[发明专利]300MW及以上等级湿冷机组高背压和热泵联合供热系统

说明书

本发明公开了300MW及以上等级湿冷机组高背压和热泵联合供热系统，所述供热系统包括高背压凝汽器、热泵机组、尖峰加热器、1#机组、2#机组、给水泵汽轮机和小汽轮机，采暖回水管道通过管路与高背压凝汽器的进水口连接，采暖回水在高背压凝汽器内进行一级加热；高背压凝汽器的出水口通过管路与热泵机组的进水口连接，采暖回水在热泵机组内进行二级加热；热泵机组的出水口通过管路与尖峰加热器的进水口连接。通过对热泵加热流程的合理设计，给水泵汽轮机排汽余热或辅机冷却水余热作为热泵低位热源，有效减少高品位蒸汽的用量，扩大对外供热能力，运行调节灵活，能源利用效率高。

技术领域

本发明涉及低品位工业余热利用技术领域，特别是300MW及以上等级湿冷机组高背压和热泵联合供热系统。

背景技术

高背压循环水供热技术，是将凝汽器中乏汽的压力提高、降低凝汽器的真空度、提高冷却水温，将凝汽器改为供热系统的热力网加热器，而热力网的循环水直接用作冷却水，充分利用凝汽式机组排汽的汽化潜力加热循环水，将冷源损失降低为零，从而提高机组的循环热效率。采用该方法供热，在不增加机组发电容量的前提下，减小了供热抽汽量、增大了供热面积，经济效益显著。

从目前国内采用低真空循环水供热技术的系统参数来看，由于汽轮机长期稳定运行时排汽温度不高于80℃的限制，考虑凝汽器端差，低真空供热的循环水出水温度一般不高于75℃，供水温度范围一般为60-75℃、回水温度范围一般为40-55℃，对应运行背压为25-45kPa。

常规300MW及以上等级湿冷机组的给水泵汽轮机的排汽直接排入主凝汽器内，然后通过水塔的循环水进行冷却循环，给水泵汽轮机的驱动蒸汽为主汽轮机的0.5MPa以上压力的抽汽。对于高背压供热机组来说，如果采用同样的供汽和冷却方式，非采暖期，即纯凝工况，会与低背压常规纯凝机组一样运行，不会受任何因素的影响，但到了采暖期，即高背压工况，将采用高背压进行供热，由于主汽轮机背压的升高会导致给水泵汽轮机的进汽压力以及相应的排汽压力均升高，给水泵汽轮机的出力将会降低，给水泵汽轮机本身的转速偏离设计值，导致振动加剧，影响机组安全运行，此时必须对给水泵汽轮机进行通流改造，更换全部高低压喷嘴、转子、隔板，这不仅增加了拆装零部件的工作量，影响机组安全运行，还增加了大量的投资。

现阶段，湿冷火电机组高背压改造面临的问题有，第一，给水泵汽轮机排汽压力无法匹配的问题，需要对小机本体和相应管道进行改造，更换转子或者增加单独的凝汽器；第二，对给水泵汽轮机本体和相应管道进行改造，采暖季与非采暖季需要更换转子，工程量较大，投资较大，而且需要将小机汽源调整为高压缸排汽，降低了机组循环效率；第三，设置专用的给水泵汽轮机凝汽器，相对投资较大，系统复杂，而且小机乏汽无法利用，第四，现有的湿冷机组辅机冷却水余热温度一般在30-40℃，品位较低，难以直接利用。

发明内容

本发明的目的是提供300MW及以上等级湿冷机组高背压和热泵联合供热系统，要解决现阶段300MW及以上等级湿冷机组低品位热量无法直接利用、机组高背压改造与给水泵汽轮机排汽压力无法匹配、能源利用率低等技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：本发明一方面提供300MW及以上等级湿冷机组高背压和热泵联合供热系统，所述供热系统包括高背压凝汽器、热泵机组、尖峰加热器、1#机组、2#机组、给水泵汽轮机和小汽轮机，采暖回水管道通过管路与高背压凝汽器的进水口连接，采暖回水在高背压凝汽器内进行一级加热；

高背压凝汽器的出水口通过管路与热泵机组的进水口连接，采暖回水在热泵机组内进行二级加热；

热泵机组的出水口通过管路与尖峰加热器的进水口连接；采暖回水在尖峰加热器内进行三级加热；热泵机组的驱动热源为抽汽供热母管上的高品位蒸汽，低位热源是给水泵汽轮机排汽余热；

尖峰加热器的出水口连接采暖供水管道，尖峰加热器的驱动热源为小汽轮机排汽或抽汽供热母管上的高品位蒸汽。（将采暖回水最终加热升温至供水温度后通过采暖供水管道送出热电厂。