阅读说明：本技术 一种间接空冷系统余热利用方法及装置 (Waste heat utilization method and device for indirect air cooling system ) 是由 冯海波 王军 袁汉川 袁志先 谭茹 吴俊杰 许祥训 季薇 潘翠翠 王雪平 张尚云 于 2020-06-29 设计创作，主要内容包括：本发明属于电厂余热回收技术领域,尤其涉及一种间接空冷系统余热利用方法及装置。该方法所使用的装置包括汽轮机、间接空冷系统、吸收式热泵和热压机。其中,汽轮机的排汽进入间接空冷系统,通过间接空冷系统内的循环水对排汽进行冷却,热压机驱动吸收式热泵回收对排汽进行冷却后的循环水中的部分余热后,吸收式热泵将热网用户端的热网水加热,且吸收式热泵将加热后的热网水输送至热网用户端。由此,该方法将间接空冷系统对汽轮机的排汽进行冷却后的间接空冷系统内的循环水的余热进行回收利用,提供一种高品位热源。(The invention belongs to the technical field of waste heat recovery of power plants, and particularly relates to a waste heat utilization method and device of an indirect air cooling system. The device used by the method comprises a steam turbine, an indirect air cooling system, an absorption heat pump and a hot press. The exhaust steam of the steam turbine enters the indirect air cooling system, the exhaust steam is cooled through circulating water in the indirect air cooling system, the absorption heat pump is driven by the hot press to recover part of waste heat in the circulating water after the exhaust steam is cooled, the absorption heat pump heats the heat supply network water at the heat supply network user side, and the absorption heat pump conveys the heated heat supply network water to the heat supply network user side. Therefore, the method recycles the waste heat of the circulating water in the indirect air cooling system after the indirect air cooling system cools the exhaust steam of the steam turbine, and provides a high-grade heat source.)

一种间接空冷系统余热利用方法及装置

技术领域

本发明属于电厂余热回收技术领域，尤其涉及一种间接空冷系统余热利用方法及装置。

背景技术

电厂空气冷却技术大致分为两种形式，一是直接空冷，二是间接空冷。直接空冷是汽轮机的排汽直接用空气来冷却，空气与蒸汽之间进行热交换。间接空冷则采用水作为中间冷却介质，低温循环水将汽轮机排汽热量带出后，再通过空气将升温后的循环水冷却，二次冷却过程为闭式系统，循环水不与空气直接接触，因此称为间接空冷。

间接空冷在系统上类似于湿式冷却，采用循环水作为中间冷却介质，但其二次循环系统为闭式系统，换热效率不及湿式冷却系统，因此采用间接空冷系统的的电厂，通常机组背压较高，机组排汽焓值高，蕴含较大的余热开发潜能。

在我国北方供暖地区，将电厂冷却系统余热回收，用于城市供暖，既提高了能源的利用效率，又增大了机组的供热能力，具有很高的经济和环保效益。间接空冷系统余热水温通常在50℃左右，属于低品位热源，余热回收难度大。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种可以提供高品位热源的间接空冷系统余热利用方法及装置。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

本发明提供了一种间接空冷系统余热利用方法，所使用的装置包括汽轮机、间接空冷系统、吸收式热泵和热压机；其中，汽轮机的排汽进入间接空冷系统，通过间接空冷系统内的循环水对排汽进行冷却；热压机驱动吸收式热泵回收对排汽进行冷却后的循环水中的部分余热后，吸收式热泵将热网用户端的热网水加热，且吸收式热泵将加热后的热网水输送至热网用户端。

优选地，所使用的装置还包括尖峰加热器，汽轮机的部分抽汽进入尖峰加热器；当加热后的热网水的供热量不满足热网用户端的热负荷要求时，尖峰加热器对加热后的热网水进行加热升温；当加热后的热网水的供热量满足热网用户端的热负荷要求时，尖峰加热器不运行。

优选地，热压机的热源一部分为汽轮机的低压缸的乏汽，热压机的热源另一部分为汽轮机的中压缸的抽汽。

本发明还提供一种间接空冷系统余热利用装置，间接空冷系统余热利用装置包括汽轮机、间接空冷系统、吸收式热泵和热压机；其中，汽轮机的排汽出口与间接空冷系统的汽侧入口连通；吸收式热泵的第一水侧入口和第一水侧出口分别与间接空冷系统的水侧出口和水侧入口可选择的连通；吸收式热泵的第二水侧入口和第二水侧出口用于与热网用户端可选择的连通；热压机包括控制器，控制器用于控制热压机的进汽量和出汽量，其中热压机的汽侧出口与吸收式热泵的汽侧入口连接。

