適于熱電廠的節(jié)能發(fā)電供汽裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明適于熱電廠的節(jié)能發(fā)電排氣方法，所述方法在熱不足狀況時(shí)，采用了減少向發(fā)電機(jī)組供汽的方法來減少發(fā)電量以增加供熱量。首先將鍋爐產(chǎn)出的蒸汽抽出一部分出來與乏汽混合再供至熱用戶。若供汽參數(shù)過高而大于熱用戶的需求時(shí)，設(shè)置了向汽水混合器中供水的裝置，通過水與蒸汽的混合來降低供汽參數(shù)。同時(shí)在給水管和各蒸汽分支管上設(shè)置了水閥、蒸汽閥、乏汽閥和冷凝閥根據(jù)熱負(fù)荷與熱用戶的熱量調(diào)節(jié)整個(gè)發(fā)電供汽系統(tǒng)的運(yùn)行。本方法不僅避免了在熱不足工況時(shí)需要重新投入新的供汽系統(tǒng)而導(dǎo)致的能源浪費(fèi)問題，而且使此時(shí)的發(fā)電供汽系統(tǒng)的熱能利用效率總處于100％，從而節(jié)省大量熱量。
【專利說明】適于熱電廠的節(jié)能發(fā)電供汽裝置和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種適于熱電廠的新的節(jié)能發(fā)電供汽方法，屬于工業(yè)節(jié)能領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，對(duì)于以生產(chǎn)供汽為主要供熱目的的熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)的供汽系統(tǒng)通常為以下情況。圖1為現(xiàn)有的典型的熱電廠發(fā)電供汽系統(tǒng)的簡(jiǎn)化示意圖。如圖1所示，理想的情況是，鍋爐產(chǎn)生的蒸汽全部用來發(fā)電，發(fā)電完成后形成的乏汽全部用來供生產(chǎn)用汽，且正好滿足生產(chǎn)熱負(fù)荷需要。此時(shí)的熱能利用效率為100% (將此種情況稱為“理想工況”)。實(shí)際情況是，生產(chǎn)用汽負(fù)荷經(jīng)常波動(dòng)，當(dāng)它所需的熱量小于乏汽熱量時(shí)，多余的熱量可直接排出，此方法不節(jié)能，不可取。常見的方法是利用冷卻水和換熱器冷凝部分乏汽以提高發(fā)電效率，此時(shí)由于冷卻水需要通過冷卻塔向大氣放熱，所以熱能利用效率肯定低于100% (將此種情況稱為“熱富裕工況”)。當(dāng)一套系統(tǒng)純背壓發(fā)電情況下仍不能滿足生產(chǎn)供汽要求時(shí)(將此工況稱為“熱不足工況”)，由于熱電廠一般配置多套發(fā)電供汽系統(tǒng)，此時(shí)需要加開另一套系統(tǒng)，而加開的系統(tǒng)則處于熱富裕工況下運(yùn)行，熱效率低，大量熱量必須通過冷卻排至室外大氣而浪費(fèi)掉。
[0003]因此，實(shí)際運(yùn)行中，對(duì)于一個(gè)單獨(dú)的發(fā)電供汽系統(tǒng)而言，要么處于熱富裕工況，要么處于熱不足工況，理想工況不易達(dá)到。當(dāng)它處于熱富裕工況時(shí)，必然有一部分熱量要通過冷卻塔排至大氣而浪費(fèi)掉；當(dāng)它處于熱不足工況時(shí)，必然需要投入新的系統(tǒng)工作。所以實(shí)際系統(tǒng)的熱能利用效率通常是低于100%，即總有一部分熱量要浪費(fèi)掉。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種適于熱電廠的節(jié)能發(fā)電供汽方法，解決發(fā)電供汽系統(tǒng)在熱不足時(shí)需要重新投入新的供汽系統(tǒng)而導(dǎo)致的能源浪費(fèi)問題，使此時(shí)的發(fā)電供汽系統(tǒng)的熱能利用效率總處于100%，從而節(jié)省大量熱量。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0006]一種適于熱電廠的節(jié)能發(fā)電供汽方法，鍋爐蒸汽通過汽輪機(jī)發(fā)電，產(chǎn)生的乏汽供給熱用戶，當(dāng)熱負(fù)荷小于乏汽熱量時(shí)，多余的乏汽經(jīng)換熱器和冷卻水冷凝，其特征在于:當(dāng)熱負(fù)荷大于乏汽熱量時(shí)，首先將一部分所述鍋爐蒸汽與乏汽混合，若混合蒸汽的供汽參數(shù)大于所述熱用戶的需求，則向所述混合蒸汽輸入水，反之則停止供水并增加所述鍋爐蒸汽的流量，直到所述供汽參數(shù)滿足所述需求時(shí)，將所述混合蒸汽輸出到熱用戶。
