电锅炉热量回收系统和热电联产机组

1.一种电锅炉热量回收系统，其特征在于，包括：
水水换热器，所述水水换热器的一次侧进水端与电锅炉的出水端连通，所述水水换热器的一次侧出水端与所述电锅炉的进水端连通，所述水水换热器的二次侧进水端与热网循环水泵出口连通，所述水水换热器的二次侧回水端与热网循环水泵进口连通；和热泵，所述热泵的余热水进水端与电锅炉的出水端连通，所述热泵的余热水回水端与所述电锅炉的进水端连通以便于回收所述电锅炉出水的热量，所述热泵的出水端与低压加热器的进水端相连。
2.根据权利要求1所述的电锅炉热量回收系统，其特征在于，所述二次侧回水端与汽水换热器的进水端连通，所述汽水换热器的出水端与所述热网循环水泵进口连通。
3.根据权利要求2所述的电锅炉热量回收系统，其特征在于，所述热泵的驱动蒸汽端与汽轮机的中压缸的排汽端相连通，所述热泵的疏水端与凝汽器的热井相连通。
4.根据权利要求3所述的电锅炉热量回收系统，其特征在于，所述汽水换热器的进汽端与所述汽轮机的中压缸的所述排汽端相连通，所述汽水换热器的疏水端与所述凝汽器的所述热井相连通。
5.根据权利要求4所述的电锅炉热量回收系统，其特征在于，所述低压加热器的出水端与除氧器连通。
6.根据权利要求3所述的电锅炉热量回收系统，其特征在于，所述凝汽器的循环水回水端与冷却塔的上水端连通，所述冷却塔的出水端与循环水泵的进水端连通，所述循环水泵的出水端与所述凝汽器的循环水进水端连通，所述热井的凝结水出口与凝结水泵的进水端连通，所述凝结水泵的出口与所述低压加热器的进水端连通。
7.根据权利要求6所述的电锅炉热量回收系统，其特征在于，所述低压加热器与所述凝结水泵之间设置有轴封加热器，所述轴封加热器的凝结水出口与所述热泵的进水端连通。
8.一种热电联产机组，其特征在于，包括
锅炉，所述锅炉出口主蒸汽与汽轮机的高压缸的蒸汽入口相连通，所述汽轮机的中压缸的排汽口与热泵的驱动蒸汽入口和汽水换热器的加热蒸汽入口相连通，所述汽轮机的低压缸的排汽口与凝汽器的蒸汽入口相连通，所述汽轮机用于带动发电机发电；
凝汽器，所述汽水换热器的疏水端和所述热泵的疏水端与所述凝汽器的热井连通，所述凝汽器的热井凝结水出口端与凝结水泵连通，所述凝汽器的循环水回水端与冷却塔的上水端和所述热泵的余热水进水端相连通，所述冷却塔的出水端与循环水泵的进水端连通，所述循环水泵的出水端与所述凝汽器的循环水进水端连通，所述凝结水泵、轴封加热器、低压加热器和除氧器依次连通；
热泵，所述热泵的疏水端和所述汽水换热器的疏水端与所述凝汽器的热井相连通，所述热泵的出水端与所述汽水换热器的进水端和所述低压加热器的进水端相连通；
电锅炉，所述电锅炉用于消耗所述发电机富余出力，所述电锅炉出水端与水水换热器的一次侧进水端和所述热泵的余热水进水端连通，所述电锅炉的进水端与所述热泵的余热水回水端和所述水水换热器的一次侧回水端相连通；
热用户，所述热用户的进水端与所述汽水换热器的出水端连通，所述热用户的出水端与热网循环水泵的进水端连通，所述热网循环水泵的出水端与所述热泵的进水端和水水换热器的二次侧进水端相连通，所述水水换热器的二次侧出水端与所述汽水换热器的进水端相连通。
9.根据权利要求8所述的热电联产机组，其特征在于，所述凝汽器的循环水回水端和所述电锅炉的出水端之间设有用于切换与所述热泵的余热水进水端连通的切换阀。
10.根据权利要求9所述的热电联产机组，其特征在于，所述热泵的余热水回水端与所述循环水泵之间、所述热泵的余热水进水端与所述凝汽器的循环水回水端之间、所述热网循环水泵的出水端与所述热泵的进水端之间、所述热泵的出水端与所述汽水换热器的进水端之间、所述凝汽器的循环回水端与所述热泵的余热水进水端之间、所述轴封加热器的凝结水出口端与所述热泵的进水端之间、所述热泵的出水端与所述低压加热器的凝结水出口段之间和所述电锅炉的出水端与所述热泵的余热水进水端之间均设有电动阀。

