CN104653242B - 一种直接空冷机组余热回收装置 - Google Patents
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Abstract
本发明是有关于一种直接空冷机组余热回收装置,是利用直接空冷发电机组的汽轮机乏汽作为热源,通过加热器加热锅炉设备的一次风和二次风并且在一次风风道和二次风风道内分开设置一次风加热器和二次风加热器。加热器的换热元件可以采用螺旋翅片管、H型鳍片管、钢铝复合翅片管、其它形式的翅片管或光管,蒸气在管内流动,一次风和二次风在管外流动,实现换热。本发明的直接空冷机组余热回收装置运行平稳、安全、环保,具有良好的节能效果。
Description
技术领域
本发明属于电力环保领域,特别是涉及一种直接空冷机组余热回收装置。
背景技术
现代大型火力发电厂的运行需要消耗水资源，而在缺水地区兴建大容量的火力发电厂就需要采用新的冷却方式来排除余热。采用空冷机组的火力发电技术是一种节水型的火力发电技术，目前已经在我国水资源紧缺西北地区得到了广泛应用。
空冷技术分为直接空冷和间接空冷，直接空冷是利用机械通风使汽轮机排汽直接在翅片管式空冷凝汽器（空冷岛）中凝结，一般由大管径排汽管道、空冷凝汽器、轴流冷却风机和凝结水泵等组成。
在直接空冷机组中，一般进入空冷岛的汽轮机乏汽（饱和蒸汽）的温度高于环境温度35℃左右，在空冷岛中被空气冷却，释放出大量的热量后凝结成冷凝水，冷凝水被送回直接空冷机组的回热系统循环利用。
另外，在大型燃煤发电锅炉中,通常都会设置一次风、二次风系统。一次风主要用于输送燃料，二次风主要用于助燃。一次风、二次风取自环境空气，在利用前需要经过锅炉中的空气预热器中进行预热。
由此可见，在现有的直接空冷机组中，一方面存在着汽轮机乏汽需要通过空气冷却，另一方面又存在着锅炉的一次风、二次风需要将取自环境的空气预热。有鉴于此，本设计人基于对空冷机组的多年研究，在丰富的实践经验和专业知识的基础上，积极加以研究创新，创设出一种直接空冷机组余热回收利用的新技术。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种新的直接空冷机组余热回收装置，所要解决的技术问题是使其将直接空冷机组需要冷却的汽轮机乏汽的余热用来加热一次风和二次风，以降低一次风、二次风在锅炉中的吸热量，从而达到节能的目的。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种直接空冷机组余热回收装置,其特征在于其包括:一次风加热器、二次风加热器、一次风加热器凝结水箱、二次风加热器凝结水箱、疏水泵、蒸汽管道以及凝结水管道；其中，所述一次风加热器设置于一次风风道内；所述一次风加热器的凝结水出口与所述一次风加热器凝结水箱的入口连接；所述二次风加热器设置于二次风风道内；所述二次风加热器的凝结水出口与所述二次风加热器凝结水箱的入口连接；在所述直接空冷机组的汽轮机通往空冷岛的乏汽管道上设有取汽口；在所述直接空冷机组的空冷岛与回热系统连接的冷凝水管道上设有回水口；所述一次风加热器及所述一次风加热器凝结水箱与所述二次风加热器及所述二次风加热器凝结水箱通过所述蒸汽管道与所述凝结水管道并联于所述取汽口与所述回水口之间；所述疏水泵设置于所述凝结水管道上。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的直接空冷机组余热回收装置，其中在所述取汽口与所述一次风加热器的蒸汽入口及所述二次风加热器的蒸汽入口连接的所述蒸汽管道上设有系统进汽阀；在所述回水口与所述一次风加热器凝结水箱的出口及所述二次风加热器凝结水箱的出口连接的所述凝结水管道上设有系统出水阀；其中在所述凝结水管道上所述疏水泵与所述系统出水阀之间还设有放水口，在所述放水口处设有放水阀。
