一种两级串联式乏汽余热回收供热系统技术方案

一种两级串联式乏汽余热回收供热系统，包括汽轮机、一级蒸汽喷射器、二级蒸汽喷射器、热网换热器、凝汽器；引出部分乏汽与一级蒸汽喷射器的引射入口连通；汽轮机中间供热抽汽出口与一级蒸汽喷射器工作流体入口连接；一级蒸汽喷射器的排汽口与二级蒸汽喷射器的引射入口相连；汽轮机中间供热抽汽出口还与二级蒸汽喷射器工作流体入口连接；二级蒸汽喷射器的排汽口与热网加热器壳侧相连；一次网回水管路通过热网加热器进行加热；不仅可以提高乏汽余热回收节能效果，同时可以大大提高供热安全性。

A Two-stage Series Heating System for Waste Steam Waste Heat Recovery

A two-stage series heat supply system for waste steam and waste heat recovery includes steam turbine, first-stage steam ejector, second-stage steam ejector, heat network heat exchanger and condenser; part of exhaust steam is connected with the ejection inlet of first-stage steam ejector; the steam ejector outlet of steam turbine intermediate heat supply is connected with the working body inlet of first-stage steam ejector; and the exhaust steam outlet of first-stage steam ejector is connected with the second-stage steam. The ejector inlet is connected; the steam extraction outlet of the steam turbine intermediate heating is also connected with the workflow inlet of the secondary steam ejector; the exhaust outlet of the secondary steam ejector is connected with the shell side of the heating network heater; the primary network return water pipeline is heated by the heating network heater; it can not only improve the energy-saving effect of exhaust steam waste heat recovery, but also greatly improve the heating safety.

