CN112377369A - 一种湿冷火电机组与风能联合利用发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种湿冷火电机组与风能联合利用发电装置，包括循环水回水管道、厂区预加热器、循环水回水管道散热器、水风表面换热冷却塔、风力发电机和湿冷凉水塔；所述循环水回水管道连接厂区预加热器的进水端，所述厂区预加热器包括并接的厂区热网预加热器、厂区生活预加热器、生水加热器，所述水风表面换热冷却塔为一圆台形，水风表面换热冷却塔内部设有强制循环水风冷却器，所述风力发电机两侧设置有2个弧形配风槽，弧形配风槽上均间隔设有导向挡板形成喷嘴槽，本发明的湿冷火电机组与风能联合利用发电装置，通过对循环水的余热利用，逐步降低循环水回水温度、减少循环水的蒸发面积，从而降低循环水的消耗，达到节能减耗的效果。

Description

一种湿冷火电机组与风能联合利用发电装置
技术领域
本发明技术涉及火电厂汽机循环水冷却系统与风能节能利用领域，具体涉及火电厂湿冷火电机组与风能联合利用发电装置。
背景技术
随着我国电网快速发展，国内电网电源点的发电形式也趋于多样性，近年来随着新能源发电、水资源发电形式的跨越式发展，做为传统发电模式的火电企业利润空间被进一步压缩，面对当前形势，火电厂就必须加大在节能降耗工作中的投入及力度，进一步加快技术改造及创新工作，目前火电节能降耗的改进优化切入面很多，例如：采用湿冷方式进行冷却的火电厂或拥有辅机循环水水塔的电厂在循环水节能方面存在的较多问题可做为创新改进的切入面：
1、循环冷却水系统水耗较大，火电厂循环水资源重复利用率不高，凉水塔循环水蒸发、风吹造成一定程度的水资源浪费。目前各火电厂在工业水购入方面成本较大，随着我国不断对保护水资源重视的提高，今后工业用水购入成本只会逐步提高，以2016年晋城为例：中水购入价格在3元/吨左右，工业水购入在5元/吨左右，做为一个水资源消耗大户的火电企业急需要在节水方面进行进一步深挖内部潜力。
2、冬季凉水塔防冻问题的存在，是困扰我国西北、华北、东北等地区诸多电厂的一个难题，所述地区各电厂每年在循环水防冻工作中需要投入大量的人力及物力。
发明内容
针对上述情况，本发明的目的是提供一种湿冷火电机组与风能联合利用发电装置，通过对循环水的余热利用，逐步降低循环水回水温度、减少循环水的蒸发面积，从而降低循环水的消耗，达到节能减耗的效果，降低企业的工业用水成本。
本发明的技术方案如下：一种湿冷火电机组与风能联合利用发电装置，包括循环水回水管道、厂区预加热器、循环水回水管道散热器、水风表面换热冷却塔、风力发电机和湿冷凉水塔；
所述循环水回水管道连接厂区预加热器的进水端；
所述厂区预加热器包括并接的厂区热网预加热器、厂区生活预加热器、生水加热器，其输出端分别管道连接至循环水回水管道散热器的进水口和湿冷凉水塔进水门，所述循环水回水管道散热器为立式方柱形壳体，循环水回水管道散热器内部设有冷却风管道，冷却风管道布置方向与循环水管道方向垂直，循环水回水管道散热器两端均设有引风筒，所述引风筒的高度不小于1m；
所述水风表面换热冷却塔为一圆台形，水风表面换热冷却塔内部设有强制循环水风冷却器，所述强制循环水风冷却器是由上部布置的循环水配水环管、中部垂直布置的循环水散热翅片、下部布置的循环水汇水环管及底部布置的冷却轴流风机组成，水风表面换热冷却塔底部设有人字支撑座，水风表面换热冷却塔上端口一体设置有圆锥盖体，所述圆锥盖体的尖端朝下，底面安装有常闭型百叶风口，水风表面换热冷却塔上端两侧出风口与配风管连接，圆锥盖体底面的高度低于湿冷凉水塔配水槽0.5-1m，所述循环水配水环管的进水口连接循环水回水管散热器的出水口，循环水汇水环管出水口连接低压头水轮发电机，低压头水轮发电机连接湿冷凉水塔的集水池；
