CN104807344A - 一种火电机组干式间接蓄冷式尖峰冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种火电机组干式间接蓄冷式尖峰冷却系统，包括汽轮机低压缸，其下端连接相匹配的排汽管道，排汽管道通过蝶形控制阀连接喷射式凝汽器，其通过凝结水泵连接凝结水箱，排汽管道另一端连接空冷凝汽器，其上设有空冷凝汽器蒸汽分配管道，其上设有冷却混合装置，冷却混合装置包括冷却水输送管道和设置在其上若干冷却水喷嘴，空冷凝汽器通过凝结水箱连接循环水集箱，循环水集箱通过取水泵连接设在冷却系统内的冷却室，冷却室分别连接干式空气强制通风冷却系统和电压缩蒸汽制冷系统，冷却室通过循环冷却水泵连接喷射式凝汽器，空冷凝汽器连接设在抽气装置中水环式真空泵，其依次连接气水分离器和冷却器，冷却器一端连接冷却室，另一端连接循环水集箱。

Description

一种火电机组干式间接蓄冷式尖峰冷却系统

技术领域

本发明涉及热力循环技术领域，具体涉及一种火电机组干式间接蓄冷式尖峰冷却系统。

背景技术

伴随着我国经济的平稳快速发展，整个社会对能源消耗需求的逐渐扩大，其中尤以轻、重工业为主的制造业对于电能的需求量与日俱增。而经济转型的压力也使原南方制造业发达地区正逐步向北方新、老工业地区完成输送，制造业产业链条的延伸。为保证工业企业由南向北的成功转移并提供足够的能源支持，北方地区从2000年开始大力发展电力产业，其中尤以依托煤炭等化石能源储藏优势的山西、内蒙古、新疆、陕甘宁、河北等地为主，投资兴建了一大批火电燃煤机组，从而为经济的顺利转型和产业链条的延伸提供良好的电力供应基础。

由于北方地区的地理、气候特点，在建及投产运行的火电燃煤机组中，直接空冷火电燃煤机组占据大量份额，从而在北方干旱少雨地区节约珍贵的水资源。实际运行中，直接空冷火电机组会出现夏季背压高、背压频繁波动的问题，真空可达40kPa，对机组的稳定运行和经济性产生极大的负面影响。目前解决方法主要是增设原直接空冷塔面积和湿式尖峰冷却器两种方式，增设直接空冷塔面积造价高昂且不能解决真空波动的问题，湿式尖峰冷却器虽然造价稍低，但在运行过程中却需要消耗大量水资源以达到降低背压的目的，并且外喷雾式冷却器消耗大量除盐水，这与建立直接空冷机组的节水初衷相违背。

因此，亟需开发一种新型火电机组干式间接冷却器系统，以解决现有技术存在的上述不足。

发明内容

本发明的目的是提供一种火电机组干式间接蓄冷式尖峰冷却系统，以克服目前现有技术存在的上述不足。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种火电机组干式间接蓄冷式尖峰冷却系统，包括汽轮机低压缸，所述汽轮机低压缸下端连接有与其相匹配的排汽管道，所述排汽管道通过蝶形控制阀与喷射式凝汽器相连接，所述喷射式凝汽器通过凝结水泵与凝结水箱相连接，所述排汽管道的另一端连接有空冷凝汽器，所述空冷凝汽器上设有空冷凝汽器蒸汽分配管道，所述空冷凝汽器蒸汽分配管道上设有冷却混合装置，所述冷却混合装置包括冷却水输送管道和设置在冷却水输送管道上的若干冷却水喷嘴，所述冷却水喷嘴设置在汽轮机低压缸至空冷凝汽器的排汽管道和空冷凝汽器蒸汽分配管道内侧，所述冷却水输送管道设置在汽轮机低压缸至空冷凝汽器的排汽管道及空冷凝汽器蒸汽分配管道的外侧，所述空冷凝汽器通过凝结水箱连接有循环水集箱，所述循环水集箱通过取水泵与设置在冷却系统内的冷却室相连接，所述冷却室分别连接有干式空气强制通风冷却系统和电压缩蒸汽制冷系统，所述冷却室通过循环冷却水泵与喷射式凝汽器相连接，所述空冷凝汽器还与设置在抽气装置中的水环式真空泵相连接，所述水环式真空泵依次连接有气水分离器和冷却器，所述冷却器一端通过循环冷却水泵与冷却室相连接，另一端与循环水集箱相连接。

