CN106323032B - 一种空冷岛集水箱防冻控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种空冷岛集水箱防冻控制系统，通过设置与集水箱相连的排水管线，在一列空冷风机组中各空冷风机全部停机的情况下，先封闭进汽管线，然后利用排水管线将停机的空冷风机组的集水箱中的冷凝水排出，从而将集水箱排空，即使进汽管线密封不严，或者隔离阀出现故障，集水箱中也不会积存冷凝水，本发明方案简单，设备改造成本低，易于实现，从根本上解决了高寒地区冬季空冷岛集水箱冻裂的问题，降低发电煤耗，节约生产成本。

Description

一种空冷岛集水箱防冻控制系统

技术领域

本发明涉及电厂机组设备技术领域，具体涉及一种空冷岛集水箱防冻控制系统。

背景技术

目前为了节约用水，火力发电厂普遍使用空冷系统。空冷系统虽然具有占地面积小，节水的优点，但是气候适应能力较弱，在高寒地区，如新疆、内蒙古、东三省等，由于冬季时间长、气温低，极易发生空冷风机被冻事故，严重时甚至造成机组被迫停机，空冷岛一旦被冻，若没有采取及时有效的化冻措施，必将造成设备损坏。

现有的空冷岛防冻方案是通过在排汽装置与空冷岛之间的排汽管线内设置隔离阀，在隔离阀关闭后通过控制隔离阀下游压力高于上游压力，保证隔离阀关闭后，蒸汽不会从上游向下游泄漏，从而保证空冷岛不冻结。

然而，现有的空冷岛防冻方案存在以下技术缺陷：

通常排汽管线较粗，隔离阀的体积较大，其直径约有1m左右，密封严密性难以保证，即使隔离阀关闭后，仍然会有部分蒸汽进入空冷岛。而且，一旦隔离阀出现故障，空冷岛防冻措施就失去作用。如果热的蒸汽进入停机的空冷岛，生成的凝结水聚积在集水箱内，而高寒地区环境温度低，残留在集水箱中的冷凝水会冻结，将集水箱冻裂。

因此，亟需一种空冷岛集水箱防冻控制方案，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供一种空冷岛集水箱防冻控制系统，用以解决在高寒地区的冬季空冷岛停机过程中空冷岛集水箱冻裂的问题。

本发明为解决上述技术问题，采用如下技术方案：

本发明提供一种空冷岛集水箱防冻控制系统，包括控制器和空冷岛，空冷岛包括多列空冷风机组和多个集水箱，每列空冷风机组包括多个空冷风机，每列空冷风机组的底端与集水箱相连，每列空冷风机组的顶端分别与内设有进汽阀的进汽管线相连，集水箱与内设有排水阀的排水管线相连；

控制器用于，当判断出一列空冷风机组中各空冷风机全部停机时，控制该列空冷风机组的进汽管线内的进汽阀关闭，并控制该列空冷风机组的排水管线内的排水阀开启，用以将该列空冷风机组的集水箱中的冷凝水经由排水管线排出。

进一步的，所述排水管线中还设置有用于检测排水管线内的温度的温度传感器；

所述控制器还用于，在停机列空冷风机组启动过程中，根据所述温度传感器检测到的排水管线内的温度，控制所述温度传感器所在的排水管线内的排水阀关闭；所述停机列空冷风机组为全部空冷风机停机的一列空冷风机组。

优选的，所述控制器具体用于，当所述温度传感器检测到的排水管线内的温度大于或等于预设的阈值时，控制所述温度传感器所在的排水管线内的排水阀关闭。

优选的，所述阈值为20-30℃。

进一步的，所述排水管线与启动扩容器相连。

优选的，集水箱与内设有疏水阀的冷凝水疏水管线相连；

所述控制器具体用于，当判断出一列空冷风机组中各空冷风机全部停机时，控制该列空冷风机组的进汽管线内的进汽阀和该列空冷风机组的冷凝水疏水管线内的疏水阀关闭，并控制该列空冷风机组的排水管线内的排水阀开启，用以借助启动扩容器内的负压从集水箱中抽取冷凝水，并经由排水管线输送至所述启动扩容器内。

