一種冷端余熱梯級利用供熱系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明屬于電廠節(jié)能領域，具體涉及一種冷端余熱利用系統(tǒng)
【背景技術(shù)】
[0002]煤炭是我國主要的一次能源(占一次能源消費的比重2014年為64.2%，2015年預計為63.3%)，主要集中在火電、冶金和建材行業(yè)?；痣姍C組是我國的主力發(fā)電機組，其裝機容量占電力總裝機容量的73%左右，發(fā)電量占總發(fā)電量的比例超過80%。因而降低火電機組的煤炭消耗，提高電廠效率，對我國的節(jié)能減排具有重要意義。
[0003]熱栗是一種利用高品位熱能作為驅(qū)動能源，回收低品位熱能用于供熱或升溫的設備，被廣泛應用于電廠、石油、化工和冶金等領域。在電廠的熱功轉(zhuǎn)換過程中不可避免地存在固有的冷源損失，現(xiàn)代發(fā)電廠循環(huán)熱效率為40%?57%。采用熱栗回收熱電廠的循環(huán)水/乏汽冷端低溫余熱，可以提高電廠的熱經(jīng)濟性，具有顯著的節(jié)能效果。
[0004]合適的低溫熱源是決定熱栗應用的關鍵因素之一。北方地區(qū)冬季供暖的特點是:不同供暖期的室外溫度變化較大且晝夜溫差較大，需要對一次熱網(wǎng)的供回水溫度進行頻繁調(diào)整，同時電廠自身的循環(huán)冷卻水溫也變化較大，使熱栗的實際回收余熱量、加熱出水溫度受到較大影響。特別是到了嚴寒期，熱網(wǎng)回水溫度處于極高值，循環(huán)冷卻水溫度處于極低值，均極大的影響了熱栗的制熱性能。熱栗在使用過程中需要對COP性能曲線進行試驗修正。
[0005]目前電廠僅依靠改變凝汽器循環(huán)冷卻水流量來間接調(diào)節(jié)循環(huán)冷卻水溫度，受制于機組效率和設備性能要求，該調(diào)節(jié)方式的作用很有限，且主要是為了調(diào)整機組出力，而不是為了保障熱栗輔機供熱性能。此外，在北方的部分地區(qū)，由于冬季循環(huán)冷卻水溫度過低，熱栗根本無法工作，很大程度上影響了其使用推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種合理利用電廠冷端(循環(huán)水/乏汽)余熱，提高能源利用效率，實現(xiàn)電廠節(jié)能降耗的冷端余熱利用系統(tǒng)。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種冷端余熱梯級利用供熱系統(tǒng)，包括汽輪機、凝汽器、熱栗單元、溫度調(diào)節(jié)單元，汽輪機排氣進入凝汽器，在凝汽器中與循環(huán)冷卻水進行熱交換;其特征在于，從汽輪機引出驅(qū)動蒸汽管路連接至熱栗單元，熱栗單元連接至循環(huán)冷卻水管路，與凝汽器組成閉式循環(huán)系統(tǒng)，從熱栗流出的循環(huán)冷卻水進入凝汽器進行一次加熱;熱栗單元還連接供熱熱網(wǎng)。
[0008]還提供一種冷端余熱梯級利用供熱方法，在供熱系統(tǒng)運行時，從汽輪機抽取一定壓力的驅(qū)動蒸汽進入熱栗，放熱后冷凝為凝結(jié)水;熱栗接入循環(huán)冷卻水和熱網(wǎng)水，實現(xiàn)對熱網(wǎng)供熱;其特征在于:
[0009]在初、末寒期室外循環(huán)冷卻水溫度初步下降時，凝汽器出口的循環(huán)冷卻水抽取一部分通過進入熱栗，其余直接進入冷卻塔進行換熱降溫;熱栗出口循環(huán)冷卻水進入凝汽器，與汽輪機排出的乏汽進行換熱;熱栗出口循環(huán)冷卻水經(jīng)一次加熱后，進入熱栗放熱；
[0010]在嚴寒期室外循環(huán)冷卻水溫度明顯下降時，從一次熱網(wǎng)回水中抽取一部分進入水-水換熱器進行放熱降溫，再回到母管與原一次熱網(wǎng)回水混合后，進入熱栗被加熱升溫；熱栗出口循環(huán)冷卻水進入凝汽器進行一次加熱后，一部分直接進入冷卻塔減溫，余下進入水-水換熱器被一次熱網(wǎng)回水加熱進行二次梯級加熱升溫，再進入熱栗。
[0011]本發(fā)明依據(jù)能源梯級利用的原理，能夠有效調(diào)節(jié)和避免熱網(wǎng)回水、循環(huán)冷卻水的溫度波動偏離設計值，保障熱栗平穩(wěn)安全運行，使熱栗機組回收電廠冷端余熱能力最大化。同時在一定程度上消除了低溫天氣對熱栗應用的限制，拓展了熱栗在北方部分寒冷地區(qū)電廠的應用。
