CN110926231A - 一种高效空冷系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高效空冷系统，其包括空冷凝汽器、管式水冷凝汽装置以及水环真空泵；所述空冷凝汽器通过抽真空管道连接管式水冷凝汽装置的汽侧进口，所述管式水冷凝汽装置的汽侧出口连接水环真空泵；所述管式水冷凝汽装置的疏水出口经疏水管连接疏水收集箱；所述疏水收集箱通过连接管路连接凝结水箱，所述凝结水箱通过旁路管与疏水管连通；所述水环真空泵连接有工作液循环系统。本发明既能避免高品质凝结水浪费，同时降低真空泵工作液温度，提高经济性。

Description

一种高效空冷系统

技术领域

本发明属于火力发电设备领域，具体涉及一种高效空冷系统。

背景技术

火力发电厂中的直接空冷机组大多采用水环真空泵，水环真空泵将空冷岛逆流区的不凝结气体抽出时，由于凝结水过冷度的控制方式不同，不可避免的将大量蒸汽同时抽入真空泵中。蒸汽进入到真空泵中进行冷凝放热，将真空泵工作液温度升高，导致真空泵抽吸能力严重下降，降低了机组的经济性，同时真空泵汽水分离器一直保持溢流状态，大量高品质凝结水白白流失。试验测算其冷凝水量在1.5t/h左右，一年可损失高品质凝结水9000吨。

发明内容

本发明的目的是提供一种既能避免高品质凝结水浪费，同时降低真空泵工作液温度，提高经济性的高效空冷系统。

本发明采用如下技术方案：

一种高效空冷系统，其包括空冷凝汽器、管式水冷凝汽装置以及水环真空泵；所述空冷凝汽器通过抽真空管道连接管式水冷凝汽装置的汽侧进口，所述管式水冷凝汽装置的汽侧出口连接水环真空泵；所述管式水冷凝汽装置的疏水出口经疏水管连接疏水收集箱；所述疏水收集箱通过连接管路连接凝结水箱，所述凝结水箱通过旁路管与疏水管连通；所述水环真空泵连接有工作液循环系统。

进一步的，所述工作液循环系统包括汽水分离器、管道加压泵和换热器；所述水环真空泵的吸气口与管式水冷凝汽装置的汽侧出口通过不凝结气体管路连通，所述水环真空泵的排气口连接汽水分离器的入口，汽水分离器的排液口通过排液管道连接换热器，所述排液管道上设置有管道加压泵，所述换热器的出口通过供水管道连接水环真空泵的工作液供水口。

进一步的，在所述排液管道上，管道加压泵与换热器之间设置有滤网。

进一步的，所述疏水收集箱包括箱体、设置在箱体上的进水口以及设置在箱体底部的排水口，所述进水口连接疏水管，所述进水口与连接管路连接，所述排水口在箱体内设置有浮子控制阀。

进一步的，所述浮子控制阀包括与箱体底部垂直固定连接的支撑杆、与支撑杆顶部铰连的连杆、设置在连杆自由端的漂浮球以及设置在排水口上的阀杆；所述排水口在位于箱体内设置有套筒，所述套筒的上部侧壁设置有排水孔道，所述阀杆的一端与连杆铰连，另一端设置有堵塞并穿置在套筒内。

进一步的，所述箱体底部设置有放水管，所述放水管上设置有放水阀。

进一步的，所述疏水管上设置有入口阀。

进一步的，所述连接管路上设置有出口阀。

进一步的，所述旁路管上设置有旁路阀。

进一步的，所述换热器上设置有排气阀。

本发明的有益效果在于：本发明能够提高直接空冷机组中水环真空泵的工作性能，并回收高品质的凝结水，从而提高了整个机组的经济性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为管式水冷凝汽装置内气液流向示意图。

图3为疏水收集箱及管路示意图。

图4为疏水收集箱结构示意图。

图5为水环真空泵与管道加压泵电气联动示意图。

其中，1空冷凝汽器、2管式水冷凝汽装置、3水环真空泵、4抽真空管道、5疏水管、6连接管路、7凝结水箱、8旁路管、9汽水分离器、10管道加压泵、11换热器、12不凝结气体管路、13排液管道、14供水管道、15滤网、16箱体、17进水口、18排水口、19支撑杆、20连杆、21漂浮球、22阀杆、23套筒、24排水孔道、25堵塞、26放水管、27放水阀、28入口阀、29出口阀、30旁路阀、31排气阀、32平衡管、33平衡截止阀、34液位计、2-1壳体、2-2列式直管冷凝管、2-3混合气体入口、2-4冷却水进口、2-5冷却水出口、2-6疏水出口、2-7不凝结气体出口。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是本申请还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述做出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

