[发明专利]一种全工况运行的蒸汽能量梯级回热利用系统及工作方法

说明书

一种全工况运行的蒸汽能量梯级回热利用系统及工作方法，主要应用于供热机组，该系统包含背压汽轮机、吸收式热泵以及暖风器；主汽轮机通过中低压连通管抽汽供热，背压汽轮机进汽口与主汽轮机供热抽汽管道相连，利用供热蒸汽推动汽轮机透平旋转，进而带动发电机发电，回收蒸汽高品位能量，所发电量并入厂用电系统；背压汽轮机排汽驱动吸收式热泵，回收低品位余热。采暖季，吸收式热泵加热热网水，对外供热；非采暖季，通过三通阀的切换，吸收式热泵用于加热进入锅炉的空气，实现热量回收；采用本发明系统，实现背压汽轮机的全工况运行以及蒸汽的梯级利用，降低煤耗和厂用电率，提升机组经济性。

技术领域

本发明涉及背压机及供热技术领域，具体而言，本发明特别涉及一种全工况运行的蒸汽能量梯级回热利用系统及工作方法。

背景技术

我国能源利用效率偏低，严重制约了我国的经济发展和社会进步。面对国家节能减排的重大战略需求，开发能源高效利用和低排放的新技术势在必行。在热电联供机组中，为了提高能源利用率，实现能量的梯级利用，一般采用主汽轮机抽汽供热。但是，随着主汽轮机运行的参数越来越高，主汽轮机供热抽汽的温度往往高于供热系统的需求，直接对热网供水进行加热将造成能量的极大浪费。

目前，已有研究者提出采用背压汽轮机回收供热抽汽的高品质能量，背压汽轮机排汽驱动吸收式热泵回收电厂余热，加热热网水，实现能量梯级利用。然而，该系统的问题在于，投资的整套系统，包括背压汽轮机和吸收式热泵，仅采暖季能使用，全年运行小时数偏低，极大的影响了系统的经济效益，没有充分发挥其本身所具有的潜能。

发明内容

为了解决上述问题，提高供热系统的运行小时数，实现蒸汽的梯级利用，降低机组煤耗和厂用电率，提升机组经济性，本发明提供了一种全工况运行的蒸汽能量梯级回热利用系统及工作方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种全工况运行的蒸汽能量梯级回热利用系统，包括背压汽轮机1，其进汽口与主汽轮机中低压连通管的供热抽汽管道连接；吸收式热泵3，其驱动蒸汽入口与背压汽轮机1的排汽口连接，吸收式热泵3的热源入口连接低品位热源4，回收低品位热源4中的热能，吸收式热泵3的疏水口连接热力系统；第一循环水三通阀7，有两路入口，一路出口，第一循环水三通阀7的两路入口分别与暖风器10的循环水出口和热网回水口连接，第一循环水三通阀7的出口与吸收式热泵3加热侧的入口连接；第二循环水三通阀8，有一路入口，两路出口，第二循环水三通阀8的入口与吸收式热泵3加热侧的出口连接，第二循环水三通阀8的两个出口分别与暖风器10的循环水入口和热网供水口连接；暖风器10与锅炉空预器串联布置，入口和出口分别与炉膛送风管道的上下游连接，冷风加热后，进入锅炉空预器进一步加热；背压汽轮机1的排汽驱动吸收式热泵3，回收低品位热源4中的热量，采暖季时，吸收式热泵3用于加热热网回水，非采暖季时，通过第一循环水三通阀7和第二循环水三通阀8的调整和切换，吸收式热泵3用于加热暖风器10的循环水，循环水则进一步加热进入锅炉的冷空气，从而实现背压汽轮机的全年运行以及蒸汽的梯级回热利用，降低煤耗和厂用电率，提升机组经济性。

所述背压汽轮机1，通过联轴器带动能量转换装置2运行，对外输出能量。

所述能量转换装置2为同步发电机、异步发电机、泵、风机或压缩机。

为了满足吸收式热泵3的驱动蒸汽参数需求，在背压汽轮机1和吸收式热泵3之间安装减温减压器5，便于对蒸汽参数进行调节。

所述第一循环水三通阀7的两路入口分别设置有热网循环水泵6和暖风器循环水泵9。

所述低品位热源4为汽轮机乏汽、循环冷却水或者锅炉烟气。