【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于燃煤发电，具体涉及一种集成热泵的热电联产系统及其运行方法。
技术介绍
1、随着能源需求的增长和低碳转型，我国的能源生产结构正发生巨大的转变。风能、太阳能等可再生能源在发电侧所占的比例不断提高，传统的燃煤机组所占的比例逐渐降低。这对电力系统的安全产生了重大影响。一方面，风能、太阳能等可再生能源随机性和波动性较强，这就对电网的调节能力提出了新的挑战。另一方面，为了使可再生能源大规模并网，目前作为供能主力的燃煤机组需要更好的调峰能力。
2、由于能效高，热电联产作为一种低碳技术已在中国得到广泛应用。热电联产在能源安全和电力系统的恢复能力方面也发挥着重要作用。然而，由于热电耦合特性，热电联产系统在采暖季的电力负荷调节范围有限，阻碍了区域可再生能源的发展。此外，为确保运行安全，汽轮机不可避免地要使用一些冷却蒸汽。而冷却蒸汽由于温度较低，往往难以利用。
3、现有的集成热泵方案是提高热电联产机组调峰性能的一种方案。其主要原理在于，利用热泵回收空气、机组乏汽或烟气的余热，从而降低抽汽供热量，进而一定程度的提高热电联产机组的负荷调节能力。然而，单纯集成电动热泵或吸收式热泵的方案对机组调节能力的提升有限。如何进一步提高燃煤热电联产机组供热期负荷灵活性和降低排汽损失仍是其技术发展的重要方向。
技术实现思路
1、针对现有方法的不足，本专利技术提供了一种集成热泵的热电联产系统及其运行方法。在热电联产系统中集成热泵，使热电联产机组的效率升高，发电负荷调节能力和乏汽回收能力增
2、为实现上述目的。本专利技术采用如下技术方案：
3、一种集成热泵的热电联产系统，其特征在于，包括汽轮机系统和热网水加热系统；
4、所述汽轮机系统包括中压缸（1），所述来自高压缸的蒸汽与中压缸（1）入口连接，中压缸（1）出口与分流阀（20）的入口连接，分流阀（20）的出口分别与压力控制阀（2）和压力控制阀（3）的入口连接，压力控制阀（2）的出口与低压缸（4）的进口连接，低压缸（4）的蒸汽出口与凝汽器（5）蒸汽入口连接，凝汽器（5）的冷凝水入口与冷凝塔（7）的循环冷却水出口连接，凝汽器（5）的冷凝水出口与分流阀（8）的入口连接；中压缸（1）、低压缸（4）和发电机（6）同轴连接；
5、所述热网水加热系统包括电动热泵的冷凝器（9）、吸收式热泵的吸收器（10）、冷凝器（11）和尖峰加热器（12）；分流阀（8）的出口分别与冷凝塔（7）循环冷却水的入口和蒸发器（14）热源入口连接，蒸发器（14）的热源出口与冷凝塔（7）循环冷却水入口连接；蒸发器（14）的制冷剂出口与压缩机（15）的入口连接，压缩机（15）的出口与冷凝器（9）的入口连接，冷凝器（9）的出口与节流阀（16）的入口连接，节流阀（16）的出口与蒸发器（14）的制冷剂入口连接；蒸发器（13）的制冷剂出口与吸收器（10）的入口连接，吸收器（10）的稀溶液出口与溶液泵（17）、换热器（21）和发生器（18）依次连接，发生器（18）的浓溶液出口与换热器（21）和节流阀（19）依次连接，节流阀（19）的出口与吸收器（10）的浓溶液入口连接，发生器（18）的制冷剂出口依次与冷凝器（11）、节流阀（23）、蒸发器（13）连接；压力控制阀（3）的出口与分流阀（22）的入口连接，分流阀（22）的出口分别与发生器（18）和尖峰加热器（12）连接；热网回水出口首先与蒸发器（13）的热源入口连接，蒸发器（13）的热源出口与冷凝器（9）的热网水入口连接，冷凝器（9）的热网水出口与分流阀（24）的入口连接，分流阀（24）的出口分别与混合阀（25）入口和吸收器（10）的热网水入口连接，吸收器（10）的热网水出口与冷凝器（11）的热网水入口连接，冷凝器（11）的热网水出口与混合阀（25）入口连接，混合阀（25）的出口与尖峰加热器（12）的热网水入口连接，尖峰加热器（12）的热网水出口与热网连接。
6、所述的热网回水进入蒸发器（13）低温热源入口加热循环工质，随后从蒸发器（13）低温热源出口进入冷凝器（9）热网水入口完成第一次加热，随后从冷凝器（9）热网水出口全部进入吸收器（10）热网水入口完成第二次加热，然后从吸收器（10）热网水出口进入冷凝器（11）热网水入口完成第三次加热，最后从冷凝器（11）热网水出口进入尖峰加热器（12）完成第四次加热，达到所需温度要求后作为热网供水。
7、所述的每次加热的温升范围确定的情况下，蒸发器（13）的热网回水量、电动热泵中工质的质量流量、分流阀（8）和分流阀（22）的分流比，四者确定其一即可确定剩余参数。
8、所述集成热泵的热电联产系统的运行方法，其特征在于，所述的通过调节分流阀（24）的开度，来控制吸收式热泵的参与程度，从而扩大机组的运行范围；以循环工质的质量流量相同为前提，当冷凝器（9）热网水出口的热网水通过分流阀（24）全部流向混合阀（25）时，此时吸收式热泵不运行，系统的最大供热负荷最低，在最大供热工况下的发电量最高；当冷凝器（9）热网水出口的热网水通过分流阀（24）全部流向吸收器（10）时，此时吸收式热泵运行，系统的最大供热负荷最高，在最大供热工况下的发电量最低；当冷凝器（9）热网水出口的热网水通过分流阀（24）部分流向吸收器（10）时，此时系统的最大供热负荷和发电量处于二者之间。