[0007]所述鍋爐蒸汽和乏汽在汽水混合器中進(jìn)行混合。
[0008]輸入到所述汽水混合器的水來自儲(chǔ)水裝置。
[0009]所述汽水混合器通過蒸汽管與所述鍋爐連接，通過乏汽管與所述汽輪機(jī)連接，通過給水管與所述儲(chǔ)水裝置連接，通過供汽管與所述熱用戶連接。
[0010]所述蒸汽管中設(shè)置有蒸汽閥；所述乏汽管中設(shè)置有乏汽閥；所述給水管中設(shè)置有水閥；在連接所述汽輪機(jī)和換熱器的管路中設(shè)置有冷凝閥。
[0011]當(dāng)熱負(fù)荷大于乏汽熱量時(shí)，關(guān)閉所述冷凝閥停止所述乏汽的冷凝，開啟所述蒸汽閥、乏汽閥使所述鍋爐蒸汽和乏汽混合，當(dāng)所述供汽參數(shù)過高時(shí)，打開并調(diào)節(jié)所述水閥；當(dāng)供汽參數(shù)過低時(shí)，關(guān)閉所述水閥，調(diào)節(jié)所述蒸汽閥。
[0012]當(dāng)熱負(fù)荷小于乏汽熱量時(shí)，關(guān)閉所述蒸汽閥和水閥，開啟所述乏汽閥和冷凝閥。
[0013]當(dāng)熱負(fù)荷等于乏汽熱量時(shí)，關(guān)閉所述蒸汽閥、水閥和冷凝閥，開啟所述乏汽閥。
[0014]一種適于熱電廠的節(jié)能發(fā)電供汽裝置，包括依次連接的鍋爐、發(fā)電機(jī)和換熱器，其特征在于:還包括混合器，所述混合器通過蒸汽管與鍋爐連接，通過乏汽管與所述汽輪機(jī)連接，通過供汽管與所述熱用戶連接。包括儲(chǔ)水裝置，所述混合器通過給水管與所述儲(chǔ)水裝置連接；所述蒸汽管中設(shè)置有蒸汽閥；所述乏汽管中設(shè)置有乏汽閥，所述給水管中設(shè)置有水閥，在連接所述汽輪機(jī)和換熱器的管路中設(shè)置有冷凝閥。
[0015]本發(fā)明的技術(shù)效果:
[0016]本發(fā)明提供的節(jié)能發(fā)電排氣方法，在熱不足狀況時(shí)，采用了減少向發(fā)電機(jī)組供汽的方法來減少發(fā)電量以增加供熱量。首先將鍋爐產(chǎn)出的蒸汽抽出一部分出來與乏汽混合再供至熱用戶。若供汽參數(shù)過高而大于熱用戶的需求時(shí)，設(shè)置了向汽水混合器中供水的裝置，通過水與蒸汽的混合來降低供汽參數(shù)。同時(shí)在給水管和各蒸汽分支管上設(shè)置了水閥、蒸汽閥、乏汽閥和冷凝閥根據(jù)熱負(fù)荷與熱用戶的熱量調(diào)節(jié)整個(gè)發(fā)電供汽系統(tǒng)的運(yùn)行?？梢允拱l(fā)電供汽系統(tǒng)在發(fā)生熱不足的情況下無需加開新的系統(tǒng)，使得整個(gè)生產(chǎn)的熱能利用效率保持在 100%。
[0017]所述蒸汽閥調(diào)節(jié)進(jìn)入所述汽水混合器的所述蒸汽的流量，所述乏汽閥調(diào)節(jié)進(jìn)入所述汽水混合器的所述乏汽的流量，所述水閥調(diào)節(jié)進(jìn)入所述汽水混合器的所述液體水的流量，所述冷凝閥控制所述乏汽的冷凝。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為現(xiàn)有的典型的熱電廠發(fā)電供汽系統(tǒng)的簡(jiǎn)化示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中的熱電廠的節(jié)能發(fā)電供汽方法和裝置示意圖。
[0020]附圖標(biāo)示:
[0021]1-鍋爐；2_汽輪機(jī)；3_發(fā)電機(jī)；4_換熱器；5-冷卻塔；6-凝水泵；7-凝水箱；8_給水泵；9_軟水箱；10-循環(huán)水泵；11_冷凝管；12-熱用戶；13_汽水混合器；14-蒸汽管；15-乏汽管；16_給水管；17_蒸汽閥；18_乏汽閥；19_水閥；20_冷凝閥；21_儲(chǔ)水裝置。

