一种热电厂黑启动电源供应和余热回收利用联合系统及使用方法技术方案

本发明专利技术主要涉及一种热电厂黑启动电源供应和余热回收利用联合系统及使用方法。包括余热汽轮机、余热汽轮发电机、凝汽器、凝结水泵、启动锅炉除氧器、启动锅炉给水泵、启动锅炉、低品位蒸汽管网、化学除盐装置、海水淡化装置和淡水罐；启动锅炉出汽管上设有控制阀B，阀后蒸汽一路经控制阀A与海水淡化装置相连接，另一路依次经过控制阀C、控制阀E与余热汽轮机进汽管相连接；低品位蒸汽管网主管上设有控制阀D，阀后蒸汽一路与余热汽轮机进汽管相连接，另一路与海水淡化装置相连接；本发明专利技术不仅解决孤网运行的热电厂黑启动电源供应问题，而且在正常运行时，可回收利用富余的低品位蒸汽进行海水淡化处理和提供电能供应，减少能源浪费，保护了环境。

A Combined System of Black Start Power Supply and Waste Heat Recovery and Utilization in Thermal Power Plant

The invention mainly relates to a combined system of black start power supply and waste heat recovery and utilization in a thermal power plant and its application method. Including waste heat steam turbine, waste heat turbogenerator, condenser, condensate pump, start-up boiler deaerator, start-up boiler feed pump, start-up boiler, low-grade steam pipe network, chemical desalination device, seawater desalination device and fresh water tank; start-up boiler steam outlet pipe is equipped with control valve B, after which steam is connected with seawater desalination device through control valve A, and the other way is controlled in turn. Valve-making C and control valve E are connected with the intake pipe of waste heat steam turbine; control valve D is installed on the main pipe of low-grade steam pipe network, and the steam behind the valve is connected with the intake pipe of waste heat steam turbine one way, and the other way is connected with the desalination device of seawater; the invention not only solves the problem of black-start power supply for heat and power plants operated in isolated network, but also recovers and utilizes surplus low-grade steam in normal operation. Seawater desalination treatment and power supply are carried out to reduce energy waste and protect the environment.

【技术实现步骤摘要】
