CN103574805B - 蒸发冷却冷水机组与蒸发式冷凝器结合的空‑蒸凝汽系统 - Google Patents

蒸发冷却冷水机组与蒸发式冷凝器结合的空‑蒸凝汽系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开的蒸发冷却冷水机组与蒸发式冷凝器结合的空‑蒸凝汽系统,包括有通过管网连接的蒸发冷却冷水机组、分水器、集水器、第一蒸发式冷凝器、第二蒸发式冷凝器、第一直接空冷散热器及第二直接空冷散热器。本发明的蒸发冷却冷水机组与蒸发式冷凝器结合的空‑蒸凝汽系统充分利用西北地区干空气能的可再生能源,与火力发电厂空冷系统相结合,在一定的水耗下,提高西北地区火力发电厂的冷凝效率,在夏季高温时段提高了运行的安全经济稳定性,具有一定的推广价值。

Description

蒸发冷却冷水机组与蒸发式冷凝器结合的空-蒸凝汽系统
技术领域
本发明属于空调设备技术领域,具体涉及一种蒸发冷却冷水机组、蒸发式冷凝器与直接空冷散热器结合的发电厂用空-蒸结合凝汽系统。
背景技术
在我国西北地区,火力发电厂较为集中,目前国家针对西北地区火力发电厂的情况,结合当地水资源的短缺状况,禁止采用传统湿冷冷却塔的冷凝方式,这给电厂空冷发展带来了很好契机。但由于前期设计空冷面积不足及大风沙尘等天气的影响,使得空冷系统的运行并不理想,在夏季高温时段,往往会出现系统背压过高,导致发电负荷下降的问题。
蒸发冷却技术在干燥地区的使用已经越来越为广泛,由于其经济性及良好的降温效果,深受广大用户的喜欢。我国西北地区的气候特点是干湿球温差大,是蒸发冷却技术很好的应用场所。针对目前发电厂空冷系统存在的问题,采用蒸发式冷凝器分流部分汽轮机乏汽,与空冷散热器共同承担冷凝负荷,同时采用蒸发冷却冷水机组降低循环水水温,利用较低温度的循环水在蒸发式冷凝器换热管外进行热湿交换,提高蒸发式冷凝器的换热效率,节省水资源。在西北地区充分发挥蒸发冷却技术的节能、环保优势,为电厂节能减排及发电机组安全、经济、稳定运行贡献力量。
综上所述,针对西北地区火力发电厂空冷系统,采用蒸发式冷凝器与空冷散热器结合的空-蒸凝汽系统来冷凝电厂汽轮机乏汽。蒸发冷却冷水机组降低循环水水温,降温后的循环水与空气在蒸发式冷凝器换热管外进行热湿交换,冷凝管内蒸汽。有效的利用西北地区的气象资源,将蒸发式冷凝的潜热换热冷却与空冷结合,提高电厂冷凝系统夏季的高效运行。
将蒸发冷却技术在西北地区火力发电厂充分利用,能提高蒸发式冷凝器的冷凝效率,采用蒸发式冷凝器与发电厂空冷系统结合的空-蒸凝气方式,在夏季高温环境下,降低了排汽背压,减少了煤耗,为电厂发电系统安全、经济、稳定的运行提供了保证,具有一定的推广价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种蒸发冷却冷水机组与蒸发式冷凝器结合的空-蒸凝汽系统,该系统不仅能有效降低电厂发电煤耗,而且具有较高的换热效率。
本发明所采用的技术方案是,蒸发冷却冷水机组与蒸发式冷凝器结合的空-蒸凝汽系统,包括有通过管网连接的蒸发冷却冷水机组、分水器、集水器、第一蒸发式冷凝器、第二蒸发式冷凝器、第一直接空冷散热器及第二直接空冷散热器;
第一蒸发式冷凝器与第二蒸发式冷凝器的侧壁各连接有一个抽真空管路;
第一蒸发式冷凝器包括有机组壳体,机组壳体内设置有换热管a,换热管a的上部依次设置有喷淋水管a、挡水板及风机,风机对应的机组壳体顶壁设置有排风口,换热管的下部设置有集水箱a;第二蒸发式冷凝器包括有机组壳体,机组壳体内设置有换热管b,换热管b的上部依次设置有喷淋水管b、挡水板及风机,风机对应的机组壳体顶壁设置有排风口,换热管b的下部设置有集水箱b;
蒸发冷却冷水机组、分水器、集水器、第一蒸发式冷凝器、第二蒸发式冷凝器、第一直接空冷散热器及第一直接空冷散热器之间的管网结构为:
蒸发冷却冷水机组通过冷水供水管与分水器连接,分水器通过第一分水管与第一蒸发式冷凝器内的喷淋水管a连接,分水器通过第二分水管与第二蒸发式冷凝器内的喷淋水管b连接;
