CN102839998A - 汽轮机快速冷却装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽轮机快速冷却装置，包括通过输送冷却空气的管路依次连接的提供压缩空气的空气压缩机、油水分离器、空气加热器和集气箱及控制各设备的电气控制柜，所述空气加热器与集气箱之间设有二次加热器，空气加热器与二次加热器之间设有第一阀门，空气加热器与第一阀门两端并联设置第二阀门，空气加热器与第一阀门之间设有通过第三阀门连接集气箱的管路。有益效果：1、解决了顺流式冷却对汽轮机热冲击的问题冷却效果好，可以根据汽轮机的温度调节冷却气的温度；2、汽轮机启动时可以利用热空气对汽轮机进行预热；3、汽轮机停机备用时可以利用干燥的空气对汽轮机进行除湿处理；4、该冷却装置设备可以与各种型号的汽轮机通用，通用性好。
Description
技术领域
本发明涉及一种快速冷却装置，特别是汽轮机的快速冷却装置。
背景技术
汽轮机是将蒸汽的热能转换为机械能的叶轮式旋转原动机，主要作为发电用的原动机。由于目前汽轮机普遍采用硅酸钙、硅酸铝等优质保温材料，其保温性能，安全性能都得到了很大改善，但是却大大增加了汽轮机检修的等待冷却时间，单机容量越大，其矛盾越突出。目前普遍采用强制通风冷却的方法对汽轮机的汽缸进行冷却，汽轮机加速冷却的主要对象是汽轮机的高、中压汽缸。
根据冷却空气与工作蒸汽流动方向的异同可分为逆流和顺流两种。顺流冷却空气自高温区引入，传热温差大，比逆流冷却有大的热冲击风险。但由于是全周进气，对转子、汽缸冷却比较均匀，进气区原来都有金属温度监视测点可加利用，便于监视和控制冷却速率。逆流冷却虽然进口传热温差小，在汽轮机处于高温阶段冷却时受热冲击的风险比顺流冷却小，但因不具有顺流冷却的均匀性优点及进气区无现成别的金属温度监视测点，因此不便于监视及调节。
通过理论论证和实践证明顺流冷却更加合理，为了防止冷却开始阶段在空气引入处产生热冲击，在空气引入前控制加热器加热温度，预先将冷却空气加热到一定温度并随汽缸温度的改变而改变冷却空气的温度，同时还需要控制空气流量。但是目前的冷却设备无法提供合适的用于汽轮机的汽缸冷却的干燥热空气。
汽轮机开机前需要先进行暖机，而暖机的时间周期比较长，严重影响汽轮机的启动时间。汽轮机在停机备用时，潮湿的空气容易腐蚀汽轮机内部设备影响汽轮机的使用寿命甚至造成安全隐患。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种在汽轮机停机检修时快速冷却、汽轮机启动时快速预热、汽轮机停机备用时除湿的汽轮机快速冷却装置。
技术方案：一种汽轮机快速冷却装置，包括通过输送冷却空气的管路依次连接的提供压缩空气的空气压缩机、油水分离器、空气加热器和集气箱及控制各设备的电气控制柜，所述空气加热器与集气箱之间设有二次加热器，空气加热器与二次加热器之间设有第一阀门，空气加热器与第一阀门两端并联设置第二阀门，空气加热器与第一阀门之间设有通过第三阀门连接集气箱的管路。通过空气压缩机将压缩空气作为气源经过油水分离器得到干燥的空气，干燥的空气通过空气加热器得到干燥的热空气用于冷却汽轮机。通过电气控制柜控制两个加热器的开启和阀的组合动作。当汽轮机内温度较高时，同时启动二级加热器，打开第一阀门，同时关闭第二、三阀门，采用串联式加热使干燥空气的温度迅速达到要求的温度充入集气箱备用；当汽轮机的温度降低到与集气箱内气体温度相近时，关闭第一阀门，同时打开第二、三阀门，采用并联式加热得到温度相对低的干燥的热空气充入集气箱备用；当汽轮机的温度进一步降低时，关闭加热器通过干燥的空气直接进行冷却。当汽轮时启动快速预热时，采用与快速冷却相反的流程进行预热。当汽轮机停机备用时，关闭加热器通过干燥的空气对汽轮机进行除湿处理。
为了得到的干燥空气的干燥度较高，输气管路中所述油水分离器后还串联一个二级油水分离器，采用二级油水分离进一步进行脱水。
