[发明专利]一种直接空冷机组余热梯级利用系统及方法

说明书

本发明公开了一种直接空冷机组余热梯级利用系统及方法，包括汽轮机组、空冷岛、动力循环单元、制冷单元，利用空冷机组部分排汽驱动动力循环及制冷循环，实现汽轮机排汽余热的有效梯级利用，增加了系统对外供电量，提升系统整体能量利用效率，同时，基于排汽热量梯级利用及制冷循环所制取冷量，实现了部分排汽的直接冷凝，减少进入空冷岛的蒸汽量，极大地改善了夏季空冷岛换热效果，提升机组运行效率及安全性，解决了空冷机组夏季运行背压较高，影响机组运行效率的问题。

技术领域

本发明属于低温余热利用技术领域，涉及一种直接空冷机组余热梯级利用系统及方法。

背景技术

在低温余热利用技术中，有机朗肯循环(ORC)技术由于具有结构简单、稳定性强、发电效率高和较低的密封需求等优点而受到青睐。ORC系统是采用卤代烃或碳氢化合物等低沸点有机物作为工质的朗肯循环，可以有效利用多种低品位热能，在低温余热利用领域有着广阔的应用前景。

在部分地区，由于水资源相对匮乏，燃煤机组通常采用空冷方式对机组排汽或循环水进行冷却。由于其冷却系统为闭式循环，耗水量几乎为零，因此极大地降低了燃煤发电厂对于水资源的消耗。但同时，却带来机组设计及运行背压较高的问题，导致机组排汽乏热损失巨大，影响了机组的运行效率。特别是在夏季运行工况，直接空冷机组运行背压甚至可达35～40kPa。背压高一方面降低了机组的运行效率，另一方面也给机组的安全运行带了较大隐患。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种直接空冷机组余热梯级利用系统及方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种直接空冷机组余热梯级利用系统，包括汽轮机组、冷凝单元、凝结水箱、第一蒸发器、透平、换热单元、冷凝器、第二蒸发器和吸收器；

所述汽轮机组的排汽分两路，一路进入冷凝单元冷却凝结后进入凝结水箱，另一路进入第一蒸发器与工质换热，换热后的蒸汽进入换热单元再次换热，产生的冷凝水进入第二蒸发器冷却后进入凝结水箱，工质吸热产生的热蒸汽进入透平做功，所述透平产生的工质乏汽进入换热单元换热后进入冷凝器中冷凝；

所述冷凝器中产生的冷凝工质分为两路，一路回到第一蒸发器，另一路进入第二蒸发器换热，产生的工质蒸汽进入吸收器，所述吸收器中的溶液吸收工质蒸汽后进入换热单元换热；

换热单元中换热后的溶液回到吸收器，换热析出的工质蒸汽进入冷凝器。

本发明的进一步改进在于：

所述换热单元包括发生器和溶液换热器；

所述第一蒸发器的蒸汽进入发生器内换热，产生的冷凝水进入第二蒸发器；

所述透平产生的工质乏汽依次进入发生器和溶液热交换器中换热后进入凝汽器；

所述吸收器中的溶液依次进入所述溶液热交换器和发生器中进行换热，换热后的溶液通过溶液热交换器再回到吸收器，溶液换热析出的工质蒸汽进入冷凝器。

所述冷凝器的冷凝工质出口与第一蒸发器工质入口之间设置有工质泵。

所述冷凝器的冷凝工质出口与第二发生器的冷凝工质入口之间设置第一节流阀。

所述第二发生器的工质蒸汽出口与吸收器的工质蒸汽入口之间设置压缩机。

所述吸收器的溶液出口与溶液换热器的溶液入口之间设置溶液泵。

所述溶液换热器的溶液出口与吸收器的溶液入口之间设置有第二节流阀。

所述冷凝单元包括空冷岛，所述空冷岛的蒸汽入口连接汽轮机组的蒸汽出口，空冷岛的凝水出口连接凝水箱的入口。

一种直接空冷机组余热梯级利用方法，包括以下步骤：