[发明专利]热虹吸余热发电系统

说明书

技术领域

本发明属于余热电站热力系统。

背景技术

图1为现有常规余热电站热力系统图示。主要设备包括凝汽器、凝结水泵、射水抽气器、射水泵、射水箱、射水排水泵、除氧器、给水泵、补给水泵、储水箱、循环水泵、冷却塔、余热锅炉、热源、汽轮机等。工作原理为：给水在余热锅炉内吸热生成蒸汽进入汽轮机做功。乏汽由循环水冷却变为凝结水排入热井，由凝结水泵提升至除氧器；循环水吸热后进入冷却塔放热冷却。凝结水经除氧器除氧后由给水泵送入余热锅炉，如此循环。系统补水一般设置补水箱，由补给水泵送入除氧器除氧后方可进入热力系统参与循环。为保证凝汽器、除氧器正常工作，系统配置射水抽气器抽真空。受射水泵吸入口水温限制，水箱需不断由射水排水泵排水，同时需补入循环水保证水温和水位。

显然，这种水平布置系统存在占地面积大、系统布置分散、初投资大、运行费用高等缺点。相应的也会出现运行欠稳定、热效率有待提高等诸多问题。

然而，余热电站又具有鲜明的依附性。空间布置需以满足工艺要求为前提，尤其是改造性余热利用项目，一般不属于原有厂区工艺规划范围之内。占地面积大是制约余热电站项目进行的关键因素。另外，余热电站热源品位较低，设备多、自耗电大将直接影响项目的投资回收期。

可见，场地、效益、工艺要求是决定余热电站项目可行性的关键因素。这也警示我们：余热电站热力系统不应该照搬火电的设计模式，应开发符合余热电站特点的专有热力系统。即：系统小巧精练、低成本、高效益、适应性强。

小巧精练意味着系统能删除冗余实现简单化；成本低则涵盖初投资和运行费用低两个方面；效益高则意味着发电效率高。适应性强是指主要设备需适应工艺要求和余热资源品位低的特点。

发明内容

本发明的目的在于针对现有余热电站热力系统存在的问题，系统打破了现有余热电站热力系统设计照搬小火电热力系统设计的模式，根据余热电站独有特性而提出的新型热力系统，该发明提出的系统采用一体化冷凝冷却除氧装置高位竖向布置模式着力解决现有系统占地面积大、投资和运行费用高的问题。以一体化集成设备简化系统，解决效益问题，主要设备为多效型以满足工艺要求且适应余热资源的低品位特性。

为实现以上目的，本发明采取了热虹吸余热发电系统，系统包括有一体化冷凝冷却除氧装置，一体化冷凝冷却除氧装置出口端依次连接凝结水箱、给水泵、余热锅炉、汽轮机，汽轮机排汽端与一体化冷凝冷却除氧装置入口端相连,所述一体化冷凝冷却除氧装置的位置为高位竖向布置，即：一体化冷凝冷却除氧装置是处于汽轮机及凝结水箱的上方高位处且满足凝结水管入凝结水箱处为正压。系统内设储水箱，储水箱通过补给水泵与一体化冷凝冷却除氧装置连接并为其系统补水。

系统中的一体化冷凝冷却除氧装置包括乏汽联箱，以及与乏汽联箱相连的带一定弧度的高效换热管束,高效换热管束的另一端与凝结水联箱连接，凝结水联箱内部配置化学补充水管路和凝结水加热用蒸汽管路；在高效换热管束下方有循环水再冷装置、V型进风装置、循环水蓄水槽，循环水蓄水槽与冷却水循环水泵连接，冷却水循环水泵通过管道与高效换热管束上方由喷淋管驱动装置驱动的喷淋管连接，在高效换热管束上方设有水分离器、导流罩，导流罩内设引风机。为了保证水环泵在抽吸蒸汽与不凝气体混合物时能在电机功耗相对较低时仍具有较高的抽吸能力，系统配置了带前置预冷器的水环真空泵抽真空系统。

系统利用高差、压差为主要动力，充分应用热虹吸原理实现了乏汽冷凝过程，乏汽直接排入高位布置的一体化冷凝冷却除氧装置，凝结水在重力作用下进入低位布置的凝结水箱中，后经给水泵送入余热锅炉，吸热汽化后进入汽轮机做功，如此反复。竖向布置也有效防止了水泵汽蚀现象的发生。确保系统安全、稳定运行。