所述风力发电机两侧设置有2个弧形配风槽，所述弧形配风槽底部活动连接有万向支架，所述配风槽可在万向支架上180º旋转，弧形配风槽上均间隔设有导向挡板形成喷嘴槽，所述配风管连接至配风槽。
优选的，所述厂区热网预加热器、厂区生活预加热器、生水加热器还并接有旁路管道，在厂区预加热器停运时，循环水从旁路直接流走进入下一阶段。
优选的，所述循环水回水管散热器的进水口连接管道上设有流量控制阀，可以根据循环水的出水温度选择开度。
优选的，所述循环水回水管道散热器内的冷却风管道呈多行排列，有利于彻底进行热交换。
优选的，所述水轮发电机并接有旁路，便于停运水轮发电机时循环水直接流入湿冷凉水塔的集水池。
本发明的湿冷火电机组与风能联合利用发电装置，从有效降低循环水回水温度来降低凉水塔循环水的蒸发损耗，利用在循环水回管路加装水厂区热网预加热器、厂区生活热水预加热器、生水加热器，进行第一阶段余热利用降温过程，其次在循环水进入凉水塔前引出一循环水管道，管道可根据当地环境温度水平，选择流量为部分或全部循环水流量，该路循环水依次经过循环水回水管道散热器进行第二阶段表面散热降温、经过水风表面换热冷却塔进行第三阶段降温换热，最后进入低压头水轮发电机做功后流入凉水塔集水池，这样可以达到逐步降低循环水回水温度、减少循环水蒸发面积的效果，同时水风凉水塔上部连接各配风管引至风力发电机所对应的环形配风槽，一台风力发电机配备2个环形配风槽，环形配风槽万向支架可进行180°旋转移动，通过环形配风槽万向支架180°转动弧形配风槽，来确保喷嘴槽出风对风机叶片的有效跟踪及有效做功，以此满足对风机叶片迎风面有足够的做功面积保证发电效率。
本发明的湿冷火电机组与风能联合利用发电装置，具有以下有益效果：
1、减少火电厂循环水损耗，节约水资源，起到节能减排的作用，冬季环境温度较低的地区可以根据循环水温度优选将所有循环水流向水风表面换热冷却塔，这样可以降低循环水的消耗，减轻冬季火电厂凉水塔防冻压力。
2、实现可控风场，利用冷却凉水塔的冷却风能进行发电，实现节能利用。
3、利用回收利用循环水回水的压能进行发电，进一步利用能源，减少损耗。
4、在需要风力发电弃风或风机需要停电检修时，可打开水风表面画呢冷却塔顶部百叶装置机构进行检修，使用方便。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的循环水回水管道散热器俯视图；
图3为本发明的水风凉水塔结构示意图；
图4为本发明的水风凉水塔俯视图；
图5为本发明的弧行配风槽结构示意图；
图6为本发明的弧形配风槽侧视图。
图中：1-循环水回水管道；2-厂区预加热器；21-厂区热网预加热器；22-厂区生活预加热器；23-生水加热器；3-循环水回水管道散热器；31-冷却风管道；4-水风表面换热冷却塔；41-循环水配水环管；42-循环水散热翅片；43-循环水汇水环管；44-冷却轴流风机；45-圆锥盖体；46-常闭型百叶风口； 5-风力发电机；6-湿冷凉水塔；7-引风筒；8-配风管；9-低压头水轮发电机；10-集水池；11-风力发电机；12-弧形配风槽；121-万向支架；122-导向挡板；123-喷嘴槽；13-流量控制阀。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；
