[发明专利]一种补热型超高压/亚临界背压供热机组热力系统

说明书

技术领域

本发明涉及发电厂中的热力系统，具体涉及一种背压供热机组热力系统。

背景技术

背压供热机组(以下简称“背压机组”)是热电联产运行的机组，热电联产能使能源得到合理利用。在各种型式的发电机组中，背压机组由于汽轮机排汽直接用于供热，消除了凝汽器的冷源损失，热力循环效率高，从而节约了能源、减少了污染物排放，故而得到广泛应用。

背压机组根据汽轮机中间级是否提供抽汽供热功能，分为纯背压机组和抽背机组。纯背压机组只能提供一种参数的供热蒸汽，抽背机组可同时提供中压供热蒸汽和低压供热蒸汽，满足不同热用户的需求。具体到生产实践中，需根据供热区域内的热负荷特性确定选用何种型式的背压机组。

热用户一般要求供热蒸汽的参数是稳定的，并达到一定的压力和温度，这就要求背压机组具有一定的蒸汽参数调节功能，较常见的做法为：保证汽轮机排汽和/或抽汽的压力为额定压力，汽轮机排汽和/或抽汽的温度稍高于额定温度，在此基础上，喷入减温水调节蒸汽温度，并保持蒸汽压力不变。

随着技术水平的日益提高，人们越来越关注发电机组的经济性，提高汽轮机的主蒸汽初参数是提高发电机组热力循环效率、提高主蒸汽作功能力的主要途径，包括提高主蒸汽压力和温度。

在一定的供热蒸汽压力下，当汽轮机具有正常或较高的膨胀效率时，提高主蒸汽压力，会导致汽轮机排汽和/或抽汽温度降低，当主蒸汽压力达到超高压、亚临界等级时，供热蒸汽温度多达不到供热的要求。提高主蒸汽初温主要受锅炉高温受热面材料的限制，在目前技术水平下，进一步提高主蒸汽初温的代价是很大的，机组高温部件的材料需选用更高等级的金属材料，发电厂的初始投资会随之大幅增加。所以对于背压机组，采用现有的技术方案，汽轮机侧的主蒸汽参数最高为高温、高压等级，如8.83MPa/535℃。

综上所述，采用现有的技术方案，已无法进一步大幅提高背压机组的主蒸汽压力，来提高机组运行的经济性。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种补热型超高压/亚临界背压供热机组热力系统及发电厂。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为一种补热型超高压/亚临界背压供热机组热力系统，包括补热系统、低压回热系统、高压回热系统、锅炉、汽轮机和/或驱动锅炉给水泵的小汽轮机等，所述低压回热系统与高压回热系统以及小汽轮机相接，高压回热系统与锅炉以及汽轮机相接，锅炉与汽轮机相接，补热系统与锅炉相接；所述汽轮机主蒸汽压力高于同容量等级机组的常规压力(背压供热机组常规最高主蒸汽压力等级在8.83MPa左右)，达到超高压、亚临界等级甚至超临界等级，此时用于供热的汽轮机排汽和/或抽汽的温度多低于热用户和/或加热工艺要求的温度，所述补热系统包括补热器，补热器利用锅炉烟气热量补充加热汽轮机的排汽或抽汽，其蒸汽温度达到要求后再对外供热。由于常规对外供热蒸汽温度多低于400℃，补热器可以不采用耐高温管材，可以利用常规锅炉省煤器的管材，如碳素钢20G；补热器所处的烟气温度较低(一般要求≤450℃)，采用碳素钢20G或耐温等级相近管材的补热器可以干烧运行(即补热器内不通蒸汽冷却)。

所述汽轮机主蒸汽参数可以达到超高压、亚临界等级，例如主蒸汽压力/温度为：13.24MPa/535℃、13.24MPa/555℃、16.67MPa/535℃、16.67MPa/555℃。

上述补热系统连接在汽轮机排汽和/或抽汽之后、供热分汽缸之前，以提高供热蒸汽的温度，满足热用户和/或加热工艺的要求。

作为一种优选，所述补热器布置在锅炉尾部烟道内，与省煤器并列运行。为了提高供热蒸汽品质，所述补热系统还设有补热旁路阀。正常运行时，用于供热的一部分汽轮机排汽和/或抽汽经补热器升温，另一部分经旁路阀，两者混合后进入供热分汽缸和/或对外供热管道，当供热蒸汽温度偏高时，增大补热旁路阀的开度，反之减小补热旁路阀的开度。

作为一种优选，所述补热器布置在锅炉尾部烟道的旁路内，与锅炉尾部烟道内的相关受热面(锅炉省煤器、低温过热器等)并列运行。为了提高供热蒸汽品质，所述补热系统还设有烟道旁路挡板，布置在锅炉尾部烟道的旁路出口和/或入口，正常运行时，通过调节挡板开度来调整供热蒸汽温度。

所述补热系统之后布置减温器和减温阀，用于细调或快速调节供热蒸汽温度，进一步增强蒸汽品质的调节能力。当汽轮机侧的供热蒸汽温度已偏高，无需进一步在锅炉内补热；或补热后的供热蒸汽温度偏高时，打开并调节减温阀，减温器投入使用，向蒸汽中喷入减温水。作为一种优选，前述减温水来自于高压给水泵出口。