一种热电联产系统及供热方法技术方案

本发明专利技术公开了热电联产技术领域中的一种热电联产系统及供热方法。本发明专利技术包括锅炉（1）、汽轮机高压缸（2）、汽轮机中压缸（3）、汽轮机低压缸（4）、发电机（5）、凝汽器（6）、冷水塔（7）、直连热网系统（8）、循环水泵（9）、尖峰锅炉（10）和热电厂回热系统（11）。本发明专利技术不仅回收了电站汽轮机排汽的热量，而且大大减小了目前不合理参数的抽汽供热带来的能量品位浪费，可实现热电联产系统的整体节能；本发明专利技术的供回水温度和采暖温度差很小，应用大规模分布式变频泵直连式热网系统；实现了节能减排效益的最大化，缓解了热电联产中热负荷与电负荷的相互制约。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于热电联产
，尤其涉及ー种热电联产系统及供热方法。
技术介绍
供热系统由热源、热网、热用户构成。热源处煤炭等化石能源的理论燃烧温度均在1000°C以上，就供暖而言，我国目前低品位供热的热电联产系统多采用抽汽供热模式，通行的热水供热热网系统供回水温度一般为95°c /70°C (低温热水供热系统)或130°C /70°C(高温热水供热系统)，而热用户所需温度只在20°C上下，热源、热网、热用户能量品位严重不匹配，就现有技术水平而言，目前热电联产系统在如下几处不可逆性较大的环节仍存在不足 ①我国的大型抽凝热电机组，供热抽汽温度多在20(T300°C的温度范围内，这与热网130°C的温度水平仍然很不匹配；②现行大型热网采用间接连接，其设计供回水温度在130°C /70°C的温度水平上，相对于采暖20°C温度水平仍不匹配，相对于锅炉房供热，热电联产系统热网与热用户之间的品位失衡现象依旧没有得到应有的改善；③为缓解热用户端热能品位的供需失衡，低品位热能理论和实施均已较为完善，如设计供回水温度50°C /40°C的地暖以及所需温度水平更低的风机盘管供热，已在三北地区广泛应用，并且国内外均有相关研究，但是热网规模都比较小，适应于大型热电机组(如30(MW、60(MW机组)的直连低温热网尚属空白，导致与大型热网相连的地暖房间温度过高，地暖供热所独具的脚暖头凉的保健优势难以体现，甚至造成“地暖舒适度不及暖气片”的假象；④热网方面近些年所提倡的分布式变频泵供热系统只是单纯从热网节能方面考虑，没有与热源參数的降低和热用户需求的管理结合起来实施，其节能效益也仅仅停留在热网单方面，没有顾及整个系统巨大节能潜力的挖掘；⑤目前电カ行业DSM管理机制研究和应用成果显著，但是仅仅停留在电カ行业，在供热行业，没有相关机制的研究和应用。为解决热能供需品位失衡问题，目前行业内较为普遍的做法是，采用小汽轮机组低真空运行配合小規模直连热网的方案，这对于小规模热负荷是值得提倡的，但对于大规模的热负荷区，存在热源不足的问题，且相比大型汽轮机，小汽轮机的发电效率较低，更重要的是，低真空供热的方案没有在用热终端的高效化方面投入力量，导致目前小机组低真空供热的实际节能效果大打折扣。
技术实现思路
针对上述
技术介绍
中提到供热温度和用热温度不匹配、热网与热用户之间的品位失衡等不足，本专利技术提出了ー种热电联产系统及供热方法。本专利技术的技术方案是，ー种热电联产系统，其特征是该系统包括锅炉I、汽轮机高压缸2、汽轮机中压缸3、汽轮机低压缸4、发电机5、凝汽器6、冷水塔7、直连式热网系统8、循环水泵9、尖峰锅炉10和热电厂回热系统11 ；所述锅炉I的出ロ分别与汽轮机高压缸2和汽轮机中压缸3连接；汽轮机高压缸2分别与汽轮机中压缸3和锅炉I的入口连接；汽轮机中压缸3和汽轮机低压缸4连接；汽轮机低压缸4分别与发电机5和凝汽器6连接；凝汽器6分别与冷水塔7、尖峰锅炉10和热电厂回热系统11连接；冷水塔7和直连式热网系统8连接；直连式热网系统8和循环水泵9连接；尖峰锅炉10和循环水泵9连接；热电厂回热系统11和锅炉I的入口连接。ー种热电联产系统的供热方法，其特征是该方法包括以下步骤步骤I :将锅炉I产生的高压蒸汽引入汽轮机，高压蒸汽推动汽轮机运行，汽轮机带动发电机5发电；步骤2 :将高压蒸汽推动汽轮机运行后的蒸汽引入凝汽器6，凝汽器6对热网水加热，并通过冷水塔7对加热后的热网水的温度进行控制；步骤3 :将加热后的热网水引入直连式热网系统8，供热用户使用。所述汽轮机为300MW及以上的满足高背压排汽要求的汽轮机。所述热用户采用的是地暖散热器或风机盘管散热器。