实现能量梯级利用且参与深度调峰的供热抽汽系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种实现能量梯级利用且参与深度调峰的供热抽汽系统，它属于热电联产领域。本实用新型专利技术包括汽轮机、发电机、背压小汽轮机，热网循环泵，一级热网，凝汽器、换热首站，板式换热器，蓄热罐，蓄热泵，放热泵，蓄热抽汽阀和蓄放热控制阀，发电机和汽轮机相连，蓄热罐与汽轮机抽汽之间有蓄热抽汽阀，蓄热罐上有蓄放热控制阀，蓄热罐下层有蓄热泵和放热泵，汽轮机中压缸抽汽与背压小汽轮机动作驱动热网循环泵，背压小汽轮机与换热首站相连，换热首站与一级热网相通，换热首站与板式换热器相连，板式换热器与凝汽器相连。本实用新型专利技术系统简单合理，安全可靠，操作灵活，保证机组运行和参数的稳定性。

Heat pumping system with energy cascade utilization and participation in depth peak regulation

The utility model relates to a heating and steam extraction system which realizes the cascade utilization of energy and participates in the depth peak regulation, and belongs to the field of cogeneration. The utility model comprises a steam turbine, back pressure turbine, circulation pump, a heating system, condenser, heat exchanger station, heat exchanger, heat storage tank, heat pump, heat pump, heat storage and heat storage steam valve control valve, steam turbine and generator is connected with a heat storage tank of regenerative steam extraction pump steam valve steam, heat storage tank with heat storage control valve, heat pump and the heat storage tank bottom put heat pump, steam turbine pressure cylinder of steam turbine back pressure and small action driven circulation pump, pressure turbine and heat transfer station connected to the first exchange station and a network connected with first exchange station plate type heat exchanger is connected with the heat exchanger condenser. The utility model is simple and reasonable, safe and reliable, and the operation is flexible, and the operation of the unit and the stability of the parameters are ensured.

【技术实现步骤摘要】
实现能量梯级利用且参与深度调峰的供热抽汽系统
本技术涉及一种供热抽汽系统，尤其是涉及一种实现能量梯级利用且参与深度调峰的供热抽汽系统，适用于大型新建或供热改造机组，它属于热电联产领域。
技术介绍