进一步的，所述控制器还用于，当所述启动扩容器停机时，保持停机列空冷风机组的排水管线内的排水阀开启。

优选的，一个集水箱与两条排水管线相连，两条排水管线分别设置于集水箱的前端和末端。

本发明通过设置与集水箱相连的排水管线，在一列空冷风机组中各空冷风机全部停机的情况下，先封闭进汽管线，然后利用排水管线将停机的空冷风机组的集水箱中的冷凝水排出，从而将集水箱排空，即使进汽管线密封不严，或者隔离阀出现故障，集水箱中也不会积存冷凝水，本发明方案简单，设备改造成本低，易于实现，从根本上解决了高寒地区冬季空冷岛集水箱冻裂的问题，降低发电煤耗，节约生产成本。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一列空冷风机组的俯视图；

图2为本发明实施例提供的一列空冷风机组的主视图；

图3为本发明实施例提供的一列空冷风机组的右视图；

图4为本发明实施例提供的集水箱防冻控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提出了一种空冷岛集水箱防冻控制系统，通过设置与集水箱相连的排水管线，将全部停机的空冷风机组的集水箱中的冷凝水排出，避免由于蒸汽进汽密封不严、设备故障导致的防冻措施失效，可以从根本上解决高寒地区冬季空冷岛集水箱冻裂的问题。

以下结合图1至图4对本发明的方案进行详细说明。

参见图1、2、3，一种空冷岛集水箱防冻控制系统，包括控制器(图中未绘示)和空冷岛1，空冷岛1包括多列空冷风机组11和多个集水箱12。多列空冷风机组11并排设置，每列空冷风机组11包括多个空冷风机，在本发明的说明书中，以空冷岛中的一列空冷风机组，该列空冷风机组包括两个空冷风机为例进行说明，如图1所示，该列空冷风机组11包括空冷风机111和112。

如图1、2所示，每列空冷风机组11的底端与集水箱12相连，集水箱12为两个，两个集水箱12分别设置于每列空冷风机组11的两组翅片管13的下端，并从该列空冷风机组11前端的空冷风机(即空冷风机111)延伸至末端的空冷风机(即空冷风机112)。每列空冷风机组11的顶端分别与进汽管线2相连，进汽管线2内设置有进汽阀21。

集水箱12与排水管线4相连，具体的，集水箱12的底部与排水管线4相连，排水管线4内设置有排水阀41。排水阀41可以采用DN25，PN2.0的不锈钢阀门。

控制器用于，当判断出一列空冷风机组11中各空冷风机全部停机时，控制该列空冷风机组11的进汽管线2内的进汽阀21关闭，并控制该列空冷风机组11的排水管线4内的排水阀41开启，用以将该列空冷风机组11的集水箱12中的冷凝水经由排水管线4排出。

需要说明的是，控制器可以按照现有的方式判断一列空冷风机组中的各空冷风机是否全部停机。例如，当空冷风机停机时，会向控制器发送状态信号(例如可以是高电平信号或低电平信号)，控制器根据一列空冷风机组中各空冷风机发送的状态信号即可判断出该列空冷风机组当前的运行状态。

优选的，如图1所示，一个集水箱12可以与两条排水管线4相连，两条排水管线4分别设置于集水箱12的前端和末端。

通常，一列空冷风机组11可以包括7-8个空冷风机，集水箱12又是从前端的空冷风机延伸至末端的空冷风机，集水箱12的长度较长，因此，可以分别在集水箱12的前端和末端分别连接排水管线4同时排水，以尽快排空集水箱12内残留的冷凝水，降低冻结的风险。如果一列空冷风机组11中的空冷风机的数量较多，还可以在集水箱12的中部位置连接1-2个排水管线4。

进一步的，排水管线4中还设置有用于检测排水管线内的温度的温度传感器(图中未绘示)，温度传感器可以设置在排水阀41的附近。

所述控制器还用于，在停机列空冷风机组启动过程中，根据所述温度传感器检测到的排水管线4内的温度，控制所述温度传感器所在的排水管线4内的排水阀41关闭。所述停机列空冷风机组是指，全部空冷风机停机的一列空冷风机组。