蒸发冷却冷水机组通过回水管与集水器连接,集水器通过第一集水管与第一蒸发式冷凝器内的集水箱a连接,集水器通过第二集水管与第二蒸发式冷凝器内的集水箱b连接;
第一蒸发式冷凝器、第二蒸发式冷凝器、第一直接空冷散热器及第二直接空冷散热器之间通过冷凝水回水管网连接;
汽轮机乏汽管分别连接有第一分流乏汽管、第二分流乏汽管及第三分流乏汽管,第一分流乏汽管与第一蒸发式冷凝器内换热管a的上端口连接,第二分流乏汽管与第二蒸发式冷凝器内换热管b的上端口连接,第三分流乏汽管分别连接有两个支管,一个支管与第一直接空冷散热器连接,另一个支管与第二直接空冷散热器连接;
冷水供水管上设置有供水水泵;
回水管上设置有喷淋水泵;
第一蒸发式冷凝器、第二蒸发式冷凝器、第一直接空冷散热器及第二直接空冷散热器之间连接的冷凝水回水管网结构为:
第一蒸发式冷凝器内换热管a的下端口、第二蒸发式冷凝器内换热管b的下端口、第一直接空冷散热器及第二直接空冷散热器分别通过冷凝水回水支管与冷凝水回水管连接;
第一蒸发式冷凝器的换热管a及第二蒸发式冷凝器的换热管b内不凝性气体都经过抽真空管路排走。
本发明的有益效果在于:
1.本发明的空-蒸凝汽系统采用蒸发冷却冷水机组与蒸发式冷凝器结合的方式来冷凝蒸汽,利用蒸发冷却冷水机组降低蒸发式冷凝器的喷淋水水温,利用较低温度的喷淋水来冷却蒸发式冷凝器管内蒸汽,提高蒸发式冷凝器的换热效率。
2.本发明的空-蒸凝汽系统中,采用蒸发式冷凝器换热管外喷淋水汽化潜热冷凝乏汽,相比传统的湿冷冷凝方式,在西北缺水地区保证电厂用水的情况下,节省耗水量。
3.本发明的空-蒸凝汽系统中,采用蒸发式冷凝器分流汽轮机乏汽冷凝,避免了电厂在室外空气高温时段,直接空冷散热面积不足的情况下造成的排汽背压过高,凝水温度过高,电机不能满足出力的现象,保证了电厂发电机组安全、经济及稳定的运行。
附图说明
图1是本发明的蒸发冷却冷水机组与蒸发式冷凝器结合的空-蒸凝汽系统的结构示意图。
图中,1.冷水供水管,2.供水水泵,3.分水器,4.第一分水管,5.第一蒸发式冷凝器,6.喷淋水管a,7.汽轮机乏汽管,8.第一分流乏汽管,9.冷凝水回水管,10.第一集水管,11.集水器,12.回水管,13.喷淋水泵,14.蒸发冷却冷水机组,15.抽真空管路,16.第一直接空冷散热器,17.第二蒸发式冷凝器,18.第二直接空冷散热器,19.第二分水管,20.喷淋水管b,21.第二集水管,22.集水箱a,23.集水箱b,24.第二分流乏汽管,25.第三分流乏汽管,26.换热管a,27.换热管b,28.冷凝水回水支管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明的蒸发冷却冷水机组与蒸发式冷凝器结合的空-蒸凝汽系统,其结构如图1所示,包括有通过管网连接的蒸发冷却冷水机组14、分水器3、集水器11、第一蒸发式冷凝器5、第二蒸发式冷凝器17、第一直接空冷散热器16及第二直接空冷散热器18。
第一蒸发式冷凝器5与第二蒸发式冷凝器17的侧壁各连接有一个抽真空管路15。
蒸发冷却冷水机组14、分水器3、集水器11、第一蒸发式冷凝器5、第二蒸发式冷凝器17、第一直接空冷散热器16及第一直接空冷散热器18之间管网结构为:
蒸发冷却冷水机组14通过冷水供水管1与分水器3连接,冷水供水管1上设置有供水水泵2,分水器3上连接有第一分水管4和第二分水管19,分水器3通过第一分水管4与第一蒸发式冷凝器5内的喷淋水管a6连接,分水器3通过第二分水管19与第二蒸发式冷凝器17内的喷淋水管b20连接;
蒸发冷却冷水机组14通过回水管12与集水器11连接,回水管12上设置有喷淋水泵13,集水器11上连接有第一集水管10和第二集水管21,集水器11通过第一集水管10与第一蒸发式冷凝器5内的集水箱a22连接,集水器11通过第二集水管21与第二蒸发式冷凝器17内的集水箱b23连接;