一种热电厂黑启动电源供应和余热回收利用联合系统及使用方法
本专利技术涉及热电厂黑启动和余热回收利用技术，主要是一种热电厂黑启动电源供应和余热回收利用联合系统及使用方法。
技术介绍
对于建立在孤立海岛上的炼化厂，一般很难得到电网的供电，对于这些炼化厂需要配套建设自备热电厂，为其生产、生活提供电力和热能。在这种情况下建设的热电厂无法连接到大电网，只能孤网运行。孤网运行的热电厂因为电路故障或其它原因等导致全厂停运时，需要重新启动运行，这种启动称为黑启动。黑启动时不能通过大电网的倒送电为机组提供启动电源，因此需要设置大容量的柴油发电机为机组的辅机设备提供电源，一次性投资成本相当高昂。而机组正常运行后，这些柴油发电机便处于闲置状态，造成很大的浪费。另一方面，炼化厂在生产过程中，利用装置内工艺介质及烟气的余热可以产生数量可观的低品位蒸汽，部分工业汽轮机的背压排汽也在该等级，因此该等级蒸汽数量较大，通过蒸汽系统平衡后也无法完全消纳，造成大量富余蒸汽浪费。第三方面，当海岛上没有足够的淡水资源时，还要设置海水淡化装置来提供淡水。由于低品位蒸汽充足，海水淡化一般选择低温多效蒸馏方案。海水淡化所需蒸汽一般来自于炼化厂的低品位蒸汽管网，但海水淡化也可能无法完全利用低品位蒸汽，并且当海水淡化装置的出力波动、停止生产或负荷较低时会有更多低品位蒸汽富余，如将将这部分蒸汽直接排放则既浪费能源又污染环境。综上所述，如何减少孤网运行热电厂为应急黑启动偶尔使用而配备的发电设备、以及回收利用炼化厂大量富余的低品位蒸汽来创造效益，减少资源浪费以及对环境的污染，是一个亟待解决的问题。
技术实现思路
针对以上不足，本专利技术提供了一种热电厂黑启动电源供应和余热回收利用联合系统及使用方法，有效地解决了以上问题，提高了经济和环保效益。本专利技术的技术方案为：一种热电厂黑启动电源供应和余热回收利用联合系统，包括余热汽轮机、余热汽轮发电机、凝汽器、凝结水泵、启动锅炉除氧器、启动锅炉给水泵、启动锅炉、低品位蒸汽管网、化学除盐装置、海水淡化装置和淡水罐；所述启动锅炉出汽管上设有控制阀B，阀后蒸汽分为两路，一路经控制阀A与海水淡化装置相连接，另一路依次经过控制阀C、控制阀E与余热汽轮机进汽管相连接；所述低品位蒸汽管网主管上设有控制阀D，阀后蒸汽分为两路，一路经过控制阀E与余热汽轮机进汽管相连接，另一路经过控制阀C、控制阀A与海水淡化装置相连接；所述余热汽轮机与余热汽轮发电机通过传动轴连接，余热汽轮机排汽管与凝汽器相连接，所述凝汽器出水管经过凝结水泵、控制阀G与启动锅炉除氧器相连接；所述启动锅炉除氧器的出水管经过启动锅炉给水泵与启动锅炉相连，所述海水淡化装置经过淡水罐、化学除盐装置与启动锅炉除氧器相连接。本系统还可回收利用炼化厂低品位蒸汽的余热发电，减少热电厂大机组发电负荷，还包括热电厂除氧器和控制阀F，所述凝结水泵出水管分为两路，一路经控制阀G通往启动锅炉除氧器，一路经过控制阀F进入热电厂除氧器。所述低品位蒸汽管网出汽压力、余热汽轮机进汽压力、启动锅炉出汽压力、海水淡化装置进汽压力相近，均为0.4-0.8Mpa(g)。本系统还可以回收利用炼化厂低品位蒸汽的余热进行海水淡化，为用户提供淡水；所述淡水罐用于储存海水淡化装置日常工作状态下制取的淡水，以及向化学除盐装置供应淡水。一种利用上述联合系统进行热电厂黑启动的方法，包括以下步骤：步骤1：启动锅炉供应蒸汽给海水淡化装置用于制取淡水，直到制取足够大机组启动所需的淡水，部分淡水还用于启动锅炉运行补水；步骤2：启动锅炉供应蒸汽给余热汽轮机用于带动余热汽轮发电机发电，为热电厂黑启动提供电源。步骤1包括以下子步骤：子步骤1：开启控制阀A和控制阀B，其余控制阀均关闭；子步骤2：启动锅炉生产的低压蒸汽经过控制阀B、控制阀A输送到海水淡化装置制取淡水，制取的淡水储存在淡水罐中；子步骤3：部分淡水送到化学除盐装置进行除盐处理、启动锅炉除氧器进行除氧处理后，输送到启动锅炉为其运行补水；子步骤4：重复子步骤2-3直至制取足够的淡水。