CN113266756B - 一种机组停机再循环冷却系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机组停机再循环冷却系统，包括辅机循环水泵、储水设备、主出水管路和主回水管路，所述主出水管路包括主管路出水再循环段和主管路出水循环外段，主回水管路包括主管路回水再循环段和主管路回水循环外段，在所述主管路出水循环外段和主管路回水循环外段上设置有截止阀，所述主管路出水再循环段和主管路回水再循环段之间连通有闭冷器冷却支管路和冷油器冷却支管路，闭冷器冷却支管路和冷油器冷却支管路两者之间呈并联关系，在闭冷器冷却支管路上串接有再循环水泵和闭冷器，在冷油器冷却支管路上串接有主机冷油器和调节阀。该系统可降低机组停机时额外能源消耗。本发明还公开其使用方法。

Description

一种机组停机再循环冷却系统及方法

技术领域

本发明涉及火力发电技术领域，尤其涉及一种机组停机再循环冷却系统及方法。

背景技术

现有火力发电机组需要用到大量利用循环水冷却的设备，其中既包括用水量很多的凝汽器，也包括用水量偏少的闭冷器和主机润滑油冷却器（简称主机冷油器）。而一般电厂均是采用一台（及备用一台）功率较大的辅机循环水泵来满足各用水单元的供水，但当机组停运检修时，由于给其他辅机散热的闭冷器以及主机润滑油冷却器仍需持续运行来保持散热能力，故无法停运额定功率较大的辅机循环水泵，从而造成浪费大量多余能耗的情况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种降低机组停机时额外能源消耗的机组停机再循环冷却系统及方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种机组停机再循环冷却系统，包括辅机循环水泵和储水设备，辅机循环水泵的出口连通有主出水管路，辅机循环水泵的入口与储水设备的出口连通，储水设备的入口连通有主回水管路，所述主出水管路包括主管路出水再循环段和主管路出水循环外段，主回水管路包括主管路回水再循环段和主管路回水循环外段，在所述主管路出水循环外段和/或主管路回水循环外段上设置有截止阀，所述主管路出水再循环段和主管路回水再循环段之间连通有闭冷器冷却支管路和冷油器冷却支管路，闭冷器冷却支管路和冷油器冷却支管路两者之间呈并联关系，在闭冷器冷却支管路上串接有再循环水泵和闭冷器，在冷油器冷却支管路上串接有主机冷油器和调节阀。

进一步的：在所述主管路出水循环外段和主管路回水循环外段上均设置有截止阀。

进一步的：所述再循环水泵的入口与主管路出水再循环段相通，所述再循环水泵的出口与主管路回水再循环段相通。

进一步的：所述再循环水泵与主管路出水再循环段之间串接有闭冷器滤水器。

进一步的：所述主机冷油器与主管路出水再循环段之间串接有冷油器滤水器。

进一步的：所述调节阀设置在主机冷油器与主管路回水再循环段之间的冷油器冷却支管路上。

进一步的：所述调节阀为检测主机润滑油温度的温控调节阀。

进一步的：所述再循环水泵设置有旁通阀A。

进一步的：所述辅机循环水泵设置有旁通阀B。

一种机组停机再循环冷却方法，使用前述的机组停机再循环冷却系统，并包括如下步骤：

1）停运主机机组；

2）关停辅机循环水泵；

3）将设置在所述主管路出水循环外段和主管路回水循环外段上的截止阀关断；将旁通阀B打开；

4）开启再循环水泵；

5）调整调节阀的开闭程度。

通过采用上述技术方案，本发明的技术效果为提供了一种机组停机再循环冷却系统及使用该系统的方法，该系统可降低机组停机时额外能源消耗。其在循环分支管路上增设再循环水泵并在相应节点上增设截止阀和调节阀，创造性地对主机冷油器形成了逆向再循环的冷却方式，不仅解决了降功耗问题，且可实现对闭冷器加压增流并调节主机润滑油油温的能力。且该系统涉及到的部件少，可在现有机组的循环冷却系统上进行简单而快速的改造便可成型，具备改造成本低、经济价值高的特点，具有大范围推广的价值。

