采用梯级利用和增压提质技术回收汽轮机乏汽的回收系统技术方案

本发明专利技术提供采用梯级利用和增压提质技术回收汽轮机乏汽的回收系统，具备两个升温单元，第一升温单元包括：蒸汽压缩机，将来自主汽轮机的主汽轮机乏汽升压至第一压力，第一加热器，利用由蒸汽压缩机升压后的乏汽对加热对象进行第一升温使其达到第一温度；蒸汽压缩机为离心式压缩机，具有多个压缩级。第二升温单元包括：拖动汽轮机，利用高品质驱动蒸汽提供动能，拖动压缩机旋转，拖动汽轮机的排汽进入第二加热器，对加热对象进行第二升温使其达到第二温度。系统降低汽轮机机组冷源损失，提高机组运行经济性，运行调节灵活性高，能够有效提高乏汽利用率，COP高达2.2以上。

【技术实现步骤摘要】
采用梯级利用和增压提质技术回收汽轮机乏汽的回收系统
本专利技术涉及一种汽轮机乏汽的回收系统，特别涉及采用梯级利用和增压提质技术回收汽轮机乏汽的回收系统。
技术介绍
汽轮机除了用于提供动力之外，其余热也可以作为能源进行利用，尤其用于加热用途。例如，在发电厂中，热电联产(CHP)机组既发电又供热，可有效减少冷源损失，显著提高能源利用效率，符合“温度对口，梯级利用”的总能系统原则，是提升能源利用效率，减少污染物排放的有效途径。采用热电联产技术的燃煤发电机组，能源综合利用效率理论上可以提高到80％以上。目前热电厂供热方式一般采用以下三种：(1)汽轮机中压缸排汽抽汽供热：如图7所示，是热电厂常规采用的供热方式，主要特点是通过中压缸排汽抽汽供热，供热能力大，减少了汽轮机冷源损失，和工业供热锅炉比，供热经济性较好；缺点是中压缸排气抽汽供热参数较高，存在蒸汽降级使用的情况；抽汽温度和热网回水间存在很大的温差，造成了很大的损。(2)汽轮机高背压供热：通过对汽轮机低压缸通流部分和冷端凝汽器的改造，提高汽轮机排汽压力和排汽温度，利用汽轮机排汽加热热网水，从而达到回收乏汽余热、节约汽轮机高品质供热抽汽的目的。主要特点是大幅减低或消除机组冷源损失，供热经济性最好，机组循环效率可达到接近100％。缺点：一是是循环水供热温度受汽轮机排汽背压限制，供热温度低，需配合汽轮机抽汽加热，形成梯级供热系统；二是汽轮机本体和冷端系统耦合特性复杂，受热网系统特性机组发电调峰能力减弱，一般需采用“以热定电”方式。(3)蒸汽驱动吸收热泵：采用热泵方式供热，利用热泵内部循环工质的物理特性，以消耗部分高品质能源为代价，把部分低温热能转变成高温热能，实现低品质能量的回收。特点是消耗部分高品质热能，回收部分低品质热源，供热经济性较好。缺点是汽轮机机组提供给热泵的驱动热源品质较高，以300MW机组为例，压力在0.5～0.8MPa范围内，温度在290～330℃范围内，而一般供热热网侧供水温度一般在100℃左右，热泵系统中这部分高品质驱动热源存在“降级”使用的情况，造成较大损。目前热泵系统的能量与热量之间的转换比率COP(CoefficientOfPerformance)一般可达到1.6～1.7。我国北方“富煤贫水”的资源禀赋和集中供热发展需求，空冷热电联产技术面临着巨大的发展机遇和理论需求。空冷热电联产机组涉及多种冷却方式耦合与余热梯级利用，是适应复杂环境条件，满足大规模负荷集中排放，进一步降低燃煤发电煤耗和减少污染物排放的有效途径。传统的中间抽汽式供热机组由于抽汽品质仍然较高，仍然存在较大的损失，通过合适的手段提升机组乏汽用于供热是提高火电厂蒸汽供热经济性的重要课题。
技术实现思路
针对目前火电厂和供热系统的实际情况，为进一步提高供热经济性，需要解决高品质能源“降级”问题，有效回收汽轮机乏汽。本专利技术提供一种采用梯级利用和增压提质技术回收汽轮机乏汽的回收系统，能够有效提高乏汽利用率，降低汽轮机机组冷源损失，提高机组运行经济性，且具有运行调节灵活性高的特点。本专利技术的一个方案的采用梯级利用和增压提质技术回收汽轮机乏汽的回收系统，具备第一升温单元，所述第一升温单元包括：蒸汽压缩机(1)，其将来自主汽轮机的主汽轮机乏汽升压至第一压力，以及第一加热器(4)，其利用由所述蒸汽压缩机升压后的乏汽对加热对象进行第一升温使其达到第一温度；所述蒸汽压缩机(1)为离心式压缩机，具有多个压缩级；所述第一升温单元还包括中间冷却器(3)，其与所述第一加热器(4)并行连接，将所述第一升温之前的所述加热对象分支出一部分，以在所述多个压缩级之中的预定的两个压缩级之间，对所述主汽轮机乏汽进行中间冷却，并且，所述一部分的加热对象在进行所述中间冷却之后与由所述第一加热器升温至第一温度的所述加热对象汇合。