CN102564157A - 直接空冷系统节能冷却装置 - Google Patents

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Abstract

直接空冷系统节能冷却装置，在汽轮机低压缸的排汽管上升管道即空冷凝汽器进汽管道上加装有与除盐水箱的除盐水相连通的喷水装置。本发明的空冷系统在环境温度较高、机组高背压运行时，直接对空冷凝汽器进汽进行冷却，从而降低机组背压，达到节能降耗、提高机组出力的目的。其技术是通过在汽轮机排汽管上升管道内加装雾化喷水装置，将除盐水雾化引入空冷凝汽器进汽中，从而降低空冷凝汽器热负荷，提高机组运行真空。

Description

直接空冷系统节能冷却装置
技术领域
本专利属于热能动力工程、火力发电厂、直接空冷发电机组提高出力和节能降耗领域，具体涉及一种直接空冷系统节能冷却装置。
背景技术
直接空冷发电机组运行在夏季高温时段出力下降、不能带满负荷是我国空冷机组的一个普遍问题。目前采取的措施主要是在空冷岛上采用尖峰冷却装置。
尖峰冷却装置有两种：
一种是蒸发冷却，将雾化的除盐水直接喷在换热器表面，利用水气化吸热降低换热器表面温度，从而降低凝结水温度、降低机组背压。这种方法通常利用空冷凝汽器清洗装置，在夏季高温时段，对逐个空冷单元空气侧出口表面进行喷淋除盐水。由于空冷单元数量多，而喷淋降温时，只能对每个单元逐次进行，所以喷淋降温对整个空冷凝汽器的性能提高作用不大。
另一种是喷雾冷却，将雾化的除盐水喷在空冷风机的出口，利用水汽化吸热降低散热器进气温度；另外没有汽化的水滴依靠空气流动携带进入散热器表面吸热；从而提高散热器换热性能，降低机组运行背压。
以上两种技术均存在如下缺点：
1)除盐水浪费大，冷却水喷淋到大气中，不能回收；使机组耗水率增大，增加运行成本；
2)喷水后冷却空气湿度加大、散热器翅片管表面湿度增加，使空气中的灰尘更容易粘附在散热器翅片管上，造成翅片管赃污程度加大，换热效率下降；
3)除盐水与空气温差较小，效果差。在较低的环境温度下(春、秋季节)，几乎没有效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能更大的提高空冷凝汽器性能，降低机组运行背压，达到节能降耗的目的；同时节约水资源、降低机组发电水耗，消除现有技术所产生的运行成本大及维护难等缺陷的直接空冷系统节能冷却装置。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：在汽轮机低压缸的排汽管上升管道即空冷凝汽器进汽管道上加装有与除盐水箱的除盐水相连通的喷水装置。
本发明包括与汽轮机低压缸相连的排汽装置，排汽装置通过排汽上升管道与除盐水管道相连通，除盐水管道经管路与排汽装置的补水管道相连，排汽装置的热井凝结水出水口依次经凝结水泵、轴封加热器及热井水位调节阀与除盐水箱相连，除盐水箱通过管路和调节阀与凝结水储水箱相连通，所述的凝结水储水箱的出水口经安装有闸阀、输水泵和逆止阀管路分别与排汽装置及安装在排汽管上升管道上的若干个雾化喷嘴相连。
所述的逆止阀与雾化喷嘴相连通的管路上还安装有雾化喷嘴入口电动阀、流量调节阀和流量孔板。
所述的水位调节阀与除盐水箱之间的管路上安装有电动阀。
所述的水位调节阀与凝结水储水箱之间的管路上安装有储水箱入口电动阀。
所述的逆止阀与排汽装置相连通的补水管路上还安装有电动阀。
所述的除盐水箱上安装有遮阳棚。
本发明将机组除盐水箱的除盐水引入空冷凝汽器进汽中，由于除盐水温度远远低于进汽温度，除盐水吸收进汽热量，冷却进汽，降低空冷凝汽器热负荷，提高凝汽器真空。利用除盐水箱中除盐水温度低于排汽温度的特点，在汽轮机排汽管(空冷凝汽器进汽管)上升管道内加装雾化喷水装置，将除盐水雾化引入空冷凝汽器进汽中，使低温除盐水最大程度的与蒸汽进行热交换，从而降低空冷凝汽器热负荷，提高机组运行真空。未汽化的除盐水，通过排汽管道疏水管排走，热井水位通过凝泵出口凝结水与除盐水箱的连接管道平衡。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
