CN111780570A - 一种凝抽背改造后的空冷塔防冻系统及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种凝抽背改造后的空冷塔防冻系统及其工作方法，属于热电联产技术领域。现在还没有一种凝抽背改造后既能保证空冷塔在极低乏汽流量下安全运行，还能进行灵活运行操作的空冷塔防冻系统。本发明包括空冷型汽轮机、汽轮机乏汽管道、空冷塔进汽隔离阀门组、空冷塔冷却单元组、抽真空管道、水环式真空泵、真空截止阀、排空管道和凝结水管道，空冷型汽轮机通过汽轮机乏汽管道分别与各空冷塔进汽隔离阀门连接，各空冷塔进汽隔离阀门再与各自对应的空冷塔冷却单元连接，乏汽在各空冷塔冷却单元内凝结后通过凝结水管道排出，各空冷塔冷却单元均通过抽真空管道与水环式真空泵以排出不凝结气体。本发明的系统可靠性高，操作灵活，改造量小。

Description

一种凝抽背改造后的空冷塔防冻系统及其工作方法
技术领域
本发明涉及一种凝抽背改造后的空冷塔防冻系统，是一种能够保证空冷塔冬季安全运行的系统，属于热电联产技术领域。
背景技术
传统的热电联产是采用抽汽进行供暖，此时汽轮机低压缸仍然有较大流量，对于空冷发电机组而言，意味着有相当流量的乏汽进入空冷塔，此流量在空冷塔冬季安全防冻流量之上，因此空冷机组采用抽汽进行供暖时，空冷塔往往不需要进行特殊的改造。同时当冬季空冷塔需要进行防冻作业时，传统的方式是通过人工铺设保暖材料的方式对管道进行保温，此种操作方式存在灵活性不足的缺点。
新型凝抽背改造技术区别于传统的抽汽采暖技术，其通过加装冷却蒸汽旁路的方式，能够实现汽轮机低压缸极低流量下（5t/h-10t/h）安全运行，相对于传统的采暖抽汽技术可以提供更多的抽汽量，因此新型凝抽背改造技术得到越来越广泛的应用。
水环真空泵广泛运用于工业生产中，是一种粗真空泵，在电力行业空冷塔中应用广泛，其能够获得的极限真空为2000—4000Pa，具有造价低、易维护、结构紧凑、可靠性高等优点。罗茨真空泵是无内压缩的真空泵，不可单独抽汽，需要配备前级泵，极限真空可低于1000Pa，一般用于具有较高真空度要求的场合。
对于进行新型凝抽背改造的空冷机组而言，现在还没有一种系统设计合理，操作灵活方便，能够有效保证空冷塔冬季安全运行的防冻系统。
发明内容
本发明综合现有各类有效技术，提供一种冬季工况下空冷塔防冻技术，该技术既能保证空冷塔在极低乏汽流量下安全运行，还能进行灵活的操作，有效提高系统的可操作性。本发明第一能够保证冬季空冷塔能在极低乏汽流量下安全运行，使空冷机组在具备进行凝抽背改造和运行的条件；第二装设了进汽隔离阀门和电动隔离装置，系统能够进行灵活调节；第三能够满足空冷塔在各种工况条件下的真空度要求。本发明的凝抽背改造后的空冷塔防冻系统安全系数高，操作灵活性强，能够有效满足空冷机组进行凝抽背改造后的实际运行需求。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种凝抽背改造后的空冷塔防冻系统，包括空冷型汽轮机，其特征在于：还包括汽轮机乏汽管道、空冷塔进汽隔离阀门A、空冷塔进汽隔离阀门B、空冷塔进汽隔离阀门C、空冷塔冷却单元A、空冷塔冷却单元B、空冷塔冷却单元C、抽真空管道、水环式真空泵、真空截止阀、排空管道和凝结水管道，所述空冷型汽轮机的乏汽出口通过汽轮机乏汽管道分别与空冷塔进汽隔离阀门A的进口、空冷塔进汽隔离阀门B的进口和空冷塔进汽隔离阀门C的进口连接，所述空冷塔进汽隔离阀门A的出口与空冷塔冷却单元A的乏汽进口连接，所述空冷塔进汽隔离阀门B的出口与空冷塔冷却单元B的乏汽进口连接，所述空冷塔进汽隔离阀门C的出口与空冷塔冷却单元C的乏汽进口连接，所述空冷塔冷却单元A的空气出口、空冷塔冷却单元B的空气出口和空冷塔冷却单元C的空气出口均通过抽真空管道与水环式真空泵的进口连接，所述水环式真空泵的出口与真空截止阀的进口连接，所述真空截止阀的出口与排空管道连接，所述空冷塔冷却单元A、空冷塔冷却单元B和空冷塔冷却单元C的凝结水出口均与凝结水管道连接。
