[發明專利]采暖熱網循環水熱交換系統

在審

• 申請號: 201410087168.0
• 申請日: 2014-03-11
• 公開（公告）號: CN103884037A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 李兆華;張永護;朱偉峰;張璐;王官輝;滕士秋;王振球;王超
• 申請（專利權）人: 濟鋼集團有限公司
• 主分類號: F24D3/10
• 分類號: F24D3/10;F24D19/10;F01K17/06
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 徐槐

技術領域

本發明屬于熱動技術領域，具體涉及采暖熱網循環水熱交換系統。

背景技術

鋼鐵廠在冶煉鋼鐵時，普通使用的設備多為純凝汽輪機，原設計是:循環水通過循環水泵加壓后，進凝汽器冷卻汽輪機排汽，循環水將排汽熱量帶走后進冷卻塔冷卻，將熱量散失到大氣中，冷卻后的水繼續通過循環水泵進行循環,造成?大量的汽輪機循環水余熱浪費。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種在采暖季和非采暖季均可以使用的采暖熱網循環水熱交換系統，該系統回收余熱，將廢棄的熱能加以利用，使機組的冷源損失降為零，循環熱效率提高至90%以上。

本發明的采暖熱網循環水熱交換系統通過下述技術方案來實現：

一種采暖熱網循環水熱交換系統，包括汽輪機和與汽輪機相連接的凝汽器，凝氣器一端的管道與涼水塔的進口相連接，凝汽器與涼水塔之間有控制閥門Ⅰ，涼水塔的出口連接有循環水泵，循環水泵與凝汽器的另一端相連接構成一個閉合回路，循環水泵與凝汽器之間連接有控制閥門Ⅱ；

凝汽器與控制閥門Ⅰ之間有一條支路管道Ⅰ，該支路管道Ⅰ上有泄水調節閥，支路管道Ⅰ的另一端與控制閥門Ⅰ和涼水塔的進口之間的管道相連接；

涼水塔的出口與循環水泵之間的管道連接有另外一條支路管道Ⅱ，該支路管道Ⅱ的另一端位于控制閥門Ⅱ與凝汽器之間的管道上；并且在該支路管道Ⅱ上依次連接有摻涼水泵和摻涼調節閥；

支路管道Ⅰ和控制閥門Ⅰ之間連接有采暖供水管道，采暖供水管道通往采暖用戶，在采暖供水管道上依次連接有控制閥門Ⅲ和采暖循環水泵；

采暖用戶還連接有采暖回水管道，采暖回水管道的另一端位于凝汽器和支路管道Ⅱ之間；采暖回水管道上連接有控制閥門Ⅳ。

改進前的運行模式是：循環水通過循環水泵加壓后，進凝汽器冷卻汽輪機排汽，循環水將排汽熱量帶走后進冷卻塔冷卻，將熱量散失到大氣中，冷卻后的水繼續通過循環水泵進行循環。

改進后：在采暖期，降低汽輪機凝汽器真空度，提高排汽溫度，使循環水溫度達到65℃，將冷水塔及循環水泵退出運行，將凝汽器的循環水系統切換至由采暖循環泵、熱水管網等組成的循環水回路，形成新的“排汽余熱—采暖熱網循環水”熱交換系統。凝汽器轉變成了回水加熱器，用戶則變成了冷卻塔，構成一個完整的循環水路，機組的冷源損失降為零，循環熱效率提高至90%以上。在非采暖期，機組恢復純凝工況運行時，熱網循環泵及熱網加熱器退出運行，原循環水泵及冷卻塔恢復運行。

熱網回水至凝汽器入口設置水溫調節系統，設置降溫裝置。當熱網回水溫度高時，啟動摻涼泵，將冷卻塔水池內低溫水補入采暖水回水管道，降低進入凝汽器的回水溫度，同時補入的水由泄水電動調節閥控制回冷卻塔，泄水閥開度根據系統水壓自動調節，又保證了凝汽器的運行安全，循環水壓力穩定。系統采用摻涼泵2臺、電動調節閥兩套，通過DCS自動進行熱網溫度調節。

在采暖期，降低汽輪機凝汽器真空度，提高排汽溫度，使循環水溫度達到65℃，將冷水塔及循環水泵退出運行，將凝汽器的循環水系統切換至由采暖循環泵、熱水管網等組成的循環水回路，形成新的“排汽余熱—采暖熱網循環水”熱交換系統。凝汽器轉變成了回水加熱器，用戶則變成了冷卻塔，構成一個完整的循環水路，機組的冷源損失降為零，循環熱效率提高至90%以上。在非采暖期，機組恢復純凝工況運行時，熱網循環泵及熱網加熱器退出運行，原循環水泵及冷卻塔恢復運行。

本發明與現有的技術相比：

1）將凝汽器整體改造為承壓式凝汽器。純凝工況改為低真空工況后，原凝汽器的工作溫度、汽水側壓力均發生較大變化，原有凝汽器已不能保證長期安全運行，需進行改造，使其在低真空工況下具有良好的安全性，純凝工況下具有更好的經濟性。凝汽器進行加固改造后，承壓能力不小于0.5MPa。

2）汽輪機后氣缸增加噴水降溫裝置。400燒結余熱14MW汽輪機后氣缸排汽無降溫裝置，如排汽溫度過高可能對汽輪機造成損傷，項目團隊通過實驗，自主設計制造出后汽缸噴水降溫裝置，進行加裝。并采用調節閥自動控制，當后氣缸排汽溫度高于75℃時，啟動噴水減溫，當排汽溫度低于70℃時，停噴水減溫。

3）熱網循環水接入凝汽器水側回路系統配套改造。將雙路雙流程循環水管路進行改造。由原循環水供、回水母管，分別接出DN500管道和采暖熱網系統連接，采用電動DN500閥門，閥門控制接入汽輪機DCS系統。循環水供熱系統和冷卻塔并聯運行，采暖季節直接采用采暖循環水冷卻，不進冷卻塔，降低水耗和電耗；