CN111457755A - 一种汽轮机冷源综合优化节能装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及火力发电、节能环保领域，公开了一种汽轮机冷源综合优化节能装置，包括冷却塔，冷却塔内从上到下依次设有用于增大喷洒水扩散面积的喷头、用于改善冷却塔内空气动力场的填料、用于集水的集水池，冷却塔外壁架设有用于调节冷却塔进风口进风量的进风调节装置。本发明增大了喷洒水的扩散面积、改变了填料的布置方式、保持了冷却塔内流场均匀对称，从而达到了优化汽轮机冷源系统、降低供电煤耗率的目的。

Description

一种汽轮机冷源综合优化节能装置

技术领域

本发明涉及火力发电、节能环保领域，特别涉及一种汽轮机冷源综合优化节能装置。

背景技术

近年来，随着电力市场竞争的严峻，以及燃煤价格的不断上涨，火电厂经济性受到了严重威胁，企业发展存在巨大阻力。如何能够提高机组性能，降低燃煤消耗，一直是火电企业持续研究的一项长期工作。

冷源系统作为电厂必不可少的系统之一，系统内中的凝汽器、冷却塔等设备的工作状况不仅影响机组的功率，而且影响汽机出力，而且通过辅机电耗影响厂用电。机组冷源系统一旦运行不稳定，将严重影响汽轮机组的热经济性，使供电煤耗率增加。

冷却塔是汽轮机组实现低温放热的最终设备，冷却塔是将循环冷却水在其中喷淋，使之与空气直接接触，通过蒸发和对流把携带的热量散发到大气中去的冷却装置。是保证凝汽器排汽压力稳定的重要环节，它通过出塔水温(即循环水入口水温)影响凝汽器排汽压力，进而影响冷端系统的经济性。因传统冷却塔中的填料是均匀布置的，所以在使用的过程中很难均匀塔内各处的传热传质性能，从而不能满足冷却塔内部配风与填料的最优匹配，并提高冷却塔的冷却效率。传统冷却塔中的喷嘴喷淋时，因喷洒水的覆盖面积小，所以导致循环水冷却效果差，降低了冷却效率。传统的冷却塔采用人工拆卸式玻璃钢挡风板，虽然可以起到挡风的作用，但不能随机组运行方式而进行调节挡风板，从而导致冷空气过多带走循环水的热量，降低冷却效率。

因此，为了解决上述问题，我们需要一种能提高冷却效率的冷源综合优化节能装置。

发明内容

基于以上问题，本发明提供了一种汽轮机冷源综合优化节能装置，本发明增大了喷洒水的扩散面积、改变了填料的布置方式、保持了冷却塔内流场均匀对称，从而达到了优化汽轮机冷源系统、降低供电煤耗率的目的。

为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种汽轮机冷源综合优化节能装置，包括冷却塔，冷却塔内从上到下依次设有用于增大喷洒水扩散面积的喷头、用于改善冷却塔内空气动力场的填料、用于集水的集水池，冷却塔外壁架设有用于调节冷却塔进风口进风量的进风调节装置。

在本发明中通过喷头增大了喷洒水的扩散面积，通过填料改善了塔内的空气动力场，通过进风调节装置保持了冷却塔内流场均匀对称，从达到了优化汽轮机冷源系统、降低供电煤耗率的目的。

作为一种优选的方式，喷头包括喷头本体，喷头本体上设有固定架，固定架从上到下依次设有溅水盘一、溅水盘二，溅水盘一上设有向上突起的凸形台，且凸形台内设有与喷头本体同轴的导流孔，导流孔贯穿溅水盘一，凸形台的边沿与溅水盘一的边沿构成导流斜面，溅水盘二设在溅水盘一的下方。

作为一种优选的方式，溅水盘二的面积小于溅水盘一的面积。

作为一种优选的方式，进风调节装置包括围绕冷却塔外围进风口架设的框架，框架包括与冷却塔固定连接的遮挡板、用于支撑遮挡板的立柱，遮挡板上转设有转动轴，转动轴上设有调风帘，遮挡板上设有用于驱动调风帘关闭和开启的驱动装置，立柱上设有容置调风帘两侧的导轨。

