[发明专利]与无再热汽轮机排汽供热耦合的高背压热电联产系统

说明书

技术领域

本发明属于热电技术领域，特别涉及一种与无再热汽轮机排汽供热耦合的高背压热电联产系统。

背景技术

热电提高能源转换效率、实现能量高效利用和污染物一体化控制是煤炭等化石能源实现节能减排的重要途径，热电联产则重要措施之一。热电联产机组在发电的同时对外供热，可有效地减少冷源损失。采用热电联产技术，火力发电能源综合利用效率理论上可提高到80％以上。

现有技术下，采用热电联产技术进行集中供热的标煤耗约为39.8kg/GJ，与区域锅炉房(供热煤耗约50kg/GJ)和分散小锅炉(供热煤耗约60kg/GJ)的供热煤耗相比，具有巨大的节能优势。如果从新增热电联产装机、对现役凝气式火电机组开展供热改造，以及对部分供热小锅炉进行热电联产改造等方面入手，进一步推动热电联产技术的应用，有望形成1亿吨标煤以上的节能潜力。

“十二五”期间，我国热电联产技术发展迅猛，主要表现在，在供热模式上突破了常规的抽汽供热，其中大机组高背压循环水直接供热更是取得了重大进展。采用高背压供热技术，即在机组供热期，采用叶片级数相对减少的低压转子，将汽轮机背压提至较高的参数，如54kPa，凝汽器作为一级热网加热器，可将循环水加热到80℃，这部分热水经抽汽补充加热至120～130℃，以满足热网的需求。在非供热期可切换回凝汽式低压转子，运行背压恢复至5～7kPa。这样，在供热期时，汽轮机的排汽余热得到了完全利用，效率高达95％以上。

近年来，低品位供热理论和实施技术的日渐成熟，新建楼宇中更多采用地暖以及风机盘管技术，与传统暖气片型散热器相比，供回水供回水温度需求仅为50/40℃。因此高背压循环水直接供热即可满足供热温度要求，而对老建筑和离热电厂较远的用户而言，则需要提高供水温度增加热网水的输运能力。同时看到，若进入供热凝汽器热网水温度过高，对高背压汽轮机排汽余热利用非常不利，因此，如何根据不同的供热需求达到能量的梯级利用势在必行。

300MW热电联产机组大多采用中压缸排汽作为热网加热器的供热热源，其压力等级为0.4～1.0MPa，对应的温度范围为200～300℃，远高于供热所需，造成高品位能量的极大浪费。

基于上述问题，亟需一种既能满足复杂供热需求，又能减少由于供热抽汽对机组发电能力影响的新型热电联产系统，在保证供热品质的前提下，仍具有较高的发电能力，达到热电联产系统的深度节能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种与无再热汽轮机排汽供热耦合的高背压热电联产系统，用以解决背景技术中提到的复杂供热需求，减少由于供热对机组发电量影响等问题，从而在保证热用户采暖舒适度的前提下，发电能力较高，达到热电联产系统的深度节能。

为实现上述目标，本发明提出的技术方案是，与无再热汽轮机排汽供热耦合的高背压热电联产系统由发电系统侧和供热系统侧组成；发电系统侧，汽轮发电机组包括发电机Ⅰ14、高压缸2、中压缸4、低压缸13、发电机Ⅱ12和无再热中压汽轮机5，发电机Ⅰ14与主汽轮机的高压缸2、中压缸4和低压缸13同轴布置，发电机Ⅱ12与增设的无再热中压汽轮机5同轴布置，发电机Ⅰ14的轴与低压缸13的轴连接，低压缸13的轴和中压缸4的轴连接，中压缸4的轴和高压缸2的轴连接，发电机Ⅱ12的轴和无再热中压汽轮机5的轴连接；

汽轮发电机组的蒸汽管路为，锅炉1过热器出口与高压缸2进汽口连接，锅炉1再热器出口与中压缸4进汽口连接，中压缸4排汽口与低压缸13进汽口连接，高压缸2排汽口分成3路，第一路与锅炉1再热器进口连接，第二路与抽汽控制阀3进口连接，抽汽控制阀3出口与无再热中压汽轮机5进汽口连接，第三路与Ⅱ号高压加热器24进汽口连接，无再热中压汽轮机5排汽口与热网加热器7蒸汽进口连接，低压缸13排汽口与凝汽器15喉部连接，高压缸2抽汽口与Ⅰ号高压加热器25进汽口连接，无再热中压汽轮机5的四级抽汽口分别与Ⅲ号高压加热器23进汽口、除氧器21进汽口、Ⅴ号低压加热器20进汽口和Ⅵ号低压加热器19进汽口连接，低压缸10的两级抽汽口分别与Ⅶ号低压加热器18进汽口和Ⅷ号低压加热器17进汽口连接；