为了监测该冷却装置的冷却气的的情况，在所述空气压缩机与油水分离器之间设有进气阀，空气加热器前端设有安全阀、压力表和流量计。所述集气箱和二次加热器上分别设有温度计。
为了提高该冷却装置的通用性，在所述集气箱上设有与各种型的汽轮机的主汽管连接的接口。
有益效果：本发明与现有技术相比，其显著优点是：1、解决了顺流式冷却对汽轮机热冲击的问题冷却效果好，可以根据汽轮机的温度调节冷却气的温度；2、汽轮机启动时可以利用热空气对汽轮机进行预热；3、汽轮机停机备用时可以利用干燥的空气对汽轮机进行除湿处理；4、该冷却装置设备可以与各种型号的汽轮机通用，通用性好。
附图说明
图1为本发明的控制原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图所示，一种汽轮机快速冷却装置，包括通过输送冷却空气的管路依次连接的提供压缩空气的空气压缩机1、油水分离器2、空气加热器3和集气箱4及控制各设备的电气控制柜，所述空气加热器3与集气箱4之间设有二次加热器5，空气加热器3与二次加热器5之间设有第一阀门6，空气加热器3与第一阀门6两端并联设置第二阀门7，空气加热器3与第一阀门6之间设有通过第三阀门8连接集气箱4的管路。通过空气压缩机1将压缩空气作为气源经过油水分离器2得到干燥的空气，干燥的空气通过空气加热器3得到干燥的热空气用于冷却汽轮机。通过电气控制柜控制两个加热器的开启和阀的组合动作。当汽轮机内温度较高时，同时启动空气加热器3和二次加热器5，打开第一阀门6，同时关闭第二阀门7和第三阀门8，采用串联式加热使干燥空气的温度迅速达到要求的温度充入集气箱4备用；当汽轮机的温度降低到与集气箱4内气体温度相近时，关闭第一阀门6，同时打开第二阀门7和第三阀门8，采用并联式加热得到温度相对低的干燥的热空气充入集气箱4备用；当汽轮机的温度进一步降低时，关闭空气加热器3和二次加热器5通过干燥的空气直接进行冷却。当汽轮时启动快速预热时，采用与快速冷却相反的流程进行预热。当汽轮机停机备用时，关闭空气加热器3和二次加热器5通过干燥的空气对汽轮机进行除湿处理。
为了得到的干燥空气的干燥度较高，输气管路中所述油水分离器2后还串联一个二级油水分离器9，采用两级油水分离进一步进行脱水。
为了监测该冷却装置的冷却气的的情况，在所述空气压缩机1与油水分离器2之间设有控制压缩空气流量的进气阀10，空气加热器3前端设有防止系统压力过高损坏设备的安全阀11、用监测设备内部压力的压力表12和监测压缩空气流量的流量计13。所述集气箱4和二次加热器5上分别设有温度计14、15。
为了提高该冷却装置的通用性，在所述集气箱4上设有与各种型的汽轮机的主汽管连接的接口16。
Claims (6)
1.一种汽轮机快速冷却装置，其特征在于：包括通过输送冷却空气的管路依次连接的提供压缩空气的空气压缩机 (1)、油水分离器（2）、空气加热器(3)和集气箱（4）及控制各设备的电气控制柜，所述空气加热器（3）与集气箱（4）之间设有二次加热器（5），空气加热器（3）与二次加热器（5）之间设有第一阀门（6），空气加热器（3）与第一阀门（6）两端并联设置第二阀门（7），空气加热器（3）与第一阀门（6）之间设有通过第三阀门（8）连接集气箱（4）的管路。
2.如权利要求1所述的汽轮机快速冷却装置，其特征在于：输气管路中所述油水分离器（2）后还串联一个二级油水分离器（9）。
3.如权利要求1所述的汽轮机快速冷却装置，其特征在于：所述空气压缩机 (1)与油水分离器（2）之间设有进气阀（10），空气加热器（3）前端设有安全阀（11）、压力表（12）和流量计（13）。
4.如权利要求1所述的汽轮机快速冷却装置，其特征在于：所述集气箱（4）上设有温度计（14）。
5. 如权利要求1所述的汽轮机快速冷却装置，其特征在于：所述二次加热器（5）上设有温度计（15）。
6.如权利要求1所述的汽轮机快速冷却装置，其特征在于：所述集气箱（4）上设有与各种型的汽轮机的主汽管连接的接口（16）。
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