[发明专利]一种基于双机组运行模式的新型热电联产系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于双机组运行模式的新型热电联产系统；该系统主要包括发电系统和供热系统两个部分，通过对其中一个发电机组进行改造，使其能够提供部分低参数抽汽，再将另一个发电机组的中压汽轮机全部排汽用于供热系统所需的高参数抽汽，通过双机组发电系统与供热系统间的高效耦合，节省供热系统所需的高参数抽汽量，提高热电联产系统的热经济性。同时，该系统采用吸收式换热器实现一级热网水与二级热网水间的换热过程，并采用吸收式热泵高效回收了系统的低温余热。本发明基于能源梯级利用原理，在双机组运行模式的基础上，结合了高背压供热技术，吸收式热泵技术以及吸收式换热技术的优势，具有良好的创新性和实践性。

技术领域

本发明涉及一种基于双机组运行模式的新型热电联产系统及方法，属于节能减排技术领域。

背景技术

热电联产(CHP)是一种建立在能源的梯级利用概念基础上，将发电及供热过程一体化的系统，目的在于提高能源利用效率，减少碳化物及有害气体的排放。随着居民生活供暖需求的不断增加，燃煤电厂为了降低供电煤耗，大都朝着热电联产的方向发展。过去我国北方很多地区冬季采暖都采用燃烧散煤的方式，效率低、污染大，热电联产机组正好可以进行集中供热，实现能源的高效清洁利用，因此热电联产在我国具有很大的发展潜力。

目前，常规热电联产方式主要利用中压汽轮机排汽通过汽-水管壳式换热器将热量传递给一级热网水，接着一级热网水通过水-水板式换热器将热量传递给二级热网水，最后二级热网水将热量提供给各个用户。

然而，常规热电联产方式也存在着诸多问题：(1)中压汽轮机排汽与一级热网水、以及一级热网水与二级热网水间存在巨大的换热温差，导致传热过程中存在巨大的可用能损失；(2)凝汽器释放的低温余热损失大，机组的能源利用效率低；(3)中压汽轮机排汽供热的方式大幅度降低了低压汽轮机的蒸汽流量，使得低压汽轮机的运行严重偏离设计工况，当低压汽轮机的入口流动面积和汽轮机转速保持一定，进入低压汽轮机的蒸汽压力随着流量降低而降低，带来了巨大的额外功量损失。

为提高热电联产机组的热经济性，诸多学者提出了优化方案，例如高背压供热技术，吸收式热泵技术以及吸收式换热技术等，但将这些优化方案有效结合的方式却报道较少；另外，我国电厂在建设规模上常采用双机组的运行模式，如2*350MW，2*660MW，2*1000MW等，若热电联产系统能结合双机组的运行模式，则必然取得进一步的节能效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于双机组运行模式的新型热电联产系统，以进一步提高热电联产的热经济性。

本发明采取的技术方案如下：

一方面，本发明提供了一种基于双机组运行模式的新型热电联产系统，其包括发电系统和供热系统两部分：

所述发电系统包括第一机组和第二机组，所述第一机组和第二机组均配备有锅炉、高压汽轮机、中压汽轮机、低压汽轮机、凝汽器、低压加热器、除氧器和高压加热器，在第一机组中，所述低压汽轮机包括第一低压汽轮机、第二低压汽轮机和第三低压汽轮机，所述中压汽轮机的排汽口分为两路，一路连接第一低压汽轮机，另一路连接第二低压汽轮机，所述第二低压汽轮机的排汽口分别连接第三低压汽轮机和第一汽-水管壳式换热器的热端入口，所述第一低压汽轮机和第三低压汽轮机的排汽口均连接至凝汽器；

所述供热系统包括一级热网系统和二级热网系统，一级热网系统主要由第一汽-水管壳式换热器、第二汽-水管壳式换热器、吸收式热泵、吸收式换热器组成；所述第一汽-水管壳式换热器的热端入口连接第一机组中第二低压汽轮机的排汽口，热端出口连接第一机组中凝汽器的出口，所述第一机组中凝汽器通过循环冷却水与吸收式热泵的蒸发器出入口连接，所述第二机组中的中压汽轮机排汽口分成两路分别连接至第二汽-水管壳式换热器的热端入口和吸收式热泵的发生器入口，所述第二汽-水管壳式换热器的热端出口和吸收式热泵的发生器出口连接至第二机组第五低压加热器的入口；