结合吸收式热泵的直接空冷机组冷端乏汽余热利用系统

摘要

本发明公开了一种结合吸收式热泵的直接空冷机组冷端乏汽余热利用系统，包括汽轮机中压缸，汽轮机中压缸通过管道分别连接有吸收式热泵和汽轮机低压缸，汽轮机低压缸下方设置有排汽装置，排汽装置底部连接有换热器，换热器与吸收式热泵通过管道形成循环回路，排汽装置侧壁连接有排汽管道，排汽管道的另一端连接有空冷岛、吸收式热泵及机力通风塔，空冷岛通过凝结水管连接排汽装置，吸收式热泵通过管道连接凝结水管，吸收式热泵还通过管道连接有热网加热器并形成循环回路，热网加热器还通过管道连接换热器，机力通风塔还通过管道连接凝结水管。本发明解决了现有技术中存在的乏汽余热都不能有效回收利用，乏汽余热损失造成能源综合利用率大幅降低的问题。

说明书

技术领域

本发明属于火力发电技术领域，涉及一种结合吸收式热泵的直接空冷机组冷端乏汽余热利用系统。

背景技术

火电在能源配比中所占的比重依旧是首位，而空冷机组在火电机组中的占比高达20％以上，节水优势使其广泛建设于我国西北部干旱缺水的地区，成为这些地区电能支柱。空冷机组主要分为两类，直接空冷和间接空冷。两类空冷机组最终都要将热量释放给空气，因此，空冷机组受环境条件影响剧烈。由于直接空冷机组所在地区全年气温变化幅度大，冬季极寒夏季高温，运行条件恶劣，造成机组运行参数波动范围大，易产生问题，运行维护难度大。

目前，采用直接空冷系统汽轮机组冷端性能劣化现象普遍存在，特别是在夏季，机组经常因为背压过高导致精处理超温运行而限制负荷提升，限负荷不仅导致电厂收益下降，还使其面临电网考核的风险。同时影响空冷机组性能主要因素是冷端冷源损失，现有的提高直接空冷冷端性能的方法主要有增加尖峰冷却系统，空冷岛扩容，利用辅机冷却余量增加尖峰凝汽器等方式，无论采用哪种形式乏汽余热都不能有效回收利用，乏汽余热损失造成能源综合利用率大幅降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种结合吸收式热泵的直接空冷机组冷端乏汽余热利用系统，解决了现有技术中存在的乏汽余热都不能有效回收利用，乏汽余热损失造成能源综合利用率大幅降低的问题。

本发明所采用的技术方案是，结合吸收式热泵的直接空冷机组冷端乏汽余热利用系统，包括汽轮机中压缸，汽轮机中压缸的排气口通过管道分别连接有吸收式热泵和汽轮机低压缸，汽轮机低压缸下方设置有排汽装置，排汽装置底部通过管道连接有换热器，换热器与吸收式热泵通过管道形成循环回路，排汽装置侧壁上方连接有排汽管道，排汽管道另一端分为三路分别连接有空冷岛、吸收式热泵及机力通风塔，空冷岛还通过凝结水管连接排汽装置，吸收式热泵还通过管道连接凝结水管，吸收式热泵还通过管道连接有热网加热器并形成循环回路，热网加热器还通过管道连接换热器，机力通风塔还通过管道连接凝结水管。

本发明的特征还在于，

汽轮机中压缸的排气通过管道进入吸收式热泵后经吸收式热泵流出通过管道连接除氧器。

换热器还通过管道连接有加热器。

排汽装置底部与换热器之间的管道上设置有凝结水泵。

换热器通过管道G1连接吸收式热泵，管道G1经过吸收式热泵分为两路管道G2和G3分别连接换热器和热网加热器，管道G1上设置有第二循环泵，管道G2和管道G3上分别设置有第一阀门和第二阀门。

吸收式热泵通过管道G4连接凝结水管，管道G4上设置有第三循环泵。

排汽装置侧壁上方连接排汽管道，排汽管道另一端分为三路管道分别为管道G5、管道G6、管道G7，管道G5、管道G6、管道G7另一端分别连接空冷岛、吸收式热泵及机力通风塔，管道G6、管道G7上分别设置有第四阀门和第三阀门。

机力通风塔通过管道G8连接凝结水管，管道G8上设置有第一循环泵。

热网加热器通过管道G9连接至管道G1位于第二循环泵靠近吸收式热泵一侧的位置处。

本发明的有益效果是：

本发明的空冷机组夏季工况可以降背压，提高机组夏季带负荷能力，同时乏汽余热进行回收利用加热凝结水，降低机组冷源损失，提高了凝结水系统的回热系统的热效率；空冷机组冬季工况采用吸收式热泵余热利用系统，冷源损失达到最低，不仅可以提高凝结水系统的回热系统的热效率，还可以提高空冷机组供热能力；因此此系统大大提高机组整体的经济性和安全性，减少电网考核压力，使综合收益最大化。

