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CN102022144A - 一种具有乏汽回收功能的火力发电系统 - Google Patents

一种具有乏汽回收功能的火力发电系统 Download PDF

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Abstract

一种具有乏汽回收功能的火力发电系统，属火力发电技术领域。其技术方案是：发电系统构成中包括锅炉、汽轮机、发电机、乏汽热井、闭式压力凝结水箱、离心蒸汽压缩机和膜式汽水混合加热器，其中，锅炉、汽轮机、发电机依次连接，汽轮机的乏汽出口接内置喷水降温装置的乏汽热井；所述乏汽热井排出的凝结水依次经热井凝结水泵、闭式压力凝结水箱、主凝结水泵、膜式汽水混合加热器、升压水泵、除氧器和给水泵送入锅炉；乏汽热井排出的乏汽经离心蒸汽压缩机加压后分成两路，一路对外供热，一路接入膜式汽水混合加热器加热凝结水。本发明既能回收大量的热能，又能保证和稳定汽轮机要求的真空度，同时还可以解决冷却塔排汽的热污染问题，并能节约水资源。

Description

一种具有乏汽回收功能的火力发电系统
技术领域
本发明涉及一种能够对火电机组的乏汽进行回收，有效减少汽化潜热损失的火力发电系统，属火力发电技术领域。
背景技术
火力发电厂中最基本的热力设备包括锅炉、汽轮机、凝汽器和水泵四部分，工质在这些设备中完成的循环过程称为“朗肯循环”，它是蒸汽动力装置的基本循环。水在锅炉内被加热到饱和温度，然后蒸发成饱和蒸汽，再经过热器加热成过热蒸汽；过热蒸汽进入汽轮机膨胀做功；做完功的乏汽被排入凝汽器，在凝汽器内被冷却放出凝结潜热后变为凝结水；水泵将凝结水送回锅炉，开始下一个动力循环。在朗肯循环中，有很大一部分热量在凝汽器中被冷却水带走，形成凝汽器冷源损失。这部分热量约占加给工质热量的50%以上，因此，提高循环效率的关键是如何利用这部分汽化潜热。
长期以来，人们为减少凝汽器冷源损失进行了不懈努力，但收效甚少，凝汽式机组的凝汽器冷源损失问题一直无法解决。给水回热是目前人们所采取的减少冷源损失的较为有效的方法。所谓给水回热就是利用从汽轮机某中间级后抽出的部分蒸汽来加热给水。具有给水回热的循环称为“回热循环”。由于在回热循环中，进入凝汽器的乏汽减少，凝汽器冷源损失减少，所以回热循环的热效率比朗肯循环的热效率高。在实际工程中，一般中参数机组设三、四级回热，高参数机组设五、六级回热，超高参数机组不超过七、八级回热。尽管如此，仍有相当多的蒸汽进入凝汽器，并在0.004MPa
(绝对压力)下凝结放热，由于这些蒸汽温度低，所放出的热量无法被利用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有乏汽回收功能的火力发电系统，以有效减少汽化潜热损失，提高火电机组的循环效率。
本发明所述问题是以下述技术方案实现的：
一种具有乏汽回收功能的火力发电系统，构成中包括锅炉、汽轮机、发电机、乏汽热井、热井凝结水泵、闭式压力凝结水箱、离心蒸汽压缩机和膜式汽水混合加热器，其中，锅炉、汽轮机、发电机依次连接，汽轮机的乏汽出口接内置喷水降温装置的乏汽热井；所述乏汽热井排出的凝结水依次经热井凝结水泵、闭式压力凝结水箱、主凝结水泵、膜式汽水混合加热器、升压水泵、除氧器和给水泵送入锅炉；乏汽热井排出的乏汽经离心蒸汽压缩机加压后分成两路，一路对外供热，一路接入膜式汽水混合加热器加热凝结水。
上述具有乏汽回收功能的火力发电系统，所述离心蒸汽压缩机由小汽轮机驱动，所述小汽轮机的蒸汽入口接汽轮机抽汽，其排出的乏汽经小汽轮机乏汽冷却器冷却后送入闭式压力凝结水箱，所述小汽轮机乏汽冷却器的冷却水入口接主凝结水泵的出口，冷却水出口接闭式压力凝结水箱。
上述具有乏汽回收功能的火力发电系统，在升压水泵至除氧器的凝结水管路上还依次连接有二级膜式汽水混合加热器、二级升压水泵和低压加热器，所述二级膜式汽水混合加热器的蒸汽入口接离心蒸汽压缩机的高压蒸汽出口，所述低压加热器的蒸汽入口接汽轮机抽汽，疏水出口接二级膜式汽水混合加热器。
上述具有乏汽回收功能的火力发电系统，所述给水泵与锅炉之间设置有高压加热器，所述高压加热器的蒸汽入口接汽轮机抽汽，疏水出口接除氧器。
上述具有乏汽回收功能的火力发电系统，所述除氧器的蒸汽入口接汽轮机抽汽。
本发明采用离心蒸汽压缩机回收火电机组的乏汽，回收的乏汽加压后用于加热锅炉给水和对外供热，使汽轮机乏汽的有效利用成为可能。本发明既能回收大量的热能，又能保证和稳定汽轮机要求的真空度，同时还可以解决冷却塔排汽的热污染问题，并能节约水资源。在乏汽热井内设置喷水降温装置，使一部分乏汽冷却凝结成凝结水，目的是为了减少离心蒸汽压缩机的负荷。
本发明系统简单、设计合理，节能减排效果显著，适用于新建电厂和已有电厂的节能减排工程以及离心蒸汽压缩机乏汽供热改造工程。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步详述。
图1是本发明基本循环系统示意图；
图2是火电机组原则性热力系统示意图。
图中各标号为：1.锅炉；2.汽轮机；3.发电机；4.除氧器；5.给水泵；6.高压加热器；7.喷水降温装置；8.乏汽热井；9.热井凝结水泵；10.闭式压力凝结水箱；11.主凝结水泵；12.离心蒸汽压缩机；13.小汽轮机；14.小汽轮机乏汽冷却器；15.膜式汽水混合加热器；16.升压水泵；17.二级膜式汽水混合加热器；18.二级升压水泵；19.低压加热器；C.除盐水；S.全厂疏水；H.热网回水；G.对外供热蒸汽。
具体实施方式
本发明的思路是：采用离心蒸汽压缩机回收乏汽，将升压后的乏汽分两路：一路对外供热，一路送入膜式汽水混合加热器与凝结水进行混合换热，加热后的热水作为锅炉给水，经升压泵升压后，经除氧器、给水泵至锅炉。
参看图1，本发明构成包括锅炉1、汽轮机2、发电机3、除氧器4、给水泵5、喷水降温装置7、乏汽热井8、热井凝结水泵9、闭式压力凝结水箱10、主凝结水泵11、离心蒸汽压缩机12、小汽轮机13、小汽轮机乏汽冷却器14、膜式汽水混合加热器15、升压水泵16。本发明工作过程如下：汽轮机2的乏汽进入乏汽热井8，乏汽热井8内设置喷水降温装置7，用除盐水C清洗乏汽，使一部分乏汽冷却凝结成凝结水，由热井凝结水泵9送入闭式压力凝结水箱10；离心蒸汽压缩机12抽吸乏汽热井8内的乏汽，将其压缩成可利用的蒸汽，升压后的乏汽一路对外供热（图中的G），一路送入膜式汽水混合加热器15与凝结水进行混合换热；加热后的热水经升压水泵16升压后，经除氧器4、给水泵5至锅炉1；锅炉1生产的过热蒸汽进入汽轮机2膨胀做功。
参看图2，机组原则性热力系统包括锅炉1、汽轮机2、发电机3、除氧器4、给水泵5、高压加热器6、喷水降温装置7、乏汽热井8、热井凝结水泵9、闭式压力凝结水箱10、主凝结水泵11、离心蒸汽压缩机12、小汽轮机13、小汽轮机乏汽冷却器14、膜式汽水混合加热器15、升压水泵16、二级膜式汽水混合加热器17、二级升压水泵18、低压加热器19。
本发明的工作过程如下：汽轮机2的乏汽进入乏汽热井8，乏汽热井8内设置喷水降温装置7，用除盐水C清洗乏汽，使一部分乏汽冷却凝结成凝结水，由热井凝结水泵9送入闭式压力凝结水箱10；离心蒸汽压缩机12抽吸乏汽热井8内的乏汽，将其压缩成可利用的蒸汽，升压后的乏汽一路对外供热（图中的G），一路送入膜式汽水混合加热器15与凝结水进行混合换热；加热后的热水经升压泵16升压后，进入二级膜式汽水混合加热器17，与压缩蒸汽混合换热后，经二级升压水泵18、低压加热器19、除氧器4、给水泵5、高压加热器6至锅炉1；锅炉1生产的过热蒸汽进入汽轮机2膨胀做功。