附图说明

图1为本发明的系统结构原理图；

图2为本发明在机组运行时的冷却水流向图；

图3为本发明在机组停机时的冷却水流向图；

其中，1-截止阀A、2-闭冷器滤水器、3-闭冷器冷却支管路、4-旁通阀A、5-再循环水泵、6-闭冷器、7-截止阀B、8-调节阀、9-储水设备、10-主机冷油器、11-旁通阀B、12-辅机循环水泵、13-冷油器滤水器、14-冷油器冷却支管路、15-主出水管路、16-主管路出水循环外段、17-主管路出水再循环段、18-主管路回水循环外段、19-主管路回水再循环段、20-主回水管路。

具体实施方式

如图1所示，本实施例的机组停机再循环冷却系统，包括辅机循环水泵12和储水设备9，辅机循环水泵12的出口连通有主出水管路15，辅机循环水泵12的入口与储水设备9的出口连通，储水设备9的入口连通有主回水管路20。

需要说明的是，上述的储水设备9包括泵前池和水塔等设备，其不仅发挥了一般性的储水功能，事实上也发挥了将回水散热的功能。

而所述主出水管路15包括主管路出水再循环段17和主管路出水循环外段16，主回水管路20包括主管路回水再循环段19和主管路回水循环外段18。上述的主出水和回水管均具有各自的再循环段和循环外段。所述的再循环段是指参与涉及本发明的机组停机后再循环的相应管段，尤其是指连通有主机冷油器10和闭冷器6这两个用水单位的主管路。而循环外段就是指处于上述的再循环之外的管段，更具体来说就是接通除主机冷油器10和闭冷器6等参与再循环的单元之外的其他用水单元的主管路段，比如连通凝汽器、真空泵冷却器等单元的相应主管路段。

本实施例在所述主管路出水循环外段16上设置有截止阀A1，并且在主管路回水循环外段18上设置有截止阀B7。设置上述截止阀是为了使在机主停机之前的完整的循环冷却管路被截断成再循环冷却管路，当然如果能够形成前述截断，在主管路出水循环外段16或主管路回水循环外段18上仅设置单一截止阀也可，在出水与回水段均设置截止阀是为了防止循环外的用水单元存在泄漏或连通大气等情况而影响再循环的正常运行。

此外本实施例在所述主管路出水再循环段17和主管路回水再循环段19之间连通有闭冷器冷却支管路3和冷油器冷却支管路14，闭冷器冷却支管路3和冷油器冷却支管路14两者之间呈并联关系。在闭冷器冷却支管路3上串接有再循环水泵5和闭冷器6，在冷油器冷却支管路14上串接有主机冷油器10和调节阀8。

如图2所示，本发明在机组正常运行时，其冷却水的流向是从储水设备9抽出，经辅机循环水泵12而进入主出水管路15，之后冷却水分为三个走向：一是进入冷油器冷却支管路14去冷却主机冷油器10；二是进入闭冷器冷却支管路3去冷却闭冷器6；三是从主管路出水循环外段16进入其他用水单元进行冷却。参与冷却之后的循环水再经由主回水管路20流回储水设备9中进行冷却，以便进入下一轮循环。

之后若要进入再循环冷却状态，便需进行如下操作：

1）停运主机机组；

2）关停辅机循环水泵12；

3）将设置在所述主管路出水循环外段16和主管路回水循环外段18上的截止阀关断，将旁通阀B11打开；

4）开启再循环水泵5并关闭旁通阀A4；

5）调整调节阀8的开闭程度。

之后系统便进入再循环冷却状态，如图3所示，此时由于给其他用水单元供回水的管路上的相应截止阀被关断，使得循环水仅在再循环管路内循环：在再循环水泵5的泵出作用下，循环水沿闭冷器冷却支管路3进入闭冷器6进行冷却，随后进入主管路回水再循环段19后分为两路，一路是沿冷油器冷却支管路14逆向（即与机组正常运行时的方向相比）流经主机冷油器10进行冷却，之后再从主管路出水再循环段17流回再循环水泵5的入口；另一路是经主管路回水再循环段19进入储水设备9中进行冷却，随后再经主管路出水再循环段17流回再循环水泵5的入口。

