CN118729244A - 高温高压回水能量利用系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高温高压回水能量利用系统及方法，属于回水能量利用技术领域。该系统包括：压力回收装置，用于利用汽轮机组产生的高温高压回水进行降压发电，得到降压后的高温回水；第一热量回收装置，用于对降压后的高温回水进行减压蒸发，得到第一蒸汽、第二蒸汽和降温后的回水，并将第一蒸汽输送至第一供热用户；以及将第二蒸汽输送至第二供热用户；第二热量回收装置，用于利用降温后的回水对汽轮机组产生的凝结水进行加热，得到再次降温后的回水，并将再次降温后的回水输送至凝结水井进行循环利用。本发明通过分级利用热能和多级热量回收，不仅能够提升能量利用效率，还能降低运行成本。

Description

高温高压回水能量利用系统及方法

技术领域

本发明涉及回水能量利用技术领域，具体地涉及一种高温高压回水能量利用系统及一种高温高压回水能量利用方法。

背景技术

随着经济的快速发展，能源需求不断增加，火电厂作为能源供应的重要来源，其能源利用效率和环境保护问题日益受到关注。火电厂在发电过程中会产生大量的高温高压蒸汽，这些蒸汽在工艺末端会产生高温高压回水，这部分回水通常具有较高的温度和压力，如果直接排放，将造成能源的浪费和环境的污染。为了提高能源利用效率和减少能源浪费，人们开始研究如何将这部分高温高压回水进行有效利用。

目前，通过液力透平进行降压发电，将回水的压力能转化为电能，然后再进行余热回收。这样不仅可以提高能源利用效率，还可以减少环境污染。

但是，传统的液力透平发电方式只能将回水的压力能转化为电能，而对于回水中的热能并没有进行有效利用。同时，由于回水的温度较高，直接进行闪蒸会产生大量的蒸汽，这些蒸汽通常需要进行冷凝回收，否则会造成能源的浪费。

总的来说，现有技术无法有效利用高温高压回水中的压力能和热能。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种高温高压回水能量利用系统及方法，以解决现有技术无法有效利用高温高压回水中的压力能和热能的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种高温高压回水能量利用系统，包括：

压力回收装置，用于利用汽轮机组产生的高温高压回水进行降压发电，得到降压后的高温回水；

第一热量回收装置，用于对降压后的高温回水进行减压蒸发，得到第一蒸汽、第二蒸汽和降温后的回水，并将第一蒸汽输送至第一供热用户；以及将第二蒸汽输送至第二供热用户；

第二热量回收装置，用于利用降温后的回水对汽轮机组产生的凝结水进行加热，得到再次降温后的回水，并将再次降温后的回水输送至凝结水井进行循环利用。

可选地，第一热量回收装置还用于对第一蒸汽进行升压后输送至第一供热用户。

可选地，压力回收装置为液力透平。

可选地，第一热量回收装置包括：多级闪蒸罐；

多级闪蒸罐的进水端与压力回收装置的排水端连通，多级闪蒸罐的进水端与压力回收装置的排水端与第二热量回收装置的进水端连通，多级闪蒸罐的排汽端分别与第一供热用户和第二供热用户连通。

可选地，多级闪蒸罐包括：第一闪蒸罐和第二闪蒸罐；

第一闪蒸罐的进水端与压力回收装置的排水端连通，第一闪蒸罐的的排汽端与蒸汽压缩机的进汽端连通，第一闪蒸罐的排水端与第二闪蒸罐的进水端连通，第二闪蒸罐的进水端与第二热量回收装置的进水端连通，第一闪蒸罐的排汽端与第一供热用户连通，第二闪蒸罐的排汽端与第二供热用户连通。

