一种全工况运行的蒸汽能量梯级回热利用系统技术方案

一种全工况运行的蒸汽能量梯级回热利用系统，主要应用于供热机组，该系统包含背压汽轮机、吸收式热泵以及暖风器；主汽轮机通过中低压连通管抽汽供热，背压汽轮机进汽口与主汽轮机供热抽汽管道相连，利用供热蒸汽推动汽轮机透平旋转，进而带动发电机发电，回收蒸汽高品位能量，所发电量并入厂用电系统；背压汽轮机排汽驱动吸收式热泵，回收低品位余热。采暖季，吸收式热泵加热热网水，对外供热；非采暖季，通过三通阀的切换，吸收式热泵用于加热进入锅炉的空气，实现热量回收；采用本实用新型专利技术系统，实现背压汽轮机的全工况运行以及蒸汽的梯级利用，降低煤耗和厂用电率，提升机组经济性。

【技术实现步骤摘要】
一种全工况运行的蒸汽能量梯级回热利用系统
本技术涉及背压机及供热
，具体而言，本技术特别涉及一种全工况运行的蒸汽能量梯级回热利用系统。
技术介绍
我国能源利用效率偏低，严重制约了我国的经济发展和社会进步。面对国家节能减排的重大战略需求，开发能源高效利用和低排放的新技术势在必行。在热电联供机组中，为了提高能源利用率，实现能量的梯级利用，一般采用主汽轮机抽汽供热。但是，随着主汽轮机运行的参数越来越高，主汽轮机供热抽汽的温度往往高于供热系统的需求，直接对热网供水进行加热将造成能量的极大浪费。目前，已有研究者提出采用背压汽轮机回收供热抽汽的高品质能量，背压汽轮机排汽驱动吸收式热泵回收电厂余热，加热热网水，实现能量梯级利用。然而，该系统的问题在于，投资的整套系统，包括背压汽轮机和吸收式热泵，仅采暖季能使用，全年运行小时数偏低，极大的影响了系统的经济效益，没有充分发挥其本身所具有的潜能。
技术实现思路
为了解决上述问题，提高供热系统的运行小时数，实现蒸汽的梯级利用，降低机组煤耗和厂用电率，提升机组经济性，本技术提供了一种全工况运行的蒸汽能量梯级回热利用系统。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种全工况运行的蒸汽能量梯级回热利用系统，包括背压汽轮机1，其进汽口与主汽轮机中低压连通管的供热抽汽管道连接；吸收式热泵3，其驱动蒸汽入口与背压汽轮机1的排汽口连接，吸收式热泵3的热源入口连接低品位热源4，回收低品位热源4中的热能，吸收式热泵3的疏水口连接热力系统；第一循环水三通阀7，有两路入口，一路出口，第一循环水三通阀7的两路入口分别与暖风器10的循环水出口和热网回水口连接，第一循环水三通阀7的出口与吸收式热泵3加热侧的入口连接；第二循环水三通阀8，有一路入口，两路出口，第二循环水三通阀8的入口与吸收式热泵3加热侧的出口连接，第二循环水三通阀8的两个出口分别与暖风器10的循环水入口和热网供水口连接；暖风器10与锅炉空预器串联布置，入口和出口分别与炉膛送风管道的上下游连接，冷风加热后，进入锅炉空预器进一步加热；背压汽轮机1的排汽驱动吸收式热泵3，回收低品位热源4中的热量，采暖季时，吸收式热泵3用于加热热网回水，非采暖季时，通过第一循环水三通阀7和第二循环水三通阀8的调整和切换，吸收式热泵3用于加热暖风器10的循环水，循环水则进一步加热进入锅炉的冷空气，从而实现背压汽轮机的全年运行以及蒸汽的梯级回热利用，降低煤耗和厂用电率，提升机组经济性。所述背压汽轮机1，通过联轴器带动能量转换装置2运行，对外输出能量。所述能量转换装置2为同步发电机、异步发电机、泵、风机或压缩机。为了满足吸收式热泵3的驱动蒸汽参数需求，在背压汽轮机1和吸收式热泵3之间安装减温减压器5，便于对蒸汽参数进行调节。所述第一循环水三通阀7的两路入口分别设置有热网循环水泵6和暖风器循环水泵9。所述低品位热源4为汽轮机乏汽、循环冷却水或者锅炉烟气。与现有技术相比，本技术的有益效果是：有效提高了背压汽轮机的运行小时数，实现背压汽轮机的全工况运行以及蒸汽的梯级回热利用，降低煤耗和厂用电率，提升机组经济性。附图说明图1是本技术结构示意图。图中，1为背压汽轮机，2为能量转换装置，3吸收式热泵，4为低品位热源，5为减温减压器，6为热网循环水泵，7为第一循环水三通阀，8为第二循环水三通阀，9为暖风器循环水泵，10为暖风器。