利用余热供热的热电联产节能装置，包括蒸汽锅炉、抽汽凝结式汽轮机、发电机、凝汽器、除氧器和冷却塔，抽汽凝结式汽轮机通过排汽缸与凝汽器连接，凝汽器与冷却塔连接形成水路大循环；该装置还包括余热利用热水加热器，其包括背压汽轮机、压缩式热泵和换热器，背压汽轮机的蒸汽进口与抽汽凝结式汽轮机的抽汽口连接，排汽口与换热器的蒸汽进口连接；压缩式热泵由背压汽轮机拖动，压缩式热泵与热水管网的回水端连接，凝汽器、压缩式热泵与冷却塔连接形成水路小循环；换热器的进水端与压缩式热泵的出水端连接，出水端与热水管网的进水端连接，疏水端与除氧器连接。本实用新型专利技术能够减少冷源损失、提高综合热效率和电热比例、降低机组发电煤耗。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术属于能源
，涉及一种利用热电联产余热供热、降低机组发电 煤耗的装置。
技术介绍
根据《世界能源导报》报道，我国能源形势严峻。中国人口占世界人口的20 %，人 均能源的资源占有量不到世界平均水平的一半。中国是一个能源结构以煤为主的国家，自 上世纪50年代开始发展以热电联产为主、锅炉房为辅的集中供热方式供应城市工业、民用 采暖。到本世纪集中供热已成为城市一项重要基础设施，在提高能源利用率、改善城市大气 环境质量、促进生产、方便群众等方面起到了重要作用。热电联产是将煤炭燃烧产生的较高品位热能转化为高品位电能，同时对于发电后 剩余的低品位热能加以利用的过程。在这个过程中，热电厂供热效率远高于采用其他方式 的集中供热。热电联产能将不同品位的热能分级利用，即高品位的热能用于发电，低品位 的热能用于集中供热。是热能和电能联合生产的一种高效能源生产方式，其热效率可达 80-90%。与其他供热方式相比，热电联产集中供热具有能耗低，经济性好等特点，在资源配 置与环境保护上都具有明显优势。因此，热电联产是解决城市集中供热和提高电厂能源综 合利用率的有效途径。随着经济的持续快速增长和居民生活水平的日益提高，我国未来的工业和居民采 暖热力需求仍将保持快速增长趋势。到2010年，热电联产装机容量将在2005年的基础上 翻番，以满足不断增长的工业和居民采暖热力需求。热电联产集中供热的发展有助于实现 我国“十一五”的节能减排目标，做出积极的贡献。从中长期看，我国未来的热电联产仍然 存在着巨大的发展潜力。热电联产尽管热循环效率较纯凝式汽轮发电机组高出许多，但仍有一部分蒸汽 (俗称乏汽)虽然有较大热量，但品位太低(排汽压力P = O. 003-0. 013MPa,排汽温度 20-55°C)无法再加以利用。这部分蒸汽只有在凝汽器的高真空条件下，凝结为凝结水，并 与锅炉补给水一起再加热供给锅炉。蒸汽(乏汽)在凝汽器凝结时放出的汽化潜热，通过多根管子传给冷却水(循环 水)带走。这部分带走热量的冷却水，在冷却塔内被对流的空气冷却后再由循环水泵送入 凝汽器内循环使用。作为冷却介质的空气依靠冷却塔塔身的高度形成的自然抽吸力，自下而上的流 动。由凝汽器吸热后的循环水经水泵送到冷却塔上部通过配水槽喷淋下来，在下落过程中 被自下而上的空气流冷却。在进行热交换时，一部分循环水被蒸发而排到大气中，一部分循 环水受到周围环境的影响被风吹而损失掉，还有一部分循环水因多次循环浓缩而排污损失 掉。为了不减少凝汽器的冷却效果，因此对循环冷却水还需定期予以补充。其用水量可达 全厂用水量的60%以上，从而造成水资源的极大浪费。这部分循环水中的热量被空气带走而排到大气中，我们统称“被一直废弃的而可以利用的低位热能”。热电联产发电供热等企业按现有工艺将这部分可利用的废弃余热白白地排放到 周围环境(大气)中。通过测算，一台6(MW供热160t/h热电联产机组，每小时将排出可利 用废弃热量达4700万大卡；一台300MW供热550t/h热电联产机组，每小时将排出可利用废 弃热量达6000多万大卡。如何根据供热(特别是城市热网)需要，回收这些废弃的热能满足供热的需要，达 到节能之功效是本技术的目的。
技术实现思路
