一种再热蒸汽联合中排蒸汽加热给水供热系统及方法与流程

本发明属于能源技术领域，尤其涉及一种用于新型节能的蒸汽联合给水供热系统及方法。

背景技术：

为了提高机组经济性、响应国家节能减排的号召，目前,国内大部分火电机组都进行了技术改造，对外进行抽汽供热。

火电机组进行抽汽供热改造，经济性的提高幅度与抽汽参数、抽汽量、抽汽位置等多个因素有关。在相同供热需求的前提下，选择适合机组的具有最大经济性的抽汽方案是研究热力系统的重点。

目前,常规的供热方式为选定若干抽汽源，根据参数要求采用直接喷水节流方式进行减温减压，对外进行供热。这种供热方式存在如下缺陷：机组排汽量大，冷端损失大，机组效率低，能级梯度利用不合理；喷水换热的供热参数不稳定，波动大。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种结构合理，系统可靠，负荷适应性好，供热参数波动小，主机安全性高的抽汽供热系统。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种再热蒸汽联合中排蒸汽加热给水供热系统，其特征在于：包括纯凝汽轮火力发电机组和组合式供热系统；

所述纯凝汽轮火力发电机组包括锅炉，锅炉蒸汽出口连接汽轮机高压缸进口，汽轮机高压缸出口连接锅炉再热蒸汽进口，锅炉再热蒸汽出口连接汽轮机中压缸进口，汽轮机中压缸出口连接汽轮机低压缸进口，汽轮机低压缸出口连接凝汽器进口，凝汽器出口连接低压加热器一侧进口，低压加热器该侧出口连接除氧器进口，除氧器出口连接高压加热器一侧进口，高压加热器该侧出口连接锅炉蒸汽进口；

所述组合式供热系统包括一级表面式给水加热器，一级表面式给水加热器低温侧进口连接所述除氧器出口，一级表面式给水加热器低温侧出口连接蒸汽发生器进口，一级表面式给水加热器高温侧进口连接所述汽轮机中压缸出口，一级表面式给水加热器高温侧出口连接除氧器进口；蒸汽发生器出口连接二级表面式饱和蒸汽加热器低温侧进口，二级表面式饱和蒸汽加热器高温侧进口连接所述汽轮机高压缸出口和/或所述汽轮机中压缸进口，二级表面式饱和蒸汽加热器高温侧出口连接蒸汽发生器进口，二级表面式饱和蒸汽加热器低温侧出口连接对外供热管路。

优选地，所述除氧器出口连接给水前置泵进口，给水前置泵出口连接汽动给水泵进口，汽动给水泵出口连接所述高压加热器一侧进口。

更优选地，所述一级表面式给水加热器低温侧进口连接所述给水前置泵出口。

优选地，所述一级表面式给水加热器利用所述汽轮机中压缸出口的中排蒸汽，对所述除氧器出口的部分给水进行一次加热；所述中排蒸汽降温后引至所述除氧器。

更优选地，所述蒸汽发生器利用经所述二级表面式蒸汽加热器换热后的再热蒸汽，对所述一级表面式给水加热器出口的给水进行混合式二次加热，将其蒸发为饱和蒸汽。

进一步地，所述二级表面式蒸汽加热器利用所述汽轮机高压缸出口和/或所述中压缸入口的再热蒸汽，对所述蒸汽发生器出口的饱和蒸汽进行三次加热；经过所述二级表面式蒸汽加热器加热后的过热蒸汽对外供热。

本发明还提供了一种再热蒸汽联合中排蒸汽加热给水供热方法，其特征在于：采用上述的再热蒸汽联合中排蒸汽加热给水供热系统，包括如下步骤：

步骤1：低压给水被中排蒸汽一次表面式加热；

所述低压给水由除氧器出口引出，低压给水首先经过一级表面式给水加热器进行一次表面式加热，加热热源为汽轮机中压缸出口的中排蒸汽；

步骤2：低压给水被再热蒸汽二次混合加热；

经过步骤1加热后的低压给水进入蒸汽发生器，蒸汽发生器的加热热源为经过二级表面式饱和蒸汽加热器换热后的再热蒸汽；在蒸汽发生器中，经过步骤1加热后的低压给水被所述再热蒸汽混合加热，并蒸发为饱和蒸汽；

步骤3：饱和蒸汽被再热蒸汽三次表面式加热；

步骤2产生的饱和蒸汽进入二级表面式饱和蒸汽加热器，被加热至过热蒸汽对外供热；二级表面式饱和蒸汽加热器的加热热源为汽轮机高压缸出口和/或汽轮机中压缸入口的再热蒸汽。

与传统的抽汽直接减温减压供热系统相比，本发明提供的再热蒸汽联合中排蒸汽加热给水供热系统具有如下有益效果：

1、利用了中排蒸汽的过热度，机组排汽量更小，冷端损失更小，机组效率更高，能级梯度利用更为合理；

2、利用蒸发器代替直接喷水换热，供热参数更稳定，波动小。

3、结构合理，系统可靠，负荷适应性好，主机安全性高。

附图说明

图1为本实施例提供的再热蒸汽联合中排蒸汽加热给水供热系统示意图；

附图标记说明：

1—锅炉，2—汽轮机高压缸，3—汽轮机中压缸，4—汽轮机低压缸，5—高压加热器，6—除氧器，7—低压加热器，8—凝汽器，9—给水前置泵，10—汽动给水泵，11—一级表面式给水加热器，12—蒸汽发生器，13—二级表面式饱和蒸汽加热器。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

