火电厂汽轮机背压排汽能量梯级利用系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种火电厂汽轮机背压排汽能量梯级利用系统。


背景技术：

[0002]“碳达峰，碳中和”愿景的背景下，如何提高能源的综合利用效率，实现节能减排显得尤为重要。火力发电厂作为现阶段能源领域的重要组成部分，对其系统的优化，实现更合理的能量梯级利用，从而提高全厂综合效率，是重要的、值得继续努力的方向。
[0003]
在火力发电行业热电联产领域，对于热负荷较大同时相对稳定的热用户，为了提高能源利用率，一般会设置背压式汽轮机，通过汽轮机排汽对外供热。而背压式汽轮机的背压参数，一般根据热用户的需求蒸汽参数折算到背压机排汽出口参数确定。对于热电联产的火力发电厂，为了能更好的实现除氧效果，作为补充水的除盐水需要经过补水加热器加热之后，再进入除氧器进行除氧和加热。对于热用户参数较高的火电厂，其除氧器和补水加热器的加热蒸汽采用背压机排汽进行加热。由于汽轮机的排汽压力往往高于补水加热器所需的加热蒸汽压力，汽轮机排汽一般需要进过减压之后再进入补水加热器；这一部分能量利用存在浪费。
[0004]
为了节约能源，更好的提高能源利用效率，越来越多的火电厂采用小汽轮机驱动给水泵来，以代替传统的电动给水泵，并在此基础上提出一些相对较好的能实现能量梯级利用的火电厂能量梯级利用系统和方法，比如公布号为cn104989470 a的专利，公开了一种火电厂小汽轮机能量梯级利用系统和方法，该发明设置了独立的小汽轮机分别驱动给水泵和引风机减少了厂用电率，小汽轮机后的排汽进入加热器中加热给水使得排汽热量得到进一步回收提高了能源利用效率。
[0005]
对于补水加热器蒸汽量需求充足，同时加热蒸汽能级差能稳定驱动汽动给水泵的火电厂，可以采用公布号为cn104989470 a的专利中的方法，用给水泵小汽轮机的排汽加热补水加热器。但是对于规模较小的高温超高压火电机组，给水泵的轴功率较高，补水加热器的加热蒸汽量不能满足驱动或者稳定驱动给水泵所需蒸汽量，亦或补水加热器的加热蒸汽量大于驱动给水泵所需蒸汽量。此时，需要一种新的系统和方法，来回收利用汽轮机排汽至补水加热器部分的蒸汽能量。