前述的直接空冷机组余热回收装置，其中所述一次风加热器的蒸汽入口与所述二次风加热器的蒸汽入口是在通过所述蒸汽管道连接后通过同一所述蒸汽管道连接至同一所述系统进汽阀，再由所述系统进汽阀连接至所述取汽口；所述一次风加热器凝结水箱的出口与所述二次风加热器凝结水箱的出口是在通过所述凝结水管道连接后通过同一所述凝结水管道连接至同一所述系统出水阀，再由所述系统出水阀连接至所述回水口；所述疏水泵及所述放水口设置于所述一次风加热器凝结水箱的出口与所述二次风加热器凝结水箱的出口连接后与所述系统出水阀连接的所述凝结水管道上。
前述的直接空冷机组余热回收装置，其中在使所述一次风加热器的蒸汽入口与所述二次风加热器的蒸汽入口连接的所述蒸汽管道中，在与所述一次风加热器的蒸汽入口连接的所述蒸汽管道上设有一次风加热器进汽调节阀，在与所述二次风加热器的蒸汽入口连接的所述蒸汽管道上设有二次风加热器进汽调节阀。
前述的直接空冷机组余热回收装置，其中在所述取汽口与所述一次风加热器的蒸汽入口连接的所述蒸汽管道上设有一次风加热器进汽调节阀;在所述取汽口与所述二次风加热器的蒸汽入口连接的所述蒸汽管道上设有二次风加热器进汽调节阀。
前述的直接空冷机组余热回收装置，其中所述一次风加热器及所述二次风加热器的受热面采用螺旋翅片管、H型鳍片管、钢铝复合翅片管、其它形式的翅片管或光管。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明一种直接空冷机组余热回收装置至少具有下列优点及有益效果：
一、本发明的直接空冷机组余热回收装置可以提高锅炉一次风、二次风的进风温度，降低机组的煤耗，提高电厂的经济性，同时减少污染的排放。
二、本发明的直接空冷机组余热回收装置可以降低直接空冷机组空冷岛的蒸汽流量，从而降低空冷岛的投资；而若维持空冷岛的投资不变，则可以强化空冷换热效果，降低汽轮机背压，提高机组的经济性。
三、本发明的直接空冷机组余热回收装置结构简单，运行平稳、安全。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。
附图说明
图1是本发明提出的一种直接空冷机组余热回收装置的一较佳实施例的示意图。
1：一次风加热器 2：二次风加热器
3：一次风加热器进汽调节阀 4：二次风加热器进汽调节阀
5：一次风加热器凝结水箱 6：二次风加热器凝结水箱
7：疏水泵 8：系统进汽阀
9：系统出水阀 10：蒸汽管道
11：凝结水管道 12：放水阀
13：汽轮机 14：空冷岛
15：冷凝水泵 16：空气预热器
17：锅炉 18：低压加热器
19：除氧器 20：给水泵
21：高压加热器 22：一次风机
23：二次风机 24：乏汽管道
25：冷凝水管道
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种直接空冷机组余热回收装置其具体实施方式、结构、步骤、特征及其功效，详细说明如后。
有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明,应当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效获得一更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。
