[發明專利]一種利用壓縮式熱泵回收燃煤電廠冷凝熱系統

在審

• 申請號: 201710656054.7
• 申請日: 2017-08-03
• 公開（公告）號: CN107477650A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 王清正
• 申請（專利權）人: 中清源環保節能有限公司
• 主分類號: F24D3/18
• 分類號: F24D3/18;F25B30/02;F25B30/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種利用壓縮式熱泵回收燃煤電廠冷凝熱系統，屬于熱電廠余熱回收的技術領域。

背景技術

熱電廠一般是通過燃煤鍋爐加熱產生蒸汽，推動汽輪機轉動切割磁感線來發電。但是熱能發電的效率低下，通過汽輪機的蒸汽仍有60％左右的熱能沒有利用起來，直接散失到環境中，造成能源浪費，產生的乏汽還需通過空冷或水冷進行降溫后排放，提高了生產成本。因此熱電廠一般采用熱電聯產技術回收熱量進行供暖，目前多采用吸收式熱泵回收冷凝熱，但吸收式熱泵能效較低，一般為0.4~2，且發生器需要的溫度較高，在30℃左右；傳統的壓縮式熱泵能效高，在3~6左右，但采用高品質的電能驅動，降低了能效比。因此針對熱電廠采用蒸汽驅動壓縮式熱泵運轉，可以提高能效比，就地取材，最大限度的回收利用蒸汽熱量。基于此本發明提出了一種利用壓縮式熱泵回收燃煤電廠冷凝熱系統，熱量回收效率高，且易于在現有熱電廠基礎上進行熱量回收改進，降低了整改成本。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用蒸汽驅動的壓縮式熱泵回收燃煤電廠冷凝熱系統，包括熱網加熱系統，乏汽換熱系統，壓縮式熱泵系統，所述熱網加熱系統包括鍋爐汽輪機、第一換熱器和增壓泵；所述乏汽換熱系統包括空冷島和凝汽器；所述壓縮式熱泵系統包括壓縮機，熱泵汽輪機，冷凝器，蒸發器，節流閥和第二換熱器；所述汽輪機出口抽提部分蒸汽通過管道分別與第一換熱器和熱泵汽輪機連接，排出的乏汽分別與空冷島和凝汽器連接，所述熱泵汽輪機與壓縮機連接，排出的乏汽進入第二換熱器進行換熱，所述凝汽器的循環水進出口管路與蒸發器連接，熱網回水通過管道分別與冷凝器和增壓泵連接，經過第二換熱器和第一換熱器換熱后用于熱網供水。

所述鍋爐汽輪機乏汽出口管路上設有三通閥，分別與空冷島和凝汽器連接，通往空冷島和凝汽器的管路上分別設有流量調節閥。

所述熱泵汽輪機出口抽提部分蒸汽管道上設有三通閥，分別與第一換熱器和熱泵汽輪機連接，通往第一換熱器和熱泵汽輪機的管路上分別設有流量調節閥。

所述熱網回水管路上設有三通閥，分別與冷凝器和增壓泵連接，通往冷凝器和增壓泵的管路上分別設有流量調節閥。

所述熱網回水管路上設有除污器，位于三通閥前。

所述汽輪機出口抽提部分蒸汽壓力在0.4MPa（絕壓）以上。

所用壓縮式熱泵的冷媒為R134a，制熱效率在5.0以上。

所述冷卻循環水管路經過蒸發器換熱后降溫幅度可達15℃~25℃。

所述熱網回水分別經過冷凝器換熱、第二換熱器和第一換熱器換熱后，整體溫度可提升60℃~80℃。

本發明的有益效果是：本發明的冷凝熱回收系統是在原有熱電廠基礎上，增加了蒸汽驅動的壓縮式熱泵，對冷凝熱進行回收利用，進一步提高熱網供水的溫度，各系統可獨立或合作運行，熱量回收效率高，改造成本低。

附圖說明

圖1為燃煤電廠冷凝熱回收系統示意圖；

其中，1-鍋爐汽輪機；2-空冷島；3-第一換熱器；4-第二換熱器；5-增壓泵；6-冷凝器；7-除污器；8-流量調節閥；9-壓縮機；10-熱泵汽輪機；11-蒸發器；12-節流閥；13-凝汽器。

具體實施方式

下面結合具體的實施例對本發明作進一步闡釋，但這僅是本發明的較佳實施方式，故凡依本發明專利申請范圍所述的特征及原理所做的等效變化，均包括于本發明專利申請范圍內。

如圖1所示，本發明提供了一種利用蒸汽驅動的壓縮式熱泵回收燃煤電廠冷凝熱系統，包括熱網加熱系統，乏汽換熱系統，壓縮式熱泵系統（圖中虛線框所示）。供熱時，從鍋爐汽輪機1抽提0.5MPa（絕壓）、286℃的蒸汽，經過三通一路輸送至熱泵系統，驅動熱泵汽輪機10帶動壓縮機9做功帶動熱泵循環工作，熱網回水經冷凝器6換熱后進入增壓泵5，與熱泵汽輪機10排出的乏汽在第二換熱器4內換熱，從而對熱網回水進行兩級加熱；另一路輸送至第一換熱器3，對熱網回水進行三級加熱后成為凝結水返回鍋爐。鍋爐汽輪機排出的乏汽經過三通一路輸送至空冷島2散熱，另一路進入凝汽器13，熱泵冷端蒸發器11與凝汽器13循環冷卻水形成回路，乏汽在凝汽器13表面與蒸發器11產生的循環冷卻水進行換熱，吸收的余熱為熱泵蒸發器11提供熱源，蒸發器入11口管路上循環水溫度為35℃，出口管路上循環水溫度為20℃，用于凝汽器13內乏汽的冷卻。熱網回水經過除污器7除污后，經三通一路輸送至冷凝器6內與冷媒換熱，另一路直接連接至增壓泵5，加壓后進入換熱器進行進一步換熱升溫。各分支管路上均設有流量調節閥12，方便對蒸汽及熱網回水的流量進行控制和通斷，從而選擇合適的加熱方式。