电锅炉热量回收系统和热电联产机组\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及火力发电的技术领域，尤其涉及电锅炉热量回收系统和热电联产\n机组。\n背景技术\n[0002] 在可预见的未来电力市场中，随着风电、光伏等新能源机组大规模并网发电，火电\n机组利用小时数将持续减少，其深度调峰改造已成为大势所趋。然而深度调峰改造提高机\n组运行灵活性的同时，火电机组的能耗指标明显恶化，与火电机组节能降耗目标明显矛盾。\n[0003] 相关技术中，对于面临深度调峰的热电联产机组，因增设电锅炉改造方案具备灵\n活性高、调峰能力强等优势，被多家热电联产电站采用。电锅炉改造方案能够使得热电联产\n机组实现大幅度深度调峰的技术原理为：电锅炉可消耗机组富余出力并弥补供热能力不\n足，不仅降低了机组出力，还满足组了机组对外供热，成功实现热电解耦。在实际运行中，电\n锅炉改造方案存在的主要问题为：虽然电锅炉可同时配置多台串联布置，但在供热初、末期\n为了满足热电联产机组深度调峰需求，即便同时配置蓄热罐，电锅炉产出的大量热量仍然\n存在超供现象，即热量供给大于外部供热需求，受制于外部热网约束，该部分超供热量不仅\n无法产生经济效益，而且浪费了大量原煤、抬高了机组综合厂用电率，影响机组运行经济\n性。\n实用新型内容\n[0004] 本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。\n[0005] 为此，本实用新型的实施例提出一种电锅炉热量回收系统，该电锅炉热量回收系\n统具有回收电锅炉超供热量，降低供热煤耗，减少供热厂用电率的优点。\n[0006] 根据本实用新型实施例的电锅炉热量回收系统，电锅炉热量回收系统包括水水换\n热器和热泵，所述水水换热器的一次侧进水端与电锅炉的出水端连通，所述水水换热器的\n一次侧出水端与所述电锅炉的进水端连通，所述水水换热器的二次侧进水端与热网循环水\n泵出口连通，所述水水换热器的二次侧回水端与热网循环水泵进口连通，所述热泵的余热\n水进水端与电锅炉的出水端连通，所述热泵的余热水回水端与所述电锅炉的进水端连通以\n便于回收所述电锅炉出水的热量，所述热泵的出水端与低压加热器的进水端相连。\n[0007] 根据本实用新型实施例的电锅炉热量回收系统具有回收电锅炉超供热量，降低供\n热煤耗，减少供热厂用电率的优点。\n[0008] 在一些实施例中，所述二次侧回水端与汽水换热器的进水端连通，所述汽水换热\n器的出水端与所述热网循环水泵进口连通。\n[0009] 在一些实施例中，所述热泵的驱动蒸汽端与汽轮机的中压缸的排汽端相连通，所\n述热泵的疏水端与凝汽器的热井相连通。\n[0010] 在一些实施例中，所述汽水换热器的进汽端与所述汽轮机的中压缸的排汽端相连\n通，所述汽水换热器的疏水端与所述凝汽器的所述热井相连通。\n[0011] 在一些实施例中，所述低压加热器的出水端与除氧器连通。\n[0012] 在一些实施例中，所述凝汽器的循环水回水端与冷却塔的上水端连通，所述冷却\n塔的出水端与循环水泵的进水端连通，所述循环水泵的出水端与所述凝汽器的循环水进水\n端连通，所述热井凝结水出口与凝结水泵的进水端连通，所述凝结水泵的出口与所述低压\n加热器的进水端连通。\n[0013] 在一些实施例中，所述低压加热器与所述凝结水泵之间设置有轴封加热器，所述\n轴封加热器的凝结水出口与所述热泵的进水端连通。\n[0014] 根据本实用新型实施例的热电联产机组，热电联产机组包括锅炉、凝汽器、热泵、\n电锅炉和热用户，所述锅炉出口主蒸汽与汽轮机的高压缸的蒸汽入口相连通，所述汽轮机\n的中压缸的排汽口与热泵的驱动蒸汽入口和汽水换热器的加热蒸汽入口相连通，所述汽轮\n机低压缸的排汽口与凝汽器的蒸汽入口相连通，所述汽轮机用于带动发电机发电，所述汽\n水换热器的疏水端和所述热泵的疏水端与所述凝汽器的热井连通，所述凝汽器的热井凝结\n水出口端与凝结水泵连通，所述凝汽器的循环水回水端与冷却塔的上水端和所述热泵的余\n热水进水端相连通，所述冷却塔的出水端与循环水泵的进水端连通，所述循环水泵的出水\n端与所述凝汽器的循环水进水端连通，所述凝结水泵、轴封加热器、低压加热器和除氧器依\n次连通，所述热泵的疏水端和所述汽水换热器的疏水端与所述凝汽器的热井相连通，所述\n热泵的出水端与所述汽水换热器的进水端和所述低压加热器的进水端相连通，所述电锅炉\n用于消耗所述发电机富余出力，所述电锅炉出水端与水水换热器的一次侧进水端和所述热\n泵的余热水进水端连通，所述电锅炉的进水端与所述热泵的余热水回水端和所述水水换热\n器的一次侧回水端相连通，所述热用户的进水端与所述汽水换热器的出水端连通，所述热\n用户的出水端与热网循环水泵的进水端连通，所述热网循环水泵的出水端与所述热泵的进\n水端和水水换热器的二次侧进水端相连通，所述水水换热器的二次侧出水端与所述汽水换\n热器的进水端相连通。