进一步的，所述冷却混合装置与循环冷却水泵之间设有调节阀八、调节阀三，所述冷却混合装置与喷射式凝汽器之间设有调节阀八和调节阀七。

进一步的，所述冷却器和循环冷却水泵之间设有调节阀四。

进一步的，所述冷却器中的冷却水来自冷却系统产生的低温冷却水。

进一步的，所述凝结水箱和循环水集箱之间设有调节阀一，所述循环水集箱和取水泵之间设有截断阀，所述取水泵和冷却室之间设有调节阀二。

进一步的，所述凝结水箱和凝结水泵之间设有调节阀五，所述凝结水泵和循环水集箱之间设有调节阀六。

进一步的，所述循环冷却水泵与喷射式凝汽器之间设有调节阀三和调节阀七。

进一步的，所述取水泵、循环冷却水泵以及凝结水泵均为双速泵。

本发明的有益效果为：设计合理，有效降低空冷凝汽器背压、大幅提高机组运行过程真空，依靠装置的蓄冷作用维持机组较佳真空并稳定空冷凝汽器背压，可观地提高机组运行经济性，保证机组能够满发、稳发，提高汽轮机组运行安全可靠性，并减少负荷频繁变化产生的汽轮机转子疲劳损耗，延长转子寿命，在满足机组安全运行的前提下，切实做到节能减排。

附图说明

下面为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例所述的一种火电机组干式间接蓄冷式尖峰冷却系统的示意图。

图中：

1、汽轮机低压缸；2、冷却混合装置；3、空冷凝汽器蒸汽分配管道；4、空冷凝汽器；5、水环式真空泵；6、气水分离器；7、冷却器；8、凝结水箱；9、调节阀一；10、循环水集箱；11、截断阀；12、调节阀二；13、取水泵；14、循环冷却水泵；15、冷却室；16、电压缩蒸汽制冷系统；17、干式空气强制通风冷却系统；18、排汽管道；19、喷射式凝汽器；20、抽气装置；21、冷却系统；22、调节阀三；23、调节阀四；24、冷却水输送管道；25、冷却水喷嘴；26、蝶形控制阀；27、凝结水泵；28、调节阀五；29、调节阀六；30、调节阀七；31、调节阀八。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例所述的一种火电机组干式间接蓄冷式尖峰冷却系统，包括汽轮机低压缸1，所述汽轮机低压缸1下端连接有与其相匹配的排汽管道18，所述排汽管道18通过蝶形控制阀26与喷射式凝汽器19相连接，所述喷射式凝汽器19通过凝结水泵27与凝结水箱8相连接，所述排汽管道18的另一端连接有空冷凝汽器4，所述空冷凝汽器4上设有空冷凝汽器蒸汽分配管道3，所述空冷凝汽器蒸汽分配管道3上设有冷却混合装置2，所述冷却混合装置2包括冷却水输送管道24和设置在冷却水输送管道24上的若干冷却水喷嘴25，所述冷却水喷嘴25设置在汽轮机低压缸1至空冷凝汽器4的排汽管道18和空冷凝汽器蒸汽分配管道3内侧，所述冷却水输送管道24设置在汽轮机低压缸1至空冷凝汽器4的排汽管道及空冷凝汽器蒸汽分配管道3的外侧，所述空冷凝汽器4通过凝结水箱8连接有循环水集箱10，所述循环水集箱10通过取水泵13与设置在冷却系统21内的冷却室15相连接，所述冷却室15分别连接有干式空气强制通风冷却系统17和电压缩蒸汽制冷系统16，所述冷却室15通过循环冷却水泵14与喷射式凝汽器19相连接，所述空冷凝汽器4还与设置在抽气装置20中的水环式真空泵5相连接，所述水环式真空泵5依次连接有气水分离器6和冷却器7，所述冷却器7一端通过循环冷却水泵14与冷却室15相连接，另一端与循环水集箱10相连接，所述冷却混合装置2与循环冷却水泵14之间设有调节阀八31、调节阀三22，所述冷却混合装置2与喷射式凝汽器19之间设有调节阀八31和调节阀七30，所述冷却器7和循环冷却水泵14之间设有调节阀四23，所述冷却器7中的冷却水来自干式空气强制通风冷却系统17和电压缩蒸汽制冷系统16，所述凝结水箱8和循环水集箱10之间设有调节阀一9，所述循环水集箱10和取水泵13之间设有截断阀11，所述取水泵13和冷却室15之间设有调节阀二12，所述凝结水箱8和凝结水泵27之间设有调节阀五28，所述凝结水泵27和循环水集箱10之间设有调节阀六29，所述循环冷却水泵14与喷射式凝汽器19之间设有调节阀三22和调节阀七30，所述水环式真空泵5、取水泵13、循环冷却水泵14以及凝结水泵27均为双速泵。

