一种基于抽背机技术的高中压联合供热系统的制作方法

本实用新型涉及供热领域，具体涉及大型火电机组同时提供高压和中压供热系统，提出了一种基于抽背机技术的高中压联合供热系统。
背景技术：
：由于工业生产需要，部分企业除了对电负荷需求增加外，对热负荷需求也日益增长。供热需求按照工艺要求不同，存在高压、中压和低压供热，高压供热：4.0MPa等级，400℃以上，一般从电厂过热器出口抽汽；中压供热：1.0～2.5MPa，300～400℃，一般从电厂一抽、冷再或热再段抽汽；低压供热：0.3～0.6MPa，350℃以下，一般从电厂中低压连通管抽汽。纯凝机组供热改造过程中，由于机组通流设计制造已经成型，其蒸汽做功的膨胀线也已经确定，因此，各抽汽点抽汽压力和温度是相关的一组参数；而工业供热需求温度和压力随生产工艺不同，压力和温度是离散的，相关性较弱；因此就存在机组抽汽点压力和温度不能同时满足工艺需求蒸汽品质，而为了满足热用户需求，一般采用压力或温度等级更高的抽汽点抽汽，再进行减温减压后供热用户使用，这就造成了能级不匹配的浪费现象。鉴于上述原因，本发明提出了一种基于抽背机技术的高中压联合供热系统，利用抽背机回收供热蒸汽的做功能力，减少供热的做功损失，再利用中压供热抽汽的热量，提高供热蒸汽的温度，减少中压供热的喷水减温损失，实现了能源的梯级利用。技术实现要素：本实用新型目的在于一种基于抽背机技术的高、中压联合供热系统，回收供热抽汽的做功损失和减温损失，通过对供热系统能量的重新分配，实现能量的梯级利用，提高能源利用效率。本实用新型的上述目的是通过下面的技术方案得以实现的：一种基于抽背机技术的高中压联合供热系统，包括包括抽背机系统、备用高压供热系统、中压供热蒸汽系统、备用中压供热系统和汽汽换热器系统；所述抽背机系统包括：抽背机组(CBJ)、抽汽供热管路(GL6)、排汽供热管路(GL5)、排汽供热截止阀(7)、抽背机抽汽至汽汽换热器旁路截止阀(1)、抽背机抽汽至汽汽换热器进口截止阀(3)、抽背机抽汽至汽汽换热器出口截止阀(4)、抽背机抽汽至汽汽换热旁路(GL2)、高压供热联箱；所述备用高压供热系统包括：备用高压供热系统管路(GL1)、备用高压供热系统调节阀(T1)、备用高压供热减温减压器(JJ1)、备用高压供热截止阀(2)；所述中压供热蒸汽系统包括：中压供热管路(GL3)、中压供热调节阀(T2)、中压至供热汽汽换热器进口截止阀(5)、中压至供热汽汽换热器出口截止阀(6)、中压供热联箱；所述备用中压供热蒸汽系统包括：备用中压供热系统管路(GL4)、备用中压供热系统调节阀(T3)、备用中压供热系统截止阀(8)、备用中压供热减温减压器(JJ2)；所述汽汽换热器系统包括汽汽换热器(HRQ)和分别设于汽汽换热器(HRQ)上的换热器疏水阀(9)、换热器放空气阀(10)；其中，抽汽供热管路(GL6)连接于抽背机组(CBJ)与汽汽换热器(HRQ)之间，抽背机抽汽至汽汽换热器进口截止阀(3)设于抽汽供热管路(GL6)与汽汽换热器(HRQ)连接处，抽背机抽汽至汽汽换热器出口截止阀(4)设于汽汽换热器(HRQ)与高压供热联箱的连接处，抽背机抽汽至汽汽换热旁路(GL2)将抽汽供热管路(GL6)与高压供热联箱连接，抽背机抽汽至汽汽换热器旁路截止阀(1)设于抽背机抽汽至汽汽换热旁路(GL2)上；排汽供热管路(GL5)连接于抽背机组(CBJ)与中压供