【附圖說明】
[0012]圖1是供熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]其中I汽輪機，2冷卻塔，3凝汽器，4熱栗，5—次熱網(wǎng)回水，6—次熱網(wǎng)供水，7驅(qū)動蒸汽，8凝結(jié)水，9熱栗進口循環(huán)冷卻水，10熱栗出口循環(huán)冷卻水，11循環(huán)冷卻水循環(huán)水栗，12水-水換熱器，13循環(huán)冷卻水調(diào)節(jié)閥，14循環(huán)冷卻水調(diào)節(jié)閥，15熱網(wǎng)水調(diào)節(jié)閥
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖1對本發(fā)明作進一步描述，應當理解，此處所描述的內(nèi)容僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0015]本發(fā)明中的供熱系統(tǒng)包括汽輪機1、冷卻塔2、凝汽器3，汽輪機排氣進入凝汽器，在凝汽器中循環(huán)冷卻水進行熱交換，吸熱升溫后的循環(huán)冷卻水進入冷卻塔進行冷卻降溫，并循環(huán)流入凝汽器。供熱系統(tǒng)還進一步包括熱栗單元，熱栗單元可采用蒸汽驅(qū)動的吸收式熱栗，也可用于蒸汽驅(qū)動的壓縮式熱栗等。從汽輪機I引出驅(qū)動蒸汽管路連接至熱栗單元。熱栗單元具有循環(huán)冷卻水進口和循環(huán)冷卻水出口，分別通過管路連接至凝汽器下游側(cè)的循環(huán)冷卻水管和凝汽器上游側(cè)的循環(huán)冷卻水管，與凝汽器組成閉式循環(huán)系統(tǒng)，從熱栗流出的循環(huán)冷卻水進入凝汽器進行一次加熱。熱栗單元還具有一次熱網(wǎng)回水進口和一次熱網(wǎng)供水出口，分別連接熱網(wǎng)回水管和熱網(wǎng)供水管。
[0016]供熱系統(tǒng)還進一步包括第一溫度調(diào)節(jié)單元、第二溫度調(diào)節(jié)單元，第一溫度調(diào)節(jié)單元通過熱網(wǎng)回水進水支管和熱網(wǎng)回水出水支管以旁路方式連接至熱栗單元的一次熱網(wǎng)回水管，可對流入的一次熱網(wǎng)回水進行溫度調(diào)節(jié)；第二溫度調(diào)節(jié)單元通過循環(huán)冷卻水進水支管和循環(huán)冷卻水出水支管以旁路方式連接至熱栗單元的循環(huán)冷卻水進口管，可對流入的循環(huán)冷卻水進行溫度調(diào)節(jié)。
[0017]第一溫度調(diào)節(jié)單元、第二溫度調(diào)節(jié)單元可設置為一整體單元，進一步可采用水-水換熱器，用于流入的一次熱網(wǎng)回水和循環(huán)冷卻水之間進行熱量交換。
[0018]在循環(huán)冷卻水進水支管和循環(huán)冷卻水出水支管之間的循環(huán)冷卻水進口管上安裝有循環(huán)冷卻水調(diào)節(jié)閥；在熱網(wǎng)回水進水支管上安裝有熱網(wǎng)水調(diào)節(jié)閥，在循環(huán)冷卻水進水支管上安裝有循環(huán)冷卻水調(diào)節(jié)閥。通過三個調(diào)節(jié)閥的開度合理調(diào)整，可實現(xiàn)工況轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)
[0019]從熱栗流出的循環(huán)冷卻水通過水-水換熱器，利用熱網(wǎng)回水進行二次梯級加熱。調(diào)節(jié)進入熱栗的熱網(wǎng)水、循環(huán)冷卻水溫度
[0020]在供熱系統(tǒng)運行時，
[0021]從汽輪機I抽取一定壓力的驅(qū)動蒸汽7進入熱栗4，放熱后冷凝為凝結(jié)水8。
[0022]工作方式一，在初、末寒期室外循環(huán)冷卻水溫度初步下降時:
[0023]循環(huán)冷卻水調(diào)節(jié)閥13開啟，循環(huán)冷卻水調(diào)節(jié)閥