[发明专利]一种单管无回水长距离输热的余热集中供暖系统和方法

说明书

一种单管无回水长距离输热的余热集中供热系统和方法，以河道水为换热介质，利用电厂的余热供热，大高差的长输管道设置泄压水轮发电机组发电，解决了长输管道集中供热系统管道工程投资大、循环泵耗能大的问题。本专利的实施减少了一根回水管道，降低了投资和运行成本。输水管道设置水轮发电机组，降低管道的压力，发电机组可给系统末端的水源热泵供电，进一步降低运行成本。本专利技术还可解决南方冬季湿冷气候需要集中供热的需求，一次管网水取自上游河道，经过处理后进入电厂余热换热器加热后单管输送，不设回水管，在供暖区域的换热站与二次水换热后排放至下游河道湖泊。可为夏热冬冷地区的集中供热提供一个廉价的供热方式。

技术领域

本发明涉及一种单管无回水长距离输热的余热集中供热系统和方法，属供热领域

背景技术

常规的采暖系统由热源、供、回水循环管道系统、散热器和附属设备构成。电厂余热集中供热是一次水通过热电厂的汽水换热器加热至110-130℃，经主循环泵进入一次管网的供水管通过热力站将热量转换到二次管网，经过回水加压泵站将70℃的回水送回热电厂再加热，完成循环过程。在实施长距离大高差输热的集中供热时，还要在管线适当位置设置中继站，以保证管网末端所需要的压力和流量，当高差较大时，为减少管内高压产生的水力条件恶化和高压管道、水泵的成本，需要在低端供(回)水侧增加单级或多级加压泵。同时还要考虑各级水泵出现故障时的发生停机水锤。因此，长距离大高差供热管线的循环、加压水泵增加了供热的运行成本。

近年来，一些大中城市为减少燃煤采暖锅炉对大气的污染，实施了长距离大温差大管径的长输管线供暖工程，将远离城市的大型热电联产的火电厂余热引入城市集中供热管网，有效的利用了电厂的低品位热能，减少了冬季采暖锅炉的污染排放，实现了节能减排。但是，这些项目普遍面临一些难题。特别是大高差的情况下，需要设置多级大功率加压泵站将采暖一次回水加压输送到电厂继续循环加热，大功率的水泵电机耗电量大，提高了运行成本，成为运行管理单位的经济负担。

随着生活条件的改善，人们对舒适性的要求也在提高，我国南方夏热冬冷地区对供暖的需求在增加，本专利技术的实施可以为这些地区提供廉价的热源和集中供热的方案。特别是对于大型电厂、钢厂等大量余热资源的地区，采用本专利技术利用充足的水源解决周边的城镇集中供热的问题。

我国北方的一个城市实施的一项长距离大温差大高差大管径集中供热工程，热源电厂的高程与供热的市区高程相差180米，为了将回水送回电厂，一次管网回水设置了5级加压泵站，加压水泵的总扬程达到330米，循环泵的总扬程180米，水泵装机34000千瓦，采暖季的电费超过1亿元，成为运行管理单位的沉重的经济负担。降低运行成本势在必行。

发明内容

本发明的目的是提供一种单管无回水长距离输热的余热集中供热系统和方法，其特征是，以河道水为换热介质，回收电厂烟气余热，不设回水管道及相应的加压泵站，长输管道设置泄压水轮发电机，最终排水降到初始温度实现热能全部利用，解决了长输管道集中供热系统一次管道工程投资大、一次回水加压水泵耗能大运行成本高和安全隐患多的问题。

为了实现上述目的，本发明提出如下技术方案：

本发明提出一种单管无回水长距离输热的余热集中供热系统和方法，其特征是，针对热源电厂与供热区域高差较大且有稳定的水源利用的场合实施本专利技术。一次管网水取自上游河道或水库，经过沉淀、过滤和防垢等处理后进入电厂余热换热器，经电厂余热加热后单管输送，在大高差的输水管道适当位置设置水轮发电机组，利用高差形成的势能发电，同时将管内压力释放。在供暖区域热力站通过与供热管网的二次水换热，水温度降到50℃以下，再通过水源热泵进一步降温至10℃后排放至下游河道。

本发明提出一种单管无回水长距离输热的余热集中供热系统和方法包括水源系统、热源系统、管道输送供系统、泄压发电系统、二次换热系统、热泵提升系统。本发明的余热集中供热系统的运行是这样实现的：