热联箱之间，排汽供热截止阀(7)设于排汽供热管路(GL5)上；备用高压供热系统管路(GL1)与高压供热联箱连接，备用高压供热系统调节阀(T1)、备用高压供热减温减压器(JJ1)、备用高压供热截止阀(2)分别设于备用高压供热系统管路(GL1)上；中压供热管路(GL3)与汽汽换热器(HRQ)连接，其上设有中压供热调节阀(T2)、中压至供热汽汽换热器进口截止阀(5)，汽汽换热器(HRQ)与中压供热联箱连接，中压至供热汽汽换热器出口截止阀(6)设于汽汽换热器(HRQ)与中压供热联箱的连接处；备用中压供热系统管路(GL4)将中压供热管路(GL3)与中压供热联箱连接，备用中压供热系统调节阀(T3)、备用中压供热减温减压器(JJ2)、备用中压供热系统截止阀(8)分别设于备用中压供热系统管路(GL4)上。优选地，所述备用高压供热减温减压器(JJ1)设有备用中压供热减温水调节阀(A)。优选地，所述备用中压供热减温减压器(JJ2)设有备用中压供热减温水调节阀(B)。优选地，中压供热蒸汽系统还包括换热器安全阀(AQ1)，换热器安全阀(AQ1)设于与中压供热管路(GL3)连接的管道上。优选地，所述抽背机组(CBJ)和备用高压供热系统管路(GL1)分别与锅炉过热蒸汽源或其他高压汽源连接。优选地，所述中压供热管路(GL3)与锅炉热再蒸汽源连接。一种上述高中压联合供热系统的运行方法，系统主路运行，抽背机抽汽和中压供热抽汽全部走汽汽换热器(HRQ)，抽背机排汽直接进入中压供热联箱，备用高压供热系统管路(GL1)和抽背机抽汽至汽汽换热旁路(GL2)、备用中压供热系统管路(GL4)均关闭，该工况运行状态为：抽背机系统：高压供热抽汽→抽背机组(CBJ)→抽汽供热管路(GL6)→抽背机抽汽至汽汽换热器入口截止阀(3)→汽汽换热器(HRQ)→抽背机抽汽至汽汽换热器出口截止阀(4)→高压供热联箱，另一路中压供汽的流程为：高压供热抽汽→抽背机组(CBJ)→排汽供热管路(GL5)→排汽供热截止阀(7)，关闭抽背机抽汽至汽汽换热器旁路截止阀(1)、备用高压供热系统调节阀(T1)、备用高压供热减温减压器(JJ1)、备用中压供热减温水调节阀(A)和备用高压供热截止阀(2)，隔离备用高压供热系统及抽背机抽汽至汽汽换热旁路；中压供热蒸汽系统：中压供热管路(GL3)→中压供热调节阀(T2)→中压至供热汽汽换热器进口截止阀(5)→中压至供热汽汽换热器出口截止阀(6)→中压供热联箱，关闭备用中压供热减温水调节阀(B)、备用中压供热系统调节阀(T3)和备用中压供热系统截止阀(8)和备用中压供热减温减压器(JJ2)，隔离备用中压供热蒸汽系统。一种上述高中压联合供热系统的运行方法，用于汽汽换热器系统发生故障需切除汽汽换热器的工况，将高压供热蒸汽走备用高压供热系统和抽背机抽汽至汽汽换热旁路(GL2)运行，中压供热蒸汽走备用中压供热系统管路(GL4)运行，该工况运行状态为：高压供热蒸汽系统：过热蒸汽→抽背机组(CBJ)→抽汽供热管路(GL6)→抽背机抽汽至汽汽换热器旁路截止阀(1)→高压供热联箱；同时备用高压供热系统投入运行：过热蒸汽→备用高压供热系统管路(GL1)→备用高压供热系统调节阀(T1)→备用高压供热减温减压器(JJ1)→备用高压供热截止阀(2)→高压供热联箱，同时投入备用高压供热系统减温水；关闭抽背机抽汽至汽汽换热器进口截止阀(3)、抽背机抽汽至汽汽换