根据本专利技术的采用梯级利用和增压提质技术回收汽轮机乏汽的回收系统，能够有效提高乏汽利用率，降低汽轮机机组冷源损失，提高机组运行经济性，且具有运行调节灵活性高的特点。附图说明结合附图并参考以下具体实施方式，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。贯穿附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素。应当理解附图是示意性的，元件和元素不一定按照比例绘制。图1是本专利技术的汽轮机乏汽的回收系统的主要设备示意图。图2是示出实施例1的回收系统中确定各装置的设计参数的过程的计算框图。图3是示出压缩机等熵效率和系统COP的关系的图。图4是示出汽轮机等熵效率和系统COP的关系的图。图5是示出实施例2的汽轮机乏汽的回收系统的主要设备的示意图。图6是示出实施例3的汽轮机乏汽的回收系统的主要设备的示意图。图7是示出现有技术中采用汽轮机中压缸排汽抽汽供热技术的热电联产技术系统的框图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本专利技术。虽然附图中显示了本专利技术的某些实施例，然而应当理解的是，本专利技术公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本专利技术。应当理解的是，本专利技术的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本专利技术的保护范围。实施例11.汽轮机乏汽的回收系统的主要设备以下，以热电联产机组加热热网回水进行供暖的情况作为实施例1来说明汽轮机乏汽的回收系统，但是，本专利技术的回收系统不限于应用于进行供暖的情况，还能够广泛地应用于利用汽轮机乏汽对加热对象进行加热的多种场合，例如工业生产中的升温、蒸馏、烘干、浓缩等用途。图1是本专利技术的汽轮机乏汽的回收系统的主要设备示意图。如图1所示，回收系统包括第一升温单元和第二升温单元。第一升温单元包括：蒸汽压缩机1，其将来自主汽轮机的主汽轮机乏汽升压至第一压力；以及第一加热器(一级热网加热器)4，其利用由所述蒸汽压缩机升压后的乏汽对加热对象即热网回水进行第一升温使其达到第一温度。第二升温单元包括：拖动汽轮机2，其由来自主汽轮机的中压缸排气驱动，拖动蒸汽压缩机，并排出降压至第二压力的拖动汽轮机乏汽；以及第二加热器(二级热网加热器)5，其利用拖动汽轮机乏汽对加热对象即热网回水进行第二升温使其达到第二温度。此外，回收系统还可以包括：汽水分离器6，其输入来自主汽轮机的乏汽并进行汽水分离，提高乏汽的干度，向蒸汽压缩机输出高干度的乏汽；第一疏水泵7，其将一级热网加热器4中产生的疏水输送到厂区回热系统；以及第二疏水泵8，其将二级热网加热器5中产生的疏水输送到厂区回热系统。其中，汽水分离器6用于保证蒸汽压缩机1的叶片安全性。压缩机高速旋转，乏汽的含水率高时，干蒸汽中含有微量水滴，撞击在压缩机叶片上，会造成叶片水蚀，若干度提高到0.99以上，则提高压缩机使用寿命，提高系统安全性也提供寿命，提高寿命提高了盈利能力。汽水分离器6对乏汽进行除湿处理，采用机械分离的方法进行，设置在蒸汽压缩机入口，乏汽经过汽水分离器6后，干度升高后(例如可以升高至0.99以上)进入蒸汽本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用梯级利用和增压提质技术回收汽轮机乏汽的回收系统，其特征在于，/n具备第一升温单元，/n所述第一升温单元包括：/n蒸汽压缩机(1)，其将来自主汽轮机的主汽轮机乏汽升压至第一压力，以及/n第一加热器(4)，其利用由所述蒸汽压缩机升压后的乏汽对加热对象进行第一升温使其达到第一温度；/n所述蒸汽压缩机(1)为离心式压缩机，具有多个压缩级；/n所述第一升温单元还包括中间冷却器(3)，其与所述第一加热器(4)并行连接，将所述第一升温之前的所述加热对象分支出一部分，以在所述多个压缩级之中的预定的两个压缩级之间，对所述主汽轮机乏汽进行中间冷却，并且，所述一部分的加热对象在进行所述中间冷却之后与由所述第一加热器升温至第一温度的所述加热对象汇合。/n

