2的输入端，汽轮机2的蒸汽输出端通过管路分别连接直接空冷散热器3的输入端及换热器5的一个输入端，所述直接空冷散热器3的冷凝水输出端和换热器5的一个输出端均通过管路连接排气装置4的输入端，排气装置4的输出端通过进口管路6与锅炉1的输入端连接；所述蓄热罐7和换热器5的另一个输入端通过冷水管路8连接，换热器5的另一个输出端通过热水管路9与蓄热罐7连接；所述热水管路9通过设有热水升压泵15的第一支路10与进口管路连接，所述冷水管路8通过第二支路11与进口管路6连接，所述热水管路9，冷水管路8，第一支路10，第二支路11上均设有调节阀。

排气装置与锅炉输入端之间的进口管路6上依次设置有凝结水泵14、低压加热器12、高压加热器13；凝结水泵14设置于靠近排气装置4的输出端位置处，所述高压加热器13设置于靠近锅炉1输入端的位置处；所述第一支路10与进口管路6的连接贯通处设于低压加热器12与高压加热器13之间；所述第二支路11与进口管路6的连接贯通处设于凝结水泵14和低压加热器12之间；第二支路10与进口管路6的连接处与低压加热器12之间的进口管路6上也设有调节阀，冷水管路8上设有冷水升压泵16。

本***工作时，锅炉1产生的高温高压蒸汽进入汽轮机2做功，汽轮机2排汽进入直接空冷散热器3，凝结下来的凝结水进入排气装置4，经凝结水泵14升压至低压加热器12，后进一步经高压加热器13进入锅炉1；环境温度高时，将蓄热罐7中储存的50℃水经冷水升压泵16，进入换热器5回收汽轮机乏汽余热，待升温至72℃时，经热水管路9进入蓄热罐7中储热，通过此置换过程，将蓄热罐7中水温维持在72℃，这个过程可以分担直接空冷散热器3的热负荷，进而降低机组背压，提高机组带负荷能力。晚上环境温度低、负荷降下来时，对蓄热罐7进行热置换，将蓄热罐7中热水经热水升压泵15通过第一支路10引接至进口管路6后进入锅炉1，将凝结水泵14出口水通过第二支路11引接至蓄热罐7冷水管路8，将50℃凝结水储存至蓄热罐7中，通过此热冷水置换，将蓄热罐7中的水温维持在50℃，待下次环境温度升高至33℃以上时，再次启动蓄热罐7放热***，以此循环；使蓄热罐7变成一个直接空冷机组的调峰运行冷却***。

以容积10000m³蓄热罐为例，蓄热罐中水温为50℃，300MW直接空冷机组设计直接空冷散热器面积78万m²，夏季环境温度33℃时，机组300MW负荷，设计背压35kPa，以此工况为例，汽轮机排汽背压35kPa,直接空冷散热器进汽量约650t/h，此时由蓄热罐中引出50℃的水3000m³/h，经冷水升压泵送至与直接空冷散热器并联的换热器中，升温至70-72℃，然后通过热水管道将回收乏汽热量的72℃的热水储存在蓄热罐中，将蓄热罐中储存的50℃置换出来。容积为10000m³蓄热罐出水量按3000m³/h，大约可储热3.3小时；在这种运行条件下，直接空冷散热器的热负荷较原有降低18%，可以增加机组带负荷能力约10%即30MW，或者降低机组背压5kPa。

3小时运行后蓄热罐全部储热完毕，储热温度达到68-72℃，已达到蓄热罐的储热能力，蓄热罐尖峰冷却***退出运行，直接空冷机组维持原有方式运行，待环境温度降低后，同时由于电网调峰的运行要求，机组晚上一般负荷会低于60%，机组排汽压力会低于15kPa,机组凝结水温度可以低于50℃，此时将凝结水通过第二支路引接至蓄热罐的冷水管路上，将50℃水引接至蓄热罐中，将蓄热罐中68-70℃的热水通过第一支路引接至机组回热***低压加热器出口，用于排挤低压抽汽，进而提高机组的经济性，以每小时600t/h,低负荷运行时间约8小时，可将蓄热罐中的热水置换出50%，这样可以每两个晚上低负荷运行即可，将蓄热罐中的水重新置换至50℃，这样就可以进行下一次环境温度大于33℃时的蓄热罐尖峰冷却***运行。

上面仅对本实用新型的较佳实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于蓄热罐的直接空冷热电联产机组调峰***，其特征在于，包括锅炉、汽轮机、直接空冷散热器、排气装置、换热器、蓄热罐；所述锅炉的蒸汽输出端连接汽轮机的输入端，汽轮机的蒸汽输出端通过管路分别连接直接空冷散热器的输入端及换热器的一个输入端，所述直接空冷散热器的冷凝水输出端和换热器的一个输出端均通过管路连接排气装置的输入端，排气装置的输出端通过进口管路与锅炉的输入端连接；所述蓄热罐和换热器的另一个输入端通过冷水管路连接，换热器的另一个输出端通过热水管路与蓄热罐连接；所述热水管路通过设有热水升压泵的第一支路与进口管路连接，所述冷水管路通过第二支路与进口管路连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于蓄热罐的直接空冷热电联产机组调峰***，其特征在于，所述排气装置与锅炉输入端之间的进口管路上依次设置有凝结水泵、低压加热器、高压加热器；凝结水泵设置于靠近排气装置的输出端位置处，所述高压加热器设置于靠近锅炉输入端的位置处。

3.根据权利要求2所述的一种基于蓄热罐的直接空冷热电联产机组调峰***，其特征在于，所述第一支路与进口管路的连接贯通处设于低压加热器与高压加热器之间；所述第二支路与进口管路的连接贯通处设于凝结水泵和低压加热器之间。

4.根据权利要求2所述的一种基于蓄热罐的直接空冷热电联产机组调峰***，其特征在于，所述热水管路，冷水管路，第一支路，第二支路上均设有调节阀，第二支路与进口管路的连接处与低压加热器之间的进口管路上也设有调节阀，冷水管路上设有冷水升压泵。

5.根据权利要求1所述的一种基于蓄热罐的直接空冷热电联产机组调峰***，其特征在于，所述换热器为表面式换热器。

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