热器出口截止阀(4)，切除汽汽换热器抽背机抽汽供热侧主路，高压供热蒸汽为主蒸汽减温减压和回热抽汽混合后供出；中压供热蒸汽系统：热再蒸汽→备用中压供热系统管路(GL4)→备用中压供热系统调节阀(T3)→备用中压供热减温减压器(JJ2)→备用中压供热系统截止阀(8)→中压供热联箱，同时备用中压供热系统减温水同步投入，打开备用中压供热减温水调节阀(B)，调节中压供热温度满足热用户需求；关闭中压至供热汽汽换热器进口截止阀(5)、中压至供热汽汽换热器出口截止阀(6)，切除汽汽换热器中压供热主路，打开换热器疏水阀(9)和换热器放空气阀(10)，释放汽汽换热器内部压力和排出疏水。一种上述高中压联合供热系统的运行方法，用于抽背机系统出现故障需切除抽背机系统和汽汽换热器系统的工况，将高压供热由备用高压供热蒸汽系统供应，中压供热蒸汽由备用中压供热系统供应，该工况运行状态为：高压供热蒸汽系统：过热蒸汽→备用高压供热系统管路(GL1)→备用高压供热系统调节阀(T1)→备用高压供热减温减压器(JJ1)→备用高压供热截止阀(2)→高压供热联箱，同时投入备用高压供热系统减温水，关闭抽背机抽汽至汽汽换热器进口截止阀(3)、抽背机抽汽至汽汽换热器出口截止阀(4)和抽背机抽汽至汽汽换热器旁路截止阀(1)，切除汽汽换热器，同时关闭排汽供热截止阀(7)；中压供热蒸汽系统：热再蒸汽→备用中压供热系统管路(GL4)→备用中压供热系统调节阀(T3)→备用中压供热减温减压器(JJ2)→备用中压供热系统截止阀(8)→中压供热联箱，同时备用中压供热系统减温水同步投入，打开备用中压供热减温水调节阀(B)，调节中压供热温度满足热用户需求，关闭中压至供热汽汽换热器进口截止阀(5)、中压至供热汽汽换热器出口截止阀(6)，切除汽汽换热器中压供热主路,打开换热器疏水阀(9)和换热器放空气阀(10)，释放汽汽换热器内部压力和排出疏水。所述的抽背机进汽蒸汽来自锅炉过热蒸汽或其他高压汽源，其特点是蒸汽具有较高压力和温度，蒸汽品位高，而高压供热蒸汽所需蒸汽参数远低于抽背机进汽参数，所以，如果不设置抽背机进行供热时，该股蒸汽需经减温减压后，才能进行供热。所述中压供热系统，来自锅炉热再蒸汽，其特点为蒸汽具有较高的温度，且热源温度稳定、可控，其压力和温度均高于中压供热需求，需要减温减压后，再进行中压供热。所述的中压供热系统设有中压供热联箱，用于对不同来源温度和压力的蒸汽进行混合，使之均匀；其次，在外部热负荷变化时，联箱可以起到缓冲作用，保证压力和温度稳定。所述汽汽换热器系统，其特点是换热器冷侧流体和热侧流体均为蒸汽系统，且冷侧流体压力高，热侧流体压力低，两者在换热器中完成热量交换。设置备用高压供热系统，其作用有二：其一是作为抽背机抽汽供热系统的备用供热汽源，当抽背机供热系统发生故障时，可以通过主蒸汽减温减压直接供高压蒸汽，保障供热的可靠性；其二在高压供热流量大，抽背机系统无法满足供热要求时，补充供热蒸汽。备用高压供热系统设置备用高压供热减温减压器(JJ1)，其作用是当汽汽换热器系统发生故障时，通过主蒸汽供热时，对主蒸汽进行减温减压，使蒸汽满足供热需求。设置备用中压供热系统，其作用有二：其一是分流中压供热蒸汽，降低高中压供热系统的耦合性；其二是在中压供热主路出现故障时，通过减温减压直接提供中压供热，保障供热的可靠性。