步骤2包括以下子步骤：子步骤1：开启控制阀B、控制阀C、控制阀E和控制阀G，其余控制阀均关闭；子步骤2：启动锅炉生产的低压蒸汽经过控制阀B、控制阀C、控制阀E输送到余热汽轮机用于带动余热汽轮发电机发电，为热电厂黑启动提供电源；子步骤3：余热汽轮机的排汽经过凝汽器凝结成水，再经过凝结水泵、控制阀G、启动锅炉除氧器进行除氧处理，再经过启动锅炉给水泵升压后输送到启动锅炉为其运行补水；同时，海水淡化装置制取的淡水经过化学除盐装置进行除盐处理、启动锅炉除氧器进行除氧处理后，也输送到启动锅炉为其运行补水；子步骤4：重复子步骤2-3，随着发电负荷逐渐升高，逐渐带动热电厂大锅炉和大汽轮机的辅机，进而带动大机组启动，直到完成全部启动。一种上述联合系统进行回收炼化厂低品位蒸汽的余热发电的方法，包括以下步骤：步骤1：开启控制阀D、控制阀E和控制阀F，其余控制阀均关闭；步骤2：低品位蒸汽管网供应的炼化厂低品位蒸汽通过控制阀D、控制阀E输送到余热汽轮机用于带动余热汽轮发电机发电，减少热电厂大机组发电负荷；步骤3：余热汽轮机的排汽经过凝汽器凝结成水，再经过凝结水泵、控制阀F、电厂除氧器回到热电厂汽水系统。一种利用上述联合系统进行回收炼化厂低品位蒸汽余热来进行日常海水淡化处理的方法，包括以下步骤：步骤1：开启控制阀D、控制阀C和控制阀A，其余控制阀均关闭；步骤2：低品位蒸汽管网供应的蒸汽通过控制阀D、控制阀C和控制阀A输送到海水淡化装置用于制取淡水；步骤3：淡水被储存到淡水罐中；步骤4：重复步骤2-3直至制取足够的淡水。本专利技术通过以余热汽轮发电机组和启动锅炉代替传统的柴油发电机作为热电厂黑启动的电源供应设备，并将低品位蒸汽管网和海水淡化装置共同纳入，组成了综合的联合利用系统中，本系统具有以下优点：1、可为热电厂黑启动提供电源，解决孤网运行的热电厂停运后重新启动面临的电源供应问题；2、在热电厂和炼化厂正常运行时，可利用富余的低品位蒸汽进行海水淡化处理，为人们生产、生活提供用水；2、在热电厂和炼化厂正常运行时，可利用富余的低品位蒸汽发电，减少燃料消耗，提高能源的利用率，节约燃料消耗；3、大大减少柴油发电机容量、降低一次性设备投资成本；4、平衡低品位蒸汽管网的汽量波动，维持管网的稳定性；5、使低品位蒸汽得到最大限度的合理利用，减少蒸汽排放对环境的不良影响。附图说明图1为本专利技术联合系统的结构示意图；图2为本专利技术的利用启动锅炉供汽制取淡水时的运行状态示意图；图3为本专利技术在为热电厂黑启动提供电源时的运行状态示意图；图4为本专利技术在热电厂和炼化厂正常运行时提供电能供应的状态示意图；图5为本专利技术在热电厂和炼化厂正常运行时制取淡水的状态示意图。具体实施方式以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。参考图1，本专利技术的热电厂黑启动电源供应和余热回收利用联合系统，包括余热汽轮机1、余热汽轮发电机19、凝汽器2、凝结水泵3、启动锅炉除氧器4、启动锅炉给水泵5、启动锅炉6、低品位蒸汽管网7、热电厂除氧器8、化学除盐装置9、海水淡化装置10和淡水罐18。启动锅炉6出汽管上设有控制阀B12，阀后蒸汽分为两路，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热电厂黑启动电源供应和余热回收利用联合系统，其特征在于，包括余热汽轮机(1)、余热汽轮发电机(19)、凝汽器(2)、凝结水泵(3)、启动锅炉除氧器(4)、启动锅炉给水泵(5)、启动锅炉(6)、低品位蒸汽管网(7)、化学除盐装置(9)、海水淡化装置(10)和淡水罐(18)；所述启动锅炉(6)出汽管上设有控制阀B(12)，阀后蒸汽分为两路，一路经控制阀A(11)与海水淡化装置(10)相连接，另一路依次经过控制阀C(13)、控制阀E(15)与余热汽轮机(1)进汽管相连接；所述低品位蒸汽管网(7)主管上设有控制阀D(14)，阀后蒸汽分为两路，一路经过控制阀E(15)与汽轮机(1)进汽管相连接，另一路经过控制阀C(13)、控制阀A(11)与海水淡化装置(10)相连接；所述余热汽轮机(1)与余热汽轮发电机(19)通过传动轴连接，余热汽轮机(1)排汽管与凝汽器(2)相连接，所述凝汽器出水管经过凝结水泵(3)、控制阀G(17)与启动锅炉除氧器(4)相连接；所述启动锅炉除氧器(4)的出水管经过启动锅炉给水泵(5)与启动锅炉(6)相连，所述海水淡化装置(10)通过淡水罐(18)、化学除盐装置(9)与启动锅炉除氧器(4)相连接。...