\n[0015] 在一些实施例中，所述凝汽器的循环水回水端和所述电锅炉的出水端之间设有用\n于切换与所述热泵的余热水进水端连通的切换阀。\n[0016] 在一些实施例中，所述热泵的余热水回水端与所述循环水泵之间、所述热泵的余\n热水进水端与所述凝汽器的循环水回水端之间、所述热网循环水泵的出水端与所述热泵的\n进水端之间、所述热泵的出水端与所述汽水换热器的进水端之间、所述凝汽器的循环回水\n端与所述热泵的余热水进水端之间、所述轴封加热器的凝结水出口端与所述热泵的进水端\n之间、所述热泵的出水端与所述低压加热器的凝结水出口段之间和所述电锅炉的出水端与\n所述热泵的余热水进水端之间均设有电动阀。\n附图说明\n[0017] 图1是根据本实用新型实施例中热电联产机组结构示意图。\n[0018] 附图标记：1、高压缸；2、中压缸；3、1号低压缸；4、2号低压缸；5、凝汽器；6、冷却塔；\n7、循环水泵；8、凝结水泵；9、轴封加热器；10、8号低压加热器；11、7号低压加热器；12、6号低\n压加热器；13、5号低压加热器；14、除氧器；15、汽水换热器；16、热用户；17、热网循环水泵；\n18、热泵；19、电锅炉；20、水水换热器；21、高厂变。\n具体实施方式\n[0019] 下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过\n参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新\n型的限制。\n[0020] 根据本实用新型实施例的电锅炉热量回收系统，电锅炉热量回收系统包括水水换\n热器20和热泵18，水水换热器20的一次侧进水端与电锅炉19的出水端连通，水水换热器20\n的一次侧出水端与电锅炉19的进水端连通，水水换热器20的二次侧进水端与热网循环水泵\n17出口连通，水水换热器20的二次侧回水端与热网循环水泵17进口连通，热泵18的余热水\n进水端与电锅炉19的出水端连通，热泵18的余热水回水端与电锅炉19的进水端连通以便于\n回收电锅炉19出水的热量，热泵18的出水端与6号低压加热器12的进水端相连。热泵18采用\n吸收式热泵18。水水换热器20和热泵18能够回收电锅炉19超供的热量，降低供热煤耗，减少\n供热厂用电率。\n[0021] 根据本实用新型实施例的电锅炉热量回收系统具有回收电锅炉超供热量，降低供\n热煤耗，减少供热厂用电率的优点。\n[0022] 在一些实施例中，二次侧回水端与汽水换热器15的进水端连通，汽水换热器15的\n出水端与热用户16进口连通。\n[0023] 由此，水水换热器20的二次侧回水端与汽水换热器15连通利用蒸汽提高热水温度\n满足供热需求。\n[0024] 在一些实施例中，热泵18的驱动蒸汽端与汽轮机的中压缸2的排汽端相连通，热泵\n18的疏水端与凝汽器5的热井相连通。\n[0025] 具体地，汽轮机包括高压缸1、中压缸2和低压缸，锅炉出口的主蒸汽与汽轮机的高\n压缸1的蒸汽入口相连通，高压缸1的排汽端与中压缸2的蒸汽入口相连通，热泵18的驱动蒸\n汽端与中压缸2的排汽端相连通，低压缸的蒸汽入口与中压缸2的排汽端相连通，中压缸2与\n低压缸之间设置有排汽蝶阀。\n[0026] 在一些实施例中，汽水换热器15的进汽端与汽轮机的中压缸2的排汽端相连通，汽\n水换热器15的疏水端与凝汽器5的热井相连通。\n[0027] 具体地，汽水换热器15的进汽端与中压缸2的排汽端相连通，汽水换热器15的加热\n蒸汽采用来自中压缸2的蒸汽提高水温满足供热需求。\n[0028] 在一些实施例中，低压加热器的出水端与除氧器14连通。\n[0029] 具体地，5号低压加热器13的出水端与除氧器14连通，除氧器14能够防止水中含氧\n量增加对管道的腐蚀，延长系统寿命，除氧器14的水经过除氧处理后经过给水泵进入锅炉\n最后进入汽轮机做功。\n[0030] 在一些实施例中，凝汽器5的循环水回水端与冷却塔6的上水端连通，冷却塔6的出\n水端与循环水泵7的进水端连通，循环水泵7的出水端与凝汽器5的循环水进水端连通，热井\n的凝结水出口与凝结水泵8的进水端连通，凝结水泵8的出口与低压加热器的进水端连通。