一种提高火电厂全厂热效率的生产工艺
技术领域
本发明属于火电技术领域，具体涉及一种提高火电厂全厂热效率的生产工艺。
背景技术
现代火电技术，通过在锅炉中燃烧煤炭，将煤炭燃烧的化学能传递给水蒸气，制出超高温度、压力的高能蒸汽，用来推动汽轮机旋转，由汽轮机的旋转带动发电机发出电能。该技术的缺点是，蒸汽在汽轮机中作完功后成为乏汽，需要冷凝器、凉水塔等组成的冷却系统将乏汽的汽化潜热带走，向大气中释放，使乏汽成为冷凝水，进行再次循环加热。在现代火电厂生产过程中，占蒸汽总热能50％左右的乏汽热能(汽化潜热)通过乏汽冷却系统排向大气浪费掉了，造成火电厂热利用效率较低。此外，热电联产机组只在冬季取暖季节才能对废热加以利用，而非供热季仍需把大量热能作为废热通过凉水塔排入大气，全年综合热效率仍然较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高火电厂全厂热效率的生产工艺，以解决上述背景技术中所提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：一种提高火电厂全厂热效率的生产工艺，其结构要点在于：包括以下步骤：
S1、将电厂现有多台机组中的其中一台机组改造为背压机组；
S2、将背压机组冷凝器改造为混合换热器，使其能够接收其他机组的冷凝水，并以其他机组的冷凝水作为新增的冷却乏汽的冷却介质，吸收背压机组乏汽的一部分汽化潜热，并扩大混合换热器集水井；
S3、改造其他机组的冷凝水系统，使从机组冷凝器引出的冷凝水可以打入背压机组的混合换热器；
S4、利用水泵将混合换热器集水井中吸收了一部分乏汽释放的热能的冷凝水向各机组供水。
作为优选的，机组的数量至少为两台。
本发明采用多机联产系统可以全年回收部分废热，使全厂热效率比单机运行的全厂热效率提高1％以上，以三台相同容量的125MW机组联合运行为例，本技术方案可使全厂热效率(无回热、再热、抽汽)提高至27.7％，以全年4000利用小时计算，年可节约标煤3.2552万吨，可以大幅降低国内电力生产能耗水平，提高原料利用率，减少污染物排放。
本发明使全厂热效率得以提高，节煤效果显著，进入混合换热器的冷凝水越多，效果越明显；运行方式灵活，在机组检修或故障状态时，机组可以退出联产系统，单机运行。
附图说明
图1为本发明改造前的结构示意图；
图2为本发明改造后的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式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方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或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发明的限制。
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隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本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发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或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发明的限制。
本发明提供一种技术方案，一种提高火电厂全厂热效率的生产工艺，包括以下步骤：
S1、将电厂现有多台机组中的其中一台机组改造为背压机组；
S2、将背压机组冷凝器改造为混合换热器，使其能够接收其他机组的冷凝水，并以其他机组的冷凝水作为新增的冷却乏汽的冷却介质，吸收背压机组乏汽的一部分汽化潜热，并扩大混合换热器集水井；
S3、改造其他机组的冷凝水系统，使从机组冷凝器引出的冷凝水可以打入背压机组的混合换热器；
S4、利用水泵将混合换热器集水井中吸收了一部分乏汽释放的热能的冷凝水向各机组供水。