可选地，第一热量回收装置还包括：蒸汽压缩机；

第一闪蒸罐的排汽端与蒸汽压缩机的进汽端连通。

可选地，第二热量回收装置包括：换热器、给水泵和多级低压加热器；

给水泵的排水端分别与换热器的低温介质输入端和多级低压加热器的输入端连通，多级低压加热器的输出端与换热器的低温介质输出端连通，换热器的高温介质输入端与第二闪蒸罐的排水端连通，换热器的高温介质输出端与凝结水井连通。

可选地，多级低压加热器包括：第一低压加热器、第二低压加热器、第三低压加热器和第四低压加热器；

给水泵的排水端分别与换热器的低温介质输入端和第一低压加热器的输入端连通，第一低压加热器的输出端与第二低压加热器的输入端连通，第二低压加热器的输出端与第三低压加热器的输入端连通，第三低压加热器的输出端与第四低压加热器的输入端连通，第四低压加热器的输出端与换热器的低温介质输出端连通。

可选地，压力回收装置的排水端与第一闪蒸罐的进水端之间设置有第一阀门，第一闪蒸罐的排汽端与蒸汽压缩机的进汽端之间设置有第二阀门，蒸汽压缩机的排汽端与第一供热用户之间设置有第三阀门，第一闪蒸罐的排水端与第二闪蒸罐的进水端之间设置有第四阀门，第二闪蒸罐的排汽与第二供热用户之间设置有第五阀门，第二闪蒸罐的排水端与换热器的高温介质输入端之间设置有第六阀门，换热器的高温介质输出端与凝结水井之间设置有第七阀门，换热器的低温介质输入端与凝结水泵之间设置有第八阀门，换热器的低温介质输出端与第四低压加热器的输出端之间设置有第九阀门。

在本发明实施方式的第二方面，提供一种高温高压回水能量利用方法，包括：

通过压力回收装置利用汽轮机组产生的高温高压回水进行降压发电，得到降压后的高温回水；

通过第一热量回收装置对降压后的高温回水进行减压蒸发，得到第一蒸汽、第二蒸汽和降温后的回水，并将第一蒸汽输送至第一供热用户；以及将第二蒸汽输送至第二供热用户；

通过第二热量回收装置利用降温后的回水对汽轮机组产生的凝结水进行加热，得到再次降温后的回水，并将再次降温后的回水输送至凝结水井进行循环利用。

本发明的有益效果：

（1）能量利用效率高：第一热量回收装置对降压后的高温回水进行减压蒸发，得到第一蒸汽和第二蒸汽，这样不仅可以为第一供热用户和第二供热用户提供热能，还可以将降温后的回水用于进一步的热量回收。这种分级利用热能的方式，显著提升了能量利用的效率。

（2）多级热量回收：通过第二热量回收装置，将降温后的回水用于加热汽轮机组的凝结水，不仅避免了热量的浪费，也使得回水的热量得到了更充分的利用。

（3）经济效益提升：由于能量利用效率的提高，可以减少能源消耗，降低运行成本，从而带来更好的经济效益。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1是本发明实施例提供的高温高压回水能量利用系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的高温高压回水能量利用方法的流程示意图。

附图标记说明

1-液力透平；2-第一闪蒸罐；3-第二闪蒸罐；4-蒸汽压缩机；

5-换热器；6-给水泵；7-第一低压加热器；8-第二低压加热器；

9-第三低压加热器；10-第四低压加热器；P1-第一阀门；

P2-第二阀门；P3-第三阀门；P4-第四阀门；P5-第五阀门；

P6-第六阀门；P7-第七阀门；P8-第八阀门；P9-第九阀门。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”、“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例一

请参照图1，图1是本发明实施例提供的高温高压回水能量利用系统的结构示意，该系统包括：压力回收装置，用于利用汽轮机组产生的高温高压回水进行降压发电，得到降压后的高温回水；第一热量回收装置，用于对降压后的高温回水进行减压蒸发，得到第一蒸汽、第二蒸汽和降温后的回水，并将第一蒸汽输送至第一供热用户；以及将第二蒸汽输送至第二供热用户；第二热量回收装置，用于利用降温后的回水对汽轮机组产生的凝结水进行加热，得到再次降温后的回水，并将再次降温后的回水输送至凝结水井进行循环利用。