参见图1，本发明包括与汽轮机低压缸10相连的排汽装置11，排汽装置11通过排汽管上升管道12与除盐水管道13相连通，除盐水管道13经管路与排汽装置11的补水管道相连，排汽装置11的热井凝结水出水口依次经凝结水泵16、轴封加热器15及热井水位调节阀7与除盐水箱17相连，除盐水箱17通过管路和调节阀与凝结水储水箱14相连通，所述的凝结水储水箱14的出水口经安装有闸阀2、输水泵3和逆止阀4管路分别与排汽装置11及安装在排汽管上升管道12上的若干个雾化喷嘴9相连，逆止阀4与雾化喷嘴9相连通的管路上还安装有雾化喷嘴入口电动阀5-1、流量调节阀6和流量孔板8。水位调节阀7与除盐水箱17之间的管路上安装有电动阀5-2，水位调节阀7与凝结水储水箱14之间的管路上安装有储水箱入口电动阀5-3，逆止阀4与排汽装置11相连通的补水管路上还安装有排汽装置补水入口电动阀5-4。为了降低水箱中除盐水的温度，在除盐水箱上加装遮阳棚1，防止阳光照射，除盐水吸热温度升高。
工作原理及技术效果：
当环境温度达到空冷系统夏季设计温度时，除盐水温度远远低于空冷凝汽器进汽温度和凝结水温度，利用除盐水冷却空冷凝汽器进汽，降低空冷凝汽器热负荷，提高凝汽器冷却效果，从而达到提高凝汽器真空，降低机组运行背压目的。
由于本发明对除盐水回收，不增加机组发电耗水，水耗率为0。
以某600MW亚临界直接空冷机组为例，说明本发明技术的使用效果：
空冷系统设计夏季性能见下表：
Figure BDA0000125069430000041
Figure BDA0000125069430000051
应用本发明技术后，空冷系统性能计算见下表：
  参数   单位   计算值
  环境温度   ℃   33.2
  汽轮机输出功率   MW   600.007
  除盐冷却水温度   ℃   28.2
  除盐冷却水流量   t/h   400
  空冷凝汽器进汽焓   kj/kg   1926.30
  汽轮机排汽压力   kPa   25.17
  排汽压力比原设计值降低   kPa   2.83
当环境温度33.2℃、机组负荷600.007MW时；除盐水温度28.2℃、流量400t/h，使用本发明可使汽轮机排汽压力降低2.83kPa。
工作过程：
当机组运行中达到下列条件之一时，启动节能冷却装置。
1)环境温度大于空冷系统夏季设计温度；
2)汽轮机排汽压力大于TRL工况设计值；
3)背压达到TRL工况设计值，且机组负荷不变、背压上升速率大于1kPa/min。
长时间停用后(当年第一次启用)，系统启动运行程序如下：
1)开启输水泵3入口阀门(包括除盐水箱17与凝结水储水箱14之间管道的所有阀门)，由于除盐水箱水位远远高于输水泵，泵很快冲满水。
2)开启输水泵入口阀门的同时，打开输水泵放气阀，进行排气。
3)关闭排汽装置11补水管路上入口电动阀5-4。
4)启动输水泵。
5)打开输水泵出口的雾化喷嘴入口电动阀5-1及流量调节阀6及除盐水管道13上所有阀门，则除盐冷却水对空冷凝汽器进汽冷却。
6)根据流量孔板8测量流量，检查流量是否正常，如果流量偏离设计值太大，系统停运，检查除盐水箱水位及系统，消除缺陷后，再投运系统。
7)打开主凝结水管道至除盐水箱的电动阀门5-2及水位调节阀7，并调整调节阀开度，维持热井和除氧器正常水位。
8)如果调整水位调节阀7开度，不能维持热井和除氧器正常水位，通过调整除盐冷却水流量调节阀6开度，维持热井和除氧器正常水位。
当系统投运后，上述三个启运条件均不满足；或投运后相同负荷、相同环境温度下机组真空提高小于0.2kPa时，系统停运。停运程序如下：
1)停输水泵3；
2)关闭雾化喷嘴入口电动阀5-1和除盐水箱入口电动阀5-2(二者具有联锁功能)；
3)如果长时间停用(如进入秋、冬季节，第二年再投运)，则关闭除盐水管道13上所有阀门，对系统进行停用保护；
4)如果短时间停用，不用进行第3)步操作。
5)短时间停用后，系统启动时，由于泵入口阀门处于开启状态，系统中充满水，可以从关闭排汽装置11补水管路上入口电动阀5-4(启动程序第3)步)开始进入启动程序。
结构特征：
1)除盐水箱加装遮阳棚；
2)在汽轮机排汽管上升管道(空冷凝汽器进汽管道)加装除盐冷却水喷水装置；
3)喷水装置安装在排汽管上升管道(空冷凝汽器进汽管道)的不同位置，实现多层、多点、多角度喷水；
4)采用雾化喷嘴喷水；
5)采用自动控制装置控制系统运行；
6)系统停用期间，采取与空冷系统相同的备用防锈蚀保护。