优选地，间接空冷系统余热利用装置还包括尖峰加热器；汽轮机包括低压缸和中压缸；中压缸的汽侧出口与尖峰加热器的汽侧入口可选择地且流量可调地连通。

优选地，间接空冷系统包括间接空冷塔、低温循环水管道、高温循环水管道和主机凝汽器；低压缸的汽侧出口与主机凝汽器的汽侧入口连通；低温循环水管道的水侧入口与间接空冷塔的水侧出口连通，低温循环水管道的水侧出口与主机凝汽器水侧入口连通；高温循环水管道的水侧入口与主机凝汽器水侧出口连通，高温循环水管道的水侧出口与间接空冷塔的水侧入口连通。

优选地，间接空冷系统余热利用装置还包括余热水供水管道和余热水回水管道；余热水供水管道的水侧入口与高温循环水管道可选择地连通，余热水供水管道的水侧出口与吸收式热泵的第一水侧入口可选择地连通；余热水回水管道的水侧入口与吸收式热泵的第一水侧出口可选择地连通，余热水回水管道的水侧出口与低温循环水管道可选择地连通。

优选地，热压机的第一进汽口与主机凝汽器的汽侧出口可选择地连通；热压机的第二进汽口与中压缸的汽侧出口可选择地且流量可调地连通。

优选地，间接空冷系统余热利用装置还包括热网低温回水管道和热网高温供水管道；热网低温回水管道的水侧入口与热网用户端可选择地连通，热网低温回水管道的水侧出口与吸收式热泵的第二水侧入口可选择地连通；热网高温供水管道的水侧入口与吸收式热泵的第二水侧出口可选择地连通，热网高温供水管道的水侧出口与热网用户端可选择地连通。

优选地，间接空冷系统余热利用装置还包括除铁装置；除铁装置与吸收式热泵的凝结水出口连通。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：

本发明提供的一种间接空冷系统余热利用方法，通过吸收式热泵回收对汽轮机的排汽进行冷却后的循环水中的部分余热，减少了间接空冷系统的热负荷，提高了汽轮机运行的经济性，通过热压机内的驱动蒸汽对吸收式热泵内的中间介质进行驱动，中间介质能够进一步吸收余热水的低品位热能，对热网水进行加热升温，进而提供了高品位热源，便于热网水的利用。

本发明提供的一种间接空冷系统余热利用装置，通过设置吸收式热泵回收对汽轮机的排汽进行冷却后的循环水中的部分余热，减少了间接空冷系统的热负荷，提高了汽轮机运行的经济性，通过设置的热压机内的驱动蒸汽对吸收式热泵内的中间介质进行驱动，中间介质能够进一步吸收余热水的低品位热能，对热网水进行加热升温，进而提供了高品位热源，便于热网水的利用。

附图说明

图1为本发明实施例中间接空冷系统余热利用装置的结构示意图。

【附图标记说明】

1：低压缸；2：中压缸；3：发电机；4：主机凝汽器；5：高温循环水管道；6：间接空冷塔；7：低温循环水管道；8：主机循环水泵；9：第一隔离阀；10：余热水供水管道；11：吸收式热泵；12：余热水回水管道；13：第二隔离阀；14：热网低温回水管道；15：热网水循环水泵；16：第四隔离阀；17：第五隔离阀；18：热网高温供水管道；19：旁路阀门；20：除铁装置；21：第二凝结水泵；22：第七隔离阀；23：第八隔离阀；24：尖峰加热器；25：第一凝结水泵；26：热压机；27：第三隔离阀；28：第六隔离阀；29：安全阀；30：快速止回阀；31：快关阀；32：电动抽汽调节阀；33：第七隔离阀。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

如图1所示，本实施例提供了一种间接空冷系统余热利用方法，该方法所使用的装置包括汽轮机、间接空冷系统、吸收式热泵11和热压机26。其中，汽轮机的排汽进入间接空冷系统，通过间接空冷系统内的循环水对排汽进行冷却，热压机26驱动吸收式热泵11回收对排汽进行冷却后的循环水中的部分余热后，吸收式热泵11将热网用户端的热网水加热，且吸收式热泵11将加热后的热网水输送至热网用户端。