在一具体实施方式中，如图1所示，压力回收装置为液力透平1。

液力透平1，也被称作涡轮泵或液体涡轮，是一种将流体的能量转换为机械能的旋转机械。液力透平的工作原理基于牛顿的第三定律，即作用力和反作用力相等、方向相反。在液力透平中，流体（通常是液体）进入透平，对透平的叶轮施加压力和动力，叶轮受到流体的作用力而旋转，进而通过轴将动力传递出去，用于驱动发电机或泵等其他设备。

具体地，如图1所示，汽轮机组产生的高温高压回水（12MPa，285℃，600t/h）经过液力透平1进行降压发电后，得到降压后的高温回水（≥6.92MPa，285℃，355t/h），而降压后的高温回水的温度与一级高温高压回水的温度一致，仅仅只是压力降低了，也就是液力透平1的作用仅仅只是利用了回水的压力进行做功发电。

在一实施例中，如图1所示，第一热量回收装置包括：多级闪蒸罐；多级闪蒸罐的进水端与压力回收装置的排水端连通，多级闪蒸罐的进水端与压力回收装置的排水端与第二热量回收装置的进水端连通，多级闪蒸罐的排汽端分别与第一供热用户和第二供热用户连通。

闪蒸罐（Flash Tank）是一种化工设备，主要用于液体的分离过程。它的工作原理基于物质的沸点不同，通过降低压力使液体中的挥发性成分迅速蒸发，从而实现混合物中不同组分的分离。

闪蒸罐的基本工作流程如下：

1、混合液进入闪蒸罐，罐内的压力低于混合液中挥发性组分的饱和蒸气压。

2、由于压力的降低，混合液中挥发性较高的成分迅速蒸发，形成蒸汽。

3、蒸汽从液相中分离出来，通过罐顶部的出口被导出。

4、剩余的液体，即挥发性成分较少的部分，从罐底部排出。

具体地，如图1所示，多级闪蒸罐包括：第一闪蒸罐2和第二闪蒸罐3；第一闪蒸罐2的进水端与压力回收装置的排水端连通，第一闪蒸罐2的的排汽端与蒸汽压缩机4的进汽端连通，第一闪蒸罐2的排水端与第二闪蒸罐3的进水端连通，第二闪蒸罐3的进水端与第二热量回收装置的进水端连通，第一闪蒸罐2的排汽端与第一供热用户连通，第二闪蒸罐3的排汽端与第二供热用户连通。

可理解的是，如图1所示，降压后的高温回水（≥6.92MPa，285℃，355t/h）经过第一闪蒸罐（2）后，产生第一蒸汽（2.79MPa，230℃，90t/h）和回水（442t/h，170℃），然后回水（442t/h，170℃）进入第二闪蒸罐（3）后，产生第二蒸汽（0.79MPa，170℃，67.4t/h）和降温后回水（442t/h，170℃）

在一实施例中，第一热量回收装置还用于对第一蒸汽进行升压后输送至第一供热用户。

具体地，如图1所示，第一热量回收装置还包括：蒸汽压缩机4；第一闪蒸罐2的排汽端与蒸汽压缩机4的进汽端连通。

在本实施例中，通过对第一蒸汽进行升压，可以灵活满足供热用户对于蒸汽的压力需求。

在一实施例中，如图1所示，第二热量回收装置包括：换热器5、给水泵6和多级低压加热器；给水泵6的排水端分别与换热器5的低温介质输入端和多级低压加热器的输入端连通，多级低压加热器的输出端与换热器5的低温介质输出端连通，换热器5的高温介质输入端与第二闪蒸罐3的排水端连通，换热器5的高温介质输出端与凝结水井连通。