图1为本实施例提供的再热蒸汽联合中排蒸汽加热给水供热系统示意图，所述的再热蒸汽联合中排蒸汽加热给水供热系统包括锅炉1、汽轮机高压缸2、汽轮机中压缸3、汽轮机低压缸4、高压加热器5、除氧器6、低压加热器7、凝汽器8、给水前置泵9、汽动给水泵10、一级表面式给水加热器11、蒸汽发生器12、二级表面式饱和蒸汽加热器13等。

其中，锅炉1、汽轮机高压缸2、汽轮机中压缸3、汽轮机低压缸4、高压加热器5、除氧器6、低压加热器7、凝汽器8、给水前置泵9、汽动给水泵10共同构成常规的纯凝汽轮火力发电机组。

一级表面式给水加热器11、蒸汽发生器12、二级表面式饱和蒸汽加热器13共同构成组合式供热系统。组合式供热系统利用纯凝汽轮火力发电机组的中排蒸汽、再热蒸汽将低压给水加热至过热蒸汽，对外供热。

具体结构如下：

纯凝汽轮火力发电机组包括锅炉1，锅炉1蒸汽出口连接汽轮机高压缸2进口，汽轮机高压缸2出口连接锅炉1再热蒸汽进口，锅炉1再热蒸汽出口连接汽轮机中压缸3进口，汽轮机中压缸3出口连接汽轮机低压缸4进口，汽轮机低压缸4出口连接凝汽器8进口，凝汽器8出口连接低压加热器7一侧进口，低压加热器7该侧出口连接除氧器6进口，除氧器6出口连接给水前置泵9进口，给水前置泵9出口连接汽动给水泵10进口，汽动给水泵10出口连接高压加热器5一侧进口，高压加热器5该侧出口连接锅炉1蒸汽进口。

组合式供热系统包括一级表面式给水加热器11，一级表面式给水加热器11低温侧进口连接给水前置泵9出口，一级表面式给水加热器11低温侧出口连接蒸汽发生器12进口，一级表面式给水加热器11高温侧进口连接汽轮机中压缸3出口，一级表面式给水加热器11高温侧出口连接除氧器6进口。蒸汽发生器12出口连接二级表面式饱和蒸汽加热器13低温侧进口，二级表面式饱和蒸汽加热器13高温侧进口连接汽轮机高压缸2出口和/或汽轮机中压缸3进口，二级表面式饱和蒸汽加热器13高温侧出口连接蒸汽发生器12进口，二级表面式饱和蒸汽加热器13低温侧出口连接对外供热管路。

本实施例中，一级表面式给水加热器11的被加热工质取自除氧器6出口的低压给水，加热后引至蒸汽发生器12，加热工质取自汽轮机中压缸3出口的中排蒸汽，换热后引至除氧器6。

二级表面式饱和蒸汽加热器13的被加热工质来自蒸汽发生器12出口的饱和蒸汽，饱和蒸汽被加热至过热对外供热，加热工质取自汽轮机高压缸2出口的或汽轮机中压缸3进口的再热蒸汽，换热后引至蒸汽发生器12。

蒸汽发生器12的被加热工质来自一级表面式给水加热器11出口的低压给水，加热工质取自二级表面式饱和蒸汽加热器13出口的再热蒸汽，低压给水在蒸汽发生器12内与再热蒸汽混合加热为饱和蒸汽后引至二级表面式饱和蒸汽加热器13。

本实施例提供的再热蒸汽联合中排蒸汽加热给水供热系统的工作过程如下：

工作过程的被加热介质为低压给水，加热介质为中排蒸汽和再热蒸汽。工作过程主要分为三个流程。

第一流程，低压给水被中排蒸汽一次表面式加热。该系统的低压给水由给水前置泵9出口母管引出，低压给水首先经过一级表面式给水加热器11进行一次表面式加热。加热热源为汽轮机中压缸3出口的中排蒸汽。

第二流程，低压给水被再热蒸汽二次混合加热。经过第一流程加热后的低压给水进入蒸汽发生器12，该流程热源为经过第三流程换热后的再热蒸汽。在蒸汽发生器12中，低压给水被再热蒸汽混合加热，蒸发为饱和蒸汽。

第三流程，饱和蒸汽被再热蒸汽三次表面式加热。第二流程产生的饱和蒸汽进入二级表面式饱和蒸汽加热器13，被加热至过热蒸汽对外供热。加热热源为汽轮机高压缸2出口或汽轮机中压缸3入口的再热蒸汽。

本发明提供的再热蒸汽联合中排蒸汽加热给水供热系统先利用中排蒸汽的过热度加热给水再进入蒸汽发生器，蒸汽发生器的蒸发热源采用再热蒸汽，再热蒸汽的过热度首先用于蒸汽器出口饱和蒸汽的过热吸热，然后再进入蒸发器，提供饱和水转变至饱和蒸汽所需的潜热。与抽汽直接减温减压供热系统相比，本系统利用了中排蒸汽的过热度，机组排汽量更小，冷端损失更小，机组效率更高，能级梯度利用更为合理。

与抽汽直接减温减压供热系统相比，本系统利用蒸发器代替直接喷水换热，供热参数更稳定，波动小。以600mw的汽轮发电机组对外供热400t/h为例，应用本系统后，机组发电煤耗下降4.5g/kwh，全年发电量按330000万kwh，每年节煤量为14850t，标煤单价按800元/t，全年增加毛收益约1188万元。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

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