CN108757471A - 水环真空泵工作液冷却水系统 - Google Patents

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李伟
常娜娜
王�锋
王宸曦
倪满慧
李贞�
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Abstract

本发明涉及一种水环真空泵工作液冷却水系统,用于燃气‑蒸汽联合循环分布式能源系统,所述冷却水系统包括,与利用余热锅炉生成冷却水的热水型溴化锂机组、与凝汽器连接的真空泵、与所述真空泵连接用于对真空泵的工作液进行冷却的换热器,所述热水型溴化锂机组的进水口与所述换热器的冷却水出口连接,所述换热器的冷却水进口与所述热水型溴化锂机组的出水口连接。改善真空泵的状态,提高汽轮机机组的发电出力及效率,同时降低排烟温度,提高能源综合利用率。

Description

水环真空泵工作液冷却水系统
技术领域
本发明涉及一种水环真空泵工作液冷却水系统,属于燃气-蒸汽联合循环分布式能源领域。
背景技术
凝汽器是汽轮机组的重要辅机,其真空的好坏,对整个燃气-蒸汽联合循环分布式能源站的建设和安全、经济运行有着决定性影响。大容量凝汽式发电机组在凝汽器背压高于设计值时,背压每升高lkPa,机组热耗增加0.5%,有些机组甚至超过l%。水环式真空泵是目前大、中型机组中广泛采用的凝汽器抽气设备,作用是抽除凝汽器内的不凝性气体,保证和维持凝汽器真空。
在常规系统中,水环真空泵的冷却水原设计水源为冷却水塔来的循环水,经开式循环水泵升压后称为开式循环冷却水,常规水环真空泵系统如图1所示:当工作液体的水进入板式换热器时,冷却水由板式换热器的一侧水室进入板式换热器后,由另一侧水室流出,这样工作液体的水就被冷却了。当冷却水温度降低时,真空泵抽吸能力增强,真空泵的出力会随之提高。当真空泵在夏季室外高温下运行时,冷却水温度较高,一方面冷却水对工作液的冷却达不到设计效果,另一方面水环真空泵的工作液温度也会升高而汽化,使密闭的月牙形空腔内有部分气体来自工作液汽化的气体,减少了对凝汽器内的不凝结气体的抽吸量,使水环式真空泵的出力下降。同时,水环真空泵内的运行工况变得极其恶劣,造成水环真空泵叶轮气蚀,严重时造成设备损坏,对机组的安全运行构成严重威胁。
水环真空泵的抽吸能力直接影响到凝汽器内空气的聚集程度,而水环真空泵的抽吸能力主要受其工作液温度的影响。真空泵在夏季时,由于夏季环境温度普遍较高,开式循环冷却水温度最高达到35℃,此时冷却效果极差。加上泵旋转的耗功以及凝汽器内抽气混合物传递的热量,工作液的温度普遍超高,甚至达至45℃,导致水环真空泵的抽吸能力严重下降,空气在凝汽器内积聚,使凝汽器的真空下降。当工作液温达到42℃时,真空泵理想抽真空能力为93.1kPa,真空降低,严重影响着机组的效率。
发明内容
本发明目的是为解决现有真空泵工作液冷却性能差的功能,提供了一种水环真空泵工作液冷却水系统,用于燃气-蒸汽联合循环分布式能源系统,所述冷却水系统包括,与利用余热锅炉余热生成冷源水的热水型溴化锂机组、与凝汽器连接的真空泵、与所述真空泵连接用于对真空泵的工作液进行冷却的换热器,所述热水型溴化锂机组的进水口与所述换热器的冷却水出口连接,所述换热器的冷却水进口与所述热水型溴化锂机组的出水口连接。
进一步地,还包括设置在余热锅炉上的低压省煤器,所述热水型溴化锂机组与所述低压省煤器连接。
进一步地,还包括与所述真空泵连接的汽水分离器,所述汽水分离器与所述换热器连接。
进一步地,还包括设置在所述余热锅炉上的高压过热器、与高压过热器连接的汽轮机,所述汽轮机还与所述凝汽器连接;还包括通过凝结水泵与所述凝汽器连接的轴封加热器,所述轴封加热器与所述低压省煤器连接。
进一步地,还包括透平和烟囱,所述透平与所述余热锅炉连接,所述余热锅炉与所述烟囱连接。
采用热水型溴化锂制冷机制取的冷源水7℃,冷却水环真空泵的工作液,即可改善真空泵的状态,提高汽轮机机组的发电出力及效率。同时,降低排烟温度,提高能源综合利用率。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点,附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制,在附图中:
图1为常规的燃气-蒸汽联合循环分布式能源系统水环真空泵工作液冷却水系统的系统图;;
图2为本发明中的水环真空泵工作液冷却水系统的系统示意图;
图3为本发明中的水环真空泵工作液冷却水系统的局部放大图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