如图1-图5所示，一种湿冷火电机组与风能联合利用发电装置，包括循环水回水管道1、厂区预加热器2、循环水回水管道散热器3、水风表面换热冷却塔4、风力发电机5和湿冷凉水塔6；
所述循环水回水管道1连接厂区预加热器2的进水端；
所述厂区预加热器2包括并接的厂区热网预加热器21、厂区生活预加热器22、生水加热器23，其输出端分别管道连接至循环水回水管道散热器3的进水口和湿冷凉水塔6进水门，所述循环水回水管道散热器3为立式方柱形壳体，循环水回水管道散热器3内部设有冷却风管道31，冷却风管道31布置方向与循环水管道方向垂直，循环水回水管道散热器3两端均设有引风筒7，所述引风筒7的高度不小于1m；
所述水风表面换热冷却塔4为一圆台形，水风表面换热冷却塔4内部设有强制循环水风冷却器，所述强制循环水风冷却器是由上部布置的循环水配水环管41、中部垂直布置的循环水散热翅片42、下部布置的循环水汇水环管43及底部布置的冷却轴流风机44组成，水风表面换热冷却塔4底部设有人字支撑座，水风表面换热冷却塔4上端口一体设置有圆锥盖体45，所述圆锥盖体45的尖端朝下，底面安装有常闭型百叶风口46，水风表面换热冷却塔4上端两侧出风口与配风管8连接，圆锥盖体45底面的高度低于湿冷凉水塔6配水槽0.5-1m，所述循环水配水环管41的进水口连接循环水回水管散热器3的出水口，循环水汇水环管43出水口连接低压头水轮发电机9，低压头水轮发电机9连接湿冷凉水塔6的集水池10；
所述风力发电机11两侧设置有2个弧形配风槽12，所述弧形配风槽12底部活动连接有万向支架121，所述弧形配风槽12可在万向支架121上180º旋转，弧形配风槽12上均间隔设有导向挡板122，导向挡板122之间形成喷嘴槽123，所述配风管8连接至弧形配风槽12。
进一步的，所述厂区热网预加热器21、厂区生活预加热器22、生水加热器23还并接有旁路管道，在厂区预加热器停运时，循环水从旁路直接流入湿冷凉水塔6的配水槽。
进一步的，所述循环水回水管散热器3的进水口连接管道上设有流量控制阀12，可以根据循环水的出水温度选择开度。
进一步的，所述循环水回水管道散热器3内的冷却风管道31呈多行排列，有利于彻底进行热交换。
进一步的，所述低压头水轮发电机9并接有旁路，便于低压头水轮发电机9停运时，循环水进入湿冷凉水塔6的集水池10。
具体实施时，包括以下具体步骤：
1、循环水回水首先经过在循环水回水管道1连接的厂区热网预加热器21、厂区生活热水预加热器22、生水加热器23，进行第一阶段循环水回水对厂区热网回水、制水系统生水、厂区生活水经表面换热放热降温，同时可以实现循环水余热利用的效果。
2、循环水回水完成第一阶段余热利用放热降温后，根据需求一部分进入循环水回水管道散热器3，进入循环水回水管道散热器3的循环水流量选择原则是：年平均气温在20℃以上选择30%额定流量、年平均气温在15℃以上20℃以下选择50%~60%、年平均气温在10℃~15℃以上选择80%、年平均气温在10℃以下选择100%，循环水回水管道散热器3为表面式换热原理，循环水回水管道散热器3壳体内冷却风管道31外为循环水流动通路，循环水回水管道散热器3冷却风管道31内通流为冷却风，管道布置方向与循环水管道方向为垂直布置，循环水回水管道散热器3的冷却风侧上、下部位为冷却风引风筒7，下部冷却风引风筒7与大气相连通，如图2所示，循环水回水管道散热器利用冷却空气在引风筒7效应、狭口效应及冷热风之间的气压差的的作用下，形成自然对流换热。