所述控制器具体用于，当所述温度传感器检测到的排水管线内的温度大于或等于预设的阈值时，控制所述温度传感器所在的排水管线4内的排水阀41关闭。

优选的，所述阈值可以设置为20-30℃。

需要说明的是，空冷风机组11停机后，如果集水箱12中的冷凝水排空，那么，排水管线4内的温度与外界环境温度相当，在高寒地区的冬季，通常是零下几十度到零下几度。如果排水管线4内的温度开始上升但未达到预设的阈值，说明此时进汽阀21已开启，进汽管线2开始向空冷岛输送蒸汽，但是蒸汽量并不大，相应的，生成的冷凝水量也不大，因此，此时集水箱12无需存储冷凝水，可以通过排水管线4直接排出。当排水管线4内的温度达到预设的阈值时，说明进汽管线2向空冷岛输送的蒸汽量较大，足以在空冷岛内生成冷凝水，空冷岛不会发生冻结情况，此时应及时关闭排水阀41，否则会降低排汽装置6内的真空度，导致发电煤耗增加。

如图4所示，锅炉(图中未绘示)通过两条蒸汽输入管线分别与汽轮机5的高中压缸51和低压缸52相连，低压缸52输出的蒸汽进入排汽装置6，在排汽装置6内汇集，并经排汽装置6扩容降压、降温后，从进汽总管线7输出。进汽总管线7分别与各列空冷风机组11的进汽管线2相连，从而将蒸汽输送至空冷岛1的各列空冷风机组11。在本发明实施例中，图4仅示出了空冷岛1中的一列空冷风机组11。

所述空冷岛集水箱防冻控制系统还可以包括启动扩容器8，排水管线4与启动扩容器8相连，能够借助启动扩容器8内的负压从集水箱12中抽取冷凝水。

启动扩容器8还可以与除氧器9相连，集水箱12中的冷凝水借助排水管线4被输送至启动扩容器8内，并被输送至除氧器9进行除氧处理后，最终输送至锅炉。

结合图1、2所示，集水箱12与冷凝水疏水管线3相连，冷凝水疏水管线3内设置有疏水阀31。

进入空冷岛1的蒸汽在空冷风机111输送的冷空气的作用下，在翅片管13内换热后形成的冷凝水存储于集水箱12内，冷凝水可以通过冷凝水疏水管线3从集水箱12中输出，空冷岛1中各空冷风机组11的冷凝水疏水管线3会聚形成冷凝水总管线10，由冷凝水总管线10将空冷岛1冷凝生成的冷凝水输送至排汽装置6。

所述控制器具体用于，当判断出一列空冷风机组11中各空冷风机全部停机时，控制该列空冷风机组11的进汽管线2内的进汽阀21和该列空冷风机组的冷凝水疏水管线3内的疏水阀31关闭，并控制该列空冷风机组11的排水管线4内的排水阀41开启，用以借助启动扩容器8内的负压从集水箱中抽取冷凝水，并经由排水管线4输送至启动扩容器8内。

具体的，控制器可以控制该列空冷风机组11的进汽阀21和疏水阀31同时关闭，也可以先控制该列空冷风机组11的进汽阀21关闭，然后再控制该列空冷风机组11的疏水阀31关闭。需要注意的是，不能先控制该列空冷风机组11的疏水阀31关闭，再控制该列空冷风机组11的进汽阀21关闭，否则，一方面会导致集水箱12内的压力增加，产生安全隐患，另一方面，进汽管线2仍然向空冷岛内输送热蒸汽，导致空冷岛1内短时间产生大量的汽水，外界环境温度较低时，极易在短时间发生冻结。

控制器在该列空冷风机组11的进汽阀21和疏水阀31均关闭后，才控制该列空冷风机组11的排水阀41开启，这样才能够保证启动扩容器8利用负压从集水箱12中抽取冷凝水。

