CN103016083A - 背压纯凝切换供热系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种背压纯凝切换供热系统，包括顺次连通的高压缸、中压缸、低压缸和凝汽器，还包括抽汽管路和热网加热器，所述抽汽管路分别连通中压缸和热网加热器；其特征在于采暖期，所述低压缸内的转子设置为背压转子，所述背压转子为不带叶轮的光轴，在非采暖期，仍采用带有叶轮的低压转子纯凝运行；与传统的供热系统相比，本发明提供的背压纯凝切换系统，在采暖期，不仅大大增加了机组的供热量，而且实现了中压缸排汽热量的全部利用，并有效避免了在采暖期因通入低压缸内蒸汽量下降而引起的蒸汽负做功、蒸汽冷源损失等问题。

Description

背压纯凝切换供热系统

技术领域

本发明涉发电厂节能供热系统，尤其涉及一种背压纯凝切换供热系统。

背景技术

由于当前的煤价市场高涨、电价低迷的煤电倒挂现象，火电厂普遍存在发电亏损的经营状态。从热电厂的生产工艺上讲，传统供热采用中压缸排汽作为居民采暖供热汽源，按电热转换过程分析，中压缸排汽供热仅需消耗40%左右的蒸汽有用能，平均供热单位耗标煤量仅为16.8kg/GJ，而小锅炉供热单位耗标煤量一般在42kg/GJ。因此电厂积极拓展供热市场、增加供热量，是实现电厂扭亏增效的有效途径，对整个社会节能讲、有巨大的节能效果。

而常规的供热方式如图1所示，以中压缸排汽作为供热汽源，其一，由于受到低压缸最低通流量的限制，中压缸排汽有很大比例不得不通入至低压缸中，而中压缸剩余的可用于热量的蒸汽量有限，使得巨大的供热收益无法获得；其二、在低压缸流量下降较多时，尤其是低于最低通流量时，蒸汽在低压缸内不做功，甚至负做功，低压缸排汽焓显著提高，低压缸转化机械能的效率下降，蒸汽在低压缸转换为电能的比例下降，进入低压缸的蒸汽热量有80%以上排入到凝汽器，造成冷源损失。因此，传统供热方式不仅限制了机组供热量，而且存在较大的热能损失。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明的目的是为了解决常规供热系统低压缸最低通流量限制供热量、冷能损失严重的缺陷，提供了一种背压纯凝切换供热系统。

（二）技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种背压纯凝切换供热系统，包括顺次连通的高压缸、中压缸、低压缸和凝汽器，还包括抽汽管路和热网加热器，所述抽汽管路分别连通中压缸和热网加热器；在采暖期，所述低压缸内的转子设置为背压转子，所述背压转子为不带叶轮的光轴。

优选的，所述抽汽管路上设置有第一阀门。

优选的，所述中压缸和低压缸的连通管路上设置有第二阀门。

优选的，所述中压缸和低压缸的连通管路上还设置有减温器。

优选的，还包括控制器，所述控制器分别连接第一阀门、第二阀门和减温器。

（三）有益效果

本发明的背压纯凝切换供热系统，在采暖期切换为光轴空转的背压转子，没有叶轮转动的最低通流量要求，实现了中压缸排汽热量的全部利用，据统计，该系统大大增加了机组采暖期的供热量，经试验，供热量提高28%左右，且有效避免了在采暖期因通入低压缸内蒸汽量下降而引起的蒸汽负做功、蒸汽热能浪费等问题；进一步的，本发明的背压纯凝切换供热系统，通过所设置的减温器，将少量蒸汽降温至60℃左右以后，送入低压缸，用于对光轴空转的转子进行降温，防止转轴摩擦生热而发生变形等问题。

附图说明

图1是电厂传统的供热系统结构示意图；

图2是本发明非采暖期的实施例结构示意图；

图3是本发明采暖期的实施例结构示意图；

其中：100、高压缸，200、中压缸，300、低压缸，310、纯凝转子，311、转轴，312、叶轮，320、背压转子，330、第一联轴器，340、第二联轴器，350、第二阀门，360、减温器，400、凝汽器，500、发电机，600、抽汽管路，610、第一阀门，700、热网加热器，710、回水管，720、出水管，800、控制器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但并非限制本发明的范围。

本发明主要是将传统供热方式进行了革新，在采暖期将纯凝转子设置为不带叶轮的光轴空转的背压转子，以充分发挥背压转子高效供热优势，而在非采暖期，则依然采用传统的纯凝转子，在不需取暖的前提下，将热能尽可能的用于发电，进而，通过背压纯凝的切换，提高节能效果，同时，本发明还对系统进行了一系列的改进，以使得节能效果更佳。如图2、3分别示出了非采暖期和采暖期的实施例。

