CN109798692B - 一种空冷和湿冷机组混合运行系统 - Google Patents

Abstract

一种空冷和湿冷机组混合运行系统，包括吸收器，发生器、冷凝器、湿冷机组及空冷机组；吸收器外接有汽轮机排汽管路；吸收器的液体出口与发生器管路连通；所述的发生器内设置加热器和冷凝器，发生器中的加热器接入驱动蒸汽作为加热热源，加热器对发生器内的溶液加热；发生器液体出口与吸收器管路连通；所述的吸收器还外接来自湿冷机组的凝结水管路，来自于湿冷机组的凝结水依次通过吸收器、冷凝器吸收热量，最终接入湿冷机组的低加系统中；在夏季降低了空冷机组背压，并将回收的热量用于湿冷机组热力系统，而在冬季将回收的热量用于对外供热，提高了吸收式制冷机的利用效率。

Description

一种空冷和湿冷机组混合运行系统

技术领域

本发明属于电厂乏汽余热回收节能领域，具体涉及一种空冷和湿冷机组混合运行系统。

背景技术

空冷机组广泛应用于我国北方干旱缺水地区，在夏季高温大风环境下，空冷冷却性能大幅下降，机组背压偏高，严重影响机组出力。因此在夏季亟需增大冷却能力。实现制冷或者冷却的方法有压缩式、吸收式、喷射式等多种，其中吸收式制冷消耗的是具有一定品味的热能，因此该方法很适合于电厂等具有大量热能的场合。吸收式制冷机是采用吸收式技术实现制冷的设备，在制冷循环中，除了产出冷量之外，还将对应产生热量，该热量对应的最高温度可达90℃左右，对该热量的利用消化也是需要解决的问题。

在夏季空、湿冷机组背压相差较大，湿冷机组凝结水泵出口的凝结水温大约45℃左右，凝结水升温需要消耗热量。

我国北方地区很多电厂经过多期工程建设，同时存在着空冷和湿冷机组，空冷和湿冷机组缺少相应的联合运行系统，采用吸收式制冷机冷却空冷乏汽所产生的热量没有合理回收利用，加热湿冷机组中水温较低的凝结水还额外需要煤耗。

发明内容

本发明提出一种耦合吸收式制冷机的空冷和湿冷机组混合运行系统。

一种空冷和湿冷机组混合运行系统，包括吸收器，发生器、冷凝器、湿冷机组及空冷机组；其特征在于，吸收器外接有汽轮机排汽管路；吸收器的液体出口与发生器管路连通；所述的发生器内设置加热器和冷凝器，发生器中的加热器接入驱动蒸汽作为加热热源，加热器对发生器内的溶液加热；发生器液体出口与吸收器管路连通；所述的吸收器还外接来自湿冷机组的凝结水管路，来自于湿冷机组的凝结水依次通过吸收器、冷凝器吸收热量，最终接入湿冷机组的低加系统中。

其中利用吸收式制冷机中产生的冷量冷却部分空冷机组排汽，降低空冷塔或空冷凝汽器的负荷，而吸收式制冷机的驱动热源来自湿冷机组或者空冷机组供热抽汽或某级低加抽汽，在夏季，湿冷机组的部分或者全部凝结水依次通过吸收式制冷机的吸收器、冷凝器吸收热量；在冬季，部分或者全部热网水依次通过吸收式制冷机的吸收器、冷凝器吸收热量。

本发明提出的系统在夏季降低了空冷机组背压，并将回收的热量用于湿冷机组热力系统，而在冬季将回收的热量用于对外供热，提高了吸收式制冷机的利用效率。

本发明提出的系统在夏季降低了空冷机组背压，并将回收的热量用于湿冷机组热力系统，从而降低了湿冷机组煤耗；在冬季将回收的热量用于对外供热，提高了吸收式制冷机的利用效率。

