CN111854462A - 一种适用于间接空冷供热机组全工况冷却及防冻系统 - Google Patents

一种适用于间接空冷供热机组全工况冷却及防冻系统 Download PDF

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王明勇
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Abstract

本发明公开了一种适用于间接空冷供热机组全工况冷却及防冻系统，包括汽轮机低压缸、间接空冷塔、凝汽器、循环水泵、分流冷却器及各汽水管路阀门等。本发明对间接空冷供热机组增设与间接空冷塔并联独立的分流冷却器，增设循环水泵出口至分流冷却器的管路阀门等，循环水经分流冷却器冷却后与间接空冷塔的循环水出水汇合，然后一起进入凝汽器，冷却汽轮机乏汽。机组纯凝工况运行时，间接空冷塔和分流冷却器并联运行，可以根据机组运行需要投入相应数量的分流冷却器。本发明通过适用于间接空冷供热机组全工况冷却及防冻系统的实施，可以满足间接空冷供热机组全年的冷却需求以及解决小排汽流量工况下的防冻问题，提高机组运行的安全性和经济性。

Description

一种适用于间接空冷供热机组全工况冷却及防冻系统
技术领域
本发明属于电站锅炉及汽轮机系统领域，具体涉及一种适用于间接空冷供热机组全工况冷却及防冻系统。
背景技术
电力工业不仅是一次能源的消耗大户，同时也消耗大量的水资源。中国属于水资源十分匮乏的国家，人均水资源不到世界平均水平的四分之一。随着能源结构的优化和生产利用方式的变革，空冷技术以其优越的节水性能逐渐受到重视，特别是在我国富煤缺水地区，直接和间接空冷机组得到快速发展。相比于直接空冷系统来说，间接空冷系统有厂用电较少，没有噪音污染，背压变动较小且背压较低等优点，是我国空冷机组发展的新趋势。
间接空冷机组由于经过长年运行后，空冷散热器老化，表面脏污等原因，造成散热效率下降。机组背压升高，降低了机组的运行经济性。尤其在夏季高温时段，由于散热能力不足，导致出力受限。
另一方面随着热电联产的逐步推进，三北地区越来越多的间接空冷机组承担区域供热，大量抽汽进入热网加热器，进入间冷设备的热负荷经常低于空冷机组最小防冻量，空冷设备防冻压力巨大。极端状态下，在低压缸零出力或微出力运行，进入空冷塔热负荷仅有设计值1/30甚至更少，对空冷机组防冻提出了巨大的挑战。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于间接空冷供热机组全工况冷却及防冻系统，通过对间接空冷供热机组增设与间接空冷塔并联独立的分流冷却器及相关管路阀门，可以满足间接空冷供热机组全年的冷却需求以及解决小排汽流量工况下的防冻问题，提高机组运行的安全性和经济性，具有巨大节能潜力。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种适用于间接空冷供热机组全工况冷却及防冻系统，包括汽轮机低压缸、凝汽器、间接空冷塔和循环水泵；其中，
汽轮机低压缸的出口连通至凝汽器的蒸汽进口，间接空冷塔的出口通过间冷塔出水蝶阀连通至凝汽器的循环水进口，凝汽器的循环水出口通过循环水泵分为两路，一路通过间冷塔进水蝶阀连通至间接空冷塔的进口，另一路通过循环水至分流冷却器进水蝶阀连通至若干并联设置的分流冷却器的进口，若干并联设置的分流冷却器的出口通过分流冷却器循环水出水蝶阀连通至凝汽器的循环水进口。
本发明进一步的改进在于，凝汽器的循环水进口处设置有凝汽器循环水进口蝶阀，循环水出口处设置有凝汽器循环水出口蝶阀。
本发明进一步的改进在于，循环水泵的进、出口处分别设置有循泵进口蝶阀和循泵出口蝶阀。
本发明进一步的改进在于，每个分流冷却器的进口处均设置有分流冷却器进水阀门。
本发明进一步的改进在于，单个分流冷却器的设计热负荷为20MW，分流冷却器的数量根据机组容量进行设计，300MW机组可增设6个，600MW机组可增设10个。