由图1和图3所示，一种高效空冷系统，其包括空冷凝汽器1、管式水冷凝汽装置2以及水环真空泵3；所述空冷凝汽器1通过抽真空管道4连接管式水冷凝汽装置2的汽侧进口，所述管式水冷凝汽装置2的汽侧出口连接水环真空泵3；所述管式水冷凝汽装置2的疏水出口经疏水管5连接疏水收集箱；所述疏水收集箱通过连接管路6连接凝结水箱7，所述凝结水箱7通过旁路管8与疏水管5连通；所述水环真空泵3连接有工作液循环系统。

所述工作液循环系统包括汽水分离器9、管道加压泵10和换热器11；所述水环真空泵3的吸气口与管式水冷凝汽装置2的汽侧出口通过不凝结气体管路12连通，所述水环真空泵3的排气口连接汽水分离器9的入口，汽水分离器9的排液口通过排液管道13连接换热器11，所述排液管道13上设置有管道加压泵10，所述换热器11的出口通过供水管道14连接水环真空泵3的工作液供水口。

配汽管路中的蒸汽通过空冷凝汽器进行第一次冷凝，未经冷凝的混合气体经过抽真空管道进入管式水冷凝汽装置，混合气体经管式水冷凝汽装置之后再次被冷凝，冷凝后的冷凝水经疏水管进入疏水收集箱，不凝结气体进入水环真空泵，不凝结气体从吸气口进入水环真空泵，经液水环真空泵压缩后与部分工作液一起进入汽水分离器，在汽水分离器内气液两相得到分离，气体从汽水分离器的排气口排出，工作液经换热器被水环真空泵吸入进行循环使用。

水环真空泵在工作过程中会产生热量，主要热量包括：水环真空泵的无效功率；吸入气体温度较高带来的热量；吸入气体含有可凝性气体在压缩过程中释放出相变热，换热器的主要作用是通过冷却水冷却工作液，使工作液温度保持在合理的范围之内。为了降低工作液的温度，在排液管道上安装管道加压泵，将工作液的自然循环变为强制循环。

在所述排液管道13上，管道加压泵10与换热器11之间设置有滤网15。所述滤网15为可拆卸滤网，可在水环真空泵运行时净化工作液水质，减少杂质对水环真空泵的损害。

所述管式水冷凝汽装置可以为列管式冷凝器，为现有技术。由图2所示，其主要包括壳体2-1以及设置在壳体2-1内的列式直管冷凝管2-2，混合器气体经混合气体入口2-3进入，冷却水由冷却水进口2-4进入，在列式直管冷凝管2-2外周流动，并最后由冷却水出口2-5流出，混合气体在列式直管冷凝管2-2内通过，经冷凝后，冷凝水通过疏水出口2-6流出，不能凝结的气体由不凝结气体出口2-7排出。

如图4所示，所述疏水收集箱包括箱体16、设置在箱体16上的进水口17以及设置在箱体16底部的排水口18，所述进水口17连接疏水管5，所述进水口17与连接管路6连接，所述排水口18在箱体16内设置有浮子控制阀。

所述浮子控制阀包括与箱体16底部垂直固定连接的支撑杆19、与支撑杆19顶部铰连的连杆20、设置在连杆20自由端的漂浮球21以及设置在排水口18上的阀杆22；所述排水口18在位于箱体16内设置有套筒23，所述套筒23的上部侧壁设置有排水孔道24，所述阀杆22的一端与连杆20铰连，另一端设置有堵塞25并穿置在套筒23内。

堵塞将套筒封闭，防止箱体内的水由排水口流出。当箱体内的水量不断增加，漂浮球带动连杆运动，连杆带动阀杆上移，阀杆底部的堵塞也在套筒内不断上移，当堵塞移动到排水孔道上部后，箱体内的水便会由排水孔道流入套筒内，进而由排水口排出箱体外。水箱内的水减少之后，漂浮球下落，带动阀杆下移，堵塞移动到排水孔道以下，封闭套筒。