作为一种优选的方式，填料沿冷却塔中心线至冷却塔内壁由厚到薄设置。

作为一种优选的方式，还包括凝汽器清洁装置，凝汽器清洁装置通过冷却管组分别与喷头本体、集水池连通。

作为一种优选的方式，冷却管组包括喷头管、循环进水管、循环出水管，喷头管设在冷却塔内，喷头管上均布有多个喷头本体，喷头管连通有循环出水管，循环出水管与凝汽器清洁装置相连通，循环进水管与凝汽器清洁装置相连通，且循环进水管向外延伸的一端连通有吸水池，所述循环进水管上设有用于抽水的水泵。

作为一种优选的方式，吸水池连通有吸水管，且吸水管与集水池相连通。

作为一种优选的方式，吸水管的水平位置高于循环进水管的水平位置。

作为一种优选的方式，凝汽器清洁装置包括凝汽器本体，凝汽器本体的进水端与循环进水管相连通，凝汽器本体的出水端与循环出水管相连通，循环出水管上连通有胶球回收箱，胶球回收箱通过胶球管连通有胶球箱，胶球箱通过胶球管与循环进水管连通。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明中溅水盘一边沿与凸形台边沿构成的导流斜面，能提高喷洒出的水在纵向方向上的扩散度，使喷洒水在溅水盘一上分成多层，提高了单位时间内喷头本体喷洒的水分离成更多的小水滴，且喷出的水滴更加均匀，增大了水与空气接触的面积，较大的提高了冷却塔的换热效率。

(2)本发明中溅水盘二提高了喷洒出的水在纵向方向的扩散度，提高单位时间内喷头本体喷洒的水分离成更多的小水滴，增大了水与空气接触的面积，较大的提高了冷却塔的换热效率。

(3)本发明中因喷头本体通过导流孔向溅水盘二喷水，所以溅水盘二的面积小于溅水盘一的面积更利于提高剩余喷洒水在纵向方向的扩散度。

(4)本发明中工作人员通过风速风向测量，实时调节冷却塔迎风面及背风面进风口实际进风面积，及时弥补侧风对冷却塔散热效果的影响，从而保持冷却塔内流场均匀对称。

(5)本发明中工作人员通过调节调风帘来控制进风口的进风量，避免冷空气过多带走循环水的热量，起到了冷却塔防冻的作用，更重要的是把循环水温度控制在设定范围内，提高了汽轮机的效率，使机组保持在最佳工况。

(6)本发明中填料沿冷却塔中心线至冷却塔内壁由厚到薄设置，不仅可以均匀冷却塔内各处的传热传质性能，改善塔内的空气动力场，满足冷却塔内部配风与填料的最优匹配，提高冷却塔的冷却效率，同时还可以通过不同厚度的分层处理，延长填料的使用寿命，保证冷源系统的冷却效果。

(7)本发明中吸水管能及时将集水池中的水输送到吸水池，而循环出水管通过水泵吸取吸水池中的水。

(8)本发明中吸水管的水平位置高于循环进水管的水平位置，有利于吸水池接收集水池中的水。

(9)本发明增大了喷洒水的扩散面积、改变了填料的布置方式、保持了冷却塔内流场均匀对称、保持了凝汽器本体所连通管道的清洁，从而达到了优化汽轮机冷源系统、降低供电煤耗率的目的。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中A的局部放大图；

图3是进风调节装置的结构简图；

图4是进风调节装置的结构示意图；

图5是图4中B的局部放大图；

图6溅水盘一的结构示意图；

图7是图6中C-C的剖视简图；

图8是进风口的结构示意图。

其中，1冷却塔，11进风口，2喷头，21喷头本体，22固定架，221溅水盘一，222凸形台，223溅水盘二，224导流孔，225导流斜面，3填料，4集水池，5冷却管组，51喷头管，52循环进水管，521水泵，53循环出水管，6吸水池，61吸水管，7凝汽器清洁装置，71凝汽器本体，72胶球回收箱，73胶球箱，74胶球管，8进风调节装置，81框架，811遮挡板，812立柱，8121导轨，813轴承，814转动轴，815调风帘，816驱动装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例1：