本发明特别适用于已经进行了吸收式热泵改造的电厂。对于已经进行了吸收式热泵改造的电厂，本系统具有改造简单、经济适用的优点。

附图说明

图1是一种空冷和湿冷机组混合运行系统示意图；

图2是蒸汽喷射器示意图；

吸收器1、发生器2、冷凝器3、除液器4、除盐器5、溶液泵6、溶液热交换器7、真空泵8、湿冷机组9、空冷机组10、蒸汽喷射器11

具体实施方式

下面结合附图1对本发明作进一步描述，应当理解，此处所描述的内容仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提出的耦合吸收式制冷机的空冷和湿冷机组混合运行系统由吸收器1、发生器2、冷凝器3、除液器4、除盐器5、溶液泵6、溶液热交换器7、真空泵8、湿冷机组9及空冷机组10等组成，如图1所示；

吸收器1外接有汽轮机排汽管路，空冷机组10中的部分汽轮机排汽直接通入吸收器1中；吸收器1的气体出口与设置有真空泵8的不凝结气体管路相连通，吸收器1的液体出口依次经过稀溶液管路上的溶液泵6和溶液热交换器7与内设有冷凝器3的发生器2连通，汽轮机排汽被浓溶液吸收，浓溶液吸收排汽后变为稀溶液依次经过溶液泵6、溶液热交换器7进入发生器2；所述的发生器2内设置加热器，加热器对发生器2内的溶液加热；位于发生器2内经加热管路加热后形成的浓溶液经发生器出口与溶液热交换器7的另一入口相连通，且经溶液热交换器7后通入吸收器1中；所述的吸收器1还外接来自湿冷机组9的凝结水管路，来自于湿冷机组9的凝结水依次通过吸收器1、冷凝器3吸收热量，最终又送入湿冷机组9的低加系统中；

冷凝器3的液体出口与输出疏水的蒸汽凝结水管路相连通，蒸汽凝结水管路上设置有除盐器5，发生器2中所生产的水蒸汽通入冷凝器3被冷却形成凝结水，经除盐器5后返回空冷机组10低加系统中。其中，溶液为溴化锂溶液，发生器2内溴化锂溶液的浓度大于吸收器1内溴化锂溶液的浓度，且发生器2内溴化锂溶液的温度高于吸收器1内溴化锂溶液的温度。

其中，发生器2内设置有分离并回收蒸汽中的液滴的除液器4，除液器4位于发生器2内溴化锂溶液液面与冷凝器3之间。

发生器2中的加热器接入驱动蒸汽作为加热热源，驱动蒸汽来自空冷机组10或者湿冷机组9来的供热抽汽或者回热抽汽，在发生器2中稀溶液被从空冷机组10或者湿冷机组9来的供热抽汽或者回热抽汽加热，释放出水蒸汽，稀溶液又变成浓溶液。加热器采用加热管路，设置在发生器内的加热管路为蛇形或环形等形状。

为充分回收排汽余热，系统中可增设一台蒸汽喷射器。

蒸汽喷射器是一种结构简单、无机械运动部件、安全可靠的节能装置，广泛应用于多种领域。图2给出了蒸汽喷射器的原理示意图，蒸汽喷射器包括前端的高压蒸汽入口、侧面的低压蒸汽入口以及末端的中压蒸汽出口；高压蒸汽入口内设置有喷嘴，低压蒸汽入口位于喷嘴的侧面，高压蒸汽与低压蒸汽进入混合腔内混合后形成中压蒸汽，最后由位于末端的中压蒸汽出口输出。从高压蒸汽入口引入高压蒸汽作为动力蒸汽，经过喷嘴膨胀形成高速汽流，压力降低形成低压区，通过低压蒸汽入口抽吸低压蒸汽至混合腔，混合后降速升压形成压力介于高压蒸汽与低压蒸汽之间的中压蒸汽经中压蒸汽出口排出，其实质是利用高压蒸汽的动能来提升低压蒸汽的压力。