Claims (7)

1.直接空冷系统节能冷却装置，其特征在于：在汽轮机低压缸的排汽管上升管道即空冷凝汽器进汽管道上加装有与除盐水箱的除盐水相连通的喷水装置。
2.根据权利要求1所述的直接空冷系统节能冷却装置，其特征在于：包括与汽轮机低压缸(10)相连的排汽装置(11)，排汽装置(11)通过排汽上升管道(12)与除盐水管道(13)相连通，除盐水管道(13)经管路与排汽装置(11)的补水管道相连，排汽装置(11)的热井凝结水出水口依次经凝结水泵(16)、轴封加热器(15)及热井水位调节阀(7)与除盐水箱(17)相连，除盐水箱(17)通过管路和调节阀与凝结水储水箱(14)相连通，所述的凝结水储水箱(14)的出水口经安装有闸阀(2)、输水泵(3)和逆止阀(4)管路分别与排汽装置(11)及安装在排汽管上升管道(12)上的若干个雾化喷嘴(9)相连。
3.根据权利要求2所述的直接空冷系统节能冷却装置，其特征在于：所述的逆止阀(4)与雾化喷嘴(9)相连通的管路上还安装有雾化喷嘴入口电动阀(5-1)、流量调节阀(6)和流量孔板(8)。
4.根据权利要求2所述的直接空冷系统节能冷却装置，其特征在于：所述的水位调节阀(7)与除盐水箱(17)之间的管路上安装有电动阀(5-2)。
5.根据权利要求2所述的直接空冷系统节能冷却装置，其特征在于：所述的水位调节阀(7)与凝结水储水箱(14)之间的管路上安装有储水箱入口电动阀(5-3)。
6.根据权利要求2所述的直接空冷系统节能冷却装置，其特征在于：所述的逆止阀(4)与排汽装置(11)相连通的补水管路上还安装有电动阀(5-4)。
7.根据权利要求2所述的直接空冷系统节能冷却装置，其特征在于：所述的除盐水箱(17)上安装有遮阳棚(1)。
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