第一蒸发式冷凝器5、第二蒸发式冷凝器17、第一直接空冷散热器16及第二直接空冷散热器18之间通过冷凝水回水管网连接,其管网结构为:第一蒸发式冷凝器5内换热管a26的下端口、第二蒸发式冷凝器17换热管b27的下端口、第一直接空冷散热器16及第二直接空冷散热器18分别通过冷凝水回水支管28与冷凝水回水管9连接;
汽轮机通过汽轮机乏汽管7分别连接有第一分流乏汽管8、第二分流乏汽管24及第三分流乏汽管25,第一分流乏汽管8与第一蒸发式冷凝器5内换热管a26的上端口连接,第二分流乏汽管24与第二蒸发式冷凝器17内换热管b27的上端口连接,第三分流乏汽管25分别连接有两个支管,一个支管与第一直接空冷散热器16连接,另一个支管与第二直接空冷散热器18连接。
第一蒸发式冷凝器5包括有机组壳体,机组壳体内设置有换热管a26,换热管a26的上部依次设置有喷淋水管a6、挡水板及风机,风机对应的机组壳体顶壁设置有排风口,换热管的下部设置有集水箱a22;第二蒸发式冷凝器包括有机组壳体,机组壳体内设置有换热管b27,换热管b27的上部依次设置有喷淋水管b20、挡水板及风机,风机对应的机组壳体顶壁设置有排风口,换热管b27的下部设置有集水箱b23。
本发明的蒸发冷却冷水机组与蒸发式冷凝器结合的空-蒸凝汽系统的工作过程为:
1.经锅炉加热得到的高温高压的蒸汽先进入到汽轮机内,绝热膨胀后变为低温低压的汽轮机乏汽,汽轮机乏汽经过汽轮机乏汽管7的入口进入汽轮机乏汽管7内部,汽轮机乏汽经分流后,一部分汽轮机乏汽经第三分流乏汽管25及两个支管进入到第一直接空冷散热器16及第二直接空冷散热器18内,室外空气在排风机的作用下掠过第一直接空冷散热器16及第二直接空冷散热器18,冷凝第一直接空冷散热器16及第二直接空冷散热器18管内的蒸汽,冷凝水再落入到第一直接空冷散热器16及第二直接空冷散热器18底部的冷凝水箱中,最后经过冷凝回水管网送到电厂水处理区,经过水处理后回到锅炉。
2.分流的另一部分乏汽分别经过第一分流乏汽管8、第二分流乏汽管24进入到第一蒸发式冷凝器5的换热管a26及第二蒸发式冷凝器17内的换热管b27内,换热管a26及换热管b27外都喷淋循环水,空气从第一蒸发式冷凝器5及第二蒸发式冷凝器17底部与淋水逆流换热,冷凝换热管a26及换热管b27内的蒸汽,换热管a26及换热管b27内的冷凝水都通过冷凝水回水管9与第一直接空冷散热器16及第二直接空冷散热器18的冷凝回水回到电厂水处理区。
3.第一蒸发式冷凝器5及第二蒸发式冷凝器17内的喷淋循环水都回到集水器11中,并经过喷淋水泵13送到蒸发冷却冷水机组14中,经过蒸发冷却冷水机组14降温,降温后的循环水经过供水水泵2进入到分水器3,由分水器3分流到第一蒸发式冷凝器5及第二蒸发式冷凝器17,再从第一蒸发式冷凝器5及第二蒸发式冷凝器17的顶部喷淋而下,与自下而上的室外空气进行热湿交换冷凝换热管a26和换热管b27内的蒸汽,温度较低的循环水更有利于换热管a26和换热管b27内蒸汽冷凝,提高第一蒸发式冷凝器5及第二蒸发式冷凝器17的冷凝效率。
4.第一蒸发式冷凝器5及第二蒸发式冷凝器17的底部都设置有进风口,室外空气经过底部进风口自下而上与喷淋水在换热管a26和换热管b27外进行热湿交换后,由各自的排风机排出。
5.第一蒸发式冷凝器5的换热管a26及第二蒸发式冷凝器17的换热管b27内不凝性气体都经过抽真空管路15排走。
