中能化工熱電聯(lián)產(chǎn)節(jié)能裝置及節(jié)能方法

中能化工熱電聯(lián)產(chǎn)節(jié)能裝置及節(jié)能方法

Summary；熱電聯(lián)產(chǎn)是將煤炭燃燒產(chǎn)生的較高品位熱能轉(zhuǎn)化為高品位電能，同時(shí)對(duì)于發(fā)電后剩余的低品位熱能加以利用的過程。在這個(gè)過程中，熱電廠供熱效率遠(yuǎn)高于采用其他方式的集中供熱。熱電聯(lián)產(chǎn)能將不同品位的熱能分級(jí)利用，即高品位的熱能用于發(fā)電，低品位的熱能用于集中供熱。是熱能和電能聯(lián)合生產(chǎn)的一種高效能源生產(chǎn)方式，其熱效率可達(dá)8090％。與其他供熱方式相比，熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱具有能耗低，經(jīng)濟(jì)性好等特點(diǎn)，在資源配置與環(huán)境保護(hù)上都具有明顯優(yōu)勢(shì)。因此，熱電聯(lián)產(chǎn)是解決城市集中供熱和提高電廠能源綜合利用率的有效途徑。Keys：熱電，熱電廠，發(fā)電。中能化工熱電聯(lián)產(chǎn)盡管熱循環(huán)效率較純凝式汽輪發(fā)電機(jī)組高出許多，但仍有一部分蒸汽(俗稱乏汽)雖然有較大熱量，但品位太低(排汽壓力P＝0.0030.013MPa，排汽溫度2055℃)無法再加以利用。這部分蒸汽只有在凝汽器的高真空條件下，凝結(jié)為凝結(jié)水，并與鍋爐補(bǔ)給水一起再加熱供給鍋爐。蒸汽(乏汽)在凝汽器凝結(jié)時(shí)放出的汽化潛熱，通過多根管子傳給冷卻水(循環(huán)水)帶走。這部分帶走熱量的冷卻水，在冷卻塔內(nèi)被對(duì)流的空氣冷卻后再由循環(huán)水泵送入凝汽器內(nèi)循環(huán)使用。作為冷卻介質(zhì)的空氣依靠冷卻塔塔身的高度形成的自然抽吸力，自下而上的流動(dòng)。由凝汽器吸熱后的循環(huán)水經(jīng)水泵送到冷卻塔上部通過配水槽噴淋下來，在下落過程中被自下而上的空氣流冷卻。在進(jìn)行熱交換時(shí)，一部分循環(huán)水被蒸發(fā)而排到大氣中，一部分循環(huán)水受到周圍環(huán)境的影響被風(fēng)吹而損失掉，還有一部分循環(huán)水因多次循環(huán)濃縮而排污損失掉。為了不減少凝汽器的冷卻效果，因此對(duì)循環(huán)冷卻水還需定期予以補(bǔ)充。其用水量可達(dá)全廠用水量的60％以上，從而造成水資源的極大浪費(fèi)。這部分循環(huán)水中的熱量被空氣帶走而排到大氣中，我們統(tǒng)稱“被一直廢棄的而可以利用的低位熱能”。熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電供熱等企業(yè)按現(xiàn)有工藝將這部分可利用的廢棄余熱白白地排放到周圍環(huán)境(大氣)中。通過測(cè)算，一臺(tái)60MW供熱160t/h熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，每小時(shí)將排出可利用廢棄熱量達(dá)4700萬大卡；一臺(tái)300MW供熱550t/h熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，每小時(shí)將排出可利用廢棄熱量達(dá)6000多萬大卡。中能化工為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種利用余熱供熱的熱電聯(lián)產(chǎn)節(jié)能裝置及方法，能夠減少冷源損失、提高綜合熱效率和電熱比例、降低機(jī)組發(fā)電煤耗。解決方案是：利用余熱供熱的熱電聯(lián)產(chǎn)節(jié)能裝置，包括蒸汽鍋爐、抽汽凝結(jié)式汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、凝汽器、除氧器和冷卻塔，所述抽汽凝結(jié)式汽輪機(jī)通過排汽缸與所述凝汽器連接，所述凝汽器與所述冷卻塔通過管路連接形成水路大循環(huán)；其特征在于，該裝置還包括余熱利用熱水加熱器，所述余熱利用熱水加熱器包括背壓汽輪機(jī)、壓縮式熱泵和換熱器，所述背壓汽輪機(jī)的蒸汽進(jìn)口通過管路與所述抽汽凝結(jié)式汽輪機(jī)的抽汽口連接，所述背壓汽輪機(jī)的排汽口通過管路與所述換熱器的蒸汽進(jìn)口連接；所述壓縮式熱泵由所述背壓汽輪機(jī)拖動(dòng)，所述壓縮式熱泵通過管路與熱水管網(wǎng)的回水端連接，所述凝汽器、所述壓縮式熱泵與所述冷卻塔通過管路連接形成水路小循環(huán)；所述換熱器的進(jìn)水端通過管路與所述壓縮式熱泵的出水端連接，所述換熱器的出水端通過管路與熱水管網(wǎng)的進(jìn)水端連接，所述換熱器的疏水端通過管路與所述除氧器連接。