进一步的，本发明还包括电动隔离装置A、电动隔离装置B和电动隔离装置C，所述电动隔离装置A安装于空冷塔冷却单元A的底部位置，所述电动隔离装置B安装于空冷塔冷却单元B的底部位置，所述电动隔离装置C安装于空冷塔冷却单元C的底部位置。
进一步的，本发明还包括罗茨真空泵，所述罗茨真空泵的进口旁接在水环式真空泵的出口上，所述罗茨真空泵的出口旁接在排空管道上。
进一步的，所述空冷型汽轮机为凝抽背改造后的机组。
进一步的，空冷塔进汽隔离阀门均为全自动、零泄漏的高精度阀门。
所述的凝抽背改造后的空冷塔防冻系统的工作方法，其特征在于：步骤如下：
1）在正常工况下，当空冷型汽轮机开始工作时，汽轮机乏汽通过汽轮机乏汽管道流入空冷塔各个冷却单元进行冷却，随后凝结水通过凝结水管道排走，不凝结气体通过水环式真空泵抽走排入大气，此时罗茨真空泵处于关闭状态，空冷塔真空度能够满足系统要求；空冷塔进汽隔离阀门A、空冷塔进汽隔离阀门B、空冷塔进汽隔离阀门C均处于开启状态，电动隔离装置A、电动隔离装置B、电动隔离装置C均处于开启状态，真空截止阀处于开启状态；
2）在防冻工况下，由于空冷型汽轮机处于背压运行状态，空冷塔乏汽流量极低，因此视情况需关闭部分空冷塔进汽隔离阀门，凡是空冷塔进汽隔离阀门关闭的空冷塔冷却单元，其对应风机和电动隔离装置也需关闭，此时真空截止阀处于关闭状态，由水环式真空泵和罗茨真空泵联合进行抽真空作业，保持空冷塔内部较高的真空度，通过这种组合手段实现空冷塔的防冻目的；当外部原因促使空冷型汽轮机切换回抽汽或纯凝运行方式时，空冷塔进汽流量增大，此时通过远程操作的方式迅速打开部分或全部空冷塔进汽隔离阀门，相应的风机和电动隔离装置也均打开，保证空冷型汽轮机背压保持在合理范围。
进一步的，汽轮机乏汽通过管道流入空冷塔各个冷却单元进行冷却，随后通过凝结水管道排走形成凝结水通道；不凝结气体通过管道进入水环式真空泵和真空截止阀，随后排入大气形成正常工况下不凝结气体通道；不凝结气体通过管道进入水环式真空泵和罗茨真空泵，随后排入大气形成防冻工况下不凝结气体通道。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：（1）保证冬季时空冷塔能在极低乏汽流量下安全运行；（2）装设了进汽隔离阀门和电动隔离装置，系统能够进行灵活调节；（3）系统能够满足空冷塔在各种工况条件下的真空度要求；（4）结构设计合理，构思独特，运行平稳，可靠性好。
附图说明
图1是本发明实施例中凝抽背改造后的空冷塔防冻系统的结构示意图。
图中：空冷型汽轮机1、汽轮机乏汽管道2、空冷塔进汽隔离阀门A3、空冷塔进汽隔离阀门B4、空冷塔进汽隔离阀门C5、空冷塔冷却单元A6、电动隔离装置A7、空冷塔冷却单元B8、电动隔离装置B9、空冷塔冷却单元C10、电动隔离装置C11、抽真空管道12、水环式真空泵13、真空截止阀14、排空管道15、凝结水管道16、罗茨真空泵17。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例。
