一种利用空气进行长距离供热的系统和运行方法与流程

1.本发明属于火电厂或核电厂长距离供热的技术领域，具体涉及一种利用空气进行长距离供热的系统和运行方法。


背景技术：

2.随着社会经济的发展，各行各业人民群众对于冬季供暖的需求日益迫切。针对以往供热只针对城市集中用户的供热方式已难以满足当前的社会需要。越来越多的广大农村地区在冬季供热的需求也日渐被政府提上议事日程。广大农村地区热用户由于人口居住地基础设施落后，居住位置分散，距离热源点较远等的特点，在以往较少享受热源点供热的方便。为了向距离热源点较远的广大农村地区热用户供热，长距离供热技术必须进行充分研究。
3.长距离供热技术目前我国的科技工作者研究地较多。例如专利号为cn201920500085.8的一种单管无回水长距离输热的余热集中供热系统，提出了一种单管无回水长距离输热的余热集中供热系统，其特征在于，包括水源系统、热源系统、管道输送系统、泄压发电系统、二次换热系统、热泵提升系统；所述水源系统将河道水作为换热介质经过沉淀池和除垢防垢器处理后送入所述的热源系统的烟气余热换热器、乏汽余热换热器和气轮机抽气换热器进行升温,通过所述的管道输送系统的大管径钢管长距离输送，经过所述的泄压发电系统的水轮发电机组发电并降低管道的压力，输送到所述的二次换热系统的换热器与二次水换热，通过所述的热泵提升系统换热降至初始温度排入河道。该专利采用河道水进行长距离单管输热。单管输热虽然可以减少投资，但是采用河道水作为载热介质，系统复杂，投资维护等不易控制。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种利用空气进行长距离供热的系统和运行方法。
5.本发明采用如下技术方案来实现：
6.一种利用空气进行长距离供热的系统，包括电动机、压气机、热网首站换热器、凝汽器、热网用户侧换热器和空气滤清器；
7.电动机通过轴与压气机连接，压气机的出口通过压气机出口管道与热网首站换热器的空气入口连接，热网首站换热器的空气出口与热网用户侧换热器的入口连接，热网用户侧换热器的出口与热网用户侧换热器对空排气管道连接；
8.热网首站换热器的蒸汽入口连接有抽汽闸阀前抽汽管道，热网首站换热器的蒸汽出口通过水蒸汽侧热网首站换热器至凝汽器管道与凝汽器的入口连接。
9.本发明进一步的改进在于，还包括空气滤清器，空气滤清器的出口通过压气机入口管道与压气机的入口连接。
10.本发明进一步的改进在于，抽汽闸阀前抽汽管道上设置有抽汽闸阀，用于控制进入热网首站换热器中的抽汽流量。
11.本发明进一步的改进在于，和压气机通过轴连接的电动机能够用小汽轮机代替。
12.本发明进一步的改进在于，该系统包括一个汽轮机抽汽放热循环的闭式循环和一个空气供热循环的开式循环。
13.本发明进一步的改进在于，从热网首站换热器中吸热后的空气温度能够根据热网用户侧换热器的实际换热负荷进行相关匹配性调节。
14.本发明进一步的改进在于，空气滤清器用于过滤的空气中的杂质，且定期清理，避免引起空气滤清器堵塞。
15.一种利用空气进行长距离供热的运行方法，该方法基于所述的一种利用空气进行长距离供热的系统，包括两种工质的循环过程，第1种工质循环为火电厂或核电厂各种类型发电用汽轮机的抽汽放热循环中采用的抽汽循环，简称汽轮机抽汽放热循环，为一闭式循环；第2种工质循环为以空气为载热工质的长距离供热循环，简称空气供热循环，为一开式循环；
16.针对汽轮机抽汽放热循环，有以下运行步骤：
17.步骤1：汽轮机抽汽经过抽汽闸阀前抽汽管道，流经抽汽闸阀，进入步骤2；
18.步骤2：流经抽汽闸阀的抽汽，继续流经抽汽闸阀后抽汽管道，进入热网首站换热器中，向热网首站换热器中空气进行放热，在热网首站换热器中放热后抽汽转变为凝结水，进入步骤3；
19.步骤3：在热网首站换热器中抽汽放热后凝结的凝结水，流经热网首站换热器至凝汽器管道，进入凝汽器，凝汽器中凝结水继续参与发电厂热力循环；
20.针对空气供热循环，有以下运行步骤：
21.步骤1：空气依靠压气机入口的吸力，进入空气滤清器中进行过滤，进入步骤2；
22.步骤2：在空气滤清器中过滤的空气，经过压气机入口管道进入压气机中压缩，进入步骤3；
23.步骤3：在压气机中经过压缩的空气流经压气机出口管道，进入热网首站换热器中吸收抽汽放热，吸收了热量的空气，转变为热空气，进入步骤4；
24.步骤4：在热网首站换热器中吸收了热量的空气，也就是热空气，流经空气长输管道，依靠空气在空压机中提升的压力进行长距离传输，经过长距离传输后的热空气，进入步骤5；
