[發明專利]一種利用余熱供熱的熱電聯產節能裝置及節能方法

無效

• 申請號: 201010291010.7
• 申請日: 2010-09-25
• 公開（公告）號: CN101943435A
• 公開（公告）日: 2011-01-12
• 發明（設計）人: 劉鋒;向文國;高迎旭;田海江;夏彥龍
• 申請（專利權）人: 北京聯合優發能源技術有限公司
• 主分類號: F24D3/18
• 分類號: F24D3/18;F24D19/10
• 代理公司: 北京中北知識產權代理有限公司 11253
• 代理人: 盧業強

技術領域

本發明屬于能源技術領域，涉及一種利用熱電聯產余熱供熱、降低機組發電煤耗的裝置及其節能方法。

背景技術

根據《世界能源導報》報道，我國能源形勢嚴峻。中國人口占世界人口的20％，人均能源的資源占有量不到世界平均水平的一半。中國是一個能源結構以煤為主的國家，自上世紀50年代開始發展以熱電聯產為主、鍋爐房為輔的集中供熱方式供應城市工業、民用采暖。到本世紀集中供熱已成為城市一項重要基礎設施，在提高能源利用率、改善城市大氣環境質量、促進生產、方便群眾等方面起到了重要作用。

熱電聯產是將煤炭燃燒產生的較高品位熱能轉化為高品位電能，同時對于發電后剩余的低品位熱能加以利用的過程。在這個過程中，熱電廠供熱效率遠高于采用其他方式的集中供熱。熱電聯產能將不同品位的熱能分級利用，即高品位的熱能用于發電，低品位的熱能用于集中供熱。是熱能和電能聯合生產的一種高效能源生產方式，其熱效率可達80-90％。與其他供熱方式相比，熱電聯產集中供熱具有能耗低，經濟性好等特點，在資源配置與環境保護上都具有明顯優勢。因此，熱電聯產是解決城市集中供熱和提高電廠能源綜合利用率的有效途徑。

隨著經濟的持續快速增長和居民生活水平的日益提高，我國未來的工業和居民采暖熱力需求仍將保持快速增長趨勢。到2010年，熱電聯產裝機容量將在2005年的基礎上翻番，以滿足不斷增長的工業和居民采暖熱力需求。熱電聯產集中供熱的發展有助于實現我國“十一五”的節能減排目標，做出積極的貢獻。從中長期看，我國未來的熱電聯產仍然存在著巨大的發展潛力。

熱電聯產盡管熱循環效率較純凝式汽輪發電機組高出許多，但仍有一部分蒸汽(俗稱乏汽)雖然有較大熱量，但品位太低(排汽壓力P＝0.003-0.013MPa，排汽溫度20-55℃)無法再加以利用。這部分蒸汽只有在凝汽器的高真空條件下，凝結為凝結水，并與鍋爐補給水一起再加熱供給鍋爐。

蒸汽(乏汽)在凝汽器凝結時放出的汽化潛熱，通過多根管子傳給冷卻水(循環水)帶走。這部分帶走熱量的冷卻水，在冷卻塔內被對流的空氣冷卻后再由循環水泵送入凝汽器內循環使用。

作為冷卻介質的空氣依靠冷卻塔塔身的高度形成的自然抽吸力，自下而上的流動。由凝汽器吸熱后的循環水經水泵送到冷卻塔上部通過配水槽噴淋下來，在下落過程中被自下而上的空氣流冷卻。在進行熱交換時，一部分循環水被蒸發而排到大氣中，一部分循環水受到周圍環境的影響被風吹而損失掉，還有一部分循環水因多次循環濃縮而排污損失掉。為了不減少凝汽器的冷卻效果，因此對循環冷卻水還需定期予以補充。其用水量可達全廠用水量的60％以上，從而造成水資源的極大浪費。

這部分循環水中的熱量被空氣帶走而排到大氣中，我們統稱“被一直廢棄的而可以利用的低位熱能”。

熱電聯產發電供熱等企業按現有工藝將這部分可利用的廢棄余熱白白地排放到周圍環境(大氣)中。通過測算，一臺60MW供熱160t/h熱電聯產機組，每小時將排出可利用廢棄熱量達4700萬大卡；一臺300MW供熱550t/h熱電聯產機組，每小時將排出可利用廢棄熱量達6000多萬大卡。

如何根據供熱(特別是城市熱網)需要，回收這些廢棄的熱能滿足供熱的需要，達到節能之功效是本發明的目的。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提供一種利用余熱供熱的熱電聯產節能裝置及方法，本發明能夠減少冷源損失、提高綜合熱效率和電熱比例、降低機組發電煤耗。

本發明的技術解決方案是：

本發明提供的一種利用余熱供熱的熱電聯產節能裝置，包括蒸汽鍋爐、汽輪機、發電機、凝汽器、除氧器和冷卻塔，所述汽輪機通過排汽缸與所述凝汽器連接，所述凝汽器與所述冷卻塔通過管路連接形成水路大循環；該裝置還包括余熱利用熱水加熱器，所述余熱利用熱水加熱器包括吸收式熱泵和換熱器，所述吸收式熱泵的蒸汽進口通過管路與所述汽輪機的抽汽口連接，所述吸收式熱泵的進水端通過管路與熱水管網的回水端連接，所述凝汽器、所述吸收式熱泵與所述冷卻塔通過管路連接形成水路小循環；所述換熱器的蒸汽進口通過管路與所述汽輪機的抽汽口連接，所述換熱器的進水端通過管路與所述吸收式熱泵的出水端連接，所述換熱器的出水端通過管路與熱水管網的進水端連接；所述換熱器的疏水與所述吸收式熱泵的疏水匯合后與所述除氧器連接。

本發明提供的一種利用余熱供熱的熱電聯產節能方法，包括以下步驟：

A、汽輪機通過排汽缸將乏汽廢熱排入凝汽器，凝汽器與冷卻塔形成水路大循環，所述乏汽里的汽化潛熱在凝汽器里由冷卻塔送來的冷卻水對其冷凝形成凝結水；