一种冷端余热梯级利用节能系统技术方案

一种冷端余热梯级利用节能系统，包括取热系统、热媒控制系统、加热系统；取热系统接入循环冷却水管路，热媒控制系统连接取热系统和加热系统；取热系统中的热泵单元连接循环冷却水管路和热媒控制系统中的中介水管路，热媒控制系统中中介水管路连接加热系统，加热系统接入锅炉一次风或二次风系统，余热回收并阶梯利用，减少了动力装置冷端损失，提高了动力装置效率，装置每年的运行小时数大大提高，经济性大大提高。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电厂节能领域，具体涉及一种冷端余热利用节能系统
技术介绍
煤炭是我国主要的一次能源(占一次能源消费的比重2014年为64.2％，2015年预计为63.3％)，主要集中在火电、冶金和建材行业。火电机组是我国的主力发电机组，其装机容量占电力总装机容量的73％左右，发电量占总发电量的比例超过80％。因而降低火电机组的煤炭消耗，提高电厂效率，对我国的节能减排具有重要意义。热泵是一种利用高品位热能作为驱动能源，回收低品位热能用于供热或升温的设备，被广泛应用于电厂、石油、化工和冶金等领域。在电厂的热功转换过程中不可避免地存在固有的冷源损失，现代发电厂循环热效率为40％～57％。采用热泵回收热电厂的循环水/乏汽冷端低温余热，可以提高电厂的热经济性，具有显著的节能效果。现有的冷端余热利用技术，利用所回收热量的热用户存在负荷变化问题。冬季有大量热用户，春夏秋季基本没有热用户。回收热量主要用于冬季供热的前置加热(预热)。这就有很大的应用局限性。并且在非供热区域(比如南方省份)和非供热季(春夏秋季)，余热回收装置无法投运，每年的运行小时数很有效。很大程度上降低了余热利用装置的经济性。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种合理利用电厂冷端(循环水/乏汽)余热，提高能源利用效率，实现电厂节能降耗的冷端余热利用系统。为了实现上述目的，本技术的技术方案是：一种冷端余热梯级利用节能系统，包括取热系统、热媒控制系统、加热系统；取热系统接入循环冷却水管路，热媒控制系统连接取热系统和加热系统；其特征在于：取热系统中的热泵单元连接循环冷却水管路和热媒控制系统中的中介水管路，热媒控制系统中中介水管路连接加热系统，加热系统接入锅炉一次风或二次风系统。进一步地，取热系统包括汽轮机、凝汽器、热泵单元；从汽轮机引出驱动蒸汽管路连接至热泵单元，在热泵单元换热后凝结成水；凝汽器循环水经水泵和循环水入水管接入热泵单元，降温后经循环水回水管接入冷却塔循环水系统；进行闭式循环的中介水经中介水入水管接入热泵单元，升温后经中介水回水管接入加热系统。进一步地，加热系统包括锅炉一次风或二次风系统、锅炉一次风或二次风加热系统；在热泵单元中升温后的中介水，接入加热系统，跟流入的锅炉一次风或二次风换热，中介水中的热量传递给锅炉一次风或二次风，使其升温；冷却后的中介水再次回到热泵单元，升温后的锅炉一次风或二次风进入空气预热器继续升温。进一步地，锅炉一次风或二次风加热系统为布置于一次风或二次风机后风道内的一组或几组受热面，其结构由翅片管和集箱组成，包括用于接入锅炉一次风或二次风系统的入口部和出口部；中介水接入翅片管内。进一步地，热媒控制系统的一端连着取热系统，另一端连着加热系统，包括中介水回水管和中介水入水管；中介水回水管还连接至换热器，通过换热器后再接入锅炉一次风或二次风加热系统的入水管；锅炉一次风或二次风加热系统的回水管通过水泵后接回中介水入水管。进一步地，换热器通过管路和调节阀引入辅助加热工质，采用蒸汽或热水辅助加热中介水。进一步地，在取热系统一侧的中介水回水管和中介水入水管之间设有旁路支部和调节阀。进一步地，热媒控制系统还包括补水系统、定压系统、排污系统。本技术依据能源梯级利用的原理，利用热泵从凝汽器循环水中取热，加热一次风或二次风，使得一次风或二次风适当升温，从而提高锅炉效率，达到节能的效果。这种冷端余热梯级利用节能系统，有如下特点：从凝汽器循环水中取热，用于加热锅炉一次风或二次风，适当提高风温。余热回收并阶梯利用，减少了动力装置冷端损失，提高了动力装置效率。克服了其他冷端余热利用技术的局限性。热用户为锅炉一次风或二次风。装置一年四季都可以投运，供热区域和非供热区域都可以应用。装置每年的运行小时数大大提高，余热利用装置的经济性大大提高。附图说明图1是余热回收系统结构示意图；具体实施方式下面结合附图1对本技术作进一步描述，应当理解，此处所描述的内容仅用于说明和解释本技术，并不用于限定本技术。本技术的冷端余热梯级利用节能系统，包括三个系统：A取热系统、B热媒控制系统、C加热系统；取热系统包括汽轮机1、凝汽器2、热泵单元3；加热系统包括锅炉一次风或二次风系统、锅炉一次风或二次风加热系统；热媒控制(水媒)系统包括闭式循环中介水(水媒)、管路、阀门、加热蒸汽系统、补水系统、定压系统、排污系统等等。