请参阅图1所示，是本发明提出的一种直接空冷机组余热回收装置的一较佳实施例的示意图。
本发明的直接空冷机组余热回收装置主要由一次风加热器1、二次风加热器2、一次风加热器凝结水箱5、二次风加热器凝结水箱6、疏水泵7、蒸汽管道10和凝结水管道11组成。其中，所述一次风加热器1设置于一次风风道内，一次风加热器1的凝结水出口与一次风加热器凝结水箱5的入口连接。二次风加热器2设置于二次风风道内，二次风加热器2的凝结水出口与二次风加热器凝结水箱6的入口连接。在直接空冷机组的汽轮机13通往空冷岛14的乏汽管道24上设有取汽口，在直接空冷机组的空冷岛14与回热系统连接的冷凝水管道25上设有回水口。一次风加热器1和一次风加热器凝结水箱5与二次风加热器2和二次风加热器凝结水箱6通过蒸汽管道10与凝结水管道11并联于取汽口与回水口之间。疏水泵7设置于凝结水管道11上。
直接空冷机组汽轮机13产生的乏汽通过乏汽管道24被送入空冷岛14,在空冷岛14中被空气冷却，释放出大量的热量后凝结成冷凝水，冷凝水通过冷凝水管道25被送回直接空冷机组的回热系统，循环利用。本发明的直接空冷机组余热回收装置是连接在直接空冷机组的乏汽管道24与冷凝水管道25上的一个余热利用支路，其由取汽口通过蒸汽管道10将汽轮机13产生的乏汽引入一次风加热器1和二次风加热器2,作为热侧工作介质来加热一次风风道和二次风风道中流动的空气,使一次风和二次风的温度提高。同时，蒸汽在一次风加热器1和二次风加热器2中被一次风和二次风冷却,产生凝结水，由一次风加热器1的凝结水出口和二次风加热器2的凝结水出口进入一次风加热器凝结水箱5和二次风加热器凝结水箱6，然后在疏水泵7的作用下通过凝结水管道11由回水口被送回冷凝水管道25，循环利用。
本发明是利用直接空冷机组需要冷却的汽轮机乏汽的余热来加热需要预热的一次风和二次风，使被加热后的一次风和二次风温度提高，随后再通过空气预热器16,继续深度加热。由于进入空气预热器16的一次风和二次风的温度提高,因此相比于未提高温度进入空气预热器16的一次风和二次风,当在空气预热器16中达到同等的设计温度时,使用本发明的空气预热器16所需要的热量减少，从而可以降低锅炉17的吸热量，节约燃料,产生经济效益。
同时，进入本发明的直接空冷机组余热回收装置的汽轮机乏汽会在一次风加热器1和二次风加热器2中被冷却，产生凝结水，并再被送回直接空冷机组的冷凝水管道25，循环利用。因此，在保持空冷岛14相同的回水温度的条件下，本发明可以降低空冷岛14的换热量，从而使直接空冷机组在使用本发明后可以适当减少空冷岛14的受热面，节约空冷岛的投资。
本发明的直接空冷机组余热回收装置的一次风加热器1和二次风加热器2是一种冷凝式蒸汽-空气热交换器,其受热面可以采用螺旋翅片管、H型鳍片管、钢铝复合翅片管、其它形式的翅片管或光管等换热管，使蒸汽在换热管内流动，空气在换热管外流动。当一次风加热器1和二次风加热器2采用翅片管或其它形式的外表带扩展受热面的换热管时，可强化空气侧换热器,使加热器的结构紧凑。在通常情况下，换热管内的蒸汽会高于外部空气温度35℃左右，蒸汽通过受热面将热量传递到换热管外的空气，一次风和二次风由此被加热，温度升高。同时，换热管内的蒸汽被空气冷却,产生凝结水。此凝结水再经过凝结水管道11被送回直接空冷机组的冷凝水管道25。
本发明的直接空冷机组余热回收装置设置于凝结水管道11上的疏水泵7提供足够的动力将一次风加热器1和二次风加热器2产生的进入一次风加热器凝结水箱5和二次风加热器凝结水箱6的凝结水送回直接空冷机组的冷凝水管道25。当在不同的机组负荷的情况下，一次风和二次风的风量会发生变化,本发明的疏水泵7采用变频控制，可以根据一次风加热器凝结水箱5和二次风加热器凝结水箱6的水位进行流量控制，以适应不同的负荷变化。
