一种带回热系统的背压式汽轮机系统
技术领域
本发明涉及背压式汽轮发电机领域，具体而言，涉及一种带回热系统的背压式汽轮机系统。
背景技术
常规带回热系统的背压式汽轮机系统中，机组排汽分为两路，一路去往供热、另一路去往除氧器。
蒸汽加热给水的过程中，绝大部分热量来自于气化潜热，属于较低品质的能量。而对于背压较高的机组而言，其排汽仍具有较高的压力、温度，蒸汽品质较高。因此，常规系统将高品质的背压机排汽直接用于加热给水，没有实现能量的梯级利用，造成了蒸汽品质的浪费。
发明内容
本发明旨在提供一种带回热系统的背压式汽轮机系统，以解决技术问题的问题。
本发明的实施例是这样实现的：
一种带回热系统的背压式汽轮机系统，其包括背压式汽轮机、高压加热器、前置加热器和疏水泵；所述背压式汽轮机后串联有蒸汽膨胀设备；
所述背压式汽轮机的排汽口连通至除氧器，所述背压式汽轮机的排汽一部分连接至供热管路、一部分通过排汽口连通至除氧器、其他部分进入所述蒸汽膨胀设备内做功；
低温补水管路通过前置加热器后连通至除氧器；所述蒸汽膨胀设备的排汽口连通至所述前置加热器，且所述蒸汽膨胀设备的排汽能够对通过所述前置加热器的低温补水供热后，通过所述疏水泵并入被加热后的低温补水，并与被加热后的低温补水混合后连通至除氧器；
所述除氧器的出口通过给水泵连通至高压加热器；所述背压式汽轮机的中间级抽汽通过所述高压加热器换热后连通至除氧器。
本方案中的带回热系统的背压式汽轮机系统，其将背压式汽轮机的排汽用于回热的那部分蒸汽中的一部分用于在蒸汽膨胀设备中膨胀做功，使其所蕴含的差压和过热度得到充分释放利用，然后通过前置加热器将膨胀后的乏汽回收，用于回热系统低温水的预加热。通过上述手段可以使高品质蒸汽所蕴含的能量得到梯级利用，提高能源利用率，提升系统经济性。
在一种实方式中：
所述蒸汽膨胀设备是拼接在所述背压式汽轮机后的一段通流级次；所述蒸汽膨胀设备和所述背压式汽轮机同轴连接一个发电机。
在一种实方式中：
所述蒸汽膨胀设备是一个梯度背压机，所述背压式汽轮机的排汽通过支管道连通所述蒸汽膨胀设备的进汽口；所述蒸汽膨胀设备和所述背压式汽轮机不同轴，并分别连接一个发电机。
在一种实方式中：
所述支管上设有能够控制支管通道的支截止阀；
所述低温补水管路上设有主截止阀；所述低温补水管路上并设补水旁管路，所述补水旁管路跨过所述主截止阀和所述前置加热器，且所述补水旁管路上设有旁截止阀。
在一种实方式中：
所述高压加热器有多个，多个所述高压加热器分别由所述背压式汽轮机的不同级的抽汽供热；多个所述高压加热器供热后的出汽串联进入所述除氧器。
在一种实方式中：
所述高压加热器共有两个。
在一种实方式中：
所述蒸汽膨胀设备不设置对外排汽口，其做功后的乏汽全部进入所述前置加热器。
在一种实方式中：
所述蒸汽膨胀设备做功后的乏汽的出口压力为0.10-0.20MPa.a。
在一种实方式中：
将所述前置加热器替换为低压除氧器，所述疏水泵替换为低压给水泵。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中提及之附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例中的带回热系统的背压式汽轮机系统的一种实施方式的示意图；
图2为本发明实施例中的带回热系统的背压式汽轮机系统的另一种实施方式的示意图；
图3为按现有技术设计系统方案设计的方案一的机组系统的一个实例；
图4为按本发明实施例技术设计的方案二的机组系统的一个实例。
图标：1-主蒸汽管路；2-背压式汽轮机；3-发电机；4-高压加热器；6-除氧器；7-给水泵；8-低温补水管路；9-供热管路；10-排汽去往除氧器的管路；11-蒸汽膨胀设备；12-前置加热器；13-疏水泵；15-支截止阀；16-支管；17-旁截止阀；18-补水旁管路；19-主截止阀。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
参见图1，本实施例提出一种带回热系统的背压式汽轮机系统30，其包括背压式汽轮机2、高压加热器4、前置加热器12和疏水泵13；背压式汽轮机后串联有蒸汽膨胀设备11，其中，蒸汽膨胀设备是拼接在背压式汽轮机后的一段通流级次。
