[发明专利]一种热电联产系统及供热方法

说明书

技术领域

本发明属于热电联产技术领域，尤其涉及一种热电联产系统及供热方法。

背景技术

供热系统由热源、热网、热用户构成。热源处煤炭等化石能源的理论燃烧温度均在1000℃以上，就供暖而言，我国目前低品位供热的热电联产系统多采用抽汽供热模式，通行的热水供热热网系统供回水温度一般为95℃/70℃（低温热水供热系统）或130℃/70℃（高温热水供热系统），而热用户所需温度只在20℃上下，热源、热网、热用户能量品位严重不匹配，就现有技术水平而言，目前热电联产系统在如下几处不可逆性较大的环节仍存在不足：

①我国的大型抽凝热电机组，供热抽汽温度多在200~300℃的温度范围内，这与热网130℃的温度水平仍然很不匹配；

②现行大型热网采用间接连接，其设计供回水温度在130℃/70℃的温度水平上，相对于采暖20℃温度水平仍不匹配，相对于锅炉房供热，热电联产系统热网与热用户之间的品位失衡现象依旧没有得到应有的改善；

③为缓解热用户端热能品位的供需失衡，低品位热能理论和实施均已较为完善，如设计供回水温度50℃/40℃的地暖以及所需温度水平更低的风机盘管供热，已在三北地区广泛应用，并且国内外均有相关研究，但是热网规模都比较小，适应于大型热电机组（如300MW、600MW机组）的直连低温热网尚属空白，导致与大型热网相连的地暖房间温度过高，地暖供热所独具的脚暖头凉的保健优势难以体现，甚至造成“地暖舒适度不及暖气片”的假象；

④热网方面近些年所提倡的分布式变频泵供热系统只是单纯从热网节能方面考虑，没有与热源参数的降低和热用户需求的管理结合起来实施，其节能效益也仅仅停留在热网单方面，没有顾及整个系统巨大节能潜力的挖掘；

⑤目前电力行业DSM管理机制研究和应用成果显著，但是仅仅停留在电力行业，在供热行业，没有相关机制的研究和应用。

为解决热能供需品位失衡问题，目前行业内较为普遍的做法是，采用小汽轮机组低真空运行配合小规模直连热网的方案，这对于小规模热负荷是值得提倡的，但对于大规模的热负荷区，存在热源不足的问题，且相比大型汽轮机，小汽轮机的发电效率较低，更重要的是，低真空供热的方案没有在用热终端的高效化方面投入力量，导致目前小机组低真空供热的实际节能效果大打折扣。

发明内容

针对上述背景技术中提到供热温度和用热温度不匹配、热网与热用户之间的品位失衡等不足，本发明提出了一种热电联产系统及供热方法。

本发明的技术方案是，一种热电联产系统，其特征是该系统包括锅炉1、汽轮机高压缸2、汽轮机中压缸3、汽轮机低压缸4、发电机5、凝汽器6、冷水塔7、直连式热网系统8、循环水泵9、尖峰锅炉10和热电厂回热系统11；

所述锅炉1的出口分别与汽轮机高压缸2和汽轮机中压缸3连接；汽轮机高压缸2分别与汽轮机中压缸3和锅炉1的入口连接；汽轮机中压缸3和汽轮机低压缸4连接；汽轮机低压缸4分别与发电机5和凝汽器6连接；凝汽器6分别与冷水塔7、尖峰锅炉10和热电厂回热系统11连接；冷水塔7和直连式热网系统8连接；直连式热网系统8和循环水泵9连接；尖峰锅炉10和循环水泵9连接；热电厂回热系统11和锅炉1的入口连接。

一种热电联产系统的供热方法，其特征是该方法包括以下步骤：

步骤1：将锅炉1产生的高压蒸汽引入汽轮机，高压蒸汽推动汽轮机运行，汽轮机带动发电机5发电；

步骤2：将高压蒸汽推动汽轮机运行后的蒸汽引入凝汽器6，凝汽器6对热网水加热，并通过冷水塔7对加热后的热网水的温度进行控制；

步骤3：将加热后的热网水引入直连式热网系统8，供热用户使用。

所述汽轮机为300MW及以上的满足高背压排汽要求的汽轮机。

所述热用户采用的是地暖散热器或风机盘管散热器。

本发明的特点主要有：

①它以蒸汽轮机动力循环为基础或以蒸汽燃气联合循环为基础，并充分发挥或挖掘整个热电联产总能系统的每个环节中的节能环保效益潜力；

②该热电联产系统拥有大量供暖温度水平的低品位热用户；

③此低品位热量由特定的热网加热器提供，这个特定的热网加热器就是蒸汽轮机的凝汽器，这是“设于电厂的”热网加热器；

④整个热电联产系统只用“直连式热网”，它的定义是：在设于电厂的热网加热器与热用户之间不再设“中间的”热网加热器；