CN105928283A - 一种基于蓄水池储冷的间接空冷系统 - Google Patents

Abstract

一种基于蓄水池储冷的间接空冷系统，具体涉及一种基于蓄水池储冷的间冷机组空冷系统，以解决夏季白天与夜晚空气存在较大温差，白天环境温度过高导致空冷机组背压易超限，空冷机组安全性降低，且晚间空气温度较低、机组负荷率较低导致空冷塔冷却能力未利用的问题，它包括凝汽器、循环水泵、空冷塔、蓄水池、散热器和凝结水泵；通过在白天温度相对较高时利用通过蓄水池存储的晚间低温循环水，实现了晚间的冷能在白天的利用。本发明用于间接空冷机组。

Description

一种基于蓄水池储冷的间接空冷系统

技术领域

本发明涉及间接空冷机组领域，具体涉及一种基于蓄水池储冷的间冷机组空冷系统，属于发电系统领域。

背景技术

空冷技术是一种以节水为目的的火电厂冷却技术，是一种以空气取代水为冷却介质的冷却方式，它直接或间接的用空气来冷却汽轮机排除的乏汽。我国地域辽阔，水、煤炭等资源分布极不均衡，在我国华北、西北等富煤缺水地区，发电厂的空冷技术作为一种最有效的节水型火力发电技术，得到了极为广泛的应用。据统计，采用空冷技术后，火电厂可以节约用水75％～80％，600MW机组的耗水量可以降低到360m³/h左右。空冷技术的开发研究被国家发展和改革委员会列为重点科技攻关项目，国家电网公司在《火力发电厂“十一五”节水计划》明确提出，要积极研究空冷技术，在缺水地区推广应用。

截止目前，应用于发电厂的空冷系统主要有3种，即直接空冷系统、带表面式凝汽器的间接空冷系统又简称为哈蒙系统和带混合式凝汽器的间接空冷系统又简称为海勒系统。直接空冷系统是汽轮机乏汽与环境空气直接进行热交换；间接空冷系统是汽轮机乏汽通过循环冷却水与环境空气进行间接热交换。直接空冷系统都采用机械式通风方式，而两种间接空冷系统主要利用自然通风方式。间接空冷系统是利用双曲线冷却塔的抽吸力作用进行自然通风，将汽轮机乏汽通过循环冷却水与环境空气进行间接热交换。

对于空冷机组，其背压受外界影响较大，而背压的高低直接关系到整个机组的安全性和经济型，根据初步估算空冷机组背压每变化±1kPa约影响供电煤耗率±1.52g/kW·h。存在夏季热风再回流的影响，另外空冷机组对环境风速及风向很敏感，机组背压随环境气温、风速及风向影响大。根据实际观测数据，对于空冷机组，机组在冬季运行时的背压控制范围和夏季时的背压控制范围差异性很大；相同负荷点的背压在冬夏季的差异性超过10Kpa。因此，空冷机组需要考虑背压变化对机组运行的影响，并寻求降低背压及控制背压稳定的方法。

决定间冷机组背压的主要因素有三点：1、间接空冷系统的冷却能力大小；2、进入凝汽器的汽轮机低压缸乏汽的凝结热大小；3、外部环境因素，如气温、风速。如果间接空冷系统的换热功率大，间冷系统的循环水就可以在进入机组凝汽器前得到充分冷却，凝汽器的换热能力也就更强，机组的背压下降；如果进入凝汽器的低压缸乏汽凝结热减少，机组的背压也会下降，空冷机组的安全性和经济性也得到了较好的保证。由于环境因素不可控，且温度、风速等参数的波动较大，所以保持空冷机组背压稳定且背压较低是一个关于空冷机组安全性与经济性的重要课题。

发明内容

本发明是为解决夏季白天与夜晚空气存在较大温差，白天环境温度过高导致空冷机组背压易超限，空冷机组安全性降低，且晚间空气温度较低、机组负荷率较低导致空冷塔冷却能力未利用的问题，进而提出了一种基于蓄水池储冷的间接空冷系统。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：