【具體實(shí)施方式】
[0022]為便于理解，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0023]本發(fā)明的適于熱電廠的節(jié)能發(fā)電供汽方法如圖2所示，圖2為本發(fā)明實(shí)施例中的熱電廠的節(jié)能發(fā)電供汽方法和裝置示意圖。本系統(tǒng)在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上增設(shè)了汽水混合器13，儲(chǔ)水裝置21，蒸汽管14，乏汽管15，給水管16，蒸汽閥17，乏汽閥18，水閥19以及冷凝閥20。所述系統(tǒng)運(yùn)行狀況如下:
[0024]先是由鍋爐I產(chǎn)生蒸汽，然后送入到汽輪機(jī)2，汽輪機(jī)2的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)3發(fā)電。汽輪機(jī)2的乏汽輸送至熱用戶12，其余的乏汽進(jìn)入到換熱器4，通過循環(huán)水泵10和冷卻塔5將乏汽凝結(jié)成水，由凝水泵6送往凝水箱7，然后凝水箱7和軟水箱9中的水通過給水泵8再進(jìn)入鍋爐I。這樣就為一個(gè)循環(huán)。熱電廠就是這樣不斷的循環(huán)發(fā)電供汽。
[0025]在發(fā)生熱工況不足時(shí)，首先將鍋爐I產(chǎn)出的蒸汽抽出一部分出來與汽輪機(jī)2排出的乏汽在汽水混合器13中進(jìn)行混合，再供至熱用戶12。因此時(shí)供汽參數(shù)可能會(huì)過高而大于熱用戶12的需求，需同時(shí)設(shè)置向汽水混合器12中供水的儲(chǔ)水裝置21，通過水與蒸汽的混合來降低供汽參數(shù)。給水管16，蒸汽管14，乏汽管15和冷凝管11也被設(shè)置用于輸送水或蒸汽。相應(yīng)的閥門水閥19，蒸汽閥17和乏汽閥18以及冷凝閥20被設(shè)置用于并根據(jù)具體工況調(diào)節(jié)所述發(fā)電供汽系統(tǒng)的運(yùn)行方式。
[0026]本發(fā)明的方法在發(fā)生熱不足狀況時(shí)，不采用增開系統(tǒng)的方法，而是采用減少發(fā)電量的方法來增加供熱量。減少發(fā)電量也不采用傳統(tǒng)的惡化發(fā)電效率的方法，而是采用減少向發(fā)電機(jī)組供汽的方法來進(jìn)行。不僅避免了在熱不足工況時(shí)需要重新投入新的供汽系統(tǒng)而導(dǎo)致的能源浪費(fèi)問題，而且使此時(shí)的發(fā)電供汽系統(tǒng)的熱能利用效率總處于100%，從而節(jié)省大量熱量。
[0027]本發(fā)明的系統(tǒng)仍分為3個(gè)工況，即:理想工況、熱富裕工況和熱不足工況。其中熱富裕工況仍需通過冷卻塔5排熱，故原系統(tǒng)中的冷卻水系統(tǒng)(包括冷卻塔5、循環(huán)水泵10、換熱器4、凝水泵6、凝水箱7以及水管路等)仍保留。各工況的切換及工作過程如下:
[0028]當(dāng)熱負(fù)荷小，系統(tǒng)處于熱富裕工況時(shí)，此時(shí)開啟冷凝閥20和乏汽閥18，關(guān)閉蒸汽閥17和水閥19。鍋爐I產(chǎn)的所有蒸汽均先用來發(fā)電，發(fā)完電后一部分乏汽供給熱用戶12，一部分則通過冷卻塔5排至大氣；
[0029]隨著熱負(fù)荷的增加，冷凝閥20漸漸關(guān)小，直至理想工況時(shí)，冷凝閥20完全關(guān)閉，只是乏汽閥18全開(蒸汽閥17和水閥19則一直保持關(guān)閉狀態(tài))，此時(shí)鍋爐I產(chǎn)的蒸汽全部用來發(fā)電，發(fā)電完成之后的乏汽則全部供至熱用戶12 ；
[0030]當(dāng)熱負(fù)荷進(jìn)一步增加時(shí)，系統(tǒng)處于熱不足工況。此時(shí)關(guān)閉冷凝閥20，打開蒸汽閥17。當(dāng)供汽參數(shù)過高時(shí)，打開水閥19并調(diào)節(jié)其開度以使供汽參數(shù)合格。當(dāng)供參數(shù)過低時(shí)，關(guān)閉水閥19，同時(shí)通過調(diào)節(jié)開大蒸汽閥17，使供汽參數(shù)符合要求。