包括以下步驟：A、抽汽凝結(jié)式汽輪機(jī)通過排汽缸將乏汽廢熱排入凝汽器，凝汽器與冷卻塔形成水路大循環(huán)，所述乏汽里的汽化潛熱在凝汽器里由冷卻塔送來的冷卻水對(duì)其冷凝形成凝結(jié)水；B、所述凝汽器、所述冷卻塔與壓縮式熱泵形成水路小循環(huán)，通過管路將熱水管網(wǎng)的回水輸送到所述壓縮式熱泵中，作為壓縮式熱泵的進(jìn)水，所述壓縮式熱泵由背壓汽輪機(jī)拖動(dòng)，所述壓縮式熱泵利用所述凝汽器送來的循環(huán)水中的熱量對(duì)進(jìn)水加熱，并將加熱后的熱水通過管路送入換熱器中進(jìn)一步加熱到需要的溫度，所述換熱器將升溫后的高溫?zé)崴偷綗崴芫W(wǎng)的進(jìn)水端，所述壓縮式熱泵將失去熱量的循環(huán)水送到所述冷卻塔；C、所述背壓汽輪機(jī)由所述抽汽凝結(jié)式汽輪機(jī)抽出的蒸汽驅(qū)動(dòng)，所述背壓汽輪機(jī)排出的蒸汽進(jìn)入所述換熱器，作為換熱器中熱水進(jìn)一步升溫的熱源，蒸汽經(jīng)所述換熱器換熱后凝結(jié)成水輸送到除氧器。進(jìn)一步地，(1)若所述換熱器出水端的水溫小于設(shè)定溫度，則增加所述背壓汽輪機(jī)的進(jìn)汽流量(即加大所述抽汽凝結(jié)式汽輪機(jī)的抽汽量)，同時(shí)加大水路小循環(huán)中所述壓縮式熱泵的循環(huán)水進(jìn)口流量；(2)若所述換熱器出水端的水溫大于設(shè)定溫度，則減小所述背壓汽輪機(jī)的進(jìn)汽流量(即減小所述抽汽凝結(jié)式汽輪機(jī)的抽汽量)，同時(shí)減小水路小循環(huán)中所述壓縮式熱泵的循環(huán)水進(jìn)口流量?，F(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：(1)由余熱利用熱水加熱器代替現(xiàn)有技術(shù)中的表面式熱網(wǎng)加熱器，增加壓縮式熱泵與凝汽器、冷卻塔之間的水路小循環(huán)，余熱利用熱水加熱器利用凝汽器送來的循環(huán)水中的熱量對(duì)供熱管網(wǎng)(也即熱水管網(wǎng))的回水加熱，再將加熱后的回水送回供熱管網(wǎng)，進(jìn)而供熱管網(wǎng)向外供熱。不但有效利用了循環(huán)水中的熱量，而且減少了加熱蒸汽與供熱管網(wǎng)中回水的溫差造成的傳熱不可逆損失。(2)余熱利用熱水加熱器中的背壓汽輪機(jī)由抽汽凝結(jié)式汽輪機(jī)抽出的蒸汽驅(qū)動(dòng)，并拖動(dòng)壓縮式熱泵，有效利用了循環(huán)水中的熱量加熱進(jìn)水，從而減小了從抽汽凝結(jié)式汽輪機(jī)抽取的蒸汽，使得繼續(xù)在抽汽凝結(jié)式汽輪機(jī)內(nèi)做功的蒸汽量增加，進(jìn)而增加了發(fā)電量，提高機(jī)組效率。同等熱量消耗的情況下，由于發(fā)電量增加，使得機(jī)組的發(fā)電煤耗得到了降低；同樣供熱量的情況下，電熱比例得到提高。(3)增加了溫度控制器和流量控制器，若余熱利用熱水加熱器出水溫度小于設(shè)定溫度，則增加背壓汽輪機(jī)的進(jìn)汽流量，同時(shí)加大水路小循環(huán)中壓縮式熱泵的進(jìn)水口流量；若余熱利用熱水加熱器出水溫度大于設(shè)定溫度，則減小背壓汽輪機(jī)的進(jìn)汽流量，同時(shí)減小水路小循環(huán)中壓縮式熱泵的進(jìn)水流量。使得熱電聯(lián)產(chǎn)行業(yè)的自動(dòng)化水平更高。(4)通過監(jiān)控器，能夠顯示溫度值和流量值，使得裝置操作更加方便。(5)由于設(shè)置了換熱器，所以余熱利用熱水加熱器出水溫度調(diào)節(jié)范圍更寬，能適應(yīng)不同場(chǎng)合對(duì)出水溫度的的要求。附圖說明圖1是現(xiàn)有技術(shù)的熱電聯(lián)產(chǎn)示意圖。圖2利用余熱供熱的