漂浮球的安装高度决定了疏水收集箱正常水位。当箱体内水位高于正常水位时，浮子控制阀打开；当水箱内水位低于正常水位时，浮子控制阀关闭，水箱自动保持一正常水位，这样可以保证不凝结气体不进入到凝结水箱中。疏水收集箱上部有平衡管32与管式水冷凝汽装置相连，并安装一个平衡截止阀33，正常为全开状态，以保证其压力与管式水冷凝汽装置相同。箱体外设置有玻璃液位计，所述液位计34与箱体连通，用于观察箱体内的液位情况。

所述箱体16底部设置有放水管26，所述放水管26上设置有放水阀27。所述换热器11上设置有排气阀31。

所述疏水管5上设置有入口阀28。所述连接管路6上设置有出口阀29。所述旁路管8上设置有旁路阀30。疏水管上设置的入口阀以及连接管路上的出口阀，在正常时为全开状态，当浮子控制阀出现故障时，可关闭上述阀门，利用放水管放净疏水收集箱内的水，对浮子控制阀进行检修。检修期间，管式水冷凝汽装置疏水通过旁路管排放进凝结水箱。旁路管入口与管式水冷凝汽装置相连，出口与凝结水箱相连，并安装一个便于操作的旁路阀。

设置管道加压泵与真空泵的联动，真空泵启动延时联锁启动管道加压泵，真空泵停运同时联锁停运管道加压泵。这样设置可保证管道加压泵的运行安全。电气联动示意图如图5所示，其中M1为水环真空泵，M2为管道加压泵，KT为时间继电器，KM为接触器，FR为热继电器，FU为熔断器，QF为断路器。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高效空冷系统，其特征在于，其包括空冷凝汽器（1）、管式水冷凝汽装置（2）以及水环真空泵（3）；所述空冷凝汽器（1）通过抽真空管道（4）连接管式水冷凝汽装置（2）的汽侧进口，所述管式水冷凝汽装置（2）的汽侧出口连接水环真空泵（3）；所述管式水冷凝汽装置（2）的疏水出口经疏水管（5）连接疏水收集箱；所述疏水收集箱通过连接管路（6）连接凝结水箱（7），所述凝结水箱（7）通过旁路管（8）与疏水管（5）连通；所述水环真空泵（3）连接有工作液循环系统。

2.根据权利要求1所述的高效空冷系统，其特征在于，所述工作液循环系统包括汽水分离器（9）、管道加压泵（10）和换热器（11）；所述水环真空泵（3）的吸气口与管式水冷凝汽装置（2）的汽侧出口通过不凝结气体管路（12）连通，所述水环真空泵（3）的排气口连接汽水分离器（9）的入口，汽水分离器（9）的排液口通过排液管道（13）连接换热器（11），所述排液管道（13）上设置有管道加压泵（10），所述换热器（11）的出口通过供水管道（14）连接水环真空泵（3）的工作液供水口。

3.根据权利要求2所述的高效空冷系统，其特征在于，在所述排液管道（13）上，管道加压泵（10）与换热器（11）之间设置有滤网（15）。

4.根据权利要求3所述的高效空冷系统，其特征在于，所述疏水收集箱包括箱体（16）、设置在箱体（16）上的进水口（17）以及设置在箱体（16）底部的排水口（18），所述进水口（17）连接疏水管（5），所述进水口（17）与连接管路（6）连接，所述排水口（18）在箱体（16）内设置有浮子控制阀。

5.根据权利要求4所述的高效空冷系统，其特征在于，所述浮子控制阀包括与箱体（16）底部垂直固定连接的支撑杆（19）、与支撑杆（19）顶部铰连的连杆（20）、设置在连杆（20）自由端的漂浮球（21）以及设置在排水口（18）上的阀杆（22）；所述排水口（18）在位于箱体（16）内设置有套筒（23），所述套筒（23）的上部侧壁设置有排水孔道（24），所述阀杆（22）的一端与连杆（20）铰连，另一端设置有堵塞（25）并穿置在套筒（23）内。

6.根据权利要求5所述的高效空冷系统，其特征在于，所述箱体（16）底部设置有放水管（26），所述放水管（26）上设置有放水阀（27）。

7.根据权利要求6所述的高效空冷系统，其特征在于，所述疏水管（5）上设置有入口阀（28）。

8.根据权利要求7所述的高效空冷系统，其特征在于，所述连接管路（6）上设置有出口阀（29）。

9.根据权利要求8所述的高效空冷系统，其特征在于，所述旁路管（8）上设置有旁路阀（30）。

10.根据权利要求9所述的高效空冷系统，其特征在于，所述换热器（11）上设置有排气阀（31）。

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