参见图1～8，一种汽轮机冷源综合优化节能装置，包括冷却塔1，冷却塔1内从上到下依次设有用于增大喷洒水扩散面积的喷头2、用于改善冷却塔1内空气动力场的填料3、用于集水的集水池4，冷却塔1外壁架设有用于调节冷却塔1进风口11进风量的进风调节装置8。

优选的，喷头2包括喷头本体21，喷头本体21上设有固定架22，固定架22从上到下依次设有溅水盘一221、溅水盘二223，溅水盘一221上设有向上突起的凸形台222，且凸形台222内设有与喷头本体21同轴的导流孔224，导流孔224贯穿溅水盘一221，凸形台 222的边沿与溅水盘一221的边沿构成导流斜面225，溅水盘二223设在溅水盘一221的下方。

优选的，还包括凝汽器清洁装置7，凝汽器清洁装置7通过冷却管组5分别与喷头本体 21、集水池4连通。

优选的，冷却管组5包括喷头管51、循环进水管52、循环出水管53，喷头管51设在冷却塔1内，喷头管51上均布有多个喷头本体21，喷头管51连通有循环出水管53，循环出水管53与凝汽器清洁装置7相连通，循环进水管52与凝汽器清洁装置7相连通，且循环进水管52向外延伸的一端连通有吸水池6，循环进水管52上设有用于抽水的水泵521。

优选的，吸水池6连通有吸水管61，且吸水管61与集水池4相连通。

优选的，吸水管61的水平位置高于循环进水管52的水平位置。

在本实施例中，喷头本体21把水喷洒在溅水盘一221上，而溅水盘一221能提高喷洒水在纵向方向上的扩散度，使喷洒水分成多层，提高了单位时间内喷洒水的分离率，且喷出的水滴更加均匀，增大了水与空气接触的面积，较大的提高了冷却塔1的换热效率；填料3不仅均匀冷却塔1内各处的传热传质性能，改善塔内的空气动力场，满足冷却塔1内部配风与填料3的最优匹配，提高冷却塔1的冷却效率，同时还可以通过不同厚度的分层处理，延长填料3的使用寿命，保证冷源系统的冷却效果；集水池4通过吸水管61将水输送到吸水池6，而吸水池6通过水泵521为凝汽器清洁装置7进行高压供水，循环出水管53又为喷头管51传输水；调节电动调风帘815可控制进风口11的进风量，避免冷空气过多带走循环水的热量，起到了冷却塔1防冻的作用，更重要的是把循环水温度控制在设定范围内，提高了汽轮机的效率，使机组保持在最佳工况。

本实施例中通过喷头2增大了喷洒水的扩散面积，通过填料3改善了塔内的空气动力场，通过进风调节装置8保持冷却塔1内流场均匀对称，因此达到了优化汽轮机冷源系统、降低供电煤耗率的目的。

具体的，吸水管61的水平位置高于循环进水管52的水平位置，有利于吸水池6接收集水池4中的水。

实施例2：

参见图1～8，基于上述实施例，本实施例给出喷头2包括喷头本体21，喷头本体21上设有固定架22，固定架22从上到下依次设有溅水盘一221、溅水盘二223，溅水盘一221 上设有向上突起的凸形台222，且凸形台222内设有与喷头本体21同轴的导流孔224，导流孔224贯穿溅水盘一221，凸形台222的边沿与溅水盘一221的边沿构成导流斜面225，溅水盘二223设在溅水盘一221的下方。

优选的，溅水盘二223的面积小于溅水盘一221的面积。

优选的，进风调节装置8包括围绕冷却塔1外围进风口11架设的框架81，框架81包括与冷却塔1固定连接的遮挡板811、用于支撑遮挡板811的立柱812，遮挡板811上转设有转动轴814，转动轴814上设有调风帘815，遮挡板811上设有用于驱动调风帘815关闭和开启的驱动装置816，立柱812上设有容置调风帘815两侧的导轨8121。