本实施例提供的一种间接空冷系统余热利用方法，通过吸收式热泵11回收对汽轮机的排汽进行冷却后的循环水中的部分余热，减少了间接空冷系统的热负荷，提高了汽轮机运行的经济性，并且通过热压机26内的驱动蒸汽对吸收式热泵内的中间介质进行驱动，中间介质能够进一步吸收余热水的低品位热能，对热网水进行加热升温，进而提供了一种高品位热源，便于热网水的利用。应当说明的是，高品位品位热源和低品位热源是一对相对概念，其中低品位热源的温度一般低于50℃左右，难于直接被用于采暖供热等，高品位热源的温度较高(通常可达80℃以上)，可直接用于采暖供热。

在本实施例中热压机26的热源一部分为汽轮机的低压缸1的乏汽，热压机26的热源另一部分为汽轮机的中压缸2的抽汽，热压机26的热源中乏汽的流量大于抽汽的流量，其中热压机26利用低压缸1的乏汽，减少环境污染且进一步提高了汽轮机运行的经济性。

具体地，所使用的装置还包括尖峰加热器24，汽轮机的部分抽汽进入尖峰加热器24，当加热后的热网水的供热量不满足热网用户端的热负荷要求时，尖峰加热器24对加热后的热网水进行加热升温，提高了热网用户端用热的稳定性及可靠性，且尖峰加热器24的热源为汽轮机的中压缸2提供，提高了机组运行的经济性。当加热后的热网水的供热量满足热网用户端的热负荷要求时，尖峰加热器24不运行。

本实施例还提供一种间接空冷系统余热利用装置，间接空冷系统余热利用装置包括汽轮机、间接空冷系统、吸收式热泵11和热压机26。其中，汽轮机与发电机3连接，汽轮机的排汽出口与间接空冷系统的汽侧入口连通，吸收式热泵11的第一水侧入口和第一水侧出口分别与间接空冷系统的水侧出口和水侧入口可选择的连通，吸收式热泵11的第二水侧入口和第二水侧出口用于与热网用户端可选择的连通，热压机26包括控制器，控制器用于控制热压机26的进汽量和出汽量，其中热压机26的汽侧出口与吸收式热泵11的汽侧入口连接。在本实施例中热压机26优选无极可调热压机26，热压机26在大量低品质蒸汽(如汽轮机低压缸1的乏汽)中掺入少量高品质热源，即可达到设计参数，减少了能源的浪费。

其中，汽轮机包括低压缸1和中压缸2。间接空冷系统包括间接空冷塔6、低温循环水管道7、高温循环水管道5和主机凝汽器4。低压缸1的汽侧出口与主机凝汽器4的汽侧入口连通，低温循环水管道7的水侧入口与间接空冷塔6的水侧出口连通，低温循环水管道7的水侧出口与主机凝汽器4水侧入口连通，高温循环水管道5的水侧入口与主机凝汽器4水侧出口连通，高温循环水管道5的水侧出口与间接空冷塔6的水侧入口连通。低温循环水管道7中的循环水与主机凝汽器4中汽轮机低压缸1的机组排汽进行热交换后，高温的循环水然后进入间接空冷塔6中，通过空气对高温循环水管道5的高温的循环水进行冷却。其中在低温循环水管道7上还设有主机循环水泵8。应当说明的是在本实施例中高温水和低温水是一对相对概念，低温水经热源加热后成为高温水，而不是限定二者具体的温度。

间接空冷系统余热利用装置还包括余热水供水管道10和余热水回水管道12。余热水供水管道10的水侧入口与高温循环水管道5可选择地连通，余热水供水管道10的水侧出口与吸收式热泵11的第一水侧入口可选择地连通。余热水回水管道12的水侧入口与吸收式热泵11的第一水侧出口可选择地连通，余热水回水管道12的水侧出口与低温循环水管道7可选择地连通。其中，在余热水供水管道10上设有第一隔离阀9，在余热水回水管道12上设有第二隔离阀13，通过设置第一隔离阀9和第二隔离阀13便于管道的隔离及检修。

