[发明专利]中低压联合供热的高能效热电联产系统

说明书

本发明公开一种中低压联合供热的高能效热电联产系统，系统由过热蒸汽锅炉、抽背式汽轮机、发电机、汽动给水泵、除氧器、一/二号高压加热器、轴封/补水加热器、中/低压供热母管、中/低压蒸汽减温装置组成。系统同时提供中低压蒸汽和电力，可满足不同用户的需求和热能的梯级利用。借助低品位热能的蒸汽，驱动汽动给水泵，替代传统的电动给水泵，节省高品位电能。全面回收化学除盐水，水资源利用得到优化。化学除盐水通过轴封漏气和低品位热能蒸汽的4级逐级加热，进入过热蒸汽锅炉；逐级加热后的化学除盐水，在过热蒸汽锅炉中生成高品位的高温高压蒸汽；热能的深度梯级利用提高了机组整体效率。

技术领域

本发明属热电联产的技术范畴；特别是指面向中低压蒸汽的工业用户，采用汽动给水泵、热能深度梯级利用的高能效热电联产系统。

背景技术

2015年12月，中国发电装机总量达15.3亿KW。火电、水电、核电、风力和太阳能等新能源，相应的装机量、以及总装机量中的占比分别为9.9亿KW、 65.56％，3.2亿KW、21.1％，2608万KW、1.7％，1.72亿KW、11.64％。我国“富煤、贫油、少气”的资源禀赋，决定了可预见的相当时间内必将维系以煤为主的发电方式。可持续发展的能源生产和消费呈现三大特征：清洁、低碳、再生；煤虽无缘“再生”，但实现煤的“清洁”、“低碳”消费尚有很長的路要走。推进能源生产和消费的可持续发展，应沿“开源”和“节流”两个维度展开。所谓“开源”，即在能源供给侧推进可再生或生物质清洁能源的使用；所谓“节流”，即在能源需求侧借助新技术、新工艺、新设备，提高能源效率、降低能源消费时对环境的负面影响。

热电联产是一种基于热能梯级利用的先进理念，兼顾电能和热能的高能效生产方式，经济和环境方面的优势凸现。相对热电分产方式，热电联产的高品位热能发电，低品位热能供热--燃料化学能转化成高品位热能，携带热能的工质进入汽轮机做功发电，做过功后的低品位热能供热；因此，長期困扰火电行业能源利用率低下的“冷源损失”终成“明日黄花”。热电联产的前世今生如下：

1883年，德国汉堡市政大楼导入电厂热能取暖，开创热电联产供热的先河。

1905年，英国推出全球首台热电联产发电机组，开启热电联产的工业化进程。

1907年，美国Westing House制造出调节抽汽压力的抽汽式热电联产机组。

1924年，前苏联列宁格勒建成第一个以热电厂供热的热电联产供热系统。

1990年，前苏联的热电联产发电量达总量的34％以上；广袤无垠的土地和冬季的极寒天气造就了热电联产在前苏联的辉煌。2008年，热电联产的发电比例在美国、欧盟、德国各占8％、10％和14％，丹麦的52％是世界上热电联产发电比例最高的国家。一言蔽之，热电联产接受度与各国的国情息息相关。

1958年，采用热电联产集中供热方式的北京第一热电厂投运，这是中国热电联产起步的里程碑。热电联产较热电分产节约1/3燃煤；符合国家倡导的节能减排政策，顺应建设环境友好型社会的大政方略。我国的热电联产起步迟，而发展速度犹如中国的高铁：2008年12月，建成2300台6MW及以上热电联产机组，装机容量≥7000万KW，占火电装机量的15％，发电量的9％，承担全国80.5％工业供热量和26％民用采暖供热量；2013年12月，6MW及以上热电联产装机容量251.82GW，居世界首位。截止2016年12月，国内规模最大的热电联产企业太原第一热电厂，其装机量＝1.386×10³MW。

围绕热电联产的研究是全方位的、持续的，研究的深度广度、内涵外延均跃上新的高度：研究热电联产机组热能的深度梯级利用，考虑热电联产机组参与电网调峰的算法及工程实施，开发热电联产烟气余热的回收技术，探索热泵在热电联产中的应用，引入天然气设计联合循环热电联产机组，尝试风力、太阳能与热电联产的联合运行和调度，测试储热设备、储热技术在热电联产供热系统中的应用，优化分布式热电联产系统的设计和运行，提出城市热电联产项目选址的准则和步骤，等等。