【技术特征摘要】
1.一种采用梯级利用和增压提质技术回收汽轮机乏汽的回收系统，其特征在于，
具备第一升温单元，
所述第一升温单元包括：
蒸汽压缩机(1)，其将来自主汽轮机的主汽轮机乏汽升压至第一压力，以及
第一加热器(4)，其利用由所述蒸汽压缩机升压后的乏汽对加热对象进行第一升温使其达到第一温度；
所述蒸汽压缩机(1)为离心式压缩机，具有多个压缩级；
所述第一升温单元还包括中间冷却器(3)，其与所述第一加热器(4)并行连接，将所述第一升温之前的所述加热对象分支出一部分，以在所述多个压缩级之中的预定的两个压缩级之间，对所述主汽轮机乏汽进行中间冷却，并且，所述一部分的加热对象在进行所述中间冷却之后与由所述第一加热器升温至第一温度的所述加热对象汇合。


2.根据权利要求1所述的采用梯级利用和增压提质技术回收汽轮机乏汽的回收系统，其特征在于，
还具备第二升温单元，
所述第二升温单元包括：
拖动汽轮机(2)，其由来自所述主汽轮机的中压缸排气驱动，拖动所述蒸汽压缩机，并排出降压至第二压力的拖动汽轮机乏汽，以及
第二加热器(5)，其利用所述拖动汽轮机乏汽对所述加热对象进行第二升温使其达到第二温度；
所述第一压力低于所述第二压力，所述第一温度低于所述第二温度；
所述第二升温单元设置在所述加热对象的输送方向上的所述第一升温单元的下游侧，对从第一升温单元输出的所述加热对象进行第二升温使其达到所述第二温度。


3.根据权利要求1所述的采用梯级利用和增压提质技术回收汽轮机乏汽的回收系统，其特征在于，
还具备第二升温单元，
所述第二升温单元包括：
拖动汽轮机(2)，其由来自所述主汽轮机的中压缸排气驱动，拖动所述蒸汽压缩机，并排出降压至第二压力的拖动汽轮机乏汽，以及
第二加热器(5)，其利用所述拖动汽轮机乏汽对所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：祖士明，
申请(专利权)人：北京翰能电力科技有限公司，上海电气鼓风机厂有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11