具体使用时，汽轮机低压缸1将蒸汽排出，占排气量10%-20%，排出的蒸汽通过蝶形控制阀26导入到喷射式凝汽器19中；

喷射式凝汽器19内蒸汽与喷射成水膜的冷却水直接接触，迅速凝结，从喷射式凝汽器19中导出的凝结蒸汽量的水经过凝结水泵27凝结后导出分为两路，一路为与所凝结蒸汽等质量的凝结水通过调节阀五28导入至凝结水箱8，另一路为其余凝结水通过调节阀六29进入循环水集箱10中；

循环水集箱10中的循环凝结水通过截断阀11，并流经取水泵13，再通过调节阀二12，完成对水流量及流速的调节控制后，进入冷却系统21中，进入冷却系统21中冷却室15，在电压缩蒸汽制冷系统16和干式空气强制通风冷却系统17的共同作用下对进入冷却室15的水进行冷却；

冷却水从冷却室15中导出后，进入循环冷却水泵14，经循环冷却水泵14导出的循环凝结水分为两路，一路通过调节阀四23进入抽气装置20中的冷却器7，用低温冷却水代替原凝结水对水环式真空泵5进行冷却，提高了水环式真空泵5的抽吸能力，从冷却器7中导出的水进入到循环水集箱10中，另一路通过调节阀三22后分作两路，一路通过调节阀八31进入到冷却混合装置2，另一路通过调节阀七30进入到喷射式凝汽器19内，蒸汽与喷射成水膜的冷却水再次接触凝结,然后开始下一次冷却循环过程，经冷却系统21冷却后形成的低温冷却水往复于系统之间，构成闭路循环，从而对汽轮机低压缸1进行分流排汽，相当于增加冷却面积，提高了机组真空。

