專利名稱：一種利用熱泵節(jié)能的火力發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種發(fā)電節(jié)能技術(shù)，尤其是利用熱泵節(jié)能的火力發(fā)電裝置，屬熱 力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
火力發(fā)電裝置是一種成熟的發(fā)電技術(shù)，它以水為工質(zhì)，將水加熱成飽和蒸汽，再經(jīng) 過熱器繼續(xù)加熱為過熱蒸汽，過熱蒸汽引入汽輪機(jī)內(nèi)膨脹做功，在汽輪機(jī)內(nèi)做完功的乏汽 排入凝汽設(shè)備，在凝汽設(shè)備內(nèi)乏汽被冷卻，放出汽化潛熱并凝結(jié)成水，凝結(jié)水通過汽輪機(jī)回 熱設(shè)備預(yù)熱，再次進(jìn)入鍋爐，開始蒸汽的下一個(gè)動(dòng)力循環(huán)。在上述過程中為保證工質(zhì)在凝汽 設(shè)備內(nèi)定壓放熱，必須要有一個(gè)起冷源功能的吸熱側(cè)裝置，吸熱側(cè)裝置一般是在真空狀態(tài) 下定壓放熱的凝汽設(shè)備和保證冷源溫度的冷卻設(shè)備共同組成。目前常規(guī)電廠多采用濕冷方 式，即用循環(huán)冷卻水帶走凝汽設(shè)備中的排汽汽化潛熱，在冷卻塔內(nèi)循環(huán)水以“淋雨”方式與 空氣直接接觸進(jìn)行熱交換，換熱效率高，經(jīng)濟(jì)性能好。循環(huán)水冷卻主要靠蒸發(fā)作用，冷卻塔 出水一般30°C左右。一直以來循環(huán)冷卻水所攜帶的低品質(zhì)熱量未被有效開發(fā)利用，這對(duì)于 發(fā)電企業(yè)來說每年所損失的能量是一個(gè)十分巨大的數(shù)字。隨著節(jié)能減排不斷提高的要求， 利用一切可以利用的能量，降低熱力發(fā)電煤耗，提高企業(yè)發(fā)電效率，這對(duì)任何一個(gè)火力電廠 來說都是至關(guān)重要的。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型用于克服已有技術(shù)的缺陷而提供一種回收低品質(zhì)循環(huán)冷卻水熱量，提 高機(jī)組熱效率的利用熱泵節(jié)能的火力發(fā)電裝置。本實(shí)用新型所稱問題是由以下技術(shù)方案解決的一種利用熱泵節(jié)能的火力發(fā)電裝置，它包括由管路連接的加熱設(shè)備、汽輪機(jī)組、冷 卻設(shè)備和供水設(shè)備，所述冷卻設(shè)備包括由凝汽器入口支路、凝汽器出口支路、凝汽器、循環(huán) 水泵和冷卻塔構(gòu)成的閉路循環(huán)，所述供水設(shè)備包括熱水井、凝結(jié)水泵、低壓加熱器、除鐵器 和軟化水箱，熱水井與凝汽器連通，其特別之處是所述火力發(fā)電裝置設(shè)有熱泵，所述熱泵 吸熱側(cè)入口由吸熱側(cè)入口支路與凝汽器出口支路連通，所述熱泵吸熱側(cè)出口由吸熱側(cè)出口 支路與凝汽器入口支路連通，所述熱泵供熱側(cè)入口由供熱側(cè)入口支路與凝結(jié)水泵連通，所 述熱泵供熱側(cè)出口由供熱側(cè)出口支路與低壓加熱器連通。上述利用熱泵節(jié)能的火力發(fā)電裝置，所述凝汽器喉部設(shè)有噴淋器，所述軟化水箱 經(jīng)輸送泵再分別經(jīng)除氧器支路連通除氧器、經(jīng)噴淋支路連通噴淋器。