当第一隔离阀9和第二隔离阀13打开时，根据热网用户端的热负荷需求，部分间接空冷系统的高温循环水管道5内的循环水通过余热水供水管道10进入吸收式热泵11，余热水供水管道10内的循环水在通过吸收式热泵11进行热量回收后，其回水可直接通过余热水回水管道12回至低温循环水管道7中，经混合后再进入主机凝汽器4，间接空冷塔6根据主机凝汽器4中热负荷的减少，适量关闭冷却扇段。当第一隔离阀9和第二隔离阀13关闭时，间接空冷塔6冷却主机凝汽器4内的全部热负荷。

具体地，热压机26的第一进汽口与主机凝汽器4的汽侧出口可选择地连通，热压机26的第二进汽口与中压缸2的汽侧出口可选择地且流量可调地连通。在热压机26和主机凝汽器4连通的管道上设有第七隔离阀33，在热压机26与中压缸2连通的管道上还设有第三隔离阀27，便于装置的隔离及检修。其中，第一进汽口通入的是低压缸1的乏汽，第二进汽口通入的是中压缸2的抽汽，且进入热压机26中乏汽的流量大于抽汽的流量，其中热压机26利用低压缸1的乏汽，减少环境污染且进一步提高了汽轮机运行的经济性。

应当说明的是，在中压缸2的汽侧出口设有安全阀29、快速止回阀30、快关阀31和电动抽汽调节阀32，中压缸2内的抽汽依次通入安全阀29、快速止回阀30、快关阀31和电动抽汽调节阀32。

具体地，间接空冷系统余热利用装置还包括热网低温回水管道14和热网高温供水管道18。热网低温回水管道14的水侧入口与热网用户端可选择地连通，热网低温回水管道14的水侧出口与吸收式热泵11的第二水侧入口可选择地连通。热网高温供水管道18的水侧入口与吸收式热泵11的第二水侧出口可选择地连通，热网高温供水管道18的水侧出口与热网用户端可选择地连通。在热网低温回水管道14上设有热网水循环水泵15和第四隔离阀16，在热网高温供水管道18上设有第五隔离阀17。通过设置第四隔离阀16和第五隔离阀17便于管道的隔离及检修。

进入吸收式热泵11的热网低温回水管道14内的热网水，在通过吸收式热泵11进行热量吸收，且热压机26能够利用少量高温汽和部分低温乏汽，混合成为满足参数要求的驱动蒸汽，对吸收式热泵11内的中间介质进行驱动后，中间介质能够高效吸收余热水的低品位热能，对热网水进行加热升温，其回水可直接通过热网高温供水管道18输送至热网用户端中。

在实际应用过程中，间接空冷系统余热利用装置还包括尖峰加热器24。中压缸2的汽侧出口与尖峰加热器24的汽侧入口可选择地且流量可调地连通，中压缸2的汽侧出口与尖峰加热器24的汽侧入口连通的管道上设有第六隔离阀28，通过设置第六隔离阀28便于管道的隔离及检修。

其中，在热网高温供水管道18上设有旁路阀门19，尖峰加热器24与旁路阀门19并联，在尖峰加热器24与旁路阀门19并联的管道上设有第七隔离阀22和第八隔离阀23。

当吸收式热泵11的第二水侧出口输出的热网水的供热量满足热负荷要求时，第六隔离阀28、第七隔离阀22和第八隔离阀23关闭，旁路阀门19开启，此时尖峰加热器24不运行，热网高温供水管道18内的供水直接进入热网用户端。当吸收式热泵11的第二水侧出口输出的热网水的供热量不满足热负荷要求时，第六隔离阀28、第七隔离阀22和第八隔离阀23开启，旁路阀门19关闭，尖峰加热器24与热网高温供水管道18串联，尖峰加热器24对吸收式热泵11的第二水侧出口输出的热网水进行加热升温，提高了热网用户端用热的稳定性和可靠性，尖峰加热器24的热源为汽轮机的中压缸2提供，提高了机组运行的经济性。且尖峰加热器24输出凝结水通过第一凝结水泵25回收至凝结水系统中，应当说明的是凝结水系统是电厂热力系统中的一部分。

如图1所示，间接空冷系统余热利用装置还包括除铁装置20，除铁装置20与吸收式热泵11的凝结水出口连通，吸收式热泵11的凝结水出口输出凝结水经过除铁装置20后在通过第二凝结水泵21回收至凝结水系统中。根据发电机组特性和水温特性，对于亚临界机组设置除铁装置20，使余热回收后的凝结水经除铁装置20处理后的水质达标。