空冷机组10汽轮机抽汽由蒸汽喷射器11的高压蒸汽入口进入，蒸汽喷射器11的低压蒸汽入口连接空冷机组10汽轮机低温乏汽，蒸汽喷射器11的中压蒸汽出口连接发生器2的加热器入口；通过将部分低温乏汽通过蒸汽喷射器11进行提高品质后用于热泵发生器的加热热源，可以进一步充分回收利用低温乏汽中的热能。

为了实现系统在机组宽负荷、宽环境条件范围内高效运行，在蒸汽喷射器11的被引射蒸汽管路上安装阀门，在蒸汽喷射器11入口和出口之间设置旁路并安装阀门，实现在一定条件下蒸汽喷射器11切除运行。

吸收器连接湿冷机组9的凝结水管路上安装有阀门，可以切除连接吸收器，实现将部分或者全部凝结水通过吸收器。

系统工作原理如下：

将空冷机组10汽轮机的部分排汽直接通入吸收器1被浓溶液吸收，浓溶液吸收汽轮机排汽后变为稀溶液，经过溶液泵6加压、溶液热交换器7加热后进入发生器2；在发生器2中稀溶液被从空冷机组10或者湿冷机组9来的供热抽汽或者回热抽汽加热，释放出水蒸汽，稀溶液又变成浓溶液，通过溶液热交换器7进入吸收器1，形成热泵循环。发生器2中所生产的水蒸汽通入冷凝器3被冷却形成凝结水，经除盐器5后返回空冷机组10低加系统中。来自于湿冷机组9的部分或者全部凝结水依次通过吸收器1、冷凝器3吸收热量，最终又送入湿冷机组9的低加系统中。

由于空冷机组10汽轮机排汽中可能含有不凝结气体，在吸收器1上设置真空泵8以保证系统的真空度；考虑到发生器2中产生的水蒸汽可能会携带一些溶液液滴，为减少溴溶液损失，在发生器2内设置除液器4来分离并回收水蒸汽中的液滴。

为了使冷凝器3形成的水蒸汽凝结疏水的品质满足工业生产的要求，在该疏水管路设置了除盐器5。除盐器5中除盐后的疏水进入空冷机组10低加系统，而除下的盐送入吸收器1。

系统运行于夏季工况时。蒸汽喷射器11旁路打开，空冷机组汽轮机抽汽作为热泵发生器的加热热源，蒸汽喷射器11切除停止运行；湿冷机组的部分凝结水依次通过吸收器、冷凝器吸收热量。

系统运行于冬季工况时。在初寒期，蒸汽喷射器11旁路打开，汽轮机抽汽作为热泵发生器的加热热源，蒸汽喷射器11切除停止运行；湿冷机组的部分凝结水依次通过吸收器、冷凝器吸收热量；在深寒期，利用蒸汽喷射器11抽吸部分低温乏汽作为热泵发生器的加热热源，蒸汽喷射器11投入运行，湿冷机组的全部凝结水依次通过吸收器、冷凝器吸收热量。

并且在冬季工况中，也可将吸收式制冷中产生的热量用于供热。只需将部分或者全部热网水依次通过吸收式制冷机的吸收器、冷凝器吸收热量并送入热网供热。

另外，对于只有空冷机组而没有湿冷机组的电厂，或湿冷机组故障、检修停运时，可将当前系统用于吸收吸收式制冷机的吸收器、冷凝器热量的工质换为空冷机组的凝结水即可，将部分或者全部空冷机组的凝结水依次通过吸收式制冷机的吸收器、冷凝器吸收热量，并又送入空冷机组的低加系统中。

本发明特别适用于已经进行了吸收式热泵改造的电厂。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的解释，并不用于限制本发明，尽管对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (8)