技术实现要素：

[0006]
本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理的火电厂汽轮机背压排汽能量梯级利用系统，能回收利用汽轮机排汽至补水加热器部分的蒸汽能量，能够有效节约能源。
[0007]
本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：一种火电厂汽轮机背压排汽能量梯级利用系统，包括背压式主汽轮机、给水泵、补水加热器、除氧器、高压加热器和热用户；补水加热器的补水出口与除氧器的补水进口连接；除氧器的出水口通过给水泵与高压加热器的进水口连接；背压式主汽轮机的排汽出口与热用户和除氧器连接；其特征在于：还包括
发电机和小汽轮机；背压式主汽轮机的排汽出口还与小汽轮机的蒸汽进口连接；小汽轮机与发电机和/或给水泵连接；小汽轮机的排汽出口与补水加热器的蒸汽进口连接。
[0008]
本实用新型还包括补水加热器加热蒸汽管道，小汽轮机的排汽出口通过补水加热器加热蒸汽管道与补水加热器的蒸汽进口连接。
[0009]
本实用新型还包括除盐水管道，补水加热器的补水出口通过除盐水管道与除氧器的补水进口连接。
[0010]
本实用新型还包括热用户供热蒸汽管道，背压式主汽轮机的排汽出口通过热用户供热蒸汽管道与热用户连接。
[0011]
本实用新型还包括除氧器加热蒸汽管道，背压式主汽轮机的排汽出口通过除氧器加热蒸汽管道与除氧器连接。
[0012]
本实用新型在除氧器加热蒸汽管道上安装有除氧加热蒸汽调节阀。
[0013]
本实用新型还包括小汽轮机蒸汽管道，背压式主汽轮机的排汽出口通过小汽轮机蒸汽管道与小汽轮机的蒸汽进口连接。
[0014]
本实用新型在小汽轮机蒸汽管道上安装有小汽轮机入口调节阀。
[0015]
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：结构简单，便于对已有系统进行改造，便于推广和应用，市场前景广阔；背压式主汽轮机排汽通过小汽轮机后，进入补水加热器加热除盐水；根据热负荷和除盐水补水量的实际情况，确定小汽机驱动发电机或者给水泵，也或者是分别驱动发电机和给水泵，以实现加热蒸汽能量的完全利用，实现能量梯级的目的。
附图说明
[0016]
图1是本实用新型实施例小汽轮机与发电机连接的结构示意图。
[0017]
图2是本实用新型实施例小汽轮机与给水泵连接的结构示意图。
[0018]
图3是本实用新型实施例小汽轮机与发电机和给水泵连接的结构示意图。
具体实施方式
[0019]
下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。
[0020]
本实用新型实施例包括锅炉1、背压式主汽轮机2、给水泵3、补水加热器加热蒸汽管道4、补水加热器5、除氧器6、发电机7、高压加热器8、热用户9、主蒸汽管道10、小汽轮机11、除氧器加热蒸汽管道12、除氧加热蒸汽调节阀13、热用户供热蒸汽管道14、除盐水管道15、小汽轮机入口调节阀16、高压给水管道17和小汽轮机蒸汽管道18。
[0021]
锅炉1的蒸汽出口通过主蒸汽管道10与背压式主汽轮机2的蒸汽进口连接。
[0022]
补水加热器5的补水出口通过除盐水管道15与除氧器6的补水进口连接。
[0023]
除氧器6的出水口通过给水泵3与高压加热器8的进水口连接。高压加热器8的出水口通过高压给水管道17与锅炉1的进水口连接。
[0024]
背压式主汽轮机2的排汽出口一路通过热用户供热蒸汽管道14与热用户9连接，一路通过除氧器加热蒸汽管道12与除氧器6连接，在除氧器加热蒸汽管道12上安装有除氧加热蒸汽调节阀13，一路通过小汽轮机蒸汽管道18与小汽轮机11的蒸汽进口连接，在小汽轮
机蒸汽管道18上安装有小汽轮机入口调节阀16。
[0025]
小汽轮机11与发电机7和/或给水泵3连接。
[0026]
小汽轮机11的排汽出口通过补水加热器加热蒸汽管道4与补水加热器5的蒸汽进口连接。
[0027]
一、如图1所示，当补水加热器5的加热蒸汽量小于小汽轮机11所需蒸汽量时，小汽轮机11与发电机7连接。锅炉1的蒸汽通过主蒸汽管道10进入背压式主汽轮机2后，背压式主汽轮机2排汽一路接至热用户9对外供热，一路接至除氧器6除氧并加热给水，另外一路接至小汽轮机11，小汽轮机11驱动发电机7发电。小汽轮机11的排汽接至补水加热器5加热除盐水补水。
[0028]
如某火电厂一，主蒸汽参数13.73mpag，540℃，对外供热蒸汽压力0.98mpag，供热最大热负荷110t/h,平均热负荷90t/h,最小热负荷50t/h。给水泵额定流量为150t/h，给水泵轴功率约为1250kw。供热热负荷波动范围较大，且最大热负荷情况下的补水加热器蒸汽量驱动小汽机的轴功率约为800kw。加热蒸汽量不能满足驱动给水泵所需的蒸汽量。该情况下，可以采用如图1的方式，回收利用补水加热器加热蒸汽的能量，实现能量梯级利用。
[0029]
二、如图2所示，当补水加热器5的加热蒸汽量等于小汽轮机11所需蒸汽量，小汽轮机11与给水泵3连接。锅炉1的蒸汽通过主蒸汽管道进入背压式主汽轮机2后，背压式主汽轮机2排汽一路接至热用户9对外供热，一路接至除氧器6除氧并加热给水，另外一路接至小汽轮机11，小汽轮机11驱动给水泵3给高压加热器8进水。小汽轮机11的排汽接至补水加热器5加热除盐水补水。
[0030]
如某火电厂二，主蒸汽参数13.73mpag，540℃，对外供热蒸汽压力0.98mpag，供热正常热负荷为180t/h,最小热负荷170t/h。给水泵额定流量为150t/h，给水泵轴功率约为1250kw。供热热负荷稳定，且负荷波动范围较小。正常热负荷情况下和最小热负荷情况下的补水加热器蒸汽量驱动小汽机的轴功率分别约为1300kw和1250kw。加热蒸汽量满足驱动给水泵所需的蒸汽量。该情况下，可以采用如图2的方式，回收利用补水加热器加热蒸汽的能量，实现能量梯级利用。
[0031]
三、如图3所示，当补水加热器5的加热蒸汽量大于小汽轮机11所需蒸汽量时，小汽轮机11与发电机7和给水泵3连接。锅炉1的蒸汽通过主蒸汽管道进入背压式主汽轮机2后，背压式主汽轮机2排汽一路接至热用户9对外供热，一路接至除氧器6除氧并加热给水，另外一路接至小汽轮机11，小汽轮机11驱动发电机7发电，以及驱动给水泵3给高压加热器8进水。小汽轮机11的接至补水加热器5加热除盐水补水。此时，小汽轮机11可以设置为两台，分别连接发电机7和给水泵3，也可以只设置一台，同时驱动发电机7和给水泵3。
[0032]
如某火电厂三，主蒸汽参数13.73mpag，540℃，对外供热蒸汽压力0.98mpag，供热最大热负荷300t/h,平均热负荷260t/h,最小热负荷230t/h。给水泵额定流量为150t/h，给水泵轴功率约为1250kw。供热热负荷波动范围较大，最大热负荷情况下补水加热器蒸汽量驱动小汽机的轴功率约为2050kw，最小热负荷情况下补水加热器蒸汽量驱动小汽机的轴功率约为1670kw。加热蒸汽量都大于满足驱动给水泵所需的蒸汽量。该情况下，可以采用如图3的方式，回收利用补水加热器加热蒸汽的能量，实现能量梯级利用。
[0033]
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明。
凡依据本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。