【技术实现步骤摘要】
一种两级串联式乏汽余热回收供热系统
本专利技术属于电厂乏汽余热回收节能领域，具体涉及一种两级串联式乏汽余热回收供热系统。
技术介绍
电厂乏汽(即汽轮机低压缸排汽)含有很大的汽化潜热。进入汽轮机的主蒸汽，其焓值一般为3500kj/kg，汽轮机低压缸排汽其焓值一般为2400-2600kj/kg左右。现阶段电厂乏汽一般都是通过冷却设备(空冷岛、凝汽器、空冷塔等)排向大气，热量被白白地浪费了，而且还要耗水耗电。电厂通过乏汽损失的能量，就是冷端损失。电厂发电效率约40％，损失约60％，其中冷端损失占了50％多。因此，回收电厂乏汽余热，减少冷端损失，是电厂节能领域最具潜力的一块。回收利用其乏汽余热对提高我国能源利用效率、减少环境污染具有重要意义。回收电厂乏汽余热和减少冷端损失的技术和系统，由于其节能效果显著，越来越得到了重视。回收热电厂乏汽余热，用于供热，就是广泛推广和应用的技术手段。在乏汽余热回收供热系统中，一般为梯级(多级)加热系统，对热网回水进行多级加热。采用蒸汽喷射器技术对低品位的乏汽进行提质用于供热，是高效回收利用乏汽余热的有效手段。蒸汽喷射器技术具有设备简单、运行可靠、成本较低的优点。但是受限于蒸汽喷射器的性能，对于运行背压较低的机组，采用单级蒸汽喷射器提升热网水的温度有限，无法直接满足用户供水温度要求。这就导致一些问题：单级乏汽余热回收供热，乏汽回收量有限，整个热电厂乏汽余热节能潜力没有被全部挖掘出来；单级乏汽余热回收供热，不适应于机组工况转换所带来的背压变化；单级乏汽余热回收供热，万一出现故障，乏汽回收系统停止工作。乏汽不能被回收，这不仅影响节能效果，更会影响供热安全。万一故障发生在深冷季，会出现供热量不足，居民家里的温度达不到要求，出现供热事故。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种两级串联式乏汽余热回收供热系统，以满足电厂在回收热电厂乏汽余热供热节能改造过程中，进一步提高供热安全性、提高节能效果。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种两级串联式乏汽余热回收供热系统，包括汽轮机、一级蒸汽喷射器、二级蒸汽喷射器、热网换热器、凝汽器；其特征在于，汽轮机末级叶片出口与凝汽器之间的乏汽管路上设置旁通蒸汽管道，引出部分乏汽与一级蒸汽喷射器的引射入口连通；汽轮机中间供热抽汽出口与一级蒸汽喷射器工作流体入口连接；一级蒸汽喷射器的排汽口与二级蒸汽喷射器的引射入口相连；汽轮机中间供热抽汽出口还与二级蒸汽喷射器工作流体入口连接；二级蒸汽喷射器的排汽口与热网加热器壳侧相连；一次网回水管路通过热网加热器进行加热。本专利技术提出的系统，可以有效提升热网水温升，进而提升供热系统整体效益。(1)蒸汽喷射器设备结构简单、成本低廉、运行可靠；(2)通过两级蒸汽喷射器串联回收排汽余热，可使系统适用于低背压工况，而不用增加其他设备；(3)通过设置旁路，可使两级蒸汽喷射器切换为单级，适用于高背压等工况。附图说明图1是一种蒸汽喷射器示意图；图2是一种两级串联式乏汽余热回收利用系统示意图；汽轮机1、发电机2、一级蒸汽喷射器3、二级蒸汽喷射器4、乏汽调节阀门5、一级动力蒸汽调节阀门6、排汽调节阀门7、切换调节阀门8、热网换热器9、尖峰加热器10、凝汽器11、循环水泵12、二级动力蒸汽调节阀门13具体实施方式下面结合附图1、2对本专利技术作进一步描述，应当理解，此处所描述的内容仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。蒸汽喷射器是一种结构简单、无机械运动部件、安全可靠的节能装置，广泛应用于多种领域。图1给出了蒸汽喷射器的原理示意图，从工作流体入口引入高压蒸汽作为动力蒸汽，经过喷嘴膨胀形成高速汽流，压力降低形成低压区，通过引射入口抽吸低压蒸汽至混合腔，混合后降速升压形成压力介于高压蒸汽与低压蒸汽之间的中压蒸汽经排汽口排出，其实质是利用高压蒸汽的动能来提升低压蒸汽的压力。如图2所示，一种两级蒸汽喷射器回收乏汽余热供热系统由汽轮机1、发电机2、一级蒸汽喷射器3、二级蒸汽喷射器4、阀门5、阀门6、阀门7、阀门8、热网换热器9、尖峰加热器10、凝汽器11和循环水泵12等设备组成；汽轮机1末级叶片出口与凝汽器11之间的乏汽管路上设置旁通蒸汽管道，用于引出部分乏汽与一级蒸汽喷射器3的引射入口连通；汽轮机1中间供热抽汽出口与一级蒸汽喷射器3工作流体入口连接；一级蒸汽喷射器3的排汽口与二级蒸汽喷射器4的引射入口相连；汽轮机1中间供热抽汽出口还与二级蒸汽喷射器4工作流体入口连接；二级蒸汽喷射器4的排汽口与热网加热器9壳侧相连；汽轮机1中间供热抽汽出口与尖峰加热器10壳侧相连；一级蒸汽喷射器3的乏汽引射管道上安装有乏汽调节阀门5，一级蒸汽喷射器3入口前安装动力蒸汽调节阀门6，一级蒸汽喷射器3排汽口安装排汽调节阀门7。另外，在乏汽引射管道上设置切换旁路并连接到二级蒸汽喷射器4的引射入口，在该切换旁路上安装切换调节阀门8；由热网加热器9与尖峰加热器10构成梯级(多级)加热系统，对热网回水进行多级加热。热网加热器9与尖峰加热器10串联，一次网回水依次通过热网加热器9、尖峰加热器10进行加热，并输出一次网供水。热网加热器9与尖峰加热器10的凝结水接入电厂的凝结水系统进行水回收。尖峰加热器10的疏水流入热网加热器9壳侧；热网换热器9壳侧出口的凝结水与未被引射的汽轮机1乏汽通过凝汽器11后所形成凝结水，两股凝结水汇合后进入电厂的凝结回水系统。通常情况下，火电机组背压较低，导致乏汽的品味较低，无法直接利用。蒸汽喷射器乏汽余热提质供热技术通过引入蒸汽喷射器设备，利用汽轮机供热抽汽引射低压的汽轮机乏汽，形成混合蒸汽后，再进入热网换热器对一次网回水进行加热，从而实现了对乏汽余热的有效利用。对于5～15kPa左右的机组背压，无法直接用乏汽余热加热一次网回水；同时鉴于喷射器的升温能力，单级喷射器的出口蒸汽无法直接将热网回水温度加热到热用户需要的温度，因此考虑采用逐步将水温加热到所需温度，整个一次网的加热过程分成热网加热器和尖峰加热器2级加热，而热网加热器的热源为两级蒸汽喷射器串联后所形成的较高压力的蒸汽。具体工作过程如下：汽轮机乏汽余热供热系统由汽轮机1、发电机2、一级蒸汽喷射器3、二级蒸汽喷射器4、阀门5、阀门6、阀门7、阀门8、热网换热器9、尖峰加热器10、凝汽器11和循环水泵12等设备组成。在汽轮机1末级叶片出口与凝汽器11之间设置乏汽引射管道与一级蒸汽喷射器3的引射入口连通；汽轮机1中间抽汽出口与一级蒸汽喷射器3的工作流体入口连接。作为工作蒸汽，供热抽汽通过一级蒸汽喷射器3加速降压后，利用喷射器的工作特性将汽轮机低温低压乏汽抽吸到喷射器的混合室，两股蒸汽在迅速完成热量及质量交换后，形成均匀的混合蒸汽。混合蒸汽经过扩散段减速压缩到一定的背压后，将其送往二级蒸汽喷射器4的引射入口。同时，另一股供热抽汽作为二级喷射器4的工作流体，用于引射第一股混合蒸汽。二级蒸汽喷射器4出口混合蒸汽被送往热网换热器9用于加热热网一次回水。一次网回水依次通过热网加热器9、尖峰加热器10进行二级加热；而尖峰加热器10的疏水流入热网加热器9壳侧。未被引射的汽轮机乏汽通过凝汽器形成凝结水，并与热网加热器出口的凝结水汇合后进入电厂的凝结回水系统。为了实现以上系统在机组宽负荷、宽环境条件范围内圴高效运行，一级本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种两级串联式乏汽余热回收供热系统，包括汽轮机、一级蒸汽喷射器、二级蒸汽喷射器、热网换热器、凝汽器；其特征在于，汽轮机末级叶片出口与凝汽器之间的乏汽管路上设置旁通蒸汽管道，引出部分乏汽与一级蒸汽喷射器的引射入口连通；汽轮机中间供热抽汽出口与一级蒸汽喷射器工作流体入口连接；一级蒸汽喷射器的排汽口与二级蒸汽喷射器的引射入口相连；汽轮机中间供热抽汽出口还与二级蒸汽喷射器工作流体入口连接；二级蒸汽喷射器的排汽口与热网加热器壳侧相连；一次网回水管路通过热网加热器进行加热。