本发明的直接空冷机组余热回收装置在取汽口与一次风加热器1的蒸汽入口及二次风加热器2的蒸汽入口连接的所述蒸汽管道10上可设有系统进汽阀8，在回水口与一次风加热器凝结水箱5的出口及二次风加热器凝结水箱6的出口连接的凝结水管道11上可设有系统出水阀9。其中在凝结水管道11上疏水泵7与系统出水阀9之间还设有放水口，在放水口处设有放水阀12。本发明的直接空冷机组余热回收装置通过设置系统进汽阀8和系统出水阀9，使整个装置可以随时退出运行。在事故工况时,可以通过系统进汽阀8和系统出水阀9切断装置与直接空冷机组之间的连接,再打开放水阀12将装置内的凝结水排除,可以使装置迅速退出运行，从而保证整个直接空冷机组的安全运行。
由于一次风的流量与二次风的流量通常相差较大，因此需要对进入一次风加热器1和二次风加热器2的蒸汽量进行调节分配，使进入一次风加热器1和二次风加热器2的蒸汽量与一次风和二次风的风量匹配。本发明的直接空冷机组余热回收装置可以通过在取汽口与一次风加热器1的蒸汽入口连接的蒸汽管道10上设置一次风加热器进汽调节阀3，在取汽口与二次风加热器2的蒸汽入口连接的蒸汽管道10上设置二次风加热器进汽调节阀4，使蒸汽在进入一次风加热器1和二次风加热器2前先通过一次风加热器进汽调节阀3和二次风加热器进汽调节阀4进行蒸汽量的调节分配，从而使进入一次风加热器1和二次风加热器2的蒸汽量与一次风和二次风的风量匹配。
在本发明一较佳实施例中，如图1所示，本发明的直接空冷机组余热回收装置的一次风加热器1的蒸汽入口与二次风加热器2的蒸汽入口是在通过蒸汽管道10连接后通过同一蒸汽管道10连接至同一系统进汽阀8，再由系统进汽阀8连接至取汽口。本发明的直接空冷机组余热回收装置的一次风加热器凝结水箱5的出口与二次风加热器凝结水箱6的出口是在通过凝结水管道11连接后通过同一凝结水管道11连接至同一系统出水阀9，再由系统出水阀9连接至回水口。其中疏水泵7及放水口设置于一次风加热器凝结水箱5的出口与二次风加热器凝结水箱6的出口连接后与系统出水阀9连接的凝结水管道11上。其中，在本较佳实施例中，在使一次风加热器1的蒸汽入口与二次风加热器2的蒸汽入口连接的蒸汽管道10中，在与一次风加热器1的蒸汽入口连接的蒸汽管道10上设有一次风加热器进汽调节阀3，在与二次风加热器2的蒸汽入口连接的蒸汽管道10上设有二次风加热器进汽调节阀4。
本较佳实施例的直接空冷机组余热回收装置在正常工作时，系统进汽阀8和系统出水阀9打开，直接空冷机组的汽轮机的乏汽由取汽口进入蒸汽管道10，被送到锅炉17的一次风道和二次风道内设置的一次风加热器1和二次风加热器2，来加热一次风和二次风。同时，蒸汽在一次风加热器1和二次风加热器2中被一次风和二次风冷却，产生凝结水，由一次风加热器1和二次风加热器2进入一次风加热器凝结水箱5和二次风加热器凝结水箱6，并在疏水泵7的推动下进入凝结水管道11，由回水口被送回冷凝水管道25，循环利用。其中,本发明可以通过一次风加热器1和二次风加热器2的水侧入口处设置的一次风加热器水侧调节阀3和二次风加热器水侧调节阀4来调节蒸气量，从而控制一次风和二次风的温升,并同时控制凝结水的量。