本发明的蒸发冷却冷水机组与蒸发式冷凝器结合的空-蒸凝汽系统适合我国西北地区火力发电厂富煤缺水,干空气能丰富的特点,在我国西北地区火力发电厂冷却系统中具有一定的适用性。利用蒸发式冷凝器冷凝部分汽轮机乏汽,承担夏季高温时段部分蒸汽负荷,缓解直接空冷散热器散热面积不足造成的汽轮机背压较高,机组不能满负荷运行的情况,以保证在夏季高温时段,发电机组能安全、经济、稳定的运行;同时采用两个高效的蒸发式冷凝器,利用水蒸发汽化潜热冷凝换热管内蒸汽,相比传统湿冷的方式具有节水、高效的特点,蒸发冷却冷水机组可有效利用西北地区可再生能源干空气能,降低循环水水温,降温后的循环水通过蒸发式冷凝器,提高换热器换热效率的同时,能够一定程度的节省循环水水耗;蒸发式冷凝器内循环水水箱中的循环水进入到集水器11中,通过喷淋水泵12进入到蒸发冷却冷水机组14,蒸发冷却冷水机组14对循环水进行降温处理,处理后的循环水通过供水水泵2进入到分水器3中,经过分水器3分流进入到各个蒸发式冷凝器中喷淋水管处喷淋。其中,蒸发冷却冷水机组14采用空气与水换热,降低循环水温,其能耗部件只有节能风机及水泵,机组运行能耗低,采用水作为制冷介质,无污染物排放,对环境友好,降温后的循环水通过蒸发式冷凝器,提高蒸发式冷凝器换热效率,进而降低背压,提高发电效率。

Claims (1)

1.蒸发冷却冷水机组与蒸发式冷凝器结合的空-蒸结合凝汽系统,其特征在于,包括有通过管网连接的蒸发冷却冷水机组(14)、分水器(3)、集水器(11)、第一蒸发式冷凝器(5)、第二蒸发式冷凝器(17)、第一直接空冷散热器(16)及第二直接空冷散热器(18);
所述第一蒸发式冷凝器(5)与所述第二蒸发式冷凝器(17)的侧壁各连接有一个抽真空管路(15);
所述第一蒸发式冷凝器(5)包括有机组壳体,机组壳体内设置有换热管a(26),换热管a(26)的上部依次设置有喷淋水管a(6)、挡水板及风机,风机对应的机组壳体顶壁设置有排风口,换热管的下部设置有集水箱a(22);第二蒸发式冷凝器包括有机组壳体,机组壳体内设置有换热管b(27),换热管b(27)的上部依次设置有喷淋水管b(20)、挡水板及风机,风机对应的机组壳体顶壁设置有排风口,换热管b(27)的下部设置有集水箱b(23);
所述蒸发冷却冷水机组(14)、分水器(3)、集水器(11)、第一蒸发式冷凝器(5)、第二蒸发式冷凝器(17)、第一直接空冷散热器(16)及第一直接空冷散热器(18)之间的管网结构为:
所述蒸发冷却冷水机组(14)通过冷水供水管(1)与所述分水器(3)连接,所述分水器(3)通过第一分水管(4)与所述第一蒸发式冷凝器(5)内的喷淋水管a(6)连接,所述分水器(3)通过第二分水管(19)与所述第二蒸发式冷凝器(17)内的喷淋水管b(20)连接;
所述蒸发冷却冷水机组(14)通过回水管(12)与所述集水器(11)连接,所述集水器(11)通过第一集水管(10)与所述第一蒸发式冷凝器(5)内的集水箱a(22)连接,所述集水器(11)通过第二集水管(21)与所述第二蒸发式冷凝器(17)内的集水箱b(23)连接;
所述第一蒸发式冷凝器(5)、第二蒸发式冷凝器(17)、第一直接空冷散热器(16)及第二直接空冷散热器(18)之间通过冷凝水回水管网连接;
汽轮机乏汽管(7)分别连接有第一分流乏汽管(8)、第二分流乏汽管(24)及第三分流乏汽管(25),所述第一分流乏汽管(8)与所述第一蒸发式冷凝器(5)内换热管a(26)的上端口连接,所述第二分流乏汽管(24)与所述第二蒸发式冷凝器(17)内换热管b(27)的上端口连接,所述第三分流乏汽管(25)分别连接有两个支管,一个支管与所述第一直接空冷散热器(16)连接,另一个支管与所述第二直接空冷散热器(18)连接;
所述冷水供水管(1)上设置有供水水泵(2);
所述回水管(12)上设置有喷淋水泵(13);
所述第一蒸发式冷凝器(5)、第二蒸发式冷凝器(17)、第一直接空冷散热器(16)及第二直接空冷散热器(18)之间连接的冷凝水回水管网结构为:
所述第一蒸发式冷凝器(5)内换热管a(26)的下端口、第二蒸发式冷凝器(17)内换热管b(27)的下端口、第一直接空冷散热器(16)及第二直接空冷散热器(18)分别通过冷凝水回水支管(28)与冷凝水回水管(9)连接;
所述第一蒸发式冷凝器(5)的换热管a(26)及第二蒸发式冷凝器(17)的换热管b(27)内不凝性气体都经过抽真空管路(15)排走。
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