如图2所示的非采暖期，背压纯凝切换供热系统包括顺次连通的高压缸100、中压缸200、低压缸300和凝汽器400，中压缸200内的转子与低压缸300内的转子通过第一联轴器330相连接，低压缸300内的转子通过第二联轴器340连接发电机500的转子，即第一联轴器330和第二联轴器340分别安装在转轴311的两端部，且第一联轴器330和第二联轴器340分别采用对轮式结构，以便于转子的卸装操作；其中低压缸300内的转子设置为传统的纯凝转子310，即纯凝转子310的转轴311上设置有叶轮312，转轴210连同叶轮312同步转动；在此阶段，中压缸200中的蒸汽全部通入低压缸300中，通过驱使叶轮312转动，进一步提高热能转化为机械能的效率，以提高发电量。

本系统还包括抽汽管路600、热网加热器700和控制器800等，抽汽管路600分别连通中压缸200和热网加热器700，热网加热器700上设置有用于连接热网循环泵的回水管710，和用于连接热网用户端的出水管720；抽汽管路600上设置有第一阀门610，在中压缸200和低压缸300的连通管路上设置有第二阀门350，控制器800分别连接并控制第一阀门610和第二阀门350，当然，为节约成本，依据具体设计要求，也可以不安装控制器800，对于第一阀门610和第二阀门350的开关动作采用手动操作；在图2所示的非采暖期，采用手动操作或者通过控制器800操控，关闭第一阀门610、开启第二阀门350，以保证来自中压缸200的蒸汽全部通入至低压缸300内，以得到更多的机械能发电，最大程度的提高发电效率。

在采暖期，即使通过减少转子叶片级数来降低低压缸最低通流量，仍然无法达到将几乎全部的蒸汽用于供热的目的，只要有叶片，为避免不做功或者负做功，必须通入一定量的蒸汽用于克服机械能并做正功。为解决该问题，本发明所采用的方案为图3所示，将低压缸300内的纯凝转子取出，即由转轴311处卸除纯凝转子，更换为背压转子320，该背压转子320为不带叶轮的空转光轴，并开启第一阀门610，调整第二阀门350的开启程度；同时，背压转子320即光轴在转动时，为避免温度过高而导致该轴发生一定程度的变形，进而导致设备无法正常运转等问题，在中压缸200和低压缸300的连通管路上设置有减温器360，通过该减温器可将少量的蒸汽（一般设为5~8t/h）降温至60℃左右以后，送至低压缸内对转轴进行冷却，已解决更换为背压转子后的转轴变形问题。

在图3所示的采暖期状态中，因低压缸中无叶轮等机构，进而不需要考虑蒸汽量对转子不做功甚至负做功的问题，即没有了对于低压缸的最低通流量的要求，使得中压缸所出的蒸汽全部用于供热，经试验，该系统的供热抽汽量可提高28%左右，而相应的供热量也提高了28%左右；另，该系统有效解决了因通入低压缸内的蒸汽流量降低而致使的能量损失等问题（如背景技术所述，此部分有80%以上直接送入凝汽器而致使热量未加以利用，进而造成了冷源损失）。

如下表所示，对某200MW传统供热机组进行改造后，即将其改造为本发明的背压纯凝供热系统之后，效果如下：

名称	单位	改造前	改造后
				供热汽量	t/h	300	420
供热压力	MPa	0.2	0.2
				供热温度	℃	245	245
供热期发电煤耗	g/kWh	260	160

通过以上数据可知，同样的供热参数，相对改造前，改造后的供热量增加了120t/h，改造后的供热期发电煤耗下降了100g/kWh，供热效率大幅提高，节能效果显著。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应当涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种背压纯凝切换供热系统，包括顺次连通的高压缸（100）、中压缸（200）、低压缸（300）和凝汽器（400），还包括抽汽管路（600）和热网加热器（700），所述抽汽管路（600）分别连通中压缸（200）和热网加热器（700）；其特征在于：

在采暖期，所述低压缸（300）内的转子设置为背压转子（320），所述背压转子（320）为不带叶轮的光轴。

2.根据权利要求1所述的背压纯凝切换供热系统，其特征在于：所述抽汽管路（600）上设置有第一阀门（610）。

3.根据权利要求2所述的背压纯凝切换供热系统，其特征在于：所述中压缸（200）和低压缸（300）的连通管路上设置有第二阀门（350）。

4.根据权利要求3所述的背压纯凝切换供热系统，其特征在于：所述中压缸（200）和低压缸（300）的连通管路上还设置有减温器（360）。

5.根据权利要求4所述的背压纯凝切换供热系统，其特征在于：还包括控制器（800），所述控制器（800）分别连接第一阀门（610）、第二阀门（360）和减温器（360）。

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