CN112902697A - 一种高寒地区冷却塔塔顶除冰系统及方法 - Google Patents

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刘欢
杨荣祖
张奔
雒青
穆祺伟
谢天
王汀
程东涛
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    • F28C1/00—Direct-contact trickle coolers, e.g. cooling towers
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J11/00—Devices for conducting smoke or fumes, e.g. flues 
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    • Y02E20/30—Technologies for a more efficient combustion or heat usage

Abstract

本发明公开了一种高寒地区冷却塔塔顶除冰系统及方法，包括脱硫塔和烟道三通，脱硫塔的出口烟道上设置有烟道三通；烟道三通的一个出口连接烟囱，另一个出口连接冷却塔。本发明的高寒地区冷却塔塔顶除冰系统利用锅炉尾气作为高温热源，将脱硫塔出口烟气中的一部分通过除冰烟道引入进入环形烟箱，由于环形烟箱距离冷却塔塔顶结冰位置较近，高温烟气可将冷却塔塔顶的冰柱融化，实现废热利用。由于冷却塔的高度等级与烟囱大致相当，因此利用环形烟箱的自拔力就可将高温烟气排出，不需要重新增设风机，不增加厂用电消耗。本实施例可避免塔顶冰柱掉落伤人、砸坏设备事件的发生，提升机组运行与检修的安全性，可实现废热利用，不增加机组厂用电消耗。