参见图1，本实施例中，一种凝抽背改造后的空冷塔防冻系统，包括空冷型汽轮机1、汽轮机乏汽管道2、空冷塔进汽隔离阀门A3、空冷塔进汽隔离阀门B4、空冷塔进汽隔离阀门C5、空冷塔冷却单元A6、电动隔离装置A7、空冷塔冷却单元B8、电动隔离装置B9、空冷塔冷却单元C10、电动隔离装置C11、抽真空管道12、水环式真空泵13、真空截止阀14、排空管道15、凝结水管道16和罗茨真空泵17。其中，空冷型汽轮机1为凝抽背改造后的机组，空冷塔进汽隔离阀门均为全自动、零泄漏的高精度阀门。
本实施例中，空冷型汽轮机1的乏汽出口通过汽轮机乏汽管道2分别与空冷塔进汽隔离阀门A3的进口、空冷塔进汽隔离阀门B4的进口和空冷塔进汽隔离阀门C5的进口连接，空冷塔进汽隔离阀门A3的出口与空冷塔冷却单元A6的乏汽进口连接，空冷塔进汽隔离阀门B4的出口与空冷塔冷却单元B8的乏汽进口连接，空冷塔进汽隔离阀门C5的出口与空冷塔冷却单元C10的乏汽进口连接，空冷塔冷却单元A6的空气出口、空冷塔冷却单元B8的空气出口和空冷塔冷却单元C10的空气出口均通过抽真空管道12与水环式真空泵13的进口连接，水环式真空泵13的出口与真空截止阀14的进口连接，真空截止阀14的出口与排空管道15连接，空冷塔冷却单元A6、空冷塔冷却单元B8和空冷塔冷却单元C10的凝结水出口均与凝结水管道16连接。
本实施例中，电动隔离装置A7、电动隔离装置B9和电动隔离装置C11，电动隔离装置A7安装于空冷塔冷却单元A6的底部位置，电动隔离装置B9安装于空冷塔冷却单元B8的底部位置，电动隔离装置C11安装于空冷塔冷却单元C10的底部位置。
本实施例中，罗茨真空泵17的进口旁接在水环式真空泵13的出口上，罗茨真空泵17的出口旁接在排空管道15上。
本实施例中，汽凝抽背改造后的空冷塔防冻系统包括以下通道：
轮机乏汽通过管道流入空冷塔各个冷却单元进行冷却，随后通过凝结水管道16排走形成凝结水通道；不凝结气体通过管道进入水环式真空泵13和真空截止阀14，随后排入大气形成正常工况下不凝结气体通道；不凝结气体通过管道进入水环式真空泵13和罗茨真空泵17，随后排入大气形成防冻工况下不凝结气体通道。
本实施例中，凝抽背改造后的空冷塔防冻系统的运行步骤如下：
1、在正常工况下，当空冷型汽轮机1开始工作时，汽轮机乏汽通过汽轮机乏汽管道2流入空冷塔各个冷却单元进行冷却，随后凝结水通过凝结水管道16排走，不凝结气体通过水环式真空泵13抽走排入大气，此时罗茨真空泵17处于关闭状态，空冷塔真空度能够满足系统要求；空冷塔进汽隔离阀门A3、空冷塔进汽隔离阀门B4、空冷塔进汽隔离阀门C5均处于开启状态，电动隔离装置A7、电动隔离装置B9、电动隔离装置C11均处于开启状态，真空截止阀14处于开启状态；
2、在防冻工况下，由于空冷型汽轮机1处于背压运行状态，空冷塔乏汽流量极低，因此视情况需关闭部分空冷塔进汽隔离阀门，凡是空冷塔进汽隔离阀门关闭的空冷塔冷却单元，其对应风机和电动隔离装置也需关闭，此时真空截止阀14处于关闭状态，由水环式真空泵13和罗茨真空泵17联合进行抽真空作业，保持空冷塔内部较高的真空度，通过这种组合手段实现空冷塔的防冻目的；当外部原因促使空冷型汽轮机1切换回抽汽或纯凝运行方式时，空冷塔进汽流量增大，此时通过远程操作的方式迅速打开部分或全部空冷塔进汽隔离阀门，相应的风机和电动隔离装置也均打开，保证空冷型汽轮机1背压保持在合理范围。