背压式汽轮机的排汽口连通至除氧器6，背压式汽轮机的排汽一部分连接至供热管路9、一部分通过排汽口连通至除氧器、其他部分进入蒸汽膨胀设备内做功。
低温补水管路8通过前置加热器后连通至除氧器；蒸汽膨胀设备的排汽口连通至前置加热器，且蒸汽膨胀设备的排汽能够对通过前置加热器的低温补水供热后，通过疏水泵并入被加热后的低温补水，并与被加热后的低温补水混合后连通至除氧器。
除氧器的出口通过给水泵7连通至高压加热器；背压式汽轮机的中间级抽汽通过高压加热器换热后连通至除氧器。
本实施例中，蒸汽膨胀设备和背压式汽轮机同轴连接一个发电机3，以带动发电机发电。
使用时，主蒸汽管路1的蒸汽进去背压式汽轮机中做功，其排汽一部分通过供热管路9用于供热，一部分通过去往除氧器的管路10连通至除氧器，其他部分进入蒸汽膨胀设备做功，做工后的乏汽进入前置加热器对经过前置加热器的低温补水加热。
本方案中的带回热系统的背压式汽轮机系统，其将背压式汽轮机的排汽用于回热的那部分蒸汽中的一部分用于在蒸汽膨胀设备中膨胀做功，使其所蕴含的差压和过热度得到充分释放利用，然后通过前置加热器将膨胀后的乏汽回收，用于回热系统低温水的预加热。通过上述手段可以使高品质蒸汽所蕴含的能量得到梯级利用，提高能源利用率，提升系统经济性。
本实施例中，可选地，高压加热器有多个，多个高压加热器分别由背压式汽轮机的不同级的抽汽供热；多个高压加热器供热后的出汽串联进入除氧器。如图示的，高压加热器共有两个。
本实施例中的蒸汽膨胀设备不设置对外排汽口，其做功后的乏汽全部进入前置加热器。蒸汽膨胀设备做功后的乏汽的出口压力为0.10-0.20MPa.a(0.10-0.20MPa.a指绝对压力值为0.10-0.20MPa)，如此，既可以使蒸汽能量得到充分利用，同时保证整个系统为正压，不出现空气倒灌的情况。
在另一种实施方式中，蒸汽膨胀设备不同于前述设置为拼接在背压式汽轮机后的一段通流级次的方式。该实施方式中，参见图2，蒸汽膨胀设备是一个梯度背压机，背压式汽轮机的排汽通过管道连通至该用作蒸汽膨胀设备的梯度背压机的进汽口。该方式下，蒸汽膨胀设备和背压式汽轮机分别连接一个发电机。该实施方式中，所述支管16上设有能够控制支管通断的支截止阀15；所述低温补水管路8上设有主截止阀19；所述低温补水管路上并设补水旁管路18，所述补水旁管路跨过所述主截止阀和所述前置加热器，且所述补水旁管路上设有旁截止阀17。使用时，打开支截止阀15，打开主截止阀19，关闭旁截止阀17。通过支管16将背压式汽轮机2的排汽的一部分引入作为蒸汽膨胀设备11的梯度背压机内膨胀做功，带动发电机发电。做完功的乏汽全部进入前置加热器12中，用于低温补水的前置加热。加热后的疏水由疏水泵13打入前置加热器12的出口管道，与被加热的低温补水混合后再送回到除氧器6。
本实施例中，还可将前述的前置加热器替换为低压除氧器，疏水泵替换为低压给水泵。
下面通过本方案和现有技术的对比，来说明本系统的可行性及相对于现有技术收益：
机组边界：某高温高压纯背式汽轮机，排汽压力1.0MPa.a，采用以热定电模式设计，对外供热量为1.0MPa.a、300t/h，供热补水温度25℃。
方案一：以现有技术设计系统方案，该机组主要性能参数请参见图3；
方案二：按本实施例公开技术设计系统方案(以蒸汽膨胀设备是拼接在背压式汽轮机后的一段通流级次的实施方式为例)，其主要性能参数参见图4。
由上述两种方案对比可知：
1)两种方案均能实现对外供热300t/h的目的，且供热参数完全一致；
2)方案一中排汽去往除氧器蒸汽量为72.6t/h，方案二中为30.3t/h；同时方案二有49.369t/h蒸汽进入蒸汽膨胀设备做功，膨胀终端压力0.15MPa.a，乏汽全部进入前置加热器，可将低温补水从25℃加热到109.8℃；
3)方案一的主汽量410.5t/h，出力57558kW，汽耗7.132kg/kWh；方案二主汽量418.3t/h，出力63091kW，汽耗6.631kg/kWh；
4)方案二与方案一相比，主汽量增加1.9％，出力增加9.61％，汽耗减少7.02％。
综上可见，按本实施例公开技术设计系统方案可行，并且收益显著。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