上述的再循环冷却过程中，一个很大的特点是循环水并非每次循环都会100%历经储水设备9的冷却，一部分循环水是在冷却完闭冷器6之后又紧接着对主机冷油器10进行冷却并最终又回流到再循环水泵5入口再历经冷却循环的。因此在冷油器冷却支管路14与主管路回水再循环段19之间的水流量分配时很关键的，因此本实施例在冷油器冷却支管路14上设置有调节阀8，通过调整其开闭程度，来决定有多少水流进入冷油器冷却支管路14、而其余水流进入储水设备9进行散热降温。

需要说明的是，储水设备9的散热冷却能力是根据机组开机时的散热需求来设计的，因此其在面对处于再循环冷却中的闭冷器6和主机冷油器10的散热需求来说，具有巨大的散热余量，使得再循环冷却中的循环水并非每循环都全部经历储水设备9的冷却降温，但仍可获得充足的散热，而进入再循环水泵5入口的循环水是来自主机冷油器10一定程度升温和储水设备9降温后的混合水，因此只要混水比例合适，整个再循环冷却系统便可完成相应的冷却功能。

而作为决定混水比例的关键部件，调节阀8被设置在冷油器冷却支管路14上而非主管路回水再循环段19上是因为，处在冷油器冷却支管路14上的调节阀8不仅在再循环冷却阶段中发挥相应作用，也可在主机机组正常工作的全循环冷却阶段中发挥控制主机润滑油温度的作用，具体来说如图2所示，在全循环冷却阶段中流经冷油器冷却支管路14的循环水被调节阀8控制流量大小，从而可令主机冷油器10的冷却能力得以调控，进而调节了主机润滑油可始终处于一个合适的温度。而由于辅机循环水泵12与再循环水泵5的功率差距巨大而使泵水流量差距较大，使得适应于在全循环冷却阶段的调节阀8开度并不符合再循环冷却阶段中对流量的要求，因此才需要在上述操作方法的第5步中对调节阀8进行再调节。而为了方便前述的调节和使主机润滑油温度始终保持在动态稳定之中，本实施例优选将所述调节阀8设置为检测主机润滑油温度的温控调节阀。

此外，本实施例的所述再循环水泵5的入口与主管路出水再循环段17相通，所述再循环水泵5的出口与主管路回水再循环段19相通，这样使得闭冷器冷却支管路3中的水流向在全循环冷却阶段和再循环冷却阶段中均保持一致。这样设置具有如下优点：

1.在全循环冷却阶段中可为闭冷器6增压进而提高其冷却能力。闭冷器6的冷却对象通常处于开放环境下，易受环境温度影响，故而在冬季与夏季之间其冷却需求不同。而在夏季时随着环境温度提高，闭冷器6需要提高冷却能力，而在闭冷器冷却支管路3之中设置与水流同向的再循环水泵5，可提高闭冷器冷却支管路3的运行压力，随着该管的压力提高，其他分支管路的压力便相对下降，从而使流经增加闭冷器冷却支管路3的水流量增大，提高了闭冷器6的冷却能力。

2.减少两种冷却阶段之间转换的系统冲击。由于不同于一般思路，本系统的再循环水泵5并非设置在原先发挥泵水功能的辅机循环水泵12附近，而是设置在了一个分支管路中，因此在两种冷却阶段转换中，难免出现部分管路内的水流方向改变。而设置与原水流方向同向的再循环水泵5，不仅使所在分支管路保持流向相同，同时也可使得流经辅机循环水泵12和储水设备9的水流在两个冷却阶段中保持流向一致，仅冷油器冷却支管路14的流向改变，使得由全循环冷却阶段至再循环冷却阶段这一转换过程中的水流冲击最小，保护了相应管路的安全、延长了其寿命；此外还可选择由再循环水泵5启动后再对辅机循环水泵12停机的操作步骤，而由于冷油器冷却支管路14上还设置有调节阀8，可在逆流转换过程前先行对其调节，即在开启再循环水泵5与关停辅机循环水泵12之间，先行逐渐调小调节阀8开度直至关断，在辅机循环水泵12完全停运后，再调大调节阀8开度，这样可以更加平顺的完成相应转换，减小系统冲击。