在本发明实施例中，对于换热器5的类型不做具体限定，具体可根据实际需求进行合理设置。

具体地，如图1所示，多级低压加热器包括：第一低压加热器7、第二低压加热器8、第三低压加热器9和第四低压加热器10；给水泵6的排水端分别与换热器5的低温介质输入端和第一低压加热器7的输入端连通，第一低压加热器7的输出端与第二低压加热器8的输入端连通，第二低压加热器8的输出端与第三低压加热器9的输入端连通，第三低压加热器9的输出端与第四低压加热器10的输入端连通，第四低压加热器10的输出端与换热器5的低温介质输出端连通。

在一实施例中，如图1所示，压力回收装置的排水端与第一闪蒸罐2的进水端之间设置有第一阀门P1，第一闪蒸罐2的排汽端与蒸汽压缩机4的进汽端之间设置有第二阀门P2，蒸汽压缩机4的排汽端与第一供热用户之间设置有第三阀门P3，第一闪蒸罐2的排水端与第二闪蒸罐3的进水端之间设置有第四阀门P4，第二闪蒸罐3的排汽与第二供热用户之间设置有第五阀门P5，第二闪蒸罐3的排水端与换热器5的高温介质输入端之间设置有第六阀门P6，换热器5的高温介质输出端与凝结水井之间设置有第七阀门P7，换热器5的低温介质输入端与凝结水泵之间设置有第八阀门P8，换热器5的低温介质输出端与第四低压加热器10的输出端之间设置有第九阀门P9。

本发明的有益效果：

（1）能量利用效率高：第一热量回收装置对降压后的高温回水进行减压蒸发，得到第一蒸汽和第二蒸汽，这样不仅可以为第一供热用户和第二供热用户提供热能，还可以将降温后的回水用于进一步的热量回收。这种分级利用热能的方式，显著提升了能量利用的效率。

（2）多级热量回收：通过第二热量回收装置，将降温后的回水用于加热汽轮机组的凝结水，不仅避免了热量的浪费，也使得回水的热量得到了更充分的利用。

（3）经济效益提升：由于能量利用效率的提高，可以减少能源消耗，降低运行成本，从而带来更好的经济效益。

实施例二

基于同样的发明构思，本发明实施例还提供一种高温高压回水能量利用方法，该方法包括以下步骤：

S100，通过压力回收装置利用汽轮机组产生的高温高压回水进行降压发电，得到降压后的高温回水；

S200，通过第一热量回收装置对降压后的高温回水进行减压蒸发，得到第一蒸汽、第二蒸汽和降温后的回水，并将第一蒸汽输送至第一供热用户；以及将第二蒸汽输送至第二供热用户；

S300，通过第二热量回收装置利用降温后的回水对汽轮机组产生的凝结水进行加热，得到再次降温后的回水，并将再次降温后的回水输送至凝结水井进行循环利用。

应理解的是，该方法与上述的高温高压回水能量利用系统实施例对应，为避免重复，此处适当省略详细描述。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种高温高压回水能量利用系统，其特征在于，包括：

压力回收装置，用于利用汽轮机组产生的高温高压回水进行降压发电，得到降压后的高温回水；

第一热量回收装置，用于对降压后的高温回水进行减压蒸发，得到第一蒸汽、第二蒸汽和降温后的回水，并将第一蒸汽输送至第一供热用户；以及将第二蒸汽输送至第二供热用户；

第二热量回收装置，用于利用降温后的回水对汽轮机组产生的凝结水进行加热，得到再次降温后的回水，并将再次降温后的回水输送至凝结水井进行循环利用。

2.根据权利要求1所述的高温高压回水能量利用系统，其特征在于，第一热量回收装置还用于对第一蒸汽进行升压后输送至第一供热用户。

3.根据权利要求1所述的高温高压回水能量利用系统，其特征在于，压力回收装置为液力透平（1）。

4.根据权利要求1所述的高温高压回水能量利用系统，其特征在于，第一热量回收装置包括：多级闪蒸罐；

多级闪蒸罐的进水端与压力回收装置的排水端连通，多级闪蒸罐的进水端与压力回收装置的排水端与第二热量回收装置的进水端连通，多级闪蒸罐的排汽端分别与第一供热用户和第二供热用户连通。