优选的，填料3沿冷却塔1中心线至冷却塔1内壁由厚到薄设置。

优选的，凝汽器清洁装置7包括凝汽器本体71，凝汽器本体71的进水端与循环进水管 52相连通，凝汽器本体71的出水端与循环出水管53相连通，循环出水管53上连通有胶球回收箱72，胶球回收箱72通过胶球管74连通有胶球箱73，胶球箱73通过胶球管74与循环进水管52连通。

具体的，填料3沿冷却塔1中心线至冷却塔1内壁由厚到薄设置，且呈阶梯状，但不限制于阶梯状。

具体的，胶球箱73内有多个胶球，且胶球箱73内有可选但不限制于由储气罐、蓄水罐构成的发球动力装置。

在本实施例中，溅水盘一221边沿与凸形台222边沿构成的导流斜面225，能提高喷洒水在纵向方向上的扩散度，使喷洒水在溅水盘一221上分成多层，提高了单位时间内喷头本体21喷洒的水分离成更多的小水滴，且喷出的水滴更加均匀，增大了水与空气接触的面积，较大的提高了冷却塔1的换热效率，因喷头本体21通过导流孔224向溅水盘二223喷水，所以溅水盘二223的面积小于溅水盘一221的面积更利于提高剩余喷洒水在纵向方向的扩散度，在喷头本体21喷水的过程中，由于填料3的厚度是沿冷却塔1中心线至冷却塔1 内壁由厚到薄设置，且呈阶梯状，所以不仅可以均匀冷却塔1内各处的传热传质性能，改善塔内的空气动力场，满足冷却塔1内部配风与填料3的最优匹配，提高冷却塔1的冷却效率，同时还可以通过不同厚度的分层处理，延长填料3的使用寿命，保证冷源系统的冷却效果，从而达到优化汽车机冷源系统的目的，集水池4在收集到水后，通过吸水管61把水输送到吸水池6内，水泵521则将吸水池6内的水进行吸取并传输到循环进水管52内，其后，胶球箱内以储气罐中的高压气体作为动力，推动储蓄罐中的水，进而带动胶球箱中的胶球瞬间发射入凝汽器本体内，并对凝汽器本体71所连通的管道进行擦拭清洗，清洗后，胶球会随着水从循环出水管53排出凝汽器本体71，并通过循环出水管53输送到收球箱内，而循环水则通过循环出水管53输送到喷头管51内，并对喷头本体21提供水源；冷却塔1 运行的过程中，驱动装置816驱动转动轴814转动，从而使转动轴814卷动调风帘815，工作人员通过调节调风帘815来控制进风口11的进风量，避免冷空气过多带走循环水的热量，起到了冷却塔1防冻的作用，更重要的是把循环水温度控制在设定范围内，提高了汽轮机的效率，使机组保持在最佳工况。

本实施例中通过溅水盘一221、溅水盘二223增大了喷洒水的扩散面积，通过沿冷却塔 1中心线至冷却塔1内壁由厚到薄的设置填料3，改善了塔内的空气动力场，通过控制电动调风帘815保持了冷却塔1内流场均匀对称，从而达到了优化汽轮机冷源系统、降低供电煤耗率的目的。

具体的，通过胶球清洗保持了凝汽器本体71所连通管道的清洁，延长了冷却管的使用寿命，提升了凝汽器真空度和汽轮机热效率，保障了机组安全的运行，从而提高了发电厂的经济效益。且胶球箱73、胶球回收箱72、凝汽器本体71为现有技术，因此此处不再赘述。

具体的，转动轴814固定设在轴承813内，轴承813与遮挡板811固定连接。因轴承813是现有技术，因此此处不再赘述。

具体的，驱动装置816可选但不限制于电机。

具体的，水泵521为现有技术，因此此处不再赘述。

在本实施例中，本发明增大了喷洒水的扩散面积、改变了填料3的布置方式、保持了冷却塔1内流场均匀对称、保持了凝汽器本体71所连通管道的清洁，从而达到了优化汽轮机冷源系统、降低供电煤耗率的目的。