一种基于蓄水池储冷的间接空冷系统包括凝汽器、循环水泵、空冷塔、蓄水池、散热器和凝结水泵；凝汽器的壳体入口与汽轮机的低压缸乏汽出口连通，凝汽器的壳体出口与凝结水泵连通，散热器安装在空冷塔内，凝汽器的管束出口与散热器的入口连通且二者连通的管路上安装有循环水泵，散热器的出口与凝汽器的管束入口连通且二者连通的管路上安装有蓄水池。

一种基于蓄水池储冷的间接空冷系统包括凝汽器、循环水泵、空冷塔、蓄水池、散热器、凝结水泵和调压水轮机；凝汽器的壳体入口与汽轮机的低压缸乏汽出口连通，凝汽器的壳体出口与凝结水泵连通，散热器安装在空冷塔底部边缘处，凝汽器的壳体出口同时与散热器的入口连通且二者连通的管路上安装有循环水泵，散热器的出口与凝汽器连通且二者连通的管路上安装有蓄水池和调压水轮机。

数据显示，空冷机组的效率受到空冷塔出口水温的影响。空冷塔出口循环水水温对机组的背压产生影响，当水温每降低1℃时机组的经济性会有一定的提高。本发明的有益效果是通过平衡空气昼夜温差来使机组运行更加稳定并且利用晚上的低温降低白天冷却水的温度，实现了冷能的转移，提高白天机组的经济性。本发明实现了白天利用夜晚机组运行产生的较低温度的循环冷却水，进而实现在夏季白天气温较高时降低背压、提高机组经济性的效果。本发明在于利用了夜间空气温度较低、机组负荷率较小的特点，利用加装蓄水池的方式将夜间的低温循环水储存起来，并在温度较高的白天将其作为凝汽器入口循环水，这样可以充分利用夜间的低温条件，将蓄水池作为储冷装置，将夜间的低温转移到了白天；提高了间接空冷机组在白天时的经济性，在外部环境温度更高的情况下可以在一定程度上保证其安全性。

附图说明

图1为现有哈蒙式间接空冷机组的结构示意图；

图2为现有海勒式间接空冷机组的结构示意图；

图3为本发明基于蓄水池储冷的哈蒙式间接空冷系统示意图；

图4为本发明基于蓄水池储冷的海勒式间接空冷系统示意图。

其中，1-锅炉，2-过热器，3-汽轮机，4-凝汽器，5-凝结水泵，6-凝结水精处理装置，7-凝结水升压泵，8-低压加热器，9-除氧器，10-给水泵，11-高压加热器，12-循环水泵，13-膨胀水箱，14-福哥式散热器，15-空冷塔，16-发电机，17-调压水轮机，18-蓄水池。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图3说明，本实施方式的一种基于蓄水池储冷的间接空冷系统，它包括凝汽器4、循环水泵12、空冷塔15、蓄水池18、散热器14和凝结水泵5；

凝汽器4的壳体入口与汽轮机3的低压缸乏汽出口连通，凝汽器4的壳体出口与凝结水泵5连通，散热器14安装在空冷塔15内，凝汽器4的管束出口与散热器14的入口连通且二者连通的管路上安装有循环水泵12，散热器14的出口与凝汽器4的管束入口连通且二者连通的管路上安装有蓄水池18。

在空冷塔出口加装一个蓄水池18，用来存放间接空冷机组在夜晚工作时产生的较低温度的冷却循环水，并在白天较高室外气温的条件下利用循环水泵将蓄水池18内存放的温度较低的冷却循环水泵入机组凝汽器进行冷却，提高凝汽器换热能力，从而实现了降低背压、提高机组经济性的目的。

本实施方式使用时，凝结水泵5与凝结水精处理装置6连接，凝结水依次经7-凝结水泵，8-低压加热器，9-除氧器，10-给水泵，11-高压加热器后送至1-锅炉，再经2-过热器加热后的蒸汽送往汽轮机3的高压缸、中压缸和低压缸；循环水泵12用于将经空冷塔冷却后的储存在蓄水池18内的温度较低的水打入凝汽器4与乏汽进行热交换。

具体实施方式二：结合图3说明，本实施方式的凝汽器4为表面式凝汽器。如此设置，满足设计要求和实际需要。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图3说明，本实施方式的散热器14为福哥式全铝制散热器。如此设置，质轻，换热效率高，不易腐蚀。其它与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图4说明，本实施方式的一种基于蓄水池储冷的间接空冷系统，它包括凝汽器4、循环水泵12、空冷塔15、蓄水池18、散热器14、凝结水泵5和调压水轮机17；