本发明针对由于冷却性能差,使得水环真空泵的抽吸能力严重下降的问题,提出了一种对现有的系统的改造系统。对于燃气-蒸汽联合循环分布式能源系统,溴化锂吸收式制冷是在分布式能源中是较为常见的制冷方式,利用余热锅炉烟气尾部余热产生热源水,将热源水作为热水型溴化锂机的驱动热源,产生冷源水(供回水7℃/12℃)。夏季高温天气,当外部余热冷用户不足时,通过7℃的冷源水,对汽轮机的水环真空泵的工作液进行冷却,流量6.5t/h,凝汽器的真空度能增加3.7kPa左右。
采用热水型溴化锂制冷机制取的冷源水7℃,冷却水环真空泵的工作液,即可改善真空泵的状态,提高汽轮机机组的发电出力及效率。同时,降低排烟温度,提高能源综合利用率。具体流程见下图2。
具体地,本发明提供了一种水环真空泵工作液冷却水系统100,用于燃气-蒸汽联合循环分布式能源系统,所述冷却水系统100包括,与利用余热锅炉110余热生成冷源水的热水型溴化锂机组120、与凝汽器130连接的真空泵140、与所述真空泵140连接用于对真空泵的工作液进行冷却的换热器150,所述热水型溴化锂机组120的进水口与所述换热器150的冷却水出口连接,所述换热器150的冷却水进口与所述热水型溴化锂机组120的出水口连接。利用余热锅炉110的余热通过热水型溴化锂机组120产生冷源水,将冷源水引入到所述换热器150中,所述真空泵140中工作液引入到所述换热器150中,通过冷源水对工作液进行冷却,改善了真空泵的状态,提高了汽轮机机组的发电出力及效率,降低排烟温度,提高能源综合利用率。
具体地,还包括设置在余热锅炉110上的低压省煤器160,所述热水型溴化锂机组120与所述低压省煤器160连接,所述低压省煤器160利用余热锅炉110中的烟气产生热源水,排入到所述热水型溴化锂机组120中,从而生成冷源水。
所述真空泵140还与汽水分离器170连接,所述汽水分离器170与所述换热器150连接,利用汽水分离器170对工作液中气体进行排出。
进一步地,还包括设置在所述余热锅炉110上的高压过热器180、与高压过热器180连接的汽轮机190,所述汽轮机190还与所述凝汽器130连接;还包括通过凝结水泵200与所述凝汽器130连接的轴封加热器210,所述轴封加热器210与所述低压省煤器160连接。对余热锅炉110中烟气的能量进行利用,提高能源利用率。
本发明中燃气-蒸汽联合循环分布式能源系统中,空气经过压气机、天然气经过天然气前置模块引入到燃烧室,产生能量供给燃气轮机,产生的烟气通过透平220排入到余热锅炉110内,经过换热之后,烟气从所述余热锅炉110排入到所述烟囱230。烟气温度通过余热锅炉110后,温度有效降低,进行能量回收。
本发明中的热水型溴化锂机组120还与其他冷源需求设备连接。
采用热水型溴化锂制冷机制取的冷源水7℃,冷却水环真空泵的工作液,即可改善真空泵的状态,提高汽轮机机组的发电出力及效率。同时,降低排烟温度,提高能源综合利用率。
在本发明中,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上,除非另有明确的限定。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种水环真空泵工作液冷却水系统,其特征在于,用于燃气-蒸汽联合循环分布式能源系统,所述冷却水系统包括,与利用余热锅炉余热生成冷源水的热水型溴化锂机组、与凝汽器连接的真空泵、与所述真空泵连接用于对真空泵的工作液进行冷却的换热器,所述热水型溴化锂机组的进水口与所述换热器的冷却水出口连接,所述换热器的冷却水进口与所述热水型溴化锂机组的出水口连接。
2.根据权利要求1所述的水环真空泵工作液冷却水系统,其特征在于,还包括设置在余热锅炉上的低压省煤器,所述热水型溴化锂机组与所述低压省煤器连接。
3.根据权利要求1或2所述的水环真空泵工作液冷却水系统,其特征在于,还包括与所述真空泵连接的汽水分离器,所述汽水分离器与所述换热器连接。
4.根据权利要求1或2所述的水环真空泵工作液冷却水系统,其特征在于,还包括设置在所述余热锅炉上的高压过热器、与高压过热器连接的汽轮机,所述汽轮机还与所述凝汽器连接;还包括通过凝结水泵与所述凝汽器连接的轴封加热器,所述轴封加热器与所述低压省煤器连接。
5.根据权利要求4所述的水环真空泵工作液冷却水系统,其特征在于,还包括透平和烟囱,所述透平与所述余热锅炉连接,所述余热锅炉与所述烟囱连接。
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