备用中压供热系统设置备用中压供热减温减压器(JJ2)，作用是当汽汽换热器系统发生故障时，通过再热蒸汽供中压供热，此设备对再热蒸汽进行减温减压，使蒸汽满足供热需求。中压供热蒸汽系统设置换热器安全阀(AQ1)，在中压侧发生泄漏时，可以保护中压系统，防止超压造成系统损害。汽汽换热器上的换热器疏水阀(9)，在换热器投入或退出时，排除换热器内的疏水。汽汽换热器上的换热器放空气阀(10)，在换热器投入时，打开放空气阀，排除其内部空气；换热器正常运行时，关闭放空气阀；在换热器退出时，壳侧蒸汽切除后，打开放空气，破坏内部真空，保护加热器。本实用新型的优点：与现有技术相比，首先，本实用新型设计了基于抽背机技术的高、中压联合供热系统，通过该系统，实现了对供热蒸汽做功能力的回收，同时通过汽汽换热器系统对供热能量再分配，实现了中压供热蒸汽能量的梯级利用；其次，本实用新型供热方案，对比主汽抽汽供热方案来讲，通过抽背机将原热电分产变成了热电联产，提高了能源利用的效率；再次，本实用新型设计了备用高压供热系统和备用中压供热系统，通过供热主路和旁路的配合，灵活、方便的满足供热变工况的需求。因此，通过本实用新型，既提高了能源利用效率，又提高了供热的可靠性。附图说明图1为本实用新型设计工况运行示意图；图2为本实用新型汽汽加热器切除工况运行示意图；图3为本实用新型抽背机隔离运行工况运行示意图。具体实施方式下面结合实施例具体介绍本实用新型的实质性内容，但并不以此限定本实用新型的保护范围。实验中未详述的试验操作均为本领域技术人员所熟知的常规试验操作。如图1-3所示的一种基于抽背机技术的高中压联合供热系统，包括包括抽背机系统、备用高压供热系统、中压供热蒸汽系统、备用中压供热系统和汽汽换热器系统；所述抽背机系统包括：抽背机组(CBJ)、抽汽供热管路(GL6)、排汽供热管路(GL5)、排汽供热截止阀(7)、抽背机抽汽至汽汽换热器旁路截止阀(1)、抽背机抽汽至汽汽换热器进口截止阀(3)、抽背机抽汽至汽汽换热器出口截止阀(4)、抽背机抽汽至汽汽换热旁路(GL2)、高压供热联箱；所述备用高压供热系统包括：备用高压供热系统管路(GL1)、备用高压供热系统调节阀(T1)、备用高压供热减温减压器(JJ1)、备用高压供热截止阀(2)；所述中压供热蒸汽系统包括：中压供热管路(GL3)、中压供热调节阀(T2)、中压至供热汽汽换热器进口截止阀(5)、中压至供热汽汽换热器出口截止阀(6)、中压供热联箱；所述备用中压供热蒸汽系统包括：备用中压供热系统管路(GL4)、备用中压供热系统调节阀(T3)、备用中压供热系统截止阀(8)、备用中压供热减温减压器(JJ2)；所述汽汽换热器系统包括汽汽换热器(HRQ)和分别设于汽汽换热器(HRQ)上的换热器疏水阀(9)、换热器放空气阀(10)；其中，抽汽供热管路(GL6)连接于抽背机组(CBJ)与汽汽换热器(HRQ)之间，抽背机抽汽至汽汽换热器进口截止阀(3)设于抽汽供热管路(GL6)与汽汽换热器(HRQ)连接处，抽背机抽汽至汽汽换热器出口截止阀(4)设于汽汽换热器(HRQ)与高压供热联箱的连接处，抽背机抽汽至汽汽换热旁路(GL2)将抽汽供热管路(GL6)与高压供热联箱连接，抽背机抽汽至汽汽换热器旁路截止阀(1)设于抽背机抽汽至汽汽换热旁路(GL2)上；排汽供热管路(GL5)连接于抽背机组(CBJ)与中压供热联箱之间，排汽供热截止阀(7)设于排汽供热管路(GL5)上；备用高压供热系统