；⑨鍋爐排煙 無有效利用途徑，排煙溫度高，鍋爐熱損失大，汽輪發電機組熱經濟性差；④燃氣熱能二次 過熱工質可在環境高溫時限提高氣動馬達機組初參數，進而提高低溫工質初始洽值，在環 境高溫時限氣動馬達機組低溫工質排氣參數高、排氣洽大的工況下，仍可維持氣動馬達機 組穩定的洽降，確保氣動馬達機組滿負荷運行。汽輪機排汽潛熱、鍋爐排煙余熱、燃氣熱能 和環境低溫冷能聯合供能，增加了工質流量、提高了工質初參數，既增大了氣動馬達發電機 組容量，又提高了循環效率，進而顯著提高了汽輪發電機組熱經濟性。
[0069] 本發明的電站排汽潛熱與排煙余熱聯合發電系統，采用低沸點工質朗肯循環串接 蒸汽動力循環的空氣冷卻系統。冷凝/蒸發器串接蒸汽動力循環和朗肯循環，隔斷了環境 氣溫的變化對汽輪機排汽參數的直接影響，可消除大風、環境氣溫高頻、大幅度變化對汽輪 機排汽壓力的影響，提高汽輪發電機組的運行安全性。環境氣溫決定了空冷散熱器的冷凝 溫度，即氣動馬達排氣參數，在環境高溫時段，工質經過氣化和兩級過熱，提高了初參數，抵 消了環境氣溫升高對氣動馬達排氣參數的影響，可維持工質作功能力不降，實現氣動馬達 發電機組全年滿負荷運行，提高設備利用率；在環境低溫時段，由于低沸點工質不必考慮冷 卻過程中的結凍問題，環境氣溫越低，氣動馬達排氣溫度越低，所W可最大限度的利用環境 低溫冷能，增大氣動馬達機組洽降，提高發電效率。
[0070] 本發明的電站排汽潛熱與排煙余熱聯合發電系統，可應用于燃煤發電機組、燃氣 發電機組W及生物質發電機組等，只要原發電機組有汽輪機排汽潛熱和煙氣余熱，都可應 用本發明。
[0071] 本發明的電站排汽潛熱與排煙余熱聯合發電系統優化運行方法，根據環境氣溫的 變化，人為調整汽輪機排汽壓力或溫度。電站排汽潛熱與排煙余熱聯合發電系統的低溫工 質朗肯循環通過冷凝/蒸發器串接禪合蒸汽動力循環，表征其運行經濟性優劣不宜采用汽 輪機排汽壓力該一指標，宜W汽輪機機組和氣動馬達機組的總輸出功率來充當。汽輪機作 功能力可調節的影響因素主要為其排汽壓力；而氣動馬達作功能力的影響因素較多，包括 入口過熱氨氣溫度、壓力和排氣溫度，工質過熱溫度、壓力決定于汽輪機的排汽溫度和工質 過熱度，而工質過熱度由煙氣余熱量和燃氣熱量決定，在不增加燃料消耗的工況下余熱量 基本穩定，即過熱度近似是個定值；排氣溫度是由環境氣溫和冷卻空氣流量決定的，環境氣 溫由自然條件決定，不可人為調整，冷卻空氣流量越大，排氣溫度越低，作功能力越大。所W 汽輪機排汽壓力與汽輪機組和氣動馬達機組的總輸出功率聯系最密切，表現為；（1)汽輪 機排汽壓力高低直接影響著汽輪機低壓缸理想洽降、機組循環熱效率；（2)汽輪機排汽壓 力高低直接決定了排汽溫度，影響了氣動馬達的入口氨氣參數。通過調整汽輪機排汽壓力， 進而調整氣動馬達入口參數來使其充分利用環境低溫資源發電，可使整機發電量最大化， 效率達到最佳。
[0072] 本發明的電站排汽潛熱與排煙余熱聯合發電系統，曾采用氨為朗肯循環工質，采 用600MW亞臨界直接空冷機組（N600-16. 67/538/538)參數、蒙東某地區典型年溫一時分布 為基準，汽輪機排汽壓力調整前為15kPa，則由優化運行方法計算得到不同環境氣溫下氣動 馬達機組發電功率增量變化如圖4所示，不同環境氣溫下汽輪機機組和氣動馬達機組的總 輸出功率增量如圖5所示，由優化運行計算方法和圖5可知，最佳汽輪機排汽壓力隨環境氣 溫變化趨勢如圖6,機組總輸出功率隨環境氣溫的變化趨勢如圖7所示。當環境氣溫分別 為-30°C，-20°C和-10°C時，汽輪機機組和氣動馬達機組的總輸出功率較原單一直接空冷 汽輪機機組可提高41. 4MW，32. 9MW和24. 5MW，累計年供電量可增加10. 17 %，從而大幅度的 提高了蒸汽動力循環發電機組的熱經濟性。
[0073]W上內容是結合具體的實施方式對本發明所作的進一步說明，不能認定本發明的 具體實施只局限于該些說明，對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本 發明構思的前提下，還可W做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發明的保護范圍。
【主權項】