本装置新增的喷射式凝汽器系统、冷却混合装置及蓄冷式冷却系统，能够使汽轮机低压缸排汽直接接触并混合冷却水，迅速减小工质比容，促进蒸汽在空冷凝汽器系统中的流动，尤其优化了空冷凝汽器末端换热效果，而利用喷射式凝汽器分流低压缸排汽，加强机组冷却能力，依托直接混合化换热的优势，以较小占地取得大冷却面积的效果，大幅提高机组真空；从汽轮机主排汽管道分流蒸汽到喷射式凝汽器距离很短，蒸汽流动过程沿程压降小，对机组背压降低有较大优势；内循环水冷却系统增强了直接空冷系统抗环境扰动的能力，降低了对环境风敏感性，加入了大量具有很大热惯性和热容的循环冷却水作为稳定工质，依靠其巨大蓄冷作用，可以维持真空下的稳定状态，减少风机频繁变工况动作，提高其运行安全性，保证空冷凝汽器正常运行，有效的提高了装置运行的稳定性和可靠性，延长了装置的使用寿命；当外界环境不稳定时，参与循环流动的循环水可以缓冲直接空冷凝汽器换热恶化造成的背压波动，在取得提高真空的同时，能够起到稳定真空的作用；使用闭式冷却水循环达到了提高机组真空的目的，能够循环利用珍贵的凝结水资源，避免造成大量水资源浪费，切合北方火电机组采用直接空冷的初衷，并且具有投资小、效益高、布置紧凑、占地小等优点，通过冷却水与蒸汽直接混合实现了大量增加换热面积的目的，能够以较少投资换取较大经济效益和提高真空的能力，提高了环保经济性，有利于市场的推广与应用。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种火电机组干式间接蓄冷式尖峰冷却系统，其特征在于，包括汽轮机低压缸（1），所述汽轮机低压缸（1）下端连接有与其相匹配的排汽管道（18），所述排汽管道（18）通过蝶形控制阀（26）与喷射式凝汽器（19）相连接，所述喷射式凝汽器（19）通过凝结水泵（27）与凝结水箱（8）相连接，所述排汽管道（18）的另一端连接有空冷凝汽器（4），所述空冷凝汽器（4）上设有空冷凝汽器蒸汽分配管道（3），所述空冷凝汽器蒸汽分配管道（3）上设有冷却混合装置（2），所述冷却混合装置（2）包括冷却水输送管道（24）和设置在冷却水输送管道（24）上的若干冷却水喷嘴（25），所述冷却水喷嘴（25）设置在汽轮机低压缸（1）至空冷凝汽器（4）的排汽管道（18）和空冷凝汽器蒸汽分配管道（3）内侧，所述冷却水输送管道（24）设置在汽轮机低压缸（1）至空冷凝汽器（4）的排汽管道及空冷凝汽器蒸汽分配管道（3）的外侧，所述空冷凝汽器（4）通过凝结水箱（8）连接有循环水集箱（10），所述循环水集箱（10）通过取水泵（13）与设置在冷却系统（21）内的冷却室（15）相连接，所述冷却室（15）分别连接有干式空气强制通风冷却系统（17）和电压缩蒸汽制冷系统（16），所述冷却室（15）通过循环冷却水泵（14）与喷射式凝汽器（19）相连接，所述空冷凝汽器（4）还与设置在抽气装置（20）中的水环式真空泵（5）相连接，所述水环式真空泵（5）依次连接有气水分离器（6）和冷却器（7），所述冷却器（7）一端通过循环冷却水泵（14）与冷却室（15）相连接，另一端与循环水集箱（10）相连接。

2.根据权利要求1所述的火电机组干式间接蓄冷式尖峰冷却系统，其特征在于，所述冷却混合装置（2）与循环冷却水泵（14）之间设有调节阀八（31）、调节阀三（22），所述冷却混合装置（2）与喷射式凝汽器（19）之间设有调节阀八（31）和调节阀七（30）。

3.根据权利要求2所述的火电机组干式间接蓄冷式尖峰冷却系统，其特征在于，所述冷却器（7）和循环冷却水泵（14）之间设有调节阀四（23）。

4.根据权利要求3所述的火电机组干式间接蓄冷式尖峰冷却系统，其特征在于，所述冷却器（7）中的冷却水来自冷却系统（21）产生的低温冷却水。

5.根据权利要求4所述的火电机组干式间接蓄冷式尖峰冷却系统，其特征在于，所述凝结水箱（8）和循环水集箱（10）之间设有调节阀一（9），所述循环水集箱（10）和取水泵（13）之间设有截断阀（11），所述取水泵（13）和冷却室（15）之间设有调节阀二（12）。

6.根据权利要求5所述的火电机组干式间接蓄冷式尖峰冷却系统，其特征在于，所述凝结水箱（8）和凝结水泵（27）之间设有调节阀五（28），所述凝结水泵（27）和循环水集箱（10）之间设有调节阀六（29）。

7.根据权利要求6所述的火电机组干式间接蓄冷式尖峰冷却系统，其特征在于，所述循环冷却水泵（14）与喷射式凝汽器（19）之间设有调节阀三（22）和调节阀七（30）。

8.根据权利要求7所述的火电机组干式间接蓄冷式尖峰冷却系统，其特征在于，所述取水泵（13）、循环冷却水泵（14）以及凝结水泵（27）均为双速泵。