管路(GL1)与高压供热联箱连接，备用高压供热系统调节阀(T1)、备用高压供热减温减压器(JJ1)、备用高压供热截止阀(2)分别设于备用高压供热系统管路(GL1)上；中压供热管路(GL3)与汽汽换热器(HRQ)连接，其上设有中压供热调节阀(T2)、中压至供热汽汽换热器进口截止阀(5)，汽汽换热器(HRQ)与中压供热联箱连接，中压至供热汽汽换热器出口截止阀(6)设于汽汽换热器(HRQ)与中压供热联箱的连接处；备用中压供热系统管路(GL4)将中压供热管路(GL3)与中压供热联箱连接，备用中压供热系统调节阀(T3)、备用中压供热减温减压器(JJ2)、备用中压供热系统截止阀(8)分别设于备用中压供热系统管路(GL4)上。备用高压供热减温减压器(JJ1)设有备用中压供热减温水调节阀(A)。备用中压供热减温减压器(JJ2)设有备用中压供热减温水调节阀(B)。中压供热蒸汽系统还包括换热器安全阀(AQ1)，换热器安全阀(AQ1)设于与中压供热管路(GL3)连接的管道上。抽背机组(CBJ)和备用高压供热系统管路(GL1)分别与锅炉过热蒸汽源或其他高压汽源连接。中压供热管路(GL3)与锅炉热再蒸汽源连接。如图1，本实用新型设计工况时，系统主路运行，抽背机抽汽和中压供热抽汽全部走汽汽换热器(HRQ)，抽背机排汽直接进入中压供热联箱，备用高压供热系统管路(GL1)和抽背机抽汽至汽汽换热旁路(GL2)、备用中压供热系统管路(GL4)均关闭，该工况运行状态为：抽背机系统：高压供热抽汽→抽背机组(CBJ)→抽汽供热管路(GL6)→抽背机抽汽至汽汽换热器入口截止阀(3)→汽汽换热器(HRQ)→抽背机抽汽至汽汽换热器出口截止阀(4)→高压供热联箱，另一路中压供汽的流程为：高压供热抽汽→抽背机组(CBJ)→排汽供热管路(GL5)→排汽供热截止阀(7)，关闭抽背机抽汽至汽汽换热器旁路截止阀(1)、备用高压供热系统调节阀(T1)、备用高压供热减温减压器(JJ1)、备用中压供热减温水调节阀(A)和备用高压供热截止阀(2)，隔离备用高压供热系统及抽背机抽汽至汽汽换热旁路；中压供热蒸汽系统：中压供热管路(GL3)→中压供热调节阀(T2)→中压至供热汽汽换热器进口截止阀(5)→中压至供热汽汽换热器出口截止阀(6)→中压供热联箱，关闭备用中压供热减温水调节阀(B)、备用中压供热系统调节阀(T3)和备用中压供热系统截止阀(8)和备用中压供热减温减压器(JJ2)，隔离备用中压供热蒸汽系统。如图2，在汽汽换热器系统发生故障时，需切除汽汽换热器，将高压供热蒸汽走备用高压供热系统和抽背机抽汽至汽汽换热旁路(GL2)运行，中压供热蒸汽走备用中压供热系统管路(GL4)运行，该工况运行状态为：高压供热蒸汽系统：过热蒸汽→抽背机组(CBJ)→抽汽供热管路(GL6)→抽背机抽汽至汽汽换热器旁路截止阀(1)→高压供热联箱；同时备用高压供热系统投入运行：过热蒸汽→备用高压供热系统管路(GL1)→备用高压供热系统调节阀(T1)→备用高压供热减温减压器(JJ1)→备用高压供热截止阀(2)→高压供热联箱，同时投入备用高压供热系统减温水；关闭抽背机抽汽至汽汽换热器进口截止阀(3)、抽背机抽汽至汽汽换热器出口截止阀(4)，切除汽汽换热器抽背机抽汽供热侧主路，高压供热蒸汽为主蒸汽减温减压和回热抽汽混合后供出；中压供热蒸汽系统：热再蒸汽→备用中压供热系统管路(GL4)→备用中压供热系统调节阀(T3)→备用中压供热减温减压器(JJ2)→备用中压供热系统截止阀(8)→中压供热联箱，同时备用中压供热系统减温水同步投入，打开备用中压供热减温水调节阀(B)，调节中压供热温度满足热用户需求；关闭中压至供热汽汽换热器进口截止阀(5)、中压至供热汽汽换热器出口截止阀(6)，切除汽汽换热器中压供热主路，打开换热器疏水阀(9)和换热器放空气阀(10)，释放汽汽换热器内部压力和排出疏水。