本实施例的其他部分与实施例1相同，这里就不再赘述。

如上即为本发明的实施例。上述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述本发明的验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种汽轮机冷源综合优化节能装置，包括冷却塔(1)，其特征在于：所述冷却塔(1)内从上到下依次设有用于增大喷洒水扩散面积的喷头(2)、用于改善冷却塔(1)内空气动力场的填料(3)、用于集水的集水池(4)，所述冷却塔(1)外壁架设有用于调节冷却塔(1)进风口(11)进风量的进风调节装置(8)。

2.根据权利要求1所述的一种汽轮机冷源综合优化节能装置，其特征在于：所述喷头(2)包括喷头本体(21)，所述喷头本体(21)上设有固定架(22)，所述固定架(22)从上到下依次设有溅水盘一(221)、溅水盘二(223)，所述溅水盘一(221)上设有向上突起的凸形台(222)，且凸形台(222)内设有与喷头本体(21)同轴的导流孔(224)，所述导流孔(224)贯穿溅水盘一(221)，所述凸形台(222)的边沿与溅水盘一(221)的边沿构成导流斜面(225)，所述溅水盘二(223)设在溅水盘一(221)的下方。

3.根据权利要求2所述的一种汽轮机冷源综合优化节能装置，其特征在于：所述溅水盘二(223)的面积小于溅水盘一(221)的面积。

4.根据权利要求1所述的一种汽轮机冷源综合优化节能装置，其特征在于：所述进风调节装置(8)包括围绕冷却塔(1)外围进风口(11)架设的框架(81)，所述框架(81)包括与冷却塔(1)固定连接的遮挡板(811)、用于支撑遮挡板(811)的立柱(812)，所述遮挡板(811)上转设有转动轴(814)，所述转动轴(814)上设有调风帘(815)，所述遮挡板(811)上设有用于驱动调风帘(815)关闭和开启的驱动装置(816)，所述立柱(812)上设有容置调风帘(815)两侧的导轨(8121)。

5.根据权利要求1所述的一种汽轮机冷源综合优化节能装置，其特征在于：所述填料(3)沿冷却塔(1)中心线至冷却塔(1)内壁由厚到薄设置。

6.根据权利要求1所述的一种汽轮机冷源综合优化节能装置，其特征在于：还包括凝汽器清洁装置(7)，所述凝汽器清洁装置(7)通过冷却管组(5)分别与喷头本体(21)、集水池(4)连通。

7.根据权利要求6所述的一种汽轮机冷源综合优化节能装置，其特征在于：所述冷却管组(5)包括喷头管(51)、循环进水管(52)、循环出水管(53)，所述喷头管(51)设在冷却塔(1)内，所述喷头管(51)上均布有多个喷头本体(21)，所述喷头管(51)连通有循环出水管(53)，所述循环出水管(53)与凝汽器清洁装置(7)相连通，所述循环进水管(52)与凝汽器清洁装置(7)相连通，且循环进水管(52)向外延伸的一端连通有吸水池(6)，所述循环进水管(52)上设有用于抽水的水泵(521)。

8.根据权利要求6所述的一种汽轮机冷源综合优化节能装置，其特征在于：所述吸水池(6)连通有吸水管(61)，且吸水管(61)与集水池(4)相连通。

9.根据权利要求7所述的一种汽轮机冷源综合优化节能装置，其特征在于：所述吸水管(61)的水平位置高于循环进水管(52)的水平位置。

10.根据权利要求6所述的一种汽轮机冷源综合优化节能装置，其特征在于：所述凝汽器清洁装置(7)包括凝汽器本体(71)，所述凝汽器本体(71)的进水端与循环进水管(52)相连通，所述凝汽器本体(71)的出水端与循环出水管(53)相连通，所述循环出水管(53)上连通有胶球回收箱(72)，所述胶球回收箱(72)通过胶球管(74)连通有胶球箱(73)，所述胶球箱(73)通过胶球管(74)与循环进水管(52)连通。

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