9、所述的集成热泵的热电联产系统，其特征在于，所述的电动热泵的工质包括但不限于r134a，吸收式热泵中的溶液包括但不限于溴化锂溶液，只要满足环保要求和系统安全运行即可。
10、所述的集成热泵的热电联产系统，其特征在于，所述的蒸发器（13）热源出口的热网水，除通过电动热泵加热外，也可通过其他热泵进行加热，包括吸收式热泵、空气源热泵和地源热泵。
11、所述的集成热泵的热电联产系统，其特征在于，所述的尖峰加热器（12）的疏水可进入凝汽器（5），也可进入除氧器。
12、本专利技术的积极有益效果：
13、本专利技术公开了一种集成热泵的热电联产系统。通过在传统的热电联产系统中集成热泵系统，提升乏汽回收能力的同时，实现了比传统集成电动热泵或吸收式热泵系统更好的运行灵活性。本专利技术中，热网回水由于先进入蒸发器（吸收式热泵）中加热循环工质，使温度进一步降低，此时由于吸收式热泵低温热源为热网回水，相较于循环冷却水而言，低温热源温度提高，使得吸收式热泵温升范围增大；随后进入冷凝器（电动热泵）进行第一次加热，相较于只集成电动热泵的热电联产系统来说，蒸发器（电动热泵）的余热利用量将会升高；接着依次进入吸收器、冷凝器（吸收式热泵）和尖峰加热器进行加热，实现能源的梯级利用，减少换热损失。由于电动热泵的cop（coefficient of performance，制热性能系数）较高，且回收了更多的乏汽，使得机组的供热能力和系统总效率得到提升；由于驱动压缩机的电量增加，因此新系统较传统系统始终有着更大发电调节范围和发电负荷调节率。此外，在系统电动热泵冷凝器热网水出口处加装一个分流阀，在吸收式热泵冷凝器热本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种集成热泵的热电联产系统，其特征在于，包括汽轮机系统和热网水加热系统；
2.根据权利要求1所述的集成热泵的热电联产系统，其特征在于，热网回水进入蒸发器（13）低温热源入口加热循环工质，随后从蒸发器（13）低温热源出口进入冷凝器（9）热网水入口完成第一次加热，随后从冷凝器（9）热网水出口全部进入吸收器（10）热网水入口完成第二次加热，然后从吸收器（10）热网水出口进入冷凝器（11）热网水入口完成第三次加热，最后从冷凝器（11）热网水出口进入尖峰加热器（12）完成第四次加热，达到所需温度要求后作为热网供水。
3.根据权利要求1所述的集成热泵的热电联产系统，其特征在于，所述的每次加热的温升范围确定的情况下，蒸发器（13）的热网回水量、电动热泵中工质的质量流量、分流阀（8）和分流阀（22）的分流比，四者确定其一即可确定剩余参数。
4.一种集成热泵的热电联产系统的运行方法，其特征在于，所述的集成热泵的热电联产系统，通过调节分流阀（24）的开度，来控制吸收式热泵的参与程度，从而扩大机组的运行调节范围；当冷凝器（9）热网水出口的热网水通过分流阀（24）
5.根据权利要求1所述的集成热泵的热电联产系统，其特征在于，所述的电动热泵的工质包括但不限于R134a，吸收式热泵中的溶液包括但不限于溴化锂溶液，只要满足环保要求和系统安全运行即可。
6.根据权利要求1所述的集成热泵的热电联产系统，其特征在于，所述的蒸发器（13）热源出口的热网水，除通过电动热泵加热外，也可通过其他热泵进行加热，包括吸收式热泵、空气源热泵和地源热泵。
7.根据权利要求1所述的集成热泵的热电联产系统，其特征在于，所述的尖峰加热器（12）的疏水可进入凝汽器（5），也可进入除氧器。
...【技术特征摘要】
1.一种集成热泵的热电联产系统，其特征在于，包括汽轮机系统和热网水加热系统；
2.根据权利要求1所述的集成热泵的热电联产系统，其特征在于，热网回水进入蒸发器（13）低温热源入口加热循环工质，随后从蒸发器（13）低温热源出口进入冷凝器（9）热网水入口完成第一次加热，随后从冷凝器（9）热网水出口全部进入吸收器（10）热网水入口完成第二次加热，然后从吸收器（10）热网水出口进入冷凝器（11）热网水入口完成第三次加热，最后从冷凝器（11）热网水出口进入尖峰加热器（12）完成第四次加热，达到所需温度要求后作为热网供水。
3.根据权利要求1所述的集成热泵的热电联产系统，其特征在于，所述的每次加热的温升范围确定的情况下，蒸发器（13）的热网回水量、电动热泵中工质的质量流量、分流阀（8）和分流阀（22）的分流比，四者确定其一即可确定剩余参数。
4.一种集成热泵的热电联产系统的运行方法，其特征在于，所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵世飞，段凡，王春兰，田泽，张振，刘军，赵冰超，王为术，
申请(专利权)人：华北水利水电大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。