附图说明

图1是本发明结合吸收式热泵的直接空冷机组冷端乏汽余热利用系统的结构示意图。

图中，1.汽轮机中压缸，2.吸收式热泵，3.汽轮机低压缸，4.排汽装置，5.换热器，6.排汽管道，7.第一循环泵，8.空冷岛，9.凝结水管，10.热网加热器，11.机力通风塔，12.除氧器，13.加热器，14.凝结水泵，15.第二循环泵，16.第一阀门，17.第二阀门，18.第三循环泵，19.第四阀门，20.第三阀门。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明结合吸收式热泵的直接空冷机组冷端乏汽余热利用系统，其结构如图1所示，包括汽轮机中压缸1，汽轮机中压缸1的排气口通过管道分别连接有吸收式热泵2和汽轮机低压缸3，汽轮机低压缸3下方设置有排汽装置4，排汽装置4底部通过管道连接有换热器5，换热器5与吸收式热泵2通过管道形成循环回路，排汽装置4侧壁上方连接有排汽管道6，排汽管道6另一端分为三路分别连接有空冷岛8、吸收式热泵2及机力通风塔11，空冷岛8还通过凝结水管9连接排汽装置4，吸收式热泵2还通过管道连接凝结水管9，吸收式热泵2还通过管道连接有热网加热器10并形成循环回路，热网加热器10还通过管道连接换热器5，机力通风塔11还通过管道连接凝结水管9。

汽轮机中压缸1的排气通过管道进入吸收式热泵2后经吸收式热泵2流出通过管道连接除氧器12。

换热器5还通过管道连接有加热器13。

排汽装置4底部与换热器5之间的管道上设置有凝结水泵14。

换热器5通过管道G1连接吸收式热泵2，管道G1经过吸收式热泵2后分为两路管道G2和G3分别连接换热器5和热网加热器10，管道G1上设置有第二循环泵15，管道G2和管道G3上分别设置有第一阀门16和第二阀门17。

吸收式热泵2通过管道G4连接凝结水管9，管道G4上设置有第三循环泵18。

排汽装置4侧壁上方连接排汽管道6，排汽管道6另一端分为三路管道分别为管道G5、管道G6、管道G7，管道G5、管道G6、管道G7另一端分别连接空冷岛8、吸收式热泵2及机力通风塔11，管道G6、管道G7上分别设置有第四阀门19和第三阀门20。

机力通风塔11通过管道G8连接凝结水管9，管道G8上设置有第一循环泵7。

热网加热器10通过管道G9连接至管道G1位于第二循环泵15靠近吸收式热泵2一侧的位置处。

本发明的工作过程为：

空冷机组夏季工况，关闭第二阀门17，热网加热器10不投入使用。汽轮机中压缸1排汽一部分流向汽轮机低压缸3，另一部分作为中排抽汽流向吸收式热泵2，作为吸收式热泵2的驱动蒸汽，经过吸收式热泵2后变为蒸汽疏水流向除氧器12；汽轮机低压缸3排汽至上排汽装置4，排汽通过排汽管道6分为三部分，第一部分乏汽通过第四阀门19流向吸收热泵2，作为吸收式热泵2的低温热源，冷却后流向第三循环泵18后流向凝结水管9，此部分乏汽流量需要与凝结水流量进行热量匹配；第二部分乏汽经过第三阀门20流向机力通风塔11，冷却后变为凝结水，通过第一循环泵7流向凝结水管9；第三部分乏汽流向空冷岛8，冷却后流向凝结水管9；通过调节第二部分乏汽的流量可以实现冷端背压的调整。吸收式热泵2的循环水通过第一阀门16流向换热器5，加热凝结水，循环水流过换热器5后经过第二循环泵15流回吸收式热泵2。凝结水经过凝结水泵14流向换热器5，被加热后流向低加加热器13。

空冷机组冬季工况，关闭第三阀门20，机力通风塔11不投入使用。汽轮机中压缸1排汽一部分流向汽轮机低压缸3，另一部分作为中排抽汽流向吸收式热泵2，作为吸收式热泵2的驱动蒸汽，经过吸收式热泵2后变为蒸汽疏水流向除氧器12；汽轮机低压缸3排汽至上排汽装置4，排汽通过排汽管道6分为两部分，第一部分乏汽通过第四阀门19流向吸收热泵2，作为吸收式热泵2的低温热源，冷却后流向第三循环泵18后流向凝结水管9，此部分乏汽流量需要与凝结水流量和热网水流量进行热量匹配；第二部分乏汽流向空冷岛8，冷却后流向凝结水管9。吸收式热泵2的循环水分为两部分，一部分循环水通过第一阀门16流向换热器5，加热凝结水，循环水流过换热器后经过循泵2流回吸收式热泵；另一部分循环水通过阀门2流向热网加热器，加热热网水后流向第二循环泵15流回吸收式热泵2。热网水经过热网加热器加热后流向尖峰热网加热器。凝结水经过凝结水泵14流向换热器5，被加热后流向低加加热器。

本发明结合吸收式热泵的直接空冷机组冷端乏汽余热利用系统，空冷机组夏季工况可以降背压，提高机组夏季带负荷能力，同时乏汽余热进行回收利用加热凝结水，降低机组冷源损失，提高了凝结水系统的回热系统的热效率；空冷机组冬季工况采用吸收式热泵余热利用系统，冷源损失达到最低，不仅可以提高凝结水系统的回热系统的热效率，还可以提高空冷机组供热能力；因此此系统大大提高机组整体的经济性和安全性，减少电网考核压力，使综合收益最大化。