当然,本发明并不以此为限,例如：在本发明的另一实施例中,本发明的间接空冷机组余热回收装置的一次风加热器1和二次风加热器2也可以分别通过不同的蒸汽管道10和凝结水管道11并联于取汽口与回水口之间，即在本发明的直接空冷机组余热回收装置中,使一次风加热器1和一次风加热器凝结水箱5与取汽口和回水口连接的蒸汽管道10和凝结水管道11与使二次风加热器2和二次风加热器凝结水箱6与取汽口和回水口连接的蒸汽管道10和凝结水管道11相互独立,但两者共用同一取汽口和回水口。此时，一次风加热器1的凝结水出口与一次风加热器凝结水箱5的入口连接，在使一次风加热器1的蒸汽入口与取汽口连接的蒸汽管道10可设有一系统进汽阀8及一次风加热器进汽调节阀3，在使一次风加热器凝结水箱5的出口与回水口连接的凝结水管道11可设有一系统出水阀7、一放水口及一疏水泵7。而二次风加热器2的凝结水出口与二次风加热器凝结水箱6的入口连接，在使二次风加热器2的蒸汽入口与取汽口连接的蒸汽管道10可设有另一系统进汽阀8及二次风加热器进汽调节阀4，在使二次风加热器凝结水箱6的出口与回水口连接的凝结水管道11可设有另一系统出水阀7、另一放水口及另一疏水泵7。又例如：在本发明的又一实施例中,本发明的直接空冷机组余热回收装置的一次风加热器1和一次风加热器凝结水箱5与二次风加热器2和二次风加热器凝结水箱6虽然也是分别通过不同的蒸汽管道10和凝结水管道11并联于取汽口与回水口之间,即在本发明的直接空冷机组余热回收装置中,使一次风加热器1和一次风加热器凝结水箱5与取汽口和回水口连接的蒸汽管道10和凝结水管道11与使二次风加热器2和二次风加热器凝结水箱6与取汽口和回水口连接的蒸汽管道10和凝结水管道11相互独立，但两者是分别通过不同的取汽口和回水口与乏汽管道24和冷凝水管道25连接，即在连接直接空冷机组的汽轮机13与空冷岛14的乏汽管道24和连接空冷岛14与回热系统的冷凝水管道25上分别设有两个取汽口和两个回水口。此时，一次风加热器1的凝结水出口与一次风加热器凝结水箱5的入口连接，在使一次风加热器1的蒸汽入口与取汽口连接的蒸汽管道10可设有一系统进汽阀8及一次风加热器进汽调节阀3，在使一次风加热器凝结水箱5的出口与回水口连接的凝结水管道11可设有一系统出水阀7、一放水口及一疏水泵7。而二次风加热器2的凝结水出口与二次风加热器凝结水箱6的入口连接，在使二次风加热器2的蒸汽入口与取汽口连接的蒸汽管道10可设有另一系统进汽阀8及二次风加热器进汽调节阀4，在使二次风加热器凝结水箱6的出口与回水口连接的凝结水管道11可设有另一系统出水阀7、另一放水口及另一疏水泵7。
本发明的间接空冷机组余热回收装置的热工测点，如：热电阻、压力变送器、差压变送器、流量计、湿度检测计等，包括配套调节设备均可接入发电机组的DCS，实现自动化控制。
本发明是有关于一种间接空冷机组余热回收装置，是利用间接空冷发电机组的闭式循环冷却水系统的空冷循环水作为热源，通过加热器加热锅炉的一次风和二次风，并且在一次风风道和二次风风道内分开设置一次风加热器和二次风加热器。其中加热器的换热元件可以采用螺旋翅片管、H型鳍片管、钢铝复合翅片管、其它形式的翅片管或光管，空冷循环水在管内流动，一次风和二次风在管外流动，实现换热。本发明的间接空冷机组余热回收装置运行平稳、安全、环保，具有良好的节能效果。
本发明的直接空冷机组余热回收装置的热工测点，如：热电阻、压力变送器、差压变送器、流量计、湿度检测计等，包括配套调节设备均可接入发电机组的DCS，实现自动化控制。
本发明是有关于一种直接空冷机组余热回收装置,是利用直接空冷发电机组的汽轮机乏汽作为热源,通过加热器加热锅炉设备的一次风和二次风并且在一次风风道和二次风风道内分开设置一次风加热器和二次风加热器。加热器的换热元件可以采用螺旋翅片管、H型鳍片管、钢铝复合翅片管、其它形式的翅片管或光管,蒸气在管内流动，一次风和二次风在管外流动,实现换热。本发明的直接空冷机组余热回收装置运行平稳、安全、环保,具有良好的节能效果。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (7)