根据中国电力企业联合会发布的《2016-2017年度全国电力供需形势分析预测报告》，截至2016年底，全国发电设备利用小时3785小时、同比降低203小时。其中火电设备利用小时4165小时、比上年降低199小时。预计2017年全年全国电力供应能力总体富余，全国发电设备利用小时3600小时左右，其中火电设备利用小时将下降至4000小时左右。在设备利用小时数持续下降的情况下，发电机组低位运行，火电机组深度调峰、频繁启停。尤其是供热机组在采暖期也要受电网调度的制约，参与电网调峰，在夜间机组一般以低负荷运行，造成采暖抽汽量下降，机组供热量不足，不能满足外界热负荷需求。从机组运行经济性和稳定性考虑，亟需一种具有“削峰填谷”作用的蓄热系统，满足机组调峰需求的同时，保证机组运行的安全稳定性。另外一般供热电厂承担的城市采暖供热的一级热网循环水供水温度为110℃或130℃，回水温度70℃，且供热首站大都设在电厂区域内。大型机组的采暖抽汽口一般设在中压缸排汽口，中压缸排汽压力为1.1MPa-0.8MPa(不同的汽机制造厂设计的机组中排压力有所不同)。为满足热网循环水的供水温度，供热机组采用的抽汽压力一般为0.2MPa-0.55MPa，用中压缸排汽直接加热一级热网或经过减温减压满足抽汽参数后，都存在很大的能量损失。因此有必要在保证最大供热量的基础上，挖掘机组节能降耗的潜力，寻求一种实现能量梯级利用的系统。公开日为2015年04月22日，公开号为103452611B的中国专利中，公开了一种名称为“一种联合循环的热电联供系统”的专利技术专利。该专利包括汽轮机、余热锅炉、热网抽汽系统；高压缸的排汽管道上设有一高排逆止阀，热网抽汽系统包括两个并联的调节阀，其中第一调节阀连接实现汽轮机一级调整抽汽的第一级减温减压装置，第二调节阀通过一冷再热管道连接中压蒸汽发生器和中压过热器之间的管道。虽然该系统具有较高运行效率，但是存在很大的能量损失，故其还是存在上述缺陷。因此，提供一种系统简单合理，操作灵活，不仅能保证机组在低负荷参与深度调峰时的运行稳定性，而且保证一级热网侧的供热参数的稳定性的供热抽汽系统，显得尤为必要。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种系统简单合理，安全可靠，操作灵活，不仅能保证机组在低负荷参与深度调峰时的运行稳定性，而且保证一级热网侧的供热参数的稳定性的供热抽汽系统。本技术解决上述问题所采用的技术方案是：该实现能量梯级利用且参与深度调峰的供热抽汽系统，包括汽轮机和发电机，所述发电机和汽轮机相连，其特征在于：还包括背压小汽轮机，热网循环泵，一级热网，凝汽器，换热首站，板式换热器，蓄热罐，蓄热泵，放热泵，蓄热抽汽阀和蓄放热控制阀，所述蓄热罐的入口与汽轮机抽汽之间设有蓄热抽汽阀，蓄热罐上层连接有蓄放热控制阀，蓄热罐下层并联有蓄热泵和放热泵，汽轮机的中压缸抽汽与背压小汽轮机动作驱动热网循环泵，背压小汽轮机的出口端与换热首站的入口端相连，换热首站与一级热网相通，换热首站的下端与板式换热器相连，板式换热器与凝汽器相连。作为优选，本技术所述蓄热罐内介质为水，该蓄热罐上层为热水，蓄热罐下层为冷水，蓄热罐中间为过渡层。作为优选，本技术所述换热首站排出的疏水温度为80℃左右。作为优选，本技术所述一级热网的供水温度130℃，回水温度70℃。本技术与现有技术相比，具有以下优点和效果：该系统不仅能保证机组在低负荷参与深度调峰时的运行稳定性，而且保证一级热网侧的供热参数的稳定性；另外抽汽系统中设置驱动热网循环泵用的背压小汽轮机，设置板式换热器加热主凝结水，合理实现了抽汽高品质热量的梯级利用；本系统结构简单，可操作灵活性较大，具有一定的实用价值。附图说明图1是本技术实施例的系统结构示意图。图中：汽轮机1，发电机2，背压小汽轮机3，热网循环泵4，一级热网5，凝汽器6，换热首站7，板式换热器8，蓄热罐9，蓄热泵10，放热泵11，蓄热抽汽阀12，蓄放热控制阀13，主凝结水14。具体实施方式下面结合附图并通过实施例对本技术作进一步的详细说明，以下实施例是对本技术的解释而本技术并不局限于以下实施例。实施例。