[發明專利]燃氣-蒸汽循環聯合雙級耦合熱泵供暖裝置

有效

• 申請號: 201210424565.3
• 申請日: 2012-10-30
• 公開（公告）號: CN102878603A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 譚羽非;趙麒
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: F24D3/18
• 分類號: F24D3/18
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 高媛

技術領域

本發明涉及一種燃氣-蒸汽循環聯合熱泵供暖裝置，屬于供暖設備技術領域。

背景技術

燃氣-蒸汽循環具有供電效率高、投資少、建設周期短、用地用水少、運行自動化程度高、污染物排放少等優點。燃氣輪機及其聯合循環的發電機組已經成為世界電力工業中的重要組成部分，作用也在日益增升。

由于天然氣、煤氣等氣體燃料或油等液體燃料在燃燒時，會產生大量的水，所以，燃氣-蒸汽循環熱電廠的煙氣中含有大量的水蒸氣。目前存在利用排出水蒸氣的冷凝式鍋爐，通過換熱器由外部冷工質將煙氣中的水蒸氣冷凝。煙氣中水蒸氣的冷凝溫度較低，而一般情況下采暖回水溫度較高，無法使煙氣達到冷凝溫度。

此外，在電廠熱電聯產供熱改造時，在汽輪機中低壓缸采用連通管打孔抽汽的方式，將抽出的熱蒸汽用于周邊地區的采暖供熱需求，其采暖期運行對機組經濟性影響最大的因素是抽汽參數不經濟。工業用汽的最低抽汽壓力一般為(0.8-1.6)MPa，而供暖用汽的抽汽壓力一般為(0.12-0.25)MPa。這就需要在外部進行減溫減壓，將抽出熱蒸汽經過降溫減壓器后，才能進入熱網交換器，這將造成很大能量損失。據初步計算，若450t/h抽汽流量能在汽輪機內部膨脹至0.245MPa左右，然后再從汽輪機抽出供熱，則可多輸出功率27MW左右，占目前機組所發功率的13%以上。

發明內容

本發明的目的是提供一種燃氣-蒸汽循環聯合雙級耦合熱泵供暖裝置，該供暖裝置既能為燃氣-蒸汽循環提供低溫冷卻工質，回收利用水蒸氣的冷凝熱，又可以梯級利用供熱抽汽的能量并回收循環冷卻水的熱量。

本發明為解決上述問題采取的技術方案是：

燃氣-蒸汽循環聯合雙級耦合熱泵供暖裝置，所述熱泵供暖裝置包燃氣-蒸汽循環發電系統、壓縮式熱泵系統和吸收式熱泵系統，所述燃氣-蒸汽循環發電系統包括壓氣機、燃氣輪機、鍋爐、給水加熱器、發電汽輪機、發電機和凝汽器；所述壓縮式熱泵系統包括小汽輪機、壓縮機、第一蒸發器、節流機構及第一冷凝器；所述吸收式熱泵系統包括發生器、吸收器、第二蒸發器、第二冷凝器、熱交換器、節流閥、溶液閥、工質泵、溶液泵、溶液閥、第一旁通閥及第二旁通閥；

壓氣機的壓縮空氣出口通過管路與鍋爐的壓縮空氣入口相連通，鍋爐的煙氣出口通過管路與燃汽輪機的煙氣入口相連通，燃汽輪機的煙氣出口通過管路與給水加熱器的煙氣入口相連通，給水加熱器的換熱煙氣出口通過管路與第二蒸發器的換熱煙氣入口相連通，第二凝汽器的冷卻水出口通過管路與第二蒸發器的冷卻水入口相連通，第二凝汽器與第二蒸發器之間的管路上設置有熱交換器，給水加熱器的加熱水出口通過管路與鍋爐的加熱水入口相連通，鍋爐的水蒸氣出口通過管路與發電汽輪機的水蒸氣入口相連通,發電汽輪機做功驅動發電機發電，發電汽輪機設有兩個蒸汽出口，其中一個蒸汽出口通過管路與小汽輪機的蒸汽入口相連通，剩余一個蒸汽出口通過管路與凝汽器的蒸汽入口相連通，凝汽器的冷凝水出口通過管路與給水加熱器的冷凝水入口相連通；第一凝汽器的冷卻水入口通過管路與電廠冷卻水管道的冷卻水出口相連通，第一凝汽器的排氣口通過管路與第一蒸發器的進氣口相連通；發電汽輪機的中壓抽汽口通過管路與小汽輪機的中壓抽汽入口相連通，小汽輪機同軸驅動壓縮機工作，小汽輪機的乏汽口通過管路與發生器的進汽口相連通，小汽輪機的乏汽口與發生器的進汽口之間相連通的管路上設置有溶液閥，發生器的冷凝水出口通過管路與設置在給水加熱器和凝汽器之間的管路相連通；供熱回水管路與冷凝器的進水口相連通，熱網循環泵設置在供熱回水管路上，小汽輪機的排氣出口通過管路與凝汽器的蒸汽入口相連通，設置在小汽輪機的排氣出口與凝汽器的蒸汽入口之間的管路上設置有第一旁通閥及第二旁通閥，第一旁通閥靠近凝汽器設置，第二旁通閥靠近小汽輪機設置，供熱回水管路、第一冷凝器、吸收器及第二冷凝器依次相連通。

本發明的有益效果是：本發明將壓縮式熱泵和吸收式熱泵與燃氣-蒸汽循環的熱電廠結合，充分利用煙氣中的水蒸氣潛熱，解決了吸收式熱泵運行的低溫熱源，供熱抽汽驅動壓縮式熱泵工作，回收循環冷卻水的低溫能量，使得供熱抽汽的能量得到合理利用，熱電廠的循環效率在原來的基礎上得到大幅提高，同時使得兩種熱泵工作效率也得到明顯提高。

本發明將吸收式熱泵和熱電廠的鍋爐結合，充分梯級利用電廠蒸汽的能量，以供熱抽汽驅動風機和水泵工作，節省電能，提高能源利用效率；以循環冷卻水作為吸收式熱泵的低位熱源，既解決了吸收式熱泵運行所需的低位熱源問題，又使熱電廠的循環效率在原來的基礎上得到大幅提高，熱泵工作效率也得到明顯提高。

具體特點是：