3、循环水回水经过循环水回水管道散热器3完成第二阶段放热后，进入水风表面换热冷却塔4，水风表面换热冷却塔4下部是人字形支撑与大气相连通，筒壁顶部为圆锥盖体45周边设有集风环47与配风管8相连，各配风管引至风力发电机5所对应的弧形配风槽11，如图5所示，一台风力发电机5配备2个弧形配风槽11，弧形配风槽11万向支架111为可进行180°旋转移动，通过弧形配风槽11万向支架180°可控移动调整弧形配风槽11的方向从而调整导向挡板112的角度，来确保喷嘴槽113出风对风力发电机5的叶片的有效跟踪及有效做功，以此满足对风力发电机5叶片迎风面有足够的做功面积保证发电效率。
4、水风表面换热冷却塔风筒4内部装设有强制循环水风冷却器，循环水回水由上部引入至循环水配水环管41，循环水配水环管41上均匀连接垂直布置的各循环水散热翅片42，各循环水散热翅片42下部连接至循环水汇水环管43，循环水汇水环管43通过管道连接至低压头水轮发电机9及其旁路，低压头水轮发电机9及旁路连接至湿冷凉水塔6的集水池10，冷却风由水风表面换热冷却塔4底部的冷却轴流风机44吸入，经过与垂直布置的循环水散热翅片42进行强制对流换热，受热后的空气气体体积发生受热膨胀后由顶部集风环47流向配风管8，经过弧形配风槽11喷出推动风力发电机5叶片做功发电。

Claims (5)

1.一种湿冷火电机组与风能联合利用发电装置，其特征在于包括循环水回水管道、厂区预加热器、循环水回水管道散热器、水风表面换热冷却塔、风力发电机和湿冷凉水塔；
所述循环水回水管道连接厂区预加热器的进水端；
所述厂区预加热器包括并接的厂区热网预加热器、厂区生活预加热器、生水加热器，其输出端分别管道连接至循环水回水管道散热器的进水口和湿冷凉水塔进水门，所述循环水回水管道散热器为立式方柱形壳体，循环水回水管道散热器内部设有冷却风管道，冷却风管道布置方向与循环水管道方向垂直，循环水回水管道散热器两端均设有引风筒，所述引风筒的高度不小于1m；
所述水风表面换热冷却塔为一圆台形，水风表面换热冷却塔内部设有强制循环水风冷却器，所述强制循环水风冷却器是由上部布置的循环水配水环管、中部垂直布置的循环水散热翅片、下部布置的循环水汇水环管及底部布置的冷却轴流风机组成，水风表面换热冷却塔底部设有人字支撑座，水风表面换热冷却塔上端口一体设置有圆锥盖体，所述圆锥盖体的尖端朝下，底面安装有常闭型百叶风口，水风表面换热冷却塔上端两侧出风口与配风管连接，圆锥盖体底面的高度低于湿冷凉水塔配水槽0.5-1m，所述循环水配水环管的进水口连接循环水回水管散热器的出水口，循环水汇水环管出水口连接低压头水轮发电机，低压头水轮发电机连接湿冷凉水塔的集水池；
所述风力发电机两侧设置有2个弧形配风槽，所述弧形配风槽底部活动连接有万向支架，所述配风槽可在万向支架上180º旋转，弧形配风槽上均间隔设有导向挡板形成喷嘴槽，所述配风管连接至配风槽。
2.根据权利要求1所述的湿冷火电机组与风能联合利用发电装置，其特征在于所述厂区热网预加热器、厂区生活预加热器、生水加热器还并接有旁路管道。
3.根据权利要求1所述的湿冷火电机组与风能联合利用发电装置，其特征在于所述循环水回水管散热器的进水口连接管道上设有流量控制阀。
4.根据权利要求1所述的湿冷火电机组与风能联合利用发电装置，其特征在于所述循环水回水管道散热器内的冷却风管道呈多行排列。
5.根据权利要求1所述的湿冷火电机组与风能联合利用发电装置，其特征在于所述水轮发电机并接有旁路。
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