1. 一種電站排汽潛熱與排煙余熱聯合發電系統，其特征在于：它包括冷凝/蒸發器（3) 低溫側氣態工質輸出端經第一截止閥（20)與煙氣過熱器（8)低溫側輸入端相連通，煙氣過 熱器（8)低溫側輸出端通過第二截止閥（23)與燃氣鍋爐（11)的燃氣過熱器（13)低溫側 輸入端相連通，燃氣過熱器（13)低溫側輸出端與氣動馬達（14)輸入端相連通，氣動馬達 (14)輸出端與發電機（15)輸入端連接，氣動馬達排氣口（21)與空冷散熱器（16)輸入端連 通，空冷散熱器（16)輸出端與儲液箱（18)輸入端連通，儲液箱（18)輸出端通過工質升壓 累（19)與冷凝/蒸發器（3)低溫側液態工質輸入端連通；冷凝/蒸發器（3)高溫側水蒸氣 入口與汽輪機排汽口（24)相連通，冷凝/蒸發器（3)熱水井出口端與蒸汽動力循環的凝結 水累（4)入口相連通；鍋爐（5)排煙輸出端經過空氣預熱器做和靜電除塵器（7)與煙氣 過熱器巧）高溫側輸入端連通，煙氣過熱器巧）高溫側輸出端經脫硫系統（9)與煙畫（10) 輸入端連通。2. 根據權利要求1所述的一種電站排汽潛熱與排煙余熱聯合發電系統，其特征在于： 所述煙氣過熱器巧）的輸出端通過=通換向閥（21)分別與氣動馬達（14)輸入端和燃氣過 熱器（13)低溫側輸入端連通。3. 根據權利要求1所述的一種電站排汽潛熱與排煙余熱聯合發電系統，其特征在于： 其優化運行方法是依據環境氣溫的變化，自動調整汽輪機排汽壓力，整個機組輸出功率最 大，整個調整過程機理由下述方程組定量描述； 機組功率變化：(14) 其中，Sp空冷散熱器迎風面積，F。空冷散熱器總換熱面積，Fd冷凝/蒸發器換熱面積， 屯空冷散熱器翅片管束的當量直徑，nt汽輪機低壓缸效率，nm汽輪機機械效率，n。汽輪 發電機效率，rUt氣動馬達相對內效率，n"動馬達機械效率，nW動馬達發電機效率，hd。冷 凝/蒸發器管外蒸汽凝結放熱系數，hdi冷凝/蒸發器管內氨沸騰換熱系數，5d冷凝/蒸發 器管壁厚，Ad冷凝/蒸發器管壁導熱系數，為系統設計參數，Q。排汽熱負荷，h。。汽輪機排 汽壓力調整前汽輪機排汽洽，q。，。汽輪機排汽流量，qm，am工質流量，vNF迎面風速，P空氣密 度，Cp空氣定壓比熱，A。空氣在定性溫度下的導熱系數，V。空氣在定性溫度下的粘度系數， 在運行中為已知量，AWtp汽輪機與氣動馬達機組總發電功率增量，AWt汽輪機組發電功率 增量，AW。氣動馬達機組發電功率增量，h。汽輪機排汽洽，t。汽輪機排汽飽和溫度，對應排 汽壓力P。，h。氣動馬達入口工質洽，h，氣動馬達出口工質洽，t。氣動馬達入口工質溫度，t" 冷凝/蒸發器內工質氣化溫度，PJ令凝/蒸發器內工質氣化壓力，t,up工質過熱溫度，t，空 冷散熱器內工質冷凝溫度，NTU傳熱單元數，tg冷卻空氣氣溫，K。空冷散熱器傳熱系數，Re 空冷散熱器對流傳熱雷洛數，Nu空冷散熱器對流傳熱努塞爾數，Kd冷凝/蒸發器總換熱系 數；聯立式（10)、式（11)、式（12)，確定K。，再聯立式巧）、式巧），確定t，，由工質飽和參數 表確定h，，再由式（13)，式（14)確定某t。工況下的t"，再查工質飽和參數表確定P"，再聯 立式巧），式化），確定h。，由式（4)確定AW。，由t。查水蒸氣飽和參數表確定h。，結合給定 h。。由式似確定AW。進而由式（1)確定AWtp。
【專利摘要】一種電站排汽潛熱與排煙余熱聯合發電系統，其特點：包括冷凝/蒸發器與煙氣過熱器連通，煙氣過熱器與燃氣鍋爐的燃氣過熱器連通，燃氣過熱器與氣動馬達連通，氣動馬達與發電機連接，氣動馬達排氣口與空冷散熱器，空冷散熱器與儲液箱連通，儲液箱通過工質升壓泵與冷凝/蒸發器連通；冷凝/蒸發器與汽輪機連通，冷凝/蒸發器與蒸汽動力循環的凝結水泵連通；鍋爐經空氣預熱器和靜電除塵器與煙氣過熱器連通，煙氣過熱器經脫硫系統與煙囪連通。或煙氣過熱器分別與氣動馬達和燃氣過熱器連通。具有結構簡單、合理，造價低廉，無特殊要求設備，可實施性好，特別是提高了機組能源利用率，降低了機組的供電熱耗，節能、環保效果顯著。并提供其優化運行方法。
【IPC分類】F01K23/10
【公開號】CN104929707
【申請號】CN201510289472
【發明人】趙波, 楊善讓, 曹生現, 王恭, 劉志超
【申請人】東北電力大學
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年5月30日