参见图1，本实施例实现能量梯级利用且参与深度调峰的供热抽汽系统，包括汽轮机1、发电机、背压小汽轮机3，热网循环泵4，一级热网5，凝汽器6，换热首站7，板式换热器8，蓄热罐9，蓄热泵10，放热泵11，蓄热抽汽阀12和蓄放热控制阀13。本实施例中的发电机和汽轮机1相连，蓄热罐9的入口与汽轮机1抽汽之间设有蓄热抽汽阀12，蓄热罐9上层连接有蓄放热控制阀13，蓄热罐9下层并联有蓄热泵10和放热泵11，汽轮机1的中压缸抽汽直接进入背压小汽轮机3做功来驱动热网循环泵4，做功后，背压小汽轮机3的出口端排汽进入换热首站7加热一级热网5循环水，经过一次换热从换热首站7排出的疏水排入板式换热器8，在板式换热器8内加热主凝结水14，二次换热后再排入凝汽器6，实现能量的梯级利用。本实施例中的蓄热罐9内介质为水，利用冷水和热水的密度差来实现蓄热，上层为热水，下层为冷水，中间为过渡层。本实施例中的蓄热罐9在蓄热时，蓄热抽汽阀12、蓄放热控制阀13打开，蓄热泵10启动，冷水从蓄热罐9下层排出，吸收一级热网5循环水中多余的热量，过渡层下移。本实施例中的蓄热罐9在放热时，蓄放热控制阀13打开，放热泵11启动，热水从蓄热罐9上层排出，加热一级热网5循环水，过渡层上移。本实施例中的蓄热泵10和放热泵11，蓄热时，蓄热泵10启动，放热泵11停运；放热时，放热泵11启动，蓄热泵10停运。本实施例中的背压小汽轮机3用来驱动热网循环泵4，节省了部分厂用电，背压小汽轮机3排汽直接进入换热首站7加热一级热网5循环水。本实施例中的换热首站7排出的疏水温度在80℃左右，用来加热低压加热器进口的凝结水。本实施例中的一级热网5侧的供水温度130℃，回水温度70℃。本实施例的可实现能量梯级利用且参与深度调峰的供热抽汽过程如下：供热抽汽系统从汽轮机1中压缸排汽口抽汽，高品位蒸汽进入背压小汽轮机3做功，驱动热网循环泵4，背压小汽轮机3排汽中低品位蒸汽用来加热换热首站7中的一级热网5循环水。从换热首站7中排出的疏水直接进入板式换热器8，用来加热主凝结水14，之后排入凝汽器6，实现热量的梯级利用。另外白天机组负荷率较高时，打开蓄热抽汽阀12，汽轮机1中压缸排汽口中的部分蒸汽进入蓄热罐9上层加热热水进行蓄热，同时蓄热泵10启动，蓄热罐9下层的冷水排出，冷热水中间过渡层下移，实现蓄热。当机组参与调峰，负荷率较低，抽汽量不足，供热量不能保证一级热网5供热参数时，放热泵11启动，热水从蓄热罐9上部流出，进入换热首站7加热一级热网5循环水，保证一级热网5的供热参数。具体实施过程一：当机组负荷高于额定抽汽负荷时，汽轮机1的中压缸抽汽一部分通过蓄热抽汽阀12进入蓄热罐9内，另一部分直接进入背压小汽轮机3内做功。进入蓄热罐9内的抽汽加热蓄热罐9上层热水，同时蓄热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实现能量梯级利用且参与深度调峰的供热抽汽系统，包括汽轮机和发电机，所述发电机和汽轮机相连，其特征在于：还包括背压小汽轮机，热网循环泵，一级热网，凝汽器，换热首站，板式换热器，蓄热罐，蓄热泵，放热泵，蓄热抽汽阀和蓄放热控制阀，所述蓄热罐的入口与汽轮机抽汽之间设有蓄热抽汽阀，蓄热罐上层连接有蓄放热控制阀，蓄热罐下层并联有蓄热泵和放热泵，汽轮机的中压缸抽汽与背压小汽轮机动作驱动热网循环泵，背压小汽轮机的出口端与换热首站的入口端相连，换热首站与一级热网相通，换热首站的下端与板式换热器相连，板式换热器与凝汽器相连。

【技术特征摘要】
1.一种实现能量梯级利用且参与深度调峰的供热抽汽系统，包括汽轮机和发电机，所述发电机和汽轮机相连，其特征在于：还包括背压小汽轮机，热网循环泵，一级热网，凝汽器，换热首站，板式换热器，蓄热罐，蓄热泵，放热泵，蓄热抽汽阀和蓄放热控制阀，所述蓄热罐的入口与汽轮机抽汽之间设有蓄热抽汽阀，蓄热罐上层连接有蓄放热控制阀，蓄热罐下层并联有蓄热泵和放热泵，汽轮机的中压缸抽汽与背压小汽轮机动作驱动热网循环泵，背压小汽轮机的出口端与换热首站的入口端相连，换热首站与一级热网相通，换热...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋华伟，李允超，马洪涛，张鑫，王宝玉，
申请(专利权)人：华电电力科学研究院，
类型：新型
国别省市：浙江,33