本专利技术的特点主要有①它以蒸汽轮机动カ循环为基础或以蒸汽燃气联合循环为基础，并充分发挥或挖掘整个热电联产总能系统的每个环节中的节能环保效益潜力；②该热电联产系统拥有大量供暖温度水平的低品位热用户；③此低品位热量由特定的热网加热器提供，这个特定的热网加热器就是蒸汽轮机的凝汽器，这是“设于电厂的”热网加热器；④整个热电联产系统只用“直连式热网”，它的定义是在设于电厂的热网加热器与热用户之间不再设“中间的”热网加热器；⑤热用户群作为总体，无例外地一概采用高姻效换热器接受来自热网的热量，其冷热介质问的对数平均换热温差应达到当时当地技术经济环境下的先进水平；⑥热网回水回到电厂后要经过冷水塔调温，以适应热负荷与电负荷的不同需要，达到能量与质量的平衡；⑦与现代能源管理新概念“需求侧管理”(DSM)的机制相结合以平衡补偿总能系统中所涉及利益各方的权益。本专利技术中，设计供回水温度和采暖温度差很小，应用大規模分布式变频泵直连式热网系统；实现了节能减排效益的最大化，缓解了热电联产中热负荷与电负荷的相互制约；不仅回收了电站汽轮机排汽的热量，而且大大减小了目前不合理參数的抽汽供热带来的能量品位浪费，可实现热电联产系统的整体节能。附图说明图I为本专利技术的热电联产系统示意图；图2为现有的热电联产系统示意图；图3是本专利技术的主要组成部分；、图4是本专利技术冷水塔调温环节ー种设置的系统图5是本专利技术冷水塔调温环节另ー种设置的系统图；图中标记的意义为1一锅炉、2—汽轮机闻压缸、3—汽轮机中压缸、4—汽轮机低压缸、5—发电机、6—凝汽器、7—冷水塔、8—直连热网系统、9ー循环水泵、10-尖峰锅炉、11一热电厂回热系统、12—热网加热器、13—热カ站、14—第一水泵、15—第二水泵、16—凝结水泵。具体实施例方式下面结合附图，对优选实施例作详细说明。 应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本专利技术的范围及其应用。本专利技术的热电联产系统包括锅炉I、汽轮机高压缸2、汽轮机中压缸3、汽轮机低压缸4、发电机5、凝汽器6、冷水塔7、直连式热网系统8、热网主循环泵9、尖峰锅炉10和热电厂回热系统11，如图I所示；锅炉I的出ロ分别与汽轮机闻压缸2和汽轮机中压缸3连接；汽轮机闻压缸2分别与汽轮机中压缸3和锅炉I的入口连接；汽轮机中压缸3和汽轮机低压缸4连接；汽轮机低压缸4分别与发电机5和凝汽器6连接；凝汽器6分别与冷水塔7、尖峰锅炉10和热电厂回热系统11连接；冷水塔7和直连式热网系统8连接；直连式热网系统8和热网主循环泵9连接；尖峰锅炉10和热网主循环泵9连接；热电厂回热系统11和锅炉I的入口连接；现有的热电联产系统如图2所示，可以看到，在凝汽器6处，循环水带走的热量是直接排放到大气中的，这是对能量的极大浪费，热网加热器12是用汽轮机抽出的蒸汽来加热热网水，蒸汽温度在250 V水平，要把热网水加热至130°C，130°C的热网水到达热カ站13处，即热カ站13处再将130°C的热网水换成90°C的热水，然后再供至热用户，热用户用的是暖气片，设计供水温度是90°C水平，而不是地暖(设计供水50°C水平)，而室温要求只有20°C，这个换热环节在热用户散热器处，前面的250°C, 130°C,90V相对于室温20V来说，都很高，在各个换热环节由于换热温差都很大(250°C到130°C，130°C到90°C，90°C到20°C)，会产生很大的不可逆损失，这对能源节约极为不利。而本专利技术直接利用凝汽器6处换出的循环水的热量，把热网水加热到60°C水平，直接供出，不经过热カ站1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热电联产系统，其特征是该系统包括锅炉(I)、汽轮机高压缸(2)、汽轮机中压缸(3)、汽轮机低压缸(4)、发电机(5)、凝汽器(6)、冷水塔(7)、直连式热网系统(8)、循环水泵(9)、尖峰锅炉(10)和热电厂回热系统(11)； 所述锅炉(I)的出口分别与汽轮机高压缸(2)和汽轮机中压缸(3)连接；汽轮机高压缸(2 )分别与汽轮机中压缸(3 )和锅炉(I)的入口连接；汽轮机中压缸(3 )和汽轮机低压缸(4)连接；汽轮机低压缸(4)分别与发电机(5)和凝汽器(6)连接；凝汽器(6)分别与冷水塔(7)、尖峰锅炉(10)和热电厂回热系统(11)连接；冷水塔(7)和直连式热网系统(8)连接；直连式热网系统(8)和循环水泵(9)连接；尖峰锅炉(10)和循环水泵(...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋之平，杨勇平，李沛峰，戈志华，杨佳霖，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：