Claims (5)

1.一种具有乏汽回收功能的火力发电系统，其特征是，发电系统构成中包括锅炉（1）、汽轮机（2）、发电机（3）、乏汽热井（8）、热井凝结水泵（9）闭式压力凝结水箱（10）、离心蒸汽压缩机（12）和膜式汽水混合加热器（15），其中，锅炉（1）、汽轮机（2）、发电机（3）依次连接，汽轮机（2）的乏汽出口接内置喷水降温装置（7）的乏汽热井（8），所述乏汽热井（8）排出的凝结水依次经热井凝结水泵（9）、闭式压力凝结水箱（10）、主凝结水泵（11）、膜式汽水混合加热器（15）、升压水泵（16）、除氧器（4）和给水泵（5）接至锅炉（1）；乏汽热井（8）排出的乏汽经离心蒸汽压缩机（12）加压后分成两路，一路对外供热，一路接入膜式汽水混合加热器（15）加热凝结水。
2.根据权利要求1所述具有乏汽回收功能的火力发电系统，其特征是，所述离心蒸汽压缩机（12）由小汽轮机（13）驱动，所述小汽轮机（13）的蒸汽入口接汽轮机抽汽，其排出的乏汽经小汽轮机乏汽冷却器（14）冷却后送入闭式压力凝结水箱（10），所述小汽轮机乏汽冷却器（14）的冷却水入口接主凝结水泵（11）的出口，冷却水出口接闭式压力凝结水箱（10）。
3.根据权利要求1或2所述具有乏汽回收功能的火力发电系统，其特征是，在升压水泵（16）至除氧器（4）的凝结水管路上还依次连接有二级膜式汽水混合加热器（17）、二级升压水泵（18）和低压加热器（19），所述二级膜式汽水混合加热器（17）的蒸汽入口接离心蒸汽压缩机（12）的高压蒸汽出口，所述低压加热器（19）的蒸汽入口接汽轮机抽汽，疏水出口接二级膜式汽水混合加热器（17）。
4.根据权利要求3所述具有乏汽回收功能的火力发电系统，其特征是，所述给水泵（5）与锅炉（1）之间设置有高压加热器（6），所述高压加热器（6）的蒸汽入口接汽轮机抽汽，疏水出口接除氧器（4）。
5.根据权利要求4所述具有乏汽回收功能的火力发电系统，其特征是，所述除氧器（4）的蒸汽入口接汽轮机抽汽。
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