\n[0031] 由此，凝汽器5保证了整个热力循环的连续运行，循环水泵7驱动水流在冷却塔6和\n凝汽器5之间循环，凝结水泵8将凝汽器5的热井的凝结水输送至低压加热器，能够提高水的\n温度，减少了汽轮机排往凝汽器5中的蒸汽量，降低了冷源损失，提高系统的热力循环效率。\n[0032] 在一些实施例中，低压加热器与凝结水泵8之间设置有轴封加热器9，轴封加热器9\n的凝结水出口与热泵18的进水端连通。\n[0033] 由此，轴封加热器能够回收轴封漏汽降低冷源损失，提高系统的热力循环效率。\n[0034] 根据本实用新型实施例的热电联产机组，热电联产机组包括锅炉、汽轮机、凝汽器\n5、热泵18、电锅炉19和热用户16，锅炉出口主蒸汽与汽轮机的蒸汽入口相连通，汽轮机的1\n号低压缸3和2号低压缸4的排汽口与凝汽器5的蒸汽入口、相连通，汽轮机的中压缸2的排汽\n口与热泵18的驱动蒸汽入口和汽水换热器15的加热蒸汽入口相连通，汽轮机用于带动发电\n机发电，汽水换热器15的疏水端和热泵18的疏水端与凝汽器5的热井连通，凝汽器5的热井\n凝结水出口端与凝结水泵8连通，凝汽器5的循环水回水端与冷却塔6的上水端和热泵18的\n余热水进水端相连通，冷却塔6的出水端与循环水泵7的进水端连通，循环水泵7的出水端与\n凝汽器5的循环水进水端连通，凝结水泵8、轴封加热器9、低压加热器和除氧器14依次连通，\n热泵18的疏水端和汽水换热器15的疏水端与凝汽器5的热井相连通，热泵18的出水端与汽\n水换热器15的进水端和5号低压加热器12的进水端相连通，电锅炉19用于消耗发电机富余\n出力，电锅炉19出水端与水水换热器20的一次侧进水端和热泵18的余热水进水端连通，电\n锅炉19的进水端与热泵18的余热水回水端和水水换热器20的一次侧回水端相连通，热用户\n16的进水端与汽水换热器15的出水端连通，热用户16的出水端与热网循环水泵17的进水端\n连通，热网循环水泵17的出水端与热泵18的进水端和水水换热器20的二次侧进水端相连\n通，水水换热器20的二次侧出水端与汽水换热器15的进水端相连通。汽轮机包括高压缸1、\n中压缸2、1号低压缸3和2号低压缸4，电锅炉19的高压电源与高厂变21相连。高厂变21是向\n发电厂厂用设备提供电能的配变。低压加热器包括5号低压加热器13、6号低压加热器12、7\n号低压加热器11、8号低压加热器10，热泵18从电锅炉19出水回收的富余热量回收至7号低\n压加热器11出口(即6号低压加热器12入口)。\n[0035] 由此，在采暖供热初末期热电联产机组需要深度调峰时，当电锅炉19水水换热器\n20出水热量超过用户所需热量时，热泵18余热水进水由凝汽器5循环水回水切换为电锅炉\n19部分出水。热泵18从电锅炉19出水回收的富余热量回收至低压加热器，从而有效地回收\n深度调峰供热工况下电锅炉19超供热量，消除电锅炉19出口超供热量未获益损失，降低供\n热煤耗，减少供热厂用电率。回收电锅炉19出水超供热量所投的热泵18数量取决于电锅炉\n19超供热量的多少，超过热量越多，作为回收之用的热泵18投入量越多。与供热初末期凝汽\n器5循环水回水品质相比，电锅炉19出水品质更高，更有回收价值。\n[0036] 在一些实施例中，凝汽器5循环水回水端和电锅炉19出水端之间设有用于切换与\n热泵18余热水进水端连通的切换阀。\n[0037] 由此，切换阀实现热泵18余热水进水由凝汽器5循环水回水切换为电锅炉19部分\n出水，便于回收电锅炉19出水超供热量。\n[0038] 在一些实施例中，凝汽器5与热泵18之间、热泵18的余热水回水端与循环水泵7之\n间、热泵18的余热水进水端与凝汽器5的循环水回水端之间、热网循环水泵17的出水端与热\n泵18的进水端之间、热泵18的出水端与汽水换热器15的进水端之间、凝汽器5的循环回水端\n与热泵18的余热水进水端之间、轴封加热器9的凝结水出口端与热泵18的进水端之间、热泵\n18的出水端与低压加热器的凝结水出口端之间和电锅炉19出水端与热泵18余热水进水端\n之间均设有电动阀。\n[0039] 本实用新型的具体工作过程为：\n[0040] 在采暖供热初、末期，当热电联产机组处于深度调峰、供热工况时，当热用户16所\n需热量小于电锅炉19产出热量时，根据超出热量数量依次解列1台或数台热泵18。