1.一种空冷机组和湿冷机组混合运行系统，包括吸收器，发生器、冷凝器、一湿冷机组及一空冷机组；其特征在于，吸收器外接有空冷机组汽轮机排汽管路，空冷机组中的部分汽轮机排汽直接通入吸收器中，部分排汽直接通入吸收器被浓溶液吸收，浓溶液吸收汽轮机排汽后变为稀溶液；

吸收器的液体出口与发生器管路连通；

所述的发生器内设置加热器和冷凝器，发生器中的加热器接入驱动蒸汽作为加热热源，加热器对发生器内的溶液加热；发生器液体出口与吸收器管路连通；在发生器中稀溶液被加热，释放出水蒸汽，稀溶液又变成浓溶液，形成热泵循环；

所述的吸收器还外接来自湿冷机组的凝结水管路，来自于湿冷机组的凝结水依次通过吸收器、发生器中冷凝器吸收热量，最终接入湿冷机组的低加系统中；

还包括蒸汽喷射器；汽轮机抽汽连接蒸汽喷射器的高压蒸汽入口，蒸汽喷射器的低压蒸汽入口连接汽轮机排汽管路，蒸汽喷射器的中压蒸汽出口连接发生器的加热器驱动蒸汽入口；在蒸汽喷射器的被引射蒸汽管路上安装阀门，在蒸汽喷射器入口和出口之间设置旁路并安装阀门，在一定条件下蒸汽喷射器切除运行。

2.根据权利要求1所述的一种空冷机组和湿冷机组混合运行系统，其特征在于，冷凝器设置于发生器内，冷凝器上连接有冷凝器蒸汽凝结水管路；发生器底部的加热器出口连接驱动蒸汽疏水管路，驱动蒸汽疏水管路与冷凝器蒸汽凝结水管路汇合，通过除盐器将疏水送入汽轮机组凝汽器或者除氧器。

3.根据权利要求1所述的一种空冷机组和湿冷机组混合运行系统，其特征在于，加热器采用加热管路，设置在发生器内的加热管路为蛇形或环形。

4.根据权利要求1所述的一种空冷机组和湿冷机组混合运行系统，其特征在于，吸收器的液体出口经过溶液热交换器与发生器连通，发生器的液体出口与溶液热交换器的另一入口相连通，且经溶液热交换器后通入吸收器中。

5.根据权利要求1所述的一种空冷机组和湿冷机组混合运行系统，其特征在于，系统运行于夏季工况时；蒸汽喷射器旁路打开，空冷机组汽轮机抽汽作为热泵发生器的加热热源，蒸汽喷射器切除停止运行；湿冷机组的部分凝结水依次通过吸收器、冷凝器吸收热量；

系统运行于冬季工况时；在初寒期，蒸汽喷射器旁路打开，空冷机组汽轮机抽汽作为热泵发生器的加热热源，蒸汽喷射器切除停止运行；湿冷机组的部分凝结水依次通过吸收器、冷凝器吸收热量；在深寒期，蒸汽喷射器旁路关闭，空冷机组汽轮机抽汽作为喷射器动力蒸汽，利用蒸汽喷射器抽吸部分低温乏汽作为热泵发生器的加热热源，蒸汽喷射器投入运行，湿冷机组的全部凝结水依次通过吸收器、冷凝器吸收热量。

6.根据权利要求5所述的一种空冷机组和湿冷机组混合运行系统，其特征在于，在冬季工况中，将吸收式制冷中产生的热量用于供热，部分或者全部热网水依次通过吸收式制冷机的吸收器、冷凝器吸收热量并送入热网供热。

7.根据权利要求1所述的一种空冷机组和湿冷机组混合运行系统，其特征在于，湿冷机组停运时，将部分或者全部空冷机组的凝结水依次通过吸收式制冷机的吸收器、冷凝器吸收热量，并接入空冷机组的低加系统中。

8.根据权利要求1所述的一种空冷机组和湿冷机组混合运行系统，其特征在于，在吸收器上设置真空泵，在发生器内设置除液器来分离并回收蒸汽中的液滴。

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