上述利用熱泵節(jié)能的火力發(fā)電裝置，所述吸熱側(cè)入口支路上設(shè)有第一調(diào)節(jié)閥，吸 熱側(cè)出口支路上設(shè)有第二調(diào)節(jié)閥，所述供熱側(cè)入口支路上設(shè)有第三調(diào)節(jié)閥，供熱側(cè)出口支 路上設(shè)有第四調(diào)節(jié)閥，在供熱側(cè)入口支路和供熱側(cè)出口支路間設(shè)有連通上述二者的連接支 路，連接支路上設(shè)有第五調(diào)節(jié)閥，所述除氧器支路上設(shè)有第六調(diào)節(jié)閥，噴淋支路上設(shè)有第七 調(diào)節(jié)閥。[0008]上述利用熱泵節(jié)能的火力發(fā)電裝置，所述裝置還設(shè)動(dòng)力供氣支路，動(dòng)力供氣支路 分別連通汽輪機(jī)組工業(yè)蒸汽抽氣管路和熱泵，動(dòng)力供氣支路上設(shè)第八調(diào)節(jié)閥。本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有火力發(fā)電裝置未能有效利用循環(huán)冷卻水低品質(zhì)熱量的問題 進(jìn)行了改進(jìn)，其主要特點(diǎn)如下1.在火力發(fā)電裝置中引入熱泵，通過熱泵回收低品質(zhì)循環(huán) 冷卻水的熱量，將其轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)熱量提高凝結(jié)水進(jìn)除氧器的溫度，實(shí)現(xiàn)提高機(jī)組整體熱 效率的目的；2.增設(shè)軟化水箱噴淋支路，可以根據(jù)需要將軟化水箱的水引入凝汽器喉部， 以提高汽輪機(jī)真空度，進(jìn)而提高機(jī)組熱效率；3.在機(jī)組工業(yè)抽汽上引出蒸汽管路作為熱泵 的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力，該設(shè)計(jì)比用電力熱泵驅(qū)動(dòng)節(jié)能、高效、安全，且結(jié)構(gòu)設(shè)置簡(jiǎn)單。本實(shí)用新型可在 火力電廠現(xiàn)有設(shè)備基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，對(duì)原設(shè)備無任何不利影響，經(jīng)測(cè)算，對(duì)一臺(tái)220MW凝汽 式汽輪機(jī)進(jìn)行改造，投資1030萬(wàn)，小時(shí)回收熱量75. 6GJ，當(dāng)年可節(jié)省熱量544*109kj，折成 標(biāo)煤1.8萬(wàn)噸，度電煤耗降低1.7%，年利潤(rùn)1300萬(wàn)元，投資回收期只需10個(gè)月，節(jié)能效果 非常顯著。

圖1是本實(shí)用新型示意圖。圖中各標(biāo)號(hào)含義如下1.鍋爐、2.過熱器、3.軟化水箱、4.輸送泵、5.除氧器支 路、6.第六調(diào)節(jié)閥、7.第七調(diào)節(jié)閥、8.噴淋支路、9.除氧器、10.汽輪機(jī)組、11.工業(yè)蒸汽抽 氣管路、12.噴淋器、13.凝汽器、14.凝汽器入口支路、15.循環(huán)水泵、16.冷卻塔、17.第九 調(diào)節(jié)閥、18.凝汽器出口支路、19.第一調(diào)節(jié)閥、20.吸熱側(cè)入口支路、21.吸熱側(cè)出口支路、 22.第二調(diào)節(jié)閥、23.熱泵、24.動(dòng)力供氣支路、25.第八調(diào)節(jié)閥、26.熱水井、27.供熱側(cè)入口 支路、28.第三調(diào)節(jié)閥、29.供熱側(cè)出口支路、30.第四調(diào)節(jié)閥、31.第五調(diào)節(jié)閥、32.連接支 路、33.凝結(jié)水泵、34.低壓加熱器、35.除鐵器、36..給水泵、37.高壓加熱器。