其中，在本实施例中，所述的机组的数量至少为两台。
利用其他机组的冷凝水来冷却背压式机组的乏汽，吸收一部分背压式机组乏汽变为冷凝水时的放出热量。
本发明适用于现有两台及以上机组的电厂改造，以三台联产机组为例，其中图1中的机组1、机组2和机组3均为非背压机组，图2中的机组1和机组2均为非背压机组，机组3为背压机组，以三台相同参数的运行机组为例的理论推导如下：
假设三台机组初参数相同，机组1和机组2排汽参数相同，机组3排汽压力为背压式排气(即排气压力约等于大气压)。
1、三机单产系统的热效率
§1(2、3)＝(h0-hc)/(h0-hsc)………………①
2、三机联产机组热效率
§L＝[2D(h0－hc)+D’(h0－hc′)]/[2D(h0－hsc')+D′(h0－hsc')]………………②
3、机组1、机组2冷凝水在混合换热器中的吸热量
由于机组3乏汽温度稍高于乏汽冷却后的饱和水温度，机组1、机组2的冷凝水在混合式冷却机组3的乏汽后，吸收了机组3乏汽变为饱和冷凝水时的部分放热(汽化潜热)，达到和乏汽冷却后饱和水的相同温度。以tsc′表示机组3乏汽冷却后的饱和水温度；tsc表示机组1、机组2乏汽冷却后的饱和水温度；C为水的比热容4.2KJ/Kg·℃。
所以机组1、机组2的冷凝水在混合换热器中的吸热量Q吸＝2D×C×Δt＝2D×C×(tsc′-tsc)
4、各机组单产系统的热效率
§d＝§1(2、3)＝(h0－hc)/(h0－hsc)……………③
5、为便于比较，本实施例设D′＝D
则：
②式整理得：§L＝(h0－2/3hc－1/3hc′)/(h0－hsc')
……………④
∵(hsc'-hsc)＞(1/3hc′-1/3hc)
∴§L＞§d联产系统热效率高于单产系统热效率
其中：
h0为蒸汽初始焓值；
hc为机组1、机组2排汽焓值；
hsc为机组1、机组2排汽饱和水焓值；
tsc为机组1、机组2排汽饱和水温度；
hc′为机组3排汽焓值；
tc′为机组3排汽温度；
hsc′为混合换热器集水井饱和水焓值；
tsc′为混合换热器集水井饱和水温度；
D为机组1、机组2蒸汽量；
D′为机组3蒸汽流量；
C为水的比热容。
结论：三机联产系统热效率大于单产机组热效率；并可以进一步推导出机组初参数越高即工质初始焓越高，联产系统热效率越高。
以三台125MW机组为例，其中两台机组初参数为D＝420t/h,P0＝13.73MPa，t0＝540℃,h0＝3435KJ/Kg；汽机排汽Pc＝0.0049MPa，hc＝2560KJ/Kg；排汽压力下饱和水焓hsc＝136KJ/Kg；tsc＝32.48℃；比热容C＝4.2KJ/Kg·℃；第三台机组初参数与前两台机组相同,背压排汽压力Pc＝0.101MPa，hc′＝2676KJ/Kg，hsc′＝417.5KJ/Kg，tsc′＝100℃；标煤热值29271KJ/kg.计算其两种运行模式下的全厂热效率进行比较。
§L＝(h0－2/3hc－1/3hc′)/(h0－hsc')＝0.2771＝27.71％
§d＝(h0－hc)/(h0－hsc)＝0.2652＝26.52％
§L>§d
1小时内机组1、机组2的冷凝水在混合换热器中的吸热量：
Q吸＝2D×C×Δt＝2D×C×(tsc′-tsc)＝2.38×108KJ
该吸热量即为减少废热排放而回收的热量，折合标煤8.138t/h，以年4000利用小时计算，年可减少标煤浪费3.2552万吨，以650元每吨标煤单价计算，年可回收2115.88万元。
通过实施例还可以推出，将越多的其他机组的冷凝水引入背压机组混合换热器吸热，其全厂的节能效果越明显。
三机联产系统机组热效率较单机系统热效率提高约1.2％。
本发明采用多机联产系统可以全年回收部分废热，使全厂热效率比单机运行的全厂热效率提高1％以上，以三台相同容量的125MW机组联合运行为例，本技术方案可使全厂热效率(无回热、再热、抽汽)提高至27.7％，以全年4000利用小时计算，年可节约标煤3.2552万吨，可以大幅降低国内电力生产能耗水平，提高原料利用率，减少污染物排放。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