5.根据权利要求4所述的高温高压回水能量利用系统，其特征在于，多级闪蒸罐包括：第一闪蒸罐（2）和第二闪蒸罐（3）；

第一闪蒸罐（2）的进水端与压力回收装置的排水端连通，第一闪蒸罐（2）的的排汽端与蒸汽压缩机（4）的进汽端连通，第一闪蒸罐（2）的排水端与第二闪蒸罐（3）的进水端连通，第二闪蒸罐（3）的进水端与第二热量回收装置的进水端连通，第一闪蒸罐（2）的排汽端与第一供热用户连通，第二闪蒸罐（3）的排汽端与第二供热用户连通。

6.根据权利要求5所述的高温高压回水能量利用系统，其特征在于，第一热量回收装置还包括：蒸汽压缩机（4）；

第一闪蒸罐（2）的排汽端与蒸汽压缩机（4）的进汽端连通。

7.根据权利要求6所述的高温高压回水能量利用系统，其特征在于，第二热量回收装置包括：换热器（5）、给水泵（6）和多级低压加热器；

给水泵（6）的排水端分别与换热器（5）的低温介质输入端和多级低压加热器的输入端连通，多级低压加热器的输出端与换热器（5）的低温介质输出端连通，换热器（5）的高温介质输入端与第二闪蒸罐（3）的排水端连通，换热器（5）的高温介质输出端与凝结水井连通。

8.根据权利要求7所述的高温高压回水能量利用系统，其特征在于，多级低压加热器包括：第一低压加热器（7）、第二低压加热器（8）、第三低压加热器（9）和第四低压加热器（10）；

给水泵（6）的排水端分别与换热器（5）的低温介质输入端和第一低压加热器（7）的输入端连通，第一低压加热器（7）的输出端与第二低压加热器（8）的输入端连通，第二低压加热器（8）的输出端与第三低压加热器（9）的输入端连通，第三低压加热器（9）的输出端与第四低压加热器（10）的输入端连通，第四低压加热器（10）的输出端与换热器（5）的低温介质输出端连通。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的高温高压回水能量利用系统，其特征在于，压力回收装置的排水端与第一闪蒸罐（2）的进水端之间设置有第一阀门（P1），第一闪蒸罐（2）的排汽端与蒸汽压缩机（4）的进汽端之间设置有第二阀门（P2），蒸汽压缩机（4）的排汽端与第一供热用户之间设置有第三阀门（P3），第一闪蒸罐（2）的排水端与第二闪蒸罐（3）的进水端之间设置有第四阀门（P4），第二闪蒸罐（3）的排汽与第二供热用户之间设置有第五阀门（P5），第二闪蒸罐（3）的排水端与换热器（5）的高温介质输入端之间设置有第六阀门（P6），换热器（5）的高温介质输出端与凝结水井之间设置有第七阀门（P7），换热器（5）的低温介质输入端与凝结水泵之间设置有第八阀门（P8），换热器（5）的低温介质输出端与第四低压加热器（10）的输出端之间设置有第九阀门（P9）。

10.一种高温高压回水能量利用方法，其特征在于，包括：

通过压力回收装置利用汽轮机组产生的高温高压回水进行降压发电，得到降压后的高温回水；

通过第一热量回收装置对降压后的高温回水进行减压蒸发，得到第一蒸汽、第二蒸汽和降温后的回水，并将第一蒸汽输送至第一供热用户；以及将第二蒸汽输送至第二供热用户；

通过第二热量回收装置利用降温后的回水对汽轮机组产生的凝结水进行加热，得到再次降温后的回水，并将再次降温后的回水输送至凝结水井进行循环利用。