具体实施方式下面结合附图和实施例详细说明本技术的实施方式。如图1所示，本实施例一种全工况运行的蒸汽能量梯级回热利用系统。火电机组中低压连通管的抽汽，进入背压汽轮机1，回收高品位的能量，通过联轴器带动发电机发电，所发电能直接并入电厂用电系统。背压汽轮机1的排汽，经减温减压器5调节后至满足吸收式热泵3的驱动蒸汽参数需求，进入吸收式热泵3，驱动吸收式热泵3回收低品位热源4的热量，对外供热。采暖季时，吸收式热泵3对外所供热量，用于加热热网回水，非采暖季时，通过第一循环水三通阀7和第二循环水三通阀8的调整和切换，吸收式热泵3所供热量用于加热暖风器10的循环水，循环水则进一步在暖风器10中加热进入锅炉的冷空气，将热量传递给空气后，又循环至吸收式热泵3中重新吸热。暖风器10与锅炉空预器串联布置，冷空气经过暖风器10加热后，进一步进入空预器升温，然后送入炉膛。该系统实现了背压汽轮机的全年运行以及蒸汽的梯级回热利用，通过回收高品位和低品位的能量，降低了煤耗和厂用电率，提升机组经济性。本技术的工作原理如下：供热蒸汽参数较高，经背压汽轮机回收高品位能量后，进一步驱动吸收式热泵，回收低品位热量，对外供热。通过背压汽轮机回收的高品位能量用于驱动厂内设备，降低厂用电。采暖季，吸收式热泵所供热量用于加热热网水，满足居民采暖需求。非采暖季，没有供热需求，但为了进一步挖掘系统潜力，提升机组经济性，通过循环水三通阀的调整和切换，使得吸收式泵所供热量用于加热暖风器的循环水。冷空气经暖风器加热后，接着进入锅炉空气预热器进步加热升温，送入炉膛。该系统实现了背压汽轮机的全年运行以及蒸汽的梯级回热利用，通过回收高品位和低品位的能量，降低了煤耗和厂用电率，提升机组经济性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全工况运行的蒸汽能量梯级回热利用系统，其特征在于：包括背压汽轮机(1)，其进汽口与主汽轮机中低压连通管的供热抽汽管道连接；吸收式热泵(3)，其驱动蒸汽入口与背压汽轮机(1)的排汽口连接，吸收式热泵(3)的热源入口连接低品位热源(4)，回收低品位热源(4)中的热能，吸收式热泵(3)的疏水口连接热力系统；第一循环水三通阀(7)，有两路入口，一路出口，第一循环水三通阀(7)的两路入口分别与暖风器(10)的循环水出口和热网回水口连接，第一循环水三通阀(7)的出口与吸收式热泵(3)加热侧的入口连接；第二循环水三通阀(8)，有一路入口，两路出口，第二循环水三通阀(8)的入口与吸收式热泵(3)加热侧的出口连接，第二循环水三通阀(8)的两个出口分别与暖风器(10)的循环水入口和热网供水口连接；暖风器(10)与锅炉空预器串联布置，入口和出口分别与炉膛送风管道的上下游连接，冷风加热后，进入锅炉空预器进一步加热。

【技术特征摘要】
1.一种全工况运行的蒸汽能量梯级回热利用系统，其特征在于：包括背压汽轮机(1)，其进汽口与主汽轮机中低压连通管的供热抽汽管道连接；吸收式热泵(3)，其驱动蒸汽入口与背压汽轮机(1)的排汽口连接，吸收式热泵(3)的热源入口连接低品位热源(4)，回收低品位热源(4)中的热能，吸收式热泵(3)的疏水口连接热力系统；第一循环水三通阀(7)，有两路入口，一路出口，第一循环水三通阀(7)的两路入口分别与暖风器(10)的循环水出口和热网回水口连接，第一循环水三通阀(7)的出口与吸收式热泵(3)加热侧的入口连接；第二循环水三通阀(8)，有一路入口，两路出口，第二循环水三通阀(8)的入口与吸收式热泵(3)加热侧的出口连接，第二循环水三通阀(8)的两个出口分别与暖风器(10)的循环水入口和热网供水口连接；暖风器(10)与锅炉空预器串联布置，入口和出口分别与炉膛送风管道的上下游连接，冷风加热后，进入锅炉空预器进一步...

【专利技术属性】
技术研发人员：李启明，陈锋，张学海，钟迪，周贤，黄中，王保民，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11