本发明进一步的改进在于，机组纯凝工况运行时，间接空冷塔和分流冷却器并联运行，根据机组运行需要投入相应数量的分流冷却器；在夏季高温天气，根据机组背压，增加投运分流冷却器的数量，甚至全部投运。
本发明进一步的改进在于，机组冬季供热工况，间接空冷塔停运，凝汽器循环水出水全部进入分流冷却器，根据机组运行需要，投运相应数量的分流冷却器，此时分流冷却器不需要喷水降温。
本发明进一步的改进在于，机组低压缸零出力工况，间接空冷塔停运，凝汽器循环水出水全部进入分流冷却器，可以根据机组运行需要，投运1至2个分流冷却器，此时分流冷却器不需要喷水降温。
本发明至少具有如下有益的技术效果：
本发明对间接空冷供热机组增设与间接空冷塔并联独立的分流冷却器，增设循环水泵出口至分流冷却器的管路阀门等，循环水经分流冷却器冷却后与间接空冷塔的循环水出水汇合，然后一起进入凝汽器，冷却汽轮机乏汽。
各分流冷却器独立并联运行，每个分流冷却器的热负荷为20MW，分流冷却器的数量可以根据机组容量进行设计，300MW机组可增设6个，600MW机组可增设10个。机组纯凝工况运行时，间接空冷塔和分流冷却器并联运行，可以根据机组运行需要投入相应数量的分流冷却器；夏季高温天气，可以根据机组背压，增加投运分流冷却器的数量，甚至全部投运；冬季机组供热工况，间接空冷塔停运，循环水全部进入分流冷却器进行冷却，根据机组运行需要，投运相应数量的分流冷却器；机组低压缸零出力工况，间接空冷塔停运，循环水全部进入分流冷却器进行冷却，投运1至2个分流冷却器，可以满足间接空冷供热机组全年的冷却需求以及解决小排汽流量工况下的防冻问题。概括来说，本发明的优点在于：
(1)单个分流冷却器的设计热负荷为20MW，分流冷却器的数量可以根据机组容量进行设计，300MW机组可增设6个，600MW机组可增设10个，各分流冷却器独立并联运行，系统运行灵活，可根据需要随时投运以及切除，操作简单。
(2)可以增加间接空冷供热机组间接空冷塔的散热面积，降低了机组极端工况的运行背压，提高机组满发能力，提高机组运行的安全性和经济性。
(3)冬季供热工况或者低压缸零出力工况，分流冷却器可以满足循环水冷却需求，间接空冷塔停运，间接空冷塔无防冻需求，减少防冻投入，提高机组运行的安全性和经济性。
(4)系统简单，容易切换，满足全年需求。
附图说明
图1是本发明一种适用于间接空冷供热机组全工况冷却及防冻系统示意图。
附图标记说明：
1、汽轮机低压缸，2、凝汽器，3、凝汽器循环水进口蝶阀，4、凝汽器循环水出口蝶阀，5、间冷塔出水蝶阀，6、间接空冷塔，7、循泵进口蝶阀，8、循环水泵，9、循泵出口蝶阀，10、间冷塔进水蝶阀，11、循环水至分流冷却器进水蝶阀，12、分流冷却器A，13、分流冷却器A进水阀门，14、分流冷却器B，15、分流冷却器B进水阀门，16、分流冷却器循环水出水蝶阀。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施示例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明提供的一种适用于间接空冷供热机组全工况冷却及防冻系统，其特征在于，包括汽轮机低压缸1、凝汽器2、间接空冷塔6和循环水泵8；其中，汽轮机低压缸1的出口连通至凝汽器2的蒸汽进口，间接空冷塔6的出口通过连通至间冷塔出水蝶阀5连通至凝汽器2的循环水进口，凝汽器2的循环水出口通过循环水泵8后分为两路，一路通过间冷塔进水蝶阀10连通至间接空冷塔6的进口，另一路通过循环水至分流冷却器进水蝶阀11连通至若干并联设置的分流冷却器的进口，若干并联设置的分流冷却器的出口通过分流冷却器循环水出水蝶阀16连通至凝汽器2的循环水进口。
其中，凝汽器2的循环水进口处设置有凝汽器循环水进口蝶阀3，循环水出口处设置有凝汽器循环水出口蝶阀4。循环水泵8的进、出口处分别设置有循泵进口蝶阀7和循泵出口蝶阀9。
