[发明专利]基于热泵升压再热的深度调峰供热品位提升系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于热泵升压再热的深度调峰供热品位提升系统及方法，包括除盐装置，给水箱，一级给水泵，表面式给水加热器，除氧器，二级给水泵，热泵升压再热系统，电加热蒸汽过热器，过热蒸汽隔离阀，机组凝汽器，汽轮机高压缸，汽轮机中压缸，供热主管路，供热主管路隔离阀，抽汽旁路隔离阀，抽汽旁路。本发明提出一种利用热泵和电加热实现对高温低压蒸汽实现高温高压供热系统和方法，以解决现有热电联产机组调峰时蒸汽参数不足的现状，对热电联产机组安全稳定高效运行具有重要意义。本发明具有可行性高，可靠性强、经济性好的提高供热蒸汽温度和压力参数的系统及方法。

技术领域

本发明属于能源技术领域，尤其涉及一种基于热泵升压再热的深度调峰供热品位提升系统及方法。

背景技术

近年来国家规划并建设了大量热电厂，积极发展热电联产是节约能源、改善环境质量的有效方法，同时能够创造可观的经济效益。为满足用电负荷和负荷峰值的增长，火电装机量仍在持续增加。而负荷尖峰化特性变得更加显著，及峰谷负荷差的不断拉大，导致大量火电机组需要参与到调峰中来。热电联产机组在发电的同时对外抽汽供热，当参与电网调峰时，以降低机组负荷的方法减少发电量，这样使得机组运行参数下降，蒸汽压力和温度参数达不到供热标准，用汽企业无法进行正常生产，影响社会经济效益。在此情况下，满足机组调峰的同时保证供热蒸汽参数要求的矛盾亟需解决。

现有解决热电联产机组调峰供热时保证蒸汽参数的方法，有学者提出通过抽取高压缸主蒸汽，采用直接喷水节流方式减温减压至所需参数，但对于汽轮机无高压抽汽口的情况新增高压抽汽管道可行性较小，电厂改造难度大，代价高。同时直接抽取主蒸汽喷水节流的方式造成蒸汽在汽轮机内做功减少，机组效率下降，高品位蒸汽的直接转化供热蒸汽，能级梯度利用不合理。另外直接减小高压缸前调节阀开度以提高抽汽供热参数的方式会引起机组运行参数变化，偏离最佳效率点，蒸汽节流损失增大。此外，对于过热度较高的过热蒸汽，可利用其过热段的显热通过蒸汽转换器生产出压力大于热源蒸汽压力的饱和蒸汽，但由于蒸汽显热远小于其汽化潜热，这种方式的蒸汽转换效率很低。中国专利201710305147.5提出对于蒸汽参数不足时采用电加热的方式提升蒸汽温度，并在供热管道上加装压气机提升蒸汽压力，而离心式压缩机的转速极高，约40000转/分，压缩介质的参数相对较高，这就对转动部件如叶轮、转子、高速电机等的设计、加工、制造提出了较高的要求，目前仍有许多技术问题亟待解决，技术尚不成熟。中国专利202010301664.7为满足调峰时工业蒸汽压力温度需求，采用抽取中压缸蒸汽一部分在凝汽器中对低压缸排汽进行加热，一部分在增设的换热器中对排汽再次加热，并在供热管道上增加压装置提升蒸汽压力，这在一定程度上能满足热电机组调峰供热需求，但它未考虑能量的梯级利用，采用单一中压缸抽汽作为加热热源，造成蒸汽的大量浪费，进而造成系统效率的降低。中国专利201820234348.0利用锅炉烟道中高温烟气对给水进行加热并在供水管路中增设加压泵以提供高参数、大流量工业供汽量，这使得锅炉燃煤量增加，同时由于烟气温度过高还需进一步喷水减温。改造复杂、能量利用率低，经济性差。

因此，设计一种具有较高可行性，且可靠性强、经济性好的提高供热蒸汽温度和压力参数的系统及方法以解决现有热电联产机组调峰时蒸汽参数不足的现状，对热电联产机组安全稳定高效运行具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于克服上述问题，提供一种基于热泵升压再热的深度调峰供热品位提升系统及方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于热泵升压再热的深度调峰供热品位提升系统，其包括除盐装置、给水箱、一级给水泵、表面式给水加热器、除氧器、二级给水泵、热泵升压再热系统、电加热蒸汽过热器、过热蒸汽隔离阀、机组凝汽器、汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、供热主管路、供热主管路隔离阀、抽汽旁路隔离阀和抽汽旁路；