如图3，当抽背机系统出现故障退出运行时，需切除抽背机系统和汽汽换热器系统，将高压供热由备用高压供热蒸汽系统供应，中压供热蒸汽由备用中压供热系统供应，该工况运行状态为：高压供热蒸汽系统：过热蒸汽→备用高压供热系统管路(GL1)→备用高压供热系统调节阀(T1)→备用高压供热减温减压器(JJ1)→备用高压供热截止阀(2)→高压供热联箱，同时投入备用高压供热系统减温水，关闭抽背机抽汽至汽汽换热器进口截止阀(3)、抽背机抽汽至汽汽换热器出口截止阀(4)和抽背机抽汽至汽汽换热器旁路截止阀(1)，切除汽汽换热器，同时关闭排汽供热截止阀(7)；中压供热蒸汽系统：热再蒸汽→备用中压供热系统管路(GL4)→备用中压供热系统调节阀(T3)→备用中压供热减温减压器(JJ2)→备用中压供热系统截止阀(8)→中压供热联箱，同时备用中压供热系统减温水同步投入，打开备用中压供热减温水调节阀(B)，调节中压供热温度满足热用户需求，关闭中压至供热汽汽换热器进口截止阀(5)、中压至供热汽汽换热器出口截止阀(6)，切除汽汽换热器中压供热主路,打开换热器疏水阀(9)和换热器放空气阀(10)，释放汽汽换热器内部压力和排出疏水。当汽汽换热器中压侧发生泄漏，压力超过换热器安全阀(AQ1)动作压力时，换热器安全阀(AQ1)打开，系统自动泄压，保证中压系统安全。以亚临界300MW机组为例，本实用新型所述的高压供热蒸汽取自主蒸汽，中压供热蒸汽取自热再蒸汽；各技术边界参数为：背压机效率取75％，管道效率取98.5％，锅炉效率取93.14％，厂用电率取5.3％，原高、中压蒸汽减温减压供热和按照图1设计的系统运行对比数据见下表：项目单位原方案改造后方案差值机组输出功率kW242728.81231666.27-11062.54背压机输出功率kW0.0018249.2718249.27主汽压力MPa16.7016.70主汽温度℃538.00538.00主汽流量t/h1025.001025.00背压机排汽压力MPa16.704.10背压机排汽温度℃538.00351.87热再压力MPa2.352.29热再温度℃538.00538.00热再(供热)抽汽压力MPa2.352.26热再(供热)抽汽温度℃538.00371.87汽轮机新汽耗量kg/h1025000.001025000.00主汽供热抽汽量kg/h120000.00120000.00热再供热抽汽量kg/h145193.57153812.04热效率％64.7066.021.31供电标准煤耗率g/kwh271.52262.34-9.18由表中数据可以看出，采用本实用新型的系统比原供热系统出力增加了7186.73kW，热效率提高了1.31个百分点，煤耗降低了9.18g/kWh。上述实施例的作用在于具体介绍本实用新型的实质性内容，但本领域技术人员应当知道，不应将本实用新型的保护范围局限于该具体实施例。当前第1页1 2 3