[0031]通過本發(fā)明，可以使系統(tǒng)在發(fā)生熱不足的情況下無需加開新的系統(tǒng)，且使得整個(gè)生產(chǎn)的熱能利用效率一直保持于100%。對(duì)于那些經(jīng)常發(fā)生熱不足現(xiàn)象的熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)，節(jié)能效果顯然。而對(duì)于新建的熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)，如果采用本發(fā)明方法，只要機(jī)組選型得當(dāng)，便可以使其生產(chǎn)的熱能利用效率一直保持于100%，且可節(jié)省大量的冷卻水系統(tǒng)投資費(fèi)用。具有廣泛的應(yīng)用前景。
【權(quán)利要求】
1.一種適于熱電廠的節(jié)能發(fā)電供汽方法，鍋爐蒸汽通過汽輪機(jī)發(fā)電，產(chǎn)生的乏汽供給熱用戶，當(dāng)熱負(fù)荷小于乏汽熱量時(shí)，多余的乏汽經(jīng)換熱器和冷卻水冷凝，其特征在于:當(dāng)熱負(fù)荷大于乏汽熱量時(shí)，首先將一部分所述鍋爐蒸汽與乏汽混合，若混合蒸汽的供汽參數(shù)大于所述熱用戶的需求，則向所述混合蒸汽輸入水，反之則停止供水并增加所述鍋爐蒸汽的流量，直到所述供汽參數(shù)滿足所述需求時(shí)，將所述混合蒸汽輸出到熱用戶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能發(fā)電供汽方法，其特征在于:所述鍋爐蒸汽和乏汽在汽水混合器中進(jìn)行混合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的節(jié)能發(fā)電供汽方法，其特征在于:輸入到所述汽水混合器的水來自儲(chǔ)水裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的節(jié)能發(fā)電供汽方法，其特征在于:所述汽水混合器通過蒸汽管與所述鍋爐連接，通過乏汽管與所述汽輪機(jī)連接，通過給水管與所述儲(chǔ)水裝置連接，通過供汽管與所述熱用戶連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的節(jié)能發(fā)電供汽方法，其特征在于:所述蒸汽管中設(shè)置有蒸汽閥；所述乏汽管中設(shè)置有乏汽閥；所述給水管中設(shè)置有水閥；在連接所述汽輪機(jī)和換熱器的管路中設(shè)置有冷凝閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的節(jié)能發(fā)電供汽方法，其特征在于:當(dāng)熱負(fù)荷大于乏汽熱量時(shí)，關(guān)閉所述冷凝閥停止所述乏汽的冷凝，開啟所述蒸汽閥、乏汽閥使所述鍋爐蒸汽和乏汽混合，當(dāng)所述供汽參數(shù)過高時(shí)，打開并調(diào)節(jié)所述水閥；當(dāng)供汽參數(shù)過低時(shí)，關(guān)閉所述水閥，調(diào)節(jié)所述蒸汽閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的節(jié)能發(fā)電供汽方法，其特征在于:當(dāng)熱負(fù)荷小于乏汽熱量時(shí)，關(guān)閉所述蒸汽閥和水閥，開啟所述乏汽閥和冷凝閥。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的節(jié)能發(fā)電供汽方法，其特征在于:當(dāng)熱負(fù)荷等于乏汽熱量時(shí)，關(guān)閉所述蒸汽閥、水閥和冷凝閥，開啟所述乏汽閥。
【文檔編號(hào)】F01K27/00GK104234758SQ201410486207
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月22日
【發(fā)明者】陸永達(dá) 申請(qǐng)人:陸永達(dá)