1.一种直接空冷机组余热回收装置，其特征在于其包括:一次风加热器(1)、二次风加热器(2)、一次风加热器凝结水箱(5)、二次风加热器凝结水箱(6)、疏水泵(7)、蒸汽管道(10)以及凝结水管道(11)；其中，所述一次风加热器(1)设置于一次风风道内；所述一次风加热器(1)的凝结水出口与所述一次风加热器凝结水箱(5)的入口连接；所述二次风加热器(2)设置于二次风风道内；所述二次风加热器(2)的凝结水出口与所述二次风加热器凝结水箱(6)的入口连接；在所述直接空冷机组的汽轮机通往空冷岛的乏汽管道上设有取汽口；在所述直接空冷机组的空冷岛与回热系统连接的冷凝水管道上设有回水口；所述一次风加热器(1)及所述一次风加热器凝结水箱(5)与所述二次风加热器(2)及所述二次风加热器凝结水箱(6)通过所述蒸汽管道(10)与所述凝结水管道(11)并联于所述取汽口与所述回水口之间；所述疏水泵(7)设置于所述凝结水管道(11)上。
2.根据权利要求1所述的直接空冷机组余热回收装置，其特征在于其中在所述取汽口与所述一次风加热器(1)的蒸汽入口及所述二次风加热器(2)的蒸汽入口连接的所述蒸汽管道(10)上设有系统进汽阀(8)；在所述回水口与所述一次风加热器凝结水箱(5)的出口及所述二次风加热器凝结水箱(6)的出口连接的所述凝结水管道(11)上设有系统出水阀(9)；其中在所述凝结水管道(11)上所述疏水泵(7)与所述系统出水阀(9)之间还设有放水口，在所述放水口处设有放水阀(12)。
3.根据权利要求2所述的直接空冷机组余热回收装置，其特征在于其中所述一次风加热器(1)的蒸汽入口与所述二次风加热器(2)的蒸汽入口是在通过所述蒸汽管道(10)连接后通过同一所述蒸汽管道(10)连接至同一所述系统进汽阀(8)，再由所述系统进汽阀(8)连接至所述取汽口；所述一次风加热器凝结水箱(5)的出口与所述二次风加热器凝结水箱(6)的出口是在通过所述凝结水管道(11)连接后通过同一所述凝结水管道(11)连接至同一所述系统出水阀(9)，再由所述系统出水阀(9)连接至所述回水口；所述疏水泵(7)及所述放水口设置于所述一次风加热器凝结水箱(5)的出口与所述二次风加热器凝结水箱(6)的出口连接后与所述系统出水阀(9)连接的所述凝结水管道(11)上。
4.根据权利要求3所述的直接空冷机组余热回收装置，其特征在于其中在使所述一次风加热器(1)的蒸汽入口与所述二次风加热器(2)的蒸汽入口连接的所述蒸汽管道(10)中，在与所述一次风加热器(1)的蒸汽入口连接的所述蒸汽管道(10)上设有一次风加热器进汽调节阀(3)，在与所述二次风加热器(2)的蒸汽入口连接的所述蒸汽管道(10)上设有二次风加热器进汽调节阀(4)。
5.根据权利要求1或2所述的直接空冷机组余热回收装置，其特征在于其中在所述取汽口与所述一次风加热器(1)的蒸汽入口连接的所述蒸汽管道(10)上设有一次风加热器进汽调节阀(3)；在所述取汽口与所述二次风加热器(2)的蒸汽入口连接的所述蒸汽管道(10)上设有二次风加热器进汽调节阀(4)。
6.根据权利要求1所述的直接空冷机组余热回收装置，其特征在于其中所述一次风加热器(1)及所述二次风加热器(2)的受热面采用螺旋翅片管、H型鳍片管或光管。
7.根据权利要求1所述的直接空冷机组余热回收装置，其特征在于其中所述一次风加热器(1)及所述二次风加热器(2)的受热面采用钢铝复合翅片管或光管。
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