具体的，可以在控制器内预设延时时长，如果是同时关闭进汽阀21和疏水阀31，则在向进汽阀21和疏水阀31发送关闭控制信号后，延时该延时时长后再向排水阀41发送关闭控制信号，这种情况下，延时时长大于进汽阀21和疏水阀31二者中最长的响应时间。如果是先关闭进汽阀21后关闭疏水阀31，则在向疏水阀31发送关闭控制信号后，延时该延时时长后再向排水阀41发送关闭控制信号，这种情况下，延时时长通常大于疏水阀31的响应时间即可。

通过将启动扩容器8与各列空冷风机组11的集水箱12相连，一方面，可以利用启动扩容器中的真空将集水箱12内残留的冷凝水抽干，另一方面，也可将冷凝水经除氧处理后回收至锅炉，实现冷凝水的回收再利用，节能降耗。

进一步的，所述控制器还用于，当启动扩容器8停机时，保持停机列空冷风机组11的排水管线4内的排水阀41开启。

启动扩容器8停机后，虽然无法提供负压以抽取集水箱12中的冷凝水，但是空冷岛1的位置较高，空冷岛1与锅炉和启动扩容器8的高度差约有40m左右，可以利用高度差将集水箱12中的冷凝水顺利排出。

如果集水箱产生裂缝，排汽装置的真空度就会下降，由此导致发电煤耗增加，本发明通过设置与集水箱相连的排水管线，在一列空冷风机组中各空冷风机全部停机的情况下，先封闭进汽管线，然后利用排水管线将停机的空冷风机组的集水箱中的冷凝水排出，从而将集水箱排空，即使进汽管线密封不严，或者隔离阀出现故障，集水箱中也不会积存冷凝水，本发明方案简单，设备改造成本低，易于实现，从根本上解决了高寒地区冬季空冷岛集水箱冻裂的问题，降低发电煤耗，节约生产成本。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种空冷岛集水箱防冻控制系统，包括控制器和空冷岛，空冷岛包括多列空冷风机组和多个集水箱，每列空冷风机组包括多个空冷风机，每列空冷风机组的底端与集水箱相连，每列空冷风机组的顶端分别与内设有进汽阀的进汽管线相连，其特征在于，

集水箱与内设有排水阀的排水管线相连；

控制器用于，当判断出一列空冷风机组中各空冷风机全部停机时，控制该列空冷风机组的进汽管线内的进汽阀关闭，并控制该列空冷风机组的排水管线内的排水阀开启，用以将该列空冷风机组的集水箱中的冷凝水经由排水管线排出；

所述排水管线与启动扩容器相连；

集水箱与内设有疏水阀的冷凝水疏水管线相连；

所述控制器具体用于，当判断出一列空冷风机组中各空冷风机全部停机时，控制该列空冷风机组的进汽管线内的进汽阀和该列空冷风机组的冷凝水疏水管线内的疏水阀关闭，并控制该列空冷风机组的排水管线内的排水阀开启，用以借助启动扩容器内的负压从集水箱中抽取冷凝水，并经由排水管线输送至所述启动扩容器内。

2.如权利要求1所述的空冷岛集水箱防冻控制系统，其特征在于，所述排水管线中还设置有用于检测排水管线内的温度的温度传感器；

所述控制器还用于，在停机列空冷风机组启动过程中，根据所述温度传感器检测到的排水管线内的温度，控制所述温度传感器所在的排水管线内的排水阀关闭；所述停机列空冷风机组为全部空冷风机停机的一列空冷风机组。

3.如权利要求2所述的空冷岛集水箱防冻控制系统，其特征在于，所述控制器具体用于，当所述温度传感器检测到的排水管线内的温度大于或等于预设的阈值时，控制所述温度传感器所在的排水管线内的排水阀关闭。

4.如权利要求3所述的空冷岛集水箱防冻控制系统，其特征在于，所述阈值为20-30℃。

5.如权利要求1所述的空冷岛集水箱防冻控制系统，其特征在于，所述控制器还用于，当所述启动扩容器停机时，保持停机列空冷风机组的排水管线内的排水阀开启。

6.如权利要求1-5任一项所述的空冷岛集水箱防冻控制系统，其特征在于，一个集水箱与两条排水管线相连，两条排水管线分别设置于集水箱的前端和末端。