【技术特征摘要】
2018.11.04 CN 20181130456491.一种两级串联式乏汽余热回收供热系统，包括汽轮机、一级蒸汽喷射器、二级蒸汽喷射器、热网换热器、凝汽器；其特征在于，汽轮机末级叶片出口与凝汽器之间的乏汽管路上设置旁通蒸汽管道，引出部分乏汽与一级蒸汽喷射器的引射入口连通；汽轮机中间供热抽汽出口与一级蒸汽喷射器工作流体入口连接；一级蒸汽喷射器的排汽口与二级蒸汽喷射器的引射入口相连；汽轮机中间供热抽汽出口还与二级蒸汽喷射器工作流体入口连接；二级蒸汽喷射器的排汽口与热网加热器壳侧相连；一次网回水管路通过热网加热器进行加热。2.根据权利要求1所述的一种两级串联式乏汽余热回收供热系统，其特征在于，还包括尖峰加热器；热网加热器与尖峰加热器串联，构成梯级加热系统，对热网回水进行多级加热；一次网回水管路依次通过热网加热器、尖峰加热器进行加热，并输出一次网供水。3.根据权利要求2所述的一种两级串联式乏汽余热回收供热系统，其特征在于，汽轮机中间供热抽汽出口与尖峰加热器壳侧相连。4.根据权利要求3所述的一种两级串联式乏汽余热回收供热系统，其特征在于，两级蒸汽喷射器可采用不同中间抽汽出口，并且尖峰加热器也可采用不同中间抽汽出口。5.根据权利要求2所述的一种两级串联式乏汽余热回收供热系统，其特征在于，热网加热器与尖峰加热器的凝结水接入电厂的凝结水系统进行水回收；尖峰加热器的疏水流入热网加热器壳侧；热网换热器壳侧出口的凝结水与未被引射的汽轮机乏汽通过凝汽器后所形成凝结水，两股凝结水汇合后进入电厂的凝结回水系统。6.根据权利要求1所述的一种两级串联式乏汽余热回收供热系统，其特征在于，一级蒸汽喷射器的乏汽引射管道上安装有乏汽调节阀门，一级蒸汽喷射器工作流体入口前安装一级动力蒸汽调节阀门，一级蒸汽喷射器排汽口安装排汽调节阀门；在乏汽引射管道上设置切换旁路...

【专利技术属性】
技术研发人员：张钧泰，张国柱，陈荣敏，张晓明，邱寅晨，刘忠秋，王进仕，
申请(专利权)人：大唐北京能源管理有限公司，大唐环境产业集团股份有限公司，中国大唐集团公司，
类型：发明
国别省市：北京,11