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的改進(jìn)要點(diǎn)是在現(xiàn)有火力電廠設(shè)備基礎(chǔ)上增設(shè)熱泵，利用吸收式熱泵 制冷和制熱雙向功效的特點(diǎn)，采用熱循環(huán)和冷循環(huán)實(shí)現(xiàn)熱能回收和冷資源利用，熱泵的驅(qū) 動(dòng)利用電廠低品位能量，即用工業(yè)抽汽作為動(dòng)力，最大限度的實(shí)現(xiàn)節(jié)省電能。參看圖1，本實(shí) 用新型所述火力發(fā)電裝置設(shè)有吸收式熱泵23，將由凝汽器出口支路18引出的溫度約30°C 循環(huán)水經(jīng)第一調(diào)節(jié)閥19、吸熱側(cè)入口支路20引入熱泵吸熱側(cè)，循環(huán)水由熱泵吸熱側(cè)吸收熱 量降溫8-10°C后，再經(jīng)過第二調(diào)節(jié)閥22、吸熱側(cè)出口支路21、送入位于凝汽器入口支路14 上的循環(huán)水泵15，第一調(diào)節(jié)閥19和第九調(diào)節(jié)閥17分別用于控制進(jìn)入熱泵吸熱側(cè)和冷卻塔 16的循環(huán)水量；由熱水井26引出的凝結(jié)水經(jīng)凝結(jié)水泵33、供熱側(cè)入口支路27、第三調(diào)節(jié)閥 28進(jìn)入熱泵23的供熱側(cè)，吸收熱量后凝結(jié)水溫度提高約30°C，再經(jīng)供熱側(cè)出口支路29、第 四調(diào)節(jié)閥30、低壓加熱器34、除鐵器35進(jìn)入除氧器9，上述過程提高了凝結(jié)水進(jìn)除氧器的溫 度，因而大大提高了機(jī)組熱效率。第三、第四調(diào)節(jié)閥用于控制進(jìn)入熱泵供熱側(cè)的凝結(jié)水量。 在供熱側(cè)入口支路27和供熱側(cè)出口支路29間設(shè)有連通上述二者的連接支路32，連接支路 上設(shè)有第五調(diào)節(jié)閥31，關(guān)閉閥28、30、開啟閥31，凝結(jié)水則不進(jìn)入熱泵，按照原有裝置流程 運(yùn)行。仍參看圖1，本實(shí)用新型的另一改進(jìn)之處，是在凝汽器13喉部設(shè)置噴淋器12，軟化水箱3的水經(jīng)輸送泵4后，可以分別經(jīng)除氧器支路5、第六調(diào)節(jié)閥6連通除氧器9，或經(jīng)噴淋 支路8、第七調(diào)節(jié)閥7連通噴淋器12。上述改進(jìn)可根據(jù)需要將補(bǔ)水直輸進(jìn)凝汽器13噴淋， 提高汽輪機(jī)組10的真空度，使機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性提高。 仍參看圖1，本實(shí)用新型還設(shè)動(dòng)力供氣支路24，動(dòng)力供氣支路分別連通汽輪機(jī)組 工業(yè)蒸汽抽氣管路11和熱泵23，動(dòng)力供氣支路上設(shè)第八調(diào)節(jié)閥25。上述設(shè)計(jì)，引出工業(yè)抽 汽蒸汽作為吸收式熱泵的動(dòng)力，比用電力驅(qū)動(dòng)熱泵節(jié)能，高效，安全。