凝汽器4的壳体入口与汽轮机3的低压缸乏汽出口连通，凝汽器4的壳体出口与凝结水泵5连通，散热器14安装在空冷塔15底部边缘处，凝汽器4的壳体出口与散热器14的入口连通且二者连通的管路上安装有循环水泵12，散热器14的出口与凝汽器4连通且二者连通的管路上安装有蓄水池18和调压水轮机17。

在空冷塔出口加装一个封闭蓄水池，用来存放间接空冷机组在夜晚工作时产生的较低温度的冷却循环水，并在白天较高室外气温的条件下利用循环水泵将蓄水池内存放的温度较低的冷却循环水泵入机组凝汽器进行冷却，提高凝汽器换热能力，从而实现了降低背压、提高机组经济性的目的。

本实施方式使用时，凝结水泵5与凝结水精处理装置6连接，凝结水依次经7-凝结水泵，8-低压加热器，9-除氧器，10-给水泵，11-高压加热器后送至1-锅炉，再经2-过热器加热后的蒸汽送往汽轮机3的高压缸、中压缸和低压缸；循环水泵12用于将经空冷塔冷却后的储存在蓄水池18内的温度较低的水打入凝汽器与乏汽进行热交换。

具体实施方式五：结合图4说明，本实施方式的凝汽器4为射流式凝汽器。如此设置，能获得很高的真空，能把不凝结气体全部排出，满足设计要求和实际需要。其它与具体实施方式四相同。

具体实施方式六：结合图4说明，本实施方式的散热器14为冷却三角散热器。如此设置，质轻，换热效率高，不易腐蚀。其它与具体实施方式四或五相同。

机组的运行方式为：晚间在机组负荷下降、环境气温下降时，保持循环水泵额定状态工作，蓄水池内的水依然通过空冷塔进行充分冷却，空冷塔出口水温较低，蓄水池内的水温也随之降低；白天气温相对较高，此时将蓄水池内的低温冷却水通过循环水泵打入至凝汽器，实现降低背压、稳定背压的目的。

Claims (6)

1.一种基于蓄水池储冷的间接空冷系统，其特征在于：它包括凝汽器(4)、循环水泵(12)、空冷塔(15)、蓄水池(18)、散热器(14)和凝结水泵(5)；

凝汽器(4)的壳体入口与汽轮机(3)的低压缸乏汽出口连通，凝汽器(4)的壳体出口与凝结水泵(5)连通，散热器(14)安装在空冷塔(15)内，凝汽器(4)的管束出口与散热器(14)的入口连通且二者连通的管路上安装有循环水泵(12)，散热器(14)的出口与凝汽器(4)的管束入口连通且二者连通的管路上安装有蓄水池(18)。

2.根据权利要求1所述的一种基于蓄水池储冷的间接空冷系统，其特征在于：凝汽器(4)为表面式凝汽器。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于蓄水池储冷的间接空冷系统，其特征在于：散热器(14)为福哥式全铝制散热器。

4.一种基于蓄水池储冷的间接空冷系统，其特征在于：它包括凝汽器(4)、循环水泵(12)、空冷塔(15)、蓄水池(18)、散热器(14)、凝结水泵(5)和调压水轮机(17)；

凝汽器(4)的壳体入口与汽轮机(3)的低压缸乏汽出口连通，凝汽器(4)的壳体出口与凝结水泵(5)连通，散热器(14)安装在空冷塔(15)底部边缘处，凝汽器(4)的壳体出口与散热器(14)的入口连通且二者连通的管路上安装有循环水泵(12)，散热器(14)的出口与凝汽器(4)连通且二者连通的管路上安装有蓄水池(18)和调压水轮机(17)。

5.根据权利要求4所述的一种基于蓄水池储冷的间接空冷系统，其特征在于：凝汽器(4)为射流式凝汽器。

6.根据权利要求4或5所述的一种基于蓄水池蓄冷的间接空冷系统，其特征在于：散热器(14)为冷却三角散热器。