1、取热系统取热系统包括汽轮机1、凝汽器2、热泵单元3。进入热泵单元的汽水流体有：通过蒸汽管路11从汽轮机引出的驱动蒸汽；凝汽器循环水；闭式循环中介水(水媒)。从汽轮机引出驱动蒸汽管路11连接至热泵单元，在热泵单元换热后凝结成水。从热泵单元排出凝结水通过管路12接入凝水回热系统。凝汽器循环水从水管8经水泵17和循环水入水管10接入热泵单元，降温后经循环水回水管9接入从冷却塔4流回水管7，接入凝汽器循环水系统。闭式循环中介水(水媒)以一定温度经中介水入水管14接入热泵单元，升温后经中介水回水管13接入加热系统，用以加热锅炉一次风或二次风，提高风温。跟一次风或二次风进行换热冷却后的闭式循环中介水再次回到热泵单元，构成一个循环。闭式循环中介水循环往复运行，利用热泵从凝汽器循环水中取热，再将热量传递给锅炉一次风或二次风。2、加热系统加热系统包括锅炉一次风或二次风系统、锅炉一次风或二次风加热系统。锅炉一次风或二次风加热系统即为布置于一次风或二次风机后风道6内的一组或几组受热面。其结构类似于锅炉省煤器，由翅片管和集箱组成。包括用于接入锅炉一次风或二次风系统的入口部15和出口部16。在热泵单元中升温后的闭式循环中介水(水媒)，接入加热系统，中介水走烟道翅片管受热面管内，跟通过入口部15流入并在翅片管外流动的锅炉一次风或二次风换热，闭式循环中介水(水媒)中的热量传递给锅炉一次风或二次风，使其升温，然后通过出口部16流出再进空气预热器。冷却后的闭式循环中介水再次回到热泵单元，升温后的锅炉一次风或二次风进入空气预热器继续升温。3、热媒控制(水媒)系统热媒控制(水媒)系统包括闭式循环中介水(水媒)、管路、阀门、加热蒸汽系统、补水系统、定压系统、排污系统等等。热媒控制(水媒)系统是一个中介系统，一端连着取热系统，另一端连着加热系统。闭式循环中介水循环往复运行。通过取热系统，将凝汽器循环水中的热量，传递给水媒；通过加热系统，将水媒中的热量传递给锅炉一次风或二次风。热媒控制(水媒)系统中的中介水(水媒)为脱盐水。热媒控制系统的目的是控制中介水的温度；补水系统、定压系统、排污系统等等属于系统运行需要的调节手段。热泵单元的中介水回水管13连接至换热器19，通过换热器19后接入锅炉一次风或二次风加热系统的入水管；锅炉一次风或二次风加热系统的回水管通过水泵18后接回中介水入水管14。换热器19通过管路22和调节阀20引入辅助加热工质，可采用蒸汽或热水辅助加热中介水，在热泵单元取热量不足时，通过调节阀调整提供辅助加热，保证锅炉一次风或二次风的加热温度；在热泵单元侧的中介水回水管13和中介水入水管14之间设有旁路支部和调节阀21，用于调整热泵单元换热量，当取热量过多时，打开并调整阀门，使一部分中介水不通过热泵单元，减小实际换热量。在整个节能系统运行时，利用取热系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冷端余热梯级利用节能系统，包括取热系统、热媒控制系统、加热系统；取热系统接入循环冷却水管路，热媒控制系统连接取热系统和加热系统；其特征在于：取热系统中的热泵单元连接循环冷却水管路和热媒控制系统中的中介水管路，热媒控制系统中中介水管路连接加热系统，加热系统接入锅炉一次风或二次风系统。

【技术特征摘要】
1.一种冷端余热梯级利用节能系统，包括取热系统、热媒控制系统、加热系统；取热系统接入循环冷却水管路，热媒控制系统连接取热系统和加热系统；其特征在于：取热系统中的热泵单元连接循环冷却水管路和热媒控制系统中的中介水管路，热媒控制系统中中介水管路连接加热系统，加热系统接入锅炉一次风或二次风系统。2.根据权利要求1所述的冷端余热梯级利用节能系统，其特征在于，取热系统包括汽轮机、凝汽器、热泵单元；从汽轮机引出驱动蒸汽管路连接至热泵单元，在热泵单元换热后凝结成水；凝汽器循环水经水泵和循环水入水管接入热泵单元，降温后经循环水回水管接入冷却塔循环水系统；进行闭式循环的中介水经中介水入水管接入热泵单元，升温后经中介水回水管接入加热系统。3.根据权利要求1所述的冷端余热梯级利用节能系统，其特征在于，加热系统包括锅炉一次风或二次风系统、锅炉一次风或二次风加热系统；在热泵单元中升温后的中介水，接入加热系统，跟流入的锅炉一次风或二次风换热，中介水中的热量传递给锅炉一次风或二次风，使其升温；冷却后的中介水再次回到热泵单元，升温后的锅炉一次风或...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨磊磊，李本锋，卢海申，马建忠，郭清温，王岩，郭永红，
申请(专利权)人：大唐北京能源管理有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11