本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种凝抽背改造后的空冷塔防冻系统，包括空冷型汽轮机（1），其特征在于：还包括汽轮机乏汽管道（2）、空冷塔进汽隔离阀门A（3）、空冷塔进汽隔离阀门B（4）、空冷塔进汽隔离阀门C（5）、空冷塔冷却单元A（6）、空冷塔冷却单元B（8）、空冷塔冷却单元C（10）、抽真空管道（12）、水环式真空泵（13）、真空截止阀（14）、排空管道（15）和凝结水管道（16），所述空冷型汽轮机（1）的乏汽出口通过汽轮机乏汽管道（2）分别与空冷塔进汽隔离阀门A（3）的进口、空冷塔进汽隔离阀门B（4）的进口和空冷塔进汽隔离阀门C（5）的进口连接，所述空冷塔进汽隔离阀门A（3）的出口与空冷塔冷却单元A（6）的乏汽进口连接，所述空冷塔进汽隔离阀门B（4）的出口与空冷塔冷却单元B（8）的乏汽进口连接，所述空冷塔进汽隔离阀门C（5）的出口与空冷塔冷却单元C（10）的乏汽进口连接，所述空冷塔冷却单元A（6）的空气出口、空冷塔冷却单元B（8）的空气出口和空冷塔冷却单元C（10）的空气出口均通过抽真空管道（12）与水环式真空泵（13）的进口连接，所述水环式真空泵（13）的出口与真空截止阀（14）的进口连接，所述真空截止阀（14）的出口与排空管道（15）连接，所述空冷塔冷却单元A（6）、空冷塔冷却单元B（8）和空冷塔冷却单元C（10）的凝结水出口均与凝结水管道（16）连接。
2.根据权利要求1所述的凝抽背改造后的空冷塔防冻系统，其特征在于：还包括电动隔离装置A（7）、电动隔离装置B（9）和电动隔离装置C（11），所述电动隔离装置A（7）安装于空冷塔冷却单元A（6）的底部位置，所述电动隔离装置B（9）安装于空冷塔冷却单元B（8）的底部位置，所述电动隔离装置C（11）安装于空冷塔冷却单元C（10）的底部位置。
3.根据权利要求2所述的凝抽背改造后的空冷塔防冻系统，其特征在于：还包括罗茨真空泵（17），所述罗茨真空泵（17）的进口旁接在水环式真空泵（13）的出口上，所述罗茨真空泵（17）的出口旁接在排空管道（15）上。
4.根据权利要求1所述的凝抽背改造后的空冷塔防冻系统，其特征在于：所述空冷型汽轮机（1）为凝抽背改造后的机组。
5.一种如权利要求3所述的凝抽背改造后的空冷塔防冻系统的工作方法，其特征在于：步骤如下：
1）在正常工况下，当空冷型汽轮机（1）开始工作时，汽轮机乏汽通过汽轮机乏汽管道（2）流入空冷塔各个冷却单元进行冷却，随后凝结水通过凝结水管道（16）排走，不凝结气体通过水环式真空泵（13）抽走排入大气，此时罗茨真空泵（17）处于关闭状态，空冷塔真空度能够满足系统要求；空冷塔进汽隔离阀门A（3）、空冷塔进汽隔离阀门B（4）、空冷塔进汽隔离阀门C（5）均处于开启状态，电动隔离装置A（7）、电动隔离装置B（9）、电动隔离装置C（11）均处于开启状态，真空截止阀（14）处于开启状态；
2）在防冻工况下，由于空冷型汽轮机（1）处于背压运行状态，空冷塔乏汽流量极低，因此视情况关闭部分空冷塔进汽隔离阀门，凡是空冷塔进汽隔离阀门关闭的空冷塔冷却单元，其对应风机和电动隔离装置也进行关闭，此时真空截止阀（14）处于关闭状态，由水环式真空泵（13）和罗茨真空泵（17）联合进行抽真空作业，保持空冷塔内部较高的真空度，通过这种组合手段实现空冷塔的防冻目的；当外部原因促使空冷型汽轮机（1）切换回抽汽或纯凝运行方式时，空冷塔进汽流量增大，此时通过远程操作的方式迅速打开部分或全部空冷塔进汽隔离阀门，相应的风机和电动隔离装置也均打开，保证空冷型汽轮机（1）背压保持在合理范围。
6.根据权利要求5所述的凝抽背改造后的空冷塔防冻系统的工作方法，其特征在于：汽轮机乏汽通过管道流入空冷塔各个冷却单元进行冷却，随后通过凝结水管道（16）排走形成凝结水通道；不凝结气体通过管道进入水环式真空泵（13）和真空截止阀（14），随后排入大气形成正常工况下不凝结气体通道；不凝结气体通过管道进入水环式真空泵（13）和罗茨真空泵（17），随后排入大气形成防冻工况下不凝结气体通道。
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