25.步骤5：经过长距离传输后的热空气进入热网用户侧换热器中向热用户放热，放热后的热空气转变为冷空气，经过热网用户侧换热器对空排气管道重新排入大气。
26.本发明至少具有如下有益的技术效果：
27.本发明提供的一种利用空气进行长距离供热的系统和运行方法，可以利用空气作为载热介质的良好的扩散性及可压缩性，进行长距离供热。
28.进一步，汽轮机抽汽作为热源的可选择性。作为空气吸热的热源可以选择其它具有余热性质的各种热源，如城市垃圾焚烧产生的热量，火电厂锅炉尾部烟气余热等。
29.综上，本发明采用空气作为载热工质，系统简洁，工作可靠，且放热后的空气重新排入大气，不产生温室气体，不减少大气层中空气含量；另外，空气可以利用自身压力及气体本身具有的良好扩散性，对落差较大的热用户进行放热，充分体现了简明实用且方便经济的发明特点。
附图说明
30.图1是本发明的热力系统示意图。
31.附图标记说明：
32.1、电动机，2、压气机，3、热网首站换热器，4、凝汽器，5、热网用户侧换热器，6、空气滤清器，7、抽汽闸阀，l1、抽汽闸阀前抽汽管道，l2、抽汽闸阀后抽汽管道，l3、水蒸汽侧热网首站换热器至凝汽器管道，a1、压气机入口管道，a2、压气机出口管道，a3、空气长输管道，a4、热网用户侧换热器对空排气管道，s1、轴。
具体实施方式
33.以下结合附图对本发明做出进一步的说明。
34.如图1所示，本发明提供了一种利用空气进行长距离供热的系统，包括：电动机1、压气机2、热网首站换热器3、凝汽器4、热网用户侧换热器5、空气滤清器6、抽汽闸阀7、抽汽闸阀前抽汽管道l1、抽汽闸阀后抽汽管道l2、水蒸汽侧热网首站换热器至凝汽器管道l3、压气机入口管道a1、压气机出口管道a2、空气长输管道a3、热网用户侧换热器对空排气管道a4和轴s1。
35.其中，电动机1通过轴s1与压气机2连接，压气机2的出口通过压气机出口管道a2与热网首站换热器3的空气入口连接，热网首站换热器3的空气出口与热网用户侧换热器5的入口连接，热网用户侧换热器5的出口与热网用户侧换热器对空排气管道a4连接；热网首站换热器3的蒸汽入口连接有抽汽闸阀前抽汽管道l1，热网首站换热器3的蒸汽出口通过水蒸汽侧热网首站换热器至凝汽器管道l3与凝汽器4的入口连接；空气滤清器6的出口通过压气机入口管道a1与压气机2的入口连接。此外，抽汽闸阀前抽汽管道l1上设置有抽汽闸阀7，用于控制进入热网首站换热器3中的抽汽流量。
36.一种利用空气进行长距离供热的运行方法，包括：
37.该运行方法包括两种工质的循环过程，第1种工质循环为火电厂或核电厂等各种类型发电用汽轮机的抽汽放热循环中采用的抽汽循环，简称汽轮机抽汽放热循环，为一闭式循环；第2种工质循环为以空气为载热工质的长距离供热循环，简称空气供热循环，为一开式循环。
38.针对汽轮机抽汽放热循环，有以下运行步骤：
39.步骤1：汽轮机抽汽经过抽汽闸阀前抽汽管道l1，流经抽汽闸阀7，进入步骤2。
40.步骤2：流经抽汽闸阀7的抽汽，继续流经抽汽闸阀后抽汽管道l2，进入热网首站换热器3中，向热网首站换热器3中空气进行放热。在热网首站换热器3中放热后抽汽转变为凝结水，进入步骤3。
41.步骤3：在热网首站换热器3中抽汽放热后凝结的凝结水，流经热网首站换热器至凝汽器管道l3，进入凝汽器4。凝汽器4中凝结水继续参与发电厂热力循环。
42.针对空气供热循环，有以下运行步骤：
43.步骤1：空气依靠压气机2入口的吸力，进入空气滤清器6中进行过滤，进入步骤2。
44.步骤2：在空气滤清器6中过滤的空气，经过压气机入口管道a1进入压气机2中压缩，进入步骤3。
45.步骤3：在压气机2中经过压缩的空气流经压气机出口管道a2，进入热网首站换热
器3中吸收抽汽放热，吸收了热量的空气，转变为热空气，进入步骤4。
46.步骤4：在热网首站换热器3中吸收了热量的空气，也就是热空气，流经空气长输管道a3，依靠空气在空压机2中提升的压力进行长距离传输，经过长距离传输后的热空气，进入步骤5。
47.步骤5：经过长距离传输后的热空气进入热网用户侧换热器5中向热用户放热，放热后的热空气转变为冷空气，经过热网用户侧换热器对空排气管道a4重新排入大气。
48.以上技术方案中，本发明采用空气作为载热工质，系统简洁，工作可靠，且放热后的空气重新排入大气，不产生温室气体，不减少大气层中空气含量；另外，空气可以利用自身压力及气体本身具有的良好扩散性，对落差较大的热用户进行放热，充分体现了简明实用且方便经济的发明特点。
49.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。