權(quán)利要求一種利用熱泵節(jié)能的火力發(fā)電裝置，它包括由管路連接的加熱設(shè)備、汽輪機(jī)組、冷卻設(shè)備和供水設(shè)備，所述冷卻設(shè)備包括由凝汽器入口支路、凝汽器出口支路、凝汽器、循環(huán)水泵和冷卻塔構(gòu)成的閉路循環(huán)，所述供水設(shè)備包括熱水井、凝結(jié)水泵、低壓加熱器、除鐵器和軟化水箱，熱水井與凝汽器連通，其特征在于所述火力發(fā)電裝置設(shè)有熱泵(23)，所述熱泵吸熱側(cè)入口由吸熱側(cè)入口支路(20)與凝汽器出口支路(18)連通，所述熱泵吸熱側(cè)出口由吸熱側(cè)出口支路(21)與凝汽器入口支路(14)連通，所述熱泵供熱側(cè)入口由供熱側(cè)入口支路(27)與凝結(jié)水泵(33)連通，所述熱泵供熱側(cè)出口由供熱側(cè)出口支路(29)與低壓加熱器(34)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用熱泵節(jié)能的火力發(fā)電裝置，其特征在于所述凝汽器 (13)喉部設(shè)有噴淋器(12)，所述軟化水箱(3)經(jīng)輸送泵(4)再分別經(jīng)除氧器支路(5)連通 除氧器(9)、經(jīng)噴淋支路(8)連通噴淋器(12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用熱泵節(jié)能的火力發(fā)電裝置，其特征在于所述吸熱側(cè)入 口支路(20)上設(shè)有第一調(diào)節(jié)閥(19)，吸熱側(cè)出口支路(21)上設(shè)有第二調(diào)節(jié)閥(22)，所述 供熱側(cè)入口支路(27)上設(shè)有第三調(diào)節(jié)閥(28)，供熱側(cè)出口支路(29)上設(shè)有第四調(diào)節(jié)閥 (30)，在供熱側(cè)入口支路和供熱側(cè)出口支路間設(shè)有連通上述二者的連接支路(32)，連接支 路上設(shè)有第五調(diào)節(jié)閥(31)，所述除氧器支路(5)上設(shè)有第六調(diào)節(jié)閥(6)，噴淋支路(8)上設(shè) 有第七調(diào)節(jié)閥(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的利用熱泵節(jié)能的火力發(fā)電裝置，其特征在于所述 裝置還設(shè)動(dòng)力供氣支路(24)，動(dòng)力供氣支路分別連通汽輪機(jī)組工業(yè)蒸汽抽氣管路(11)和 熱泵(23)，動(dòng)力供氣支路上設(shè)第八調(diào)節(jié)閥(25)。專利摘要一種利用熱泵節(jié)能的火力發(fā)電裝置，用于解決有效利用循環(huán)冷卻水低品質(zhì)熱量問題。技術(shù)方案是它包括由管路連接的加熱設(shè)備、汽輪機(jī)組、冷卻設(shè)備和供水設(shè)備，改進(jìn)后在火力發(fā)電裝置中設(shè)置熱泵，熱泵吸熱側(cè)入口由吸熱側(cè)入口支路與凝汽器出口支路連通，熱泵吸熱側(cè)出口由吸熱側(cè)出口支路與凝汽器入口支路連通，熱泵供熱側(cè)入口由供熱側(cè)入口支路與凝結(jié)水泵連通，熱泵供熱側(cè)出口由供熱側(cè)出口支路與低壓加熱器連通。本實(shí)用新型主要特點(diǎn)如下1.通過熱泵回收低品質(zhì)循環(huán)冷卻水的熱量，將其轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)熱量提高鍋爐給水溫度，實(shí)現(xiàn)提高機(jī)組整體熱效率的目的；2.增設(shè)軟化水箱噴淋支路，以提高汽輪機(jī)真空度，進(jìn)而提高機(jī)組熱效率；3.以工業(yè)抽汽為熱泵動(dòng)力，節(jié)能、高效、安全。
文檔編號(hào)F01D15/10GK201671665SQ20102019222
公開日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月17日
發(fā)明者尹紅衛(wèi), 張?jiān)聘? 李鴻斌, 羅鵬 申請(qǐng)人:石家莊安能科技有限公司