Description

一种高寒地区冷却塔塔顶除冰系统及方法
技术领域
本发明属于电力及动力工程技术领域，涉及一种高寒地区冷却塔塔顶除冰系统及方法。
背景技术
在闭式循环湿式冷却塔系统中，低温循环水在凝汽器中与汽轮机排汽进行热量交换后升温，升温后的循环水进入冷却塔，循环水经过冷却塔内的填料被塔底进入的冷空气冷却，部分循环水受热变成水蒸气经冷却塔塔顶进入大气，部分循环水进入冷却塔塔池后再次冷却汽轮机排汽。
冷却塔塔顶排放大量的水蒸气，当寒冬季节来临时，冷却塔塔顶外部会结冰，形成一串串的冰柱，冰柱挂满冷却塔塔顶四周外壁。冷却塔在不断的排放水蒸气，塔顶的冰柱在不断增大，当大风吹过或冰柱自重过大时，冰柱受扰动极易从冷却塔塔顶掉落。由于冷却塔普遍较高，至少在30米以上，大机组的冷却塔更是高达60米以上，极易发生塔顶冰柱掉落伤人、砸坏设备事件。
在实际生产中，为避免塔顶冰柱掉落伤人、砸坏设备事件的发生，需要提出一种能够从更根本上解决高寒地区冬季冷却塔塔顶冰柱掉落的系统。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种高寒地区冷却塔塔顶除冰系统及方法
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种高寒地区冷却塔塔顶除冰系统，包括：
脱硫塔，所述脱硫塔的出口烟道上设置有烟道三通；
烟道三通，所述烟道三通的一个出口连接烟囱，另一个出口连接冷却塔。
本发明进一步的改进在于：
所述烟道三通通过环形烟箱进入冷却塔，所述环形烟箱设置于冷却塔塔顶的下方。
所述环形烟箱的上部和下部设置有开口，中部设置有用于增加环形烟箱强度的加强筋。
所述环形烟箱上设置有使烟气再冷却塔四周均匀排放的导流环。
所述环形烟箱位于冷却塔塔顶下方1～2米，环形烟箱通过锚栓固定在冷却塔塔壁或者上挂在冷却塔塔顶。
所述烟道三通至冷却塔之间为除冰烟道，除冰烟道依次设置有闸阀和调阀。
所述冷却塔为闭式循环机组中的湿式冷却塔。
所述脱硫塔的入口通过引风机与锅炉相连。
一种高寒地区冷却塔塔顶除冰方法，包括以下步骤：
在冬季，首先打开除冰烟道上设置的闸阀，使一部分除冰烟气经过除冰烟道进入冷却塔塔顶设置的环形烟箱，高温烟气融化塔顶四周的冰柱；冰柱融化后的水，一部分蒸发后随空气飘散，一部分随冷却塔流至冷却塔塔底排出；通过调整调阀的开度来控制流经除冰烟道的烟气量，进而控制融化塔顶冰柱所需要的烟气量；
当空气逐渐升温后，关闭除冰烟道上的闸阀和调阀，使烟气不流入除冰烟道，实现冬季与夏季的烟气通路切换。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明涉及一种高寒地区冷却塔塔顶除冰系统，包括冷却塔、环形烟箱、除冰烟道、调阀、闸阀、烟道三通。在原脱硫塔至烟囱的烟道上设有烟道三通，烟气由烟道三通进入除冰烟道，除冰烟道上设置有闸阀和调阀，烟气自除冰烟道进入环形烟箱，环形烟箱设置在冷却塔塔顶下方。本发明的高寒地区冷却塔塔顶除冰系统利用锅炉尾气作为高温热源，将脱硫塔出口烟气中的一部分通过除冰烟道引入进入环形烟箱，由于环形烟箱距离冷却塔塔顶结冰位置较近，高温烟气可将冷却塔塔顶的冰柱融化，实现废热利用。由于冷却塔的高度等级与烟囱大致相当，因此利用环形烟箱的自拔力就可将高温烟气排出，不需要重新增设风机，不增加厂用电消耗。本实施例可避免塔顶冰柱掉落伤人、砸坏设备事件的发生，提升机组运行与检修的安全性，可实现废热利用，不增加机组厂用电消耗。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的高寒地区冷却塔塔顶除冰系统的结构示意图；
图2为本发明的高寒地区冷却塔塔顶除冰系统的三维示意图。
其中：1-冷却塔，2-环形烟箱，3-除冰烟道，4-调阀，5-闸阀，6-烟道三通，7-烟囱，8-脱硫塔，9-引风机，10-锅炉。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
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定义和解释。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参见图1和2，本发明实施例公开了一种高寒地区冷却塔塔顶除冰系统，包括冷却塔1、环形烟箱2、除冰烟道3、调阀4、闸阀5、烟道三通6。在原脱硫塔至烟囱的烟道上设有烟道三通6，烟气由烟道三通6进入除冰烟道3，除冰烟道3上设置有闸阀5和调阀4，烟气自除冰烟道3进入环形烟箱2，环形烟箱2设置在冷却塔1塔顶下方。环形烟箱2上方和下方为开口结构，中间应设有加强筋保证环形烟箱的强度。环形烟箱2可设置导流环，使得烟气在冷却塔1四周均匀排放。环形烟箱2位于冷却塔塔顶下方1～2米，环形烟箱通过锚栓固定在冷却塔塔壁或者上挂在冷却塔塔顶。沿烟气流向，在除冰烟道3上先布置一道闸阀5，再布置一道调阀4。闸阀5起到截止作用，调阀4起到调节流量作用。冷却塔1为闭式循环机组中的湿式冷却塔。冷却塔塔顶除冰系统用于高寒地区，主要应用于东北地区、内蒙地区和新疆地区。
本发明的工作过程：
在锅炉10内产生的烟气由引风机9输送至脱硫塔8，后排入烟囱7，由于烟囱较高，利用其自身的自拔力将烟气排放至大气。脱硫塔8出口至烟囱7的烟气都属于锅炉10所排放的废热。在脱硫塔8至烟囱7之间设置有烟道三通6，烟道三通6的通流能力需要能够使冷却塔塔顶的冰柱全部融化。
在冬季，首先打开除冰烟道3上设置的闸阀5，使一部分除冰烟气经过除冰烟道3进入冷却塔1塔顶设置的环形烟箱2，高温烟气可融化塔顶四周的冰柱。冰柱融化后的水，一部分蒸发后随空气飘散，一部分随冷却塔流至冷却塔塔底排出。通过调整调阀4的开度来控制流经除冰烟道3的烟气量，进而控制融化塔顶冰柱所需要的烟气量。
当空气逐渐升温后，冷却塔塔顶不再结冰之时，关闭除冰烟道3上的闸阀5和调阀4，两道阀门可使烟气不流入除冰烟道3。即可实现冬季与夏季的烟气通路切换。
本发明以锅炉烟气作为热源，利用冷却塔的自拔力将烟气引至冷却塔塔顶位置。当冬季温度较低时，由于冷却塔中大量水蒸气蒸发，在冷却塔塔顶外壁生成大量冰柱，冷却塔塔顶除冰系统利用烟气废热融化冷却塔塔顶冰柱，是锅炉排烟的废热利用，同时不增加机组功耗。本实施例可避免塔顶冰柱掉落伤人、砸坏设备事件的发生，提升机组运行与检修的安全性，可实现废热利用，不增加机组功耗。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高寒地区冷却塔塔顶除冰系统，其特征在于，包括：
脱硫塔(8)，所述脱硫塔(8)的出口烟道上设置有烟道三通(6)；
烟道三通(6)，所述烟道三通(6)的一个出口连接烟囱(7)，另一个出口连接冷却塔(1)。
2.根据权利要求1所述的高寒地区冷却塔塔顶除冰系统，其特征在于，所述烟道三通(6)通过环形烟箱(2)进入冷却塔(1)，所述环形烟箱(2)设置于冷却塔(1)塔顶的下方。
3.根据权利要求1所述的高寒地区冷却塔塔顶除冰系统，其特征在于，所述环形烟箱(2)的上部和下部设置有开口，中部设置有用于增加环形烟箱(2)强度的加强筋。
4.根据权利要求1所述的高寒地区冷却塔塔顶除冰系统，其特征在于，所述环形烟箱(2)上设置有使烟气再冷却塔(1)四周均匀排放的导流环。
5.根据权利要求1所述的高寒地区冷却塔塔顶除冰系统，其特征在于，所述环形烟箱(2)位于冷却塔塔顶下方1～2米，环形烟箱通过锚栓固定在冷却塔塔壁或者上挂在冷却塔塔顶。
6.根据权利要求1所述的高寒地区冷却塔塔顶除冰系统，其特征在于，所述烟道三通(6)至冷却塔(1)之间为除冰烟道，除冰烟道依次设置有闸阀(5)和调阀(4)。
7.根据权利要求1所述的高寒地区冷却塔塔顶除冰系统，其特征在于，所述冷却塔(1)为闭式循环机组中的湿式冷却塔。
8.根据权利要求1所述的高寒地区冷却塔塔顶除冰系统，其特征在于，所述脱硫塔(8)的入口通过引风机(9)与锅炉(1)相连。
9.一种采用权利要求1-8任一项所述系统的高寒地区冷却塔塔顶除冰方法，其特征在于，包括以下步骤：
在冬季，首先打开除冰烟道(3)上设置的闸阀(5)，使一部分除冰烟气经过除冰烟道(3)进入冷却塔(1)塔顶设置的环形烟箱(2)，高温烟气融化塔顶四周的冰柱；冰柱融化后的水，一部分蒸发后随空气飘散，一部分随冷却塔流至冷却塔塔底排出；通过调整调阀(4)的开度来控制流经除冰烟道(3)的烟气量，进而控制融化塔顶冰柱所需要的烟气量；
当空气逐渐升温后，关闭除冰烟道(3)上的闸阀(5)和调阀(4)，使烟气不流入除冰烟道(3)，实现冬季与夏季的烟气通路切换。
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