实施示例1
某间接空冷供热机组，夏季高温天气，背压偏高，限制机组出力；冬季供热工况或者低压缸零出力工况，间接空冷塔防冻问题比较严峻，现对空冷系统进行改造，增设与间接空冷塔并联独立的分流冷却器，增设循环水泵出口至分流冷却器的管路阀门等，循环水经分流冷却器冷却后与间接空冷塔的循环水出水汇合，然后一起进入凝汽器，冷却汽轮机乏汽。
各分流冷却器独立并联运行，每个分流冷却器的热负荷为20MW，分流冷却器的数量可以根据机组容量进行设计，300MW机组可增设6个，600MW机组可增设10个，机组纯凝工况运行时，间接空冷塔和分流冷却器并联运行，可以根据机组运行需要投入相应数量的分流冷却器；夏季高温天气，可以根据机组背压，增加投运分流冷却器的数量，甚至全部投运；冬季机组供热工况，间接空冷塔停运，循环水全部进入分流冷却器进行冷却，根据机组运行需要，投运相应数量的分流冷却器；机组低压缸零出力工况，间接空冷塔停运，循环水全部进入分流冷却器进行冷却，投运1至2个分流冷却器。
适用于间接空冷供热机组全工况冷却及防冻系统可以根据机组需要，通过阀门操作，随时投运，随时退出。
一、机组纯凝工况运行时：
1、适用于间接空冷供热机组全工况冷却及防冻系统投运操作：打开循环水至分流冷却器进水蝶阀11，打开分流冷却器A进水阀门13、分流冷却器B进水阀门15，打开分流冷却器循环水出水蝶阀16。
2、适用于间接空冷供热机组全工况冷却及防冻系统退出操作：关闭分流冷却器循环水出水蝶阀16，关闭分流冷却器A进水阀门13、分流冷却器B进水阀门15，关闭循环水至分流冷却器进水蝶阀11。
3、适用于间接空冷供热机组全工况冷却及防冻系统调节方法：可以根据机组运行需要，通过打开或者关闭分流冷却器A进水阀门13、分流冷却器B进水阀门15，调整投入分流冷却器的数量，甚至全部投运。
二、机组供热工况或低压缸零出力工况运行时：
1、适用于间接空冷供热机组全工况冷却及防冻系统操作流程：打开循环水至分流冷却器进水蝶阀11，打开分流冷却器A进水阀门13、分流冷却器B进水阀门15，打开分流冷却器循环水出水蝶阀16；关闭间冷塔进水蝶阀10，关闭间冷塔出水蝶阀5，停运间接空冷塔6。
2、适用于间接空冷供热机组全工况冷却及防冻系统调节方法：可以根据机组运行需要，通过打开或者关闭分流冷却器A进水阀门13、分流冷却器B进水阀门15，调整投入分流冷却器的数量；低压缸零出力工况，投入1至2个分流冷却器。
三、机组纯凝工况切换至供热工况运行时：
1、适用于间接空冷供热机组全工况冷却及防冻系统操作流程：打开循环水至分流冷却器进水蝶阀11，打开分流冷却器A进水阀门13、分流冷却器B进水阀门15，打开分流冷却器循环水出水蝶阀16；关闭间冷塔进水蝶阀10，关闭间冷塔出水蝶阀5，停运间接空冷塔6。
四、机组供热工况切换至纯凝工况运行时：
1、适用于间接空冷供热机组全工况冷却及防冻系统操作流程：启用间接空冷塔6，打开间冷塔进水蝶阀10，打开间冷塔出水蝶阀5。
五、机组空冷系统全年运行优化调整：
在确保机组安全运行的前提下，依据机组的现有条件，寻求机组在不同环境温度和不同运行负荷下的间接空冷系统和分流冷却器的最佳运行方式，确定机组最佳运行背压。以提高机组运行的经济性，降低供电煤耗。
通过适用于间接空冷供热机组全工况冷却及防冻系统的实施，可以增加间接空冷供热机组间接空冷塔的散热面积，降低了机组极端工况的运行背压，提高机组满发能力，提高机组运行的安全性和经济性；冬季供热工况或者低压缸零出力工况，分流冷却器可以满足循环水的冷却需求，间接空冷塔停运，间接空冷塔无防冻需求，提高机组运行的安全性和经济性；单个分流冷却器的设计热负荷为20MW，分流冷却器的数量可以根据机组容量进行设计，各分流冷却器独立并联运行，系统运行灵活，可根据需要随时投运以及切除，操作简单；可以减少厂用电，提高机组的供电量，提高电厂的营业收益。