此外，本实施例在再循环水泵5处设置有旁通阀A4；在辅机循环水泵12处设置有旁通阀B11。在相应水泵处设置旁通阀，一方面可防止系统被设置为逆向流经水泵时的水流阻滞与冲击；另一方面即便在顺流情况下，无动力的水泵也在一定程度上增加了水流的阻力，增加了一定的不必要能耗，因此可增加相应旁通阀以节省能耗。

本实施例在所述再循环水泵5与主管路出水再循环段17之间还串接有闭冷器滤水器2。由于储水设备9可能包括一些开放式储水设施，容易污染循环水，串接滤水器后可延长相应器件的使用寿命。且闭冷器滤水器2不仅在全循环冷却阶段中对再循环水泵5和闭冷器6进行保护，如图3所示其在再循环冷却阶段也可对主机冷油器10起到保护作用，因为所有流入再循环水泵5的水流均会被闭冷器滤水器2过滤，从而使流入主机冷油器10的水流得以保持清洁。

而为了完善在全循环冷却阶段中对主机冷油器10的保护，本实施例在主机冷油器10与主管路出水再循环段17之间还串接有冷油器滤水器13。

此外，本实施例的调节阀8优选设置在主机冷油器10与主管路回水再循环段19之间的冷油器冷却支管路14上。因为在再循环冷却阶段中主要发挥过滤作用的是闭冷器滤水器2，而距离滤水器越远则越不易受到相应保护，因此作为阀类部件的调节阀8相比作为冷却装置的主机冷油器10更为娇贵，因此放置到更靠近滤水器的位置来进行保护。

Claims (7)

1.一种机组停机再循环冷却系统，其特征在于：包括辅机循环水泵（12）和储水设备（9），辅机循环水泵（12）的出口连通有主出水管路（15），辅机循环水泵（12）的入口与储水设备（9）的出口连通，储水设备（9）的入口连通有主回水管路（20），所述主出水管路（15）包括主管路出水再循环段（17）和主管路出水循环外段（16），主回水管路（20）包括主管路回水再循环段（19）和主管路回水循环外段（18），在所述主管路出水循环外段（16）和主管路回水循环外段（18）上设置有截止阀，所述主管路出水再循环段（17）和主管路回水再循环段（19）之间连通有闭冷器冷却支管路（3）和冷油器冷却支管路（14），闭冷器冷却支管路（3）和冷油器冷却支管路（14）两者之间呈并联关系，在闭冷器冷却支管路（3）上串接有再循环水泵（5）和闭冷器（6），在冷油器冷却支管路（14）上串接有主机冷油器（10）和调节阀（8）；所述再循环水泵（5）设置有旁通阀A（4），所述辅机循环水泵（12）设置有旁通阀B（11）。

2.根据权利要求1所述的一种机组停机再循环冷却系统，其特征在于：所述再循环水泵（5）的入口与主管路出水再循环段（17）相通，所述再循环水泵（5）的出口与主管路回水再循环段（19）相通。

3.根据权利要求2所述的一种机组停机再循环冷却系统，其特征在于：所述再循环水泵（5）与主管路出水再循环段（17）之间串接有闭冷器滤水器（2）。

4.根据权利要求2所述的一种机组停机再循环冷却系统，其特征在于：所述主机冷油器（10）与主管路出水再循环段（17）之间串接有冷油器滤水器（13）。

5.根据权利要求3所述的一种机组停机再循环冷却系统，其特征在于：所述调节阀（8）设置在主机冷油器（10）与主管路回水再循环段（19）之间的冷油器冷却支管路（14）上。

6.根据权利要求5所述的一种机组停机再循环冷却系统，其特征在于：所述调节阀（8）为检测主机润滑油温度的温控调节阀。

7.一种机组停机再循环冷却方法，其特征在于：使用权利要求1所述的机组停机再循环冷却系统，并包括如下步骤：

1）停运主机机组；

2）关停辅机循环水泵（12）；

3）将设置在所述主管路出水循环外段（16）和主管路回水循环外段（18）上的截止阀关断，将旁通阀B（11）打开；

4）开启再循环水泵（5）并关闭旁通阀A（4）；

5）调整调节阀（8）的开闭程度。

Images