解列热泵\n18时，依次关闭凝汽器5的循环水回水端至热泵18的余热水进水端电动阀、切换阀、热泵18\n的余热水回水端至凝汽器5的循环水进水电动阀、热网循环水泵17的回水端至热泵18的进\n水端电动阀、热泵18的出水端至汽水换热器15的进水端电动阀，依次开启轴封加热器9的凝\n结水出口端至热泵18的进水端电动阀、热泵18的出水端至7号低压加热器11的凝结水出口\n端电动阀、电锅炉19出水端至热泵18的余热水进水端电动阀、热泵18的余热水回水端至电\n锅炉19进水端电动阀。将热泵18的余热水进水由凝汽器5循环水回水切换为电锅炉19出水，\n将热泵18的进水由热网循环水泵17出水切换为轴封加热器9的出口凝结水，将热泵18的余\n热水回水由凝汽器5的循环水泵7出水切换为电锅炉19进水，将热泵18出水由汽水换热器15\n的进水切换为6号低压加热器12进口部分凝结水。即热泵18从电锅炉19出水回收富余热量\n至6号低压加热器12入口。当热用户16所需热量大于电锅炉19产出热量时，反向操作即可。\n[0041] 在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽\n度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位\n或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或\n元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限\n制。\n[0042] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性\n或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者\n隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两\n个，三个等，除非另有明确具体的限定。\n[0043] 在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固\n定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是\n机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相\n连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本\n领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。\n[0044] 在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”\n可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特\n征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅\n表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以\n是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。\n[0045] 在本实用新型中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一\n些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新\n型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是\n相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实\n施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将\n本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。\n[0046] 尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是\n示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变\n化、修改、替换和变型均在本实用新型的保护范围内。