Claims (8)

1.一种适用于间接空冷供热机组全工况冷却及防冻系统，其特征在于，包括汽轮机低压缸(1)、凝汽器(2)、间接空冷塔(6)和循环水泵(8)；其中，
汽轮机低压缸(1)的出口连通至凝汽器(2)的蒸汽进口，间接空冷塔(6)的出口通过间冷塔出水蝶阀(5)连通至凝汽器(2)的循环水进口，凝汽器(2)的循环水出口通过循环水泵(8)分为两路，一路通过间冷塔进水蝶阀(10)连通至间接空冷塔(6)的进口，另一路通过循环水至分流冷却器进水蝶阀(11)连通至若干并联设置的分流冷却器的进口，若干并联设置的分流冷却器的出口通过分流冷却器循环水出水蝶阀(16)连通至凝汽器(2)的循环水进口。
2.根据权利要求1所述的一种适用于间接空冷供热机组全工况冷却及防冻系统，其特征在于，凝汽器(2)的循环水进口处设置有凝汽器循环水进口蝶阀(3)，循环水出口处设置有凝汽器循环水出口蝶阀(4)。
3.根据权利要求1所述的一种适用于间接空冷供热机组全工况冷却及防冻系统，其特征在于，循环水泵(8)的进、出口处分别设置有循泵进口蝶阀(7)和循泵出口蝶阀(9)。
4.根据权利要求1所述的一种适用于间接空冷供热机组全工况冷却及防冻系统，其特征在于，每个分流冷却器的进口处均设置有分流冷却器进水阀门。
5.根据权利要求1所述的一种适用于间接空冷供热机组全工况冷却及防冻系统，其特征在于，单个分流冷却器的设计热负荷为20MW，分流冷却器的数量根据机组容量进行设计，300MW机组可增设6个，600MW机组可增设10个。
6.根据权利要求1所述的一种适用于间接空冷供热机组全工况冷却及防冻系统，其特征在于，机组纯凝工况运行时，间接空冷塔(6)和分流冷却器并联运行，根据机组运行需要投入相应数量的分流冷却器；在夏季高温天气，根据机组背压，增加投运分流冷却器的数量，甚至全部投运。
7.根据权利要求1所述的一种适用于间接空冷供热机组全工况冷却及防冻系统，其特征在于，机组冬季供热工况，间接空冷塔(6)停运，凝汽器(2)循环水出水全部进入分流冷却器，根据机组运行需要，投运相应数量的分流冷却器，此时分流冷却器不需要喷水降温。
8.根据权利要求1所述的一种适用于间接空冷供热机组全工况冷却及防冻系统，其特征在于，机组低压缸零出力工况，间接空冷塔(6)停运，凝汽器(2)循环水出水全部进入分流冷却器，可以根据机组运行需要，投运1至2个分流冷却器，此时分流冷却器不需要喷水降温。
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