【技术特征摘要】
1.一种热电厂黑启动电源供应和余热回收利用联合系统，其特征在于，包括余热汽轮机(1)、余热汽轮发电机(19)、凝汽器(2)、凝结水泵(3)、启动锅炉除氧器(4)、启动锅炉给水泵(5)、启动锅炉(6)、低品位蒸汽管网(7)、化学除盐装置(9)、海水淡化装置(10)和淡水罐(18)；所述启动锅炉(6)出汽管上设有控制阀B(12)，阀后蒸汽分为两路，一路经控制阀A(11)与海水淡化装置(10)相连接，另一路依次经过控制阀C(13)、控制阀E(15)与余热汽轮机(1)进汽管相连接；所述低品位蒸汽管网(7)主管上设有控制阀D(14)，阀后蒸汽分为两路，一路经过控制阀E(15)与汽轮机(1)进汽管相连接，另一路经过控制阀C(13)、控制阀A(11)与海水淡化装置(10)相连接；所述余热汽轮机(1)与余热汽轮发电机(19)通过传动轴连接，余热汽轮机(1)排汽管与凝汽器(2)相连接，所述凝汽器出水管经过凝结水泵(3)、控制阀G(17)与启动锅炉除氧器(4)相连接；所述启动锅炉除氧器(4)的出水管经过启动锅炉给水泵(5)与启动锅炉(6)相连，所述海水淡化装置(10)通过淡水罐(18)、化学除盐装置(9)与启动锅炉除氧器(4)相连接。2.根据权利要求1所述的热电厂黑启动电源供应和余热回收利用联合系统，其特征在于，本系统还可回收利用炼化厂低品位蒸汽的余热发电，减少热电厂大机组发电负荷，还包括热电厂除氧器(8)和控制阀F(16)，所述凝结水泵(3)出水管分为两路，一路经控制阀G(17)通往启动锅炉除氧器(4)，一路经过控制阀F(16)进入热电厂除氧器(8)。3.根据权利要求1所述的热电厂黑启动电源供应和余热回收利用联合系统，其特征在于，所述低品位蒸汽管网(7)出汽压力、余热汽轮机(1)进汽压力、启动锅炉(6)出汽压力、海水淡化装置(10)进汽压力相近，均为0.4-0.8Mpa(g)。4.根据权利要求1所述的热电厂黑启动电源供应和余热回收利用联合系统，其特征在于，本系统还可以回收利用炼化厂低品位蒸汽的余热进行海水淡化，为用户提供淡水；所述淡水罐(18)用于储存海水淡化装置(10)日常工作状态下制取的淡水，以及向化学除盐装置(9)供应淡水。5.一种利用权利要求1所述的联合系统进行热电厂黑启动的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：启动锅炉(6)供应蒸汽给海水淡化装置(10)用于制取淡水，直到制取足够大机组启动所需的淡水，部分淡水还用于启动锅炉(6)运行补水；步骤2：启动锅炉(6)供应蒸汽给余热汽轮机(1)用于带动余热汽轮发电机(19)发电，为热电厂黑启动提供电源。6.根据权利要求6...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈勋瑜，熊建文，邵爱华，施爱阳，贺成，费振伟，刘凯，熊晨，
申请(专利权)人：中机国能电力工程有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31