本技术的技术解决问题是克服现有技术的不足，提供一种利用余热供热的 热电联产节能装置，本技术能够减少冷源损失、提高综合热效率和电热比例、降低机组 发电煤耗。本技术的技术解决方案是本技术提供的利用余热供热的热电联产节能装置，包括蒸汽锅炉、抽汽凝结 式汽轮机、发电机、凝汽器、除氧器和冷却塔，所述抽汽凝结式汽轮机通过排汽缸与所述凝 汽器连接，所述凝汽器与所述冷却塔通过管路连接形成水路大循环；其特征在于，该装置还 包括余热利用热水加热器，所述余热利用热水加热器包括背压汽轮机、压缩式热泵和换热 器，所述背压汽轮机的蒸汽进口通过管路与所述抽汽凝结式汽轮机的抽汽口连接，所述背 压汽轮机的排汽口通过管路与所述换热器的蒸汽进口连接；所述压缩式热泵由所述背压汽 轮机拖动，所述压缩式热泵通过管路与热水管网的回水端连接，所述凝汽器、所述压缩式热 泵与所述冷却塔通过管路连接形成水路小循环；所述换热器的进水端通过管路与所述压缩 式热泵的出水端连接，所述换热器的出水端通过管路与热水管网的进水端连接，所述换热 器的疏水端通过管路与所述除氧器连接。本技术与现有技术相比具有如下优点(1)本技术由余热利用热水加热器代替现有技术中的表面式热网加热器，增 加压缩式热泵与凝汽器、冷却塔之间的水路小循环，余热利用热水加热器利用凝汽器送来 的循环水中的热量对供热管网(也即热水管网)的回水加热，再将加热后的回水送回供热 管网，进而供热管网向外供热。不但有效利用了循环水中的热量，而且减少了加热蒸汽与供 热管网中回水的温差造成的传热不可逆损失。(2)本技术余热利用热水加热器中的背压汽轮机由抽汽凝结式汽轮机抽出的 蒸汽驱动，并拖动压缩式热泵，有效利用了循环水中的热量加热进水，从而减小了从抽汽凝 结式汽轮机抽取的蒸汽，使得继续在抽汽凝结式汽轮机内做功的蒸汽量增加，进而增加了 发电量，提高机组效率。同等热量消耗的情况下，由于发电量增加，使得机组的发电煤耗得 到了降低；同样供热量的情况下，电热比例得到提高。(3)本技术增加了温度控制器和流量控制器，若余热利用热水加热器出水温 度小于设定温度，则增加背压汽轮机的进汽流量，同时加大水路小循环中压缩式热泵的进 水口流量；若余热利用热水加热器出水温度大于设定温度，则减小背压汽轮机的进汽流量， 同时减小水路小循环中压缩式热泵的进水流量。使得热电联产行业的自动化水平更高。(4)本技术通过监控器，能够显示温度值和流量值，使得装置操作更加方便。(5)本技术由于设置了换热器，所以余热利用热水加热器出水温度调节范围 更宽，能适应不同场合对出水温度的的要求。附图说明图1是现有技术的热电联产示意图。图2是根据本技术的利用余热供热的热电联产节能装置示意图。图中，1-余热利用热水加热器，2-背压汽轮机，3-压缩式热泵，4-换热器，5-抽 汽凝结式汽轮机，6-凝汽器，7-除氧器，8-冷却塔，9-循环水池，10-表面式热网加热器， 11-一次热网，12-二次热网，13-二次热网加热器。具体实施方式以下将结合附图对本技术的具体实施方式进行说明。如图1所示，现有技术的典型特点是一次热网加热器是表面式热网加热器10，其 利用抽汽凝结式汽轮机5抽出的蒸汽对供热管网(也叫热水管网)送来的回水加热。供热管网有两级一次热网11和二次热网12。与表面式热网加热器10通过管路 连接的是一次热网11，二次热网12用于对外部供热。如图2所示，根据本技术的利用余热供热的热电联产节能装置，包括蒸汽锅 炉、抽汽凝结式汽轮机5、发电机、凝汽器6、除氧器7和冷却塔8，所述抽汽凝结式汽轮机5 通过排汽缸与所述凝汽器6连接，所述凝汽器6与所述冷却塔8通过管路连接形成水路大 循环；该装置还包括余热利用热水加热器1，所述余热利用热水加热器1包括背压汽轮机2、 压缩式热泵3和换热器4，所述背压汽轮机2的蒸汽进口通过管路与所述抽汽凝结式汽轮 机5的抽汽口连接，所述背压汽轮机本文档来自技高网...
【技术保护点】
利用余热供热的热电联产节能装置，包括蒸汽锅炉、抽汽凝结式汽轮机、发电机、凝汽器、除氧器和冷却塔，所述抽汽凝结式汽轮机通过排汽缸与所述凝汽器连接，所述凝汽器与所述冷却塔通过管路连接形成水路大循环；其特征在于，该装置还包括余热利用热水加热器，所述余热利用热水加热器包括背压汽轮机、压缩式热泵和换热器，所述背压汽轮机的蒸汽进口通过管路与所述抽汽凝结式汽轮机的抽汽口连接，所述背压汽轮机的排汽口通过管路与所述换热器的蒸汽进口连接；所述压缩式热泵由所述背压汽轮机拖动，所述压缩式热泵通过管路与热水管网的回水端连接，所述凝汽器、所述压缩式热泵与所述冷却塔通过管路连接形成水路小循环；所述换热器的进水端通过管路与所述压缩式热泵的出水端连接，所述换热器的出水端通过管路与热水管网的进水端连接，所述换热器的疏水端通过管路与所述除氧器连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘锋，向文国，高迎旭，田海江，夏彦龙，
申请(专利权)人：北京联合优发能源技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11
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