CN202133297U - 空冷岛防冻装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种空冷岛防冻装置，包括排汽装置、空冷岛、真空泵，排汽装置与空冷岛之间连接有排汽管道以及隔离阀，排汽装置以及空冷岛与真空泵之间连接有抽空气管道以及真空截止阀，从空冷岛到真空泵之间的抽空气管道上引出管道并设置水封装置后引入排汽装置的热井。依照本实用新型制造的空冷岛防冻装置在隔离阀关闭后通过控制隔离阀下游压力高于上游压力的原理及相应的装置，保证了隔离阀关闭后上游不可能向下游泄漏，从而保证空冷岛不冻结，且保证下游不向上游漏入空气，空冷岛内空气的氧浓度也较低，腐蚀也轻微，此外系统简单、维修工作量小、管道较小、造价低廉、节约投资。

Description

空冷岛防冻装置

技术领域

本实用新型涉及一种防冻装置，特别是涉及一种电站用空冷岛防冻装置。

背景技术

发电站的汽轮发电机组在运转过程中会排出大量乏汽废热，如果不即时排出会影响机组工作效率，甚至导致机组停机。对于普通的湿冷汽轮发电机组，做功后的乏汽是排到凝汽器通过循环水冷却的，要耗费大量的循环水。但我国三北地区富煤缺水，为了节水，近年所建机组基本都为直接空冷汽轮发电机组，也即汽轮发电机做功后的乏汽是直接排到空冷散热器直接与空气换热冷却的，其冷却的能力是通过调整空冷散热器下方的风机转速来调整冷却风量实现的。这种由空冷散热器、风机、管道、结构、基础等组成的整个冷却系统称作空冷岛，系统虽然省水，也带来了冬季的防冻问题，而对于空冷岛的冬季防冻，目前主要靠以下几个方面解决：

1、降低空冷岛冷却风机的转速控制排热量来解决，在排热负荷低于35%时，风机转速基本到达最低，无法再控制；

2、对于空冷供热机组，在抽汽量较大或者采用乏汽供热时，排到空冷岛的蒸汽量很少或者没有，此时就需要关闭空冷岛的隔离阀来防冻。关闭空冷岛的隔离阀，基本只能在机组启动时短期运行，如果阀门经常启闭，密封不易保证，无法保证隔离阀的绝对零泄漏，目前运行电厂均只在启动时短期运行，正常运行时均在全开位置，以防泄漏的小量蒸汽积累，造成空冷岛冻结；

3、对于小机组，在空冷岛上人工设置覆盖物保温，根据负荷变化，需要频繁的覆盖与揭开，仍然有热量散失、有最小流量限制，劳动强度很大，而且不易保证散热均匀，仍然有冻结的隐患；

4、个别工程有在空冷岛上通过机械覆盖保温的方式，安装复杂，造价高，容易被风吹开，不易保证散热均匀，仍然有冻结的隐患。

目前，空冷岛在冬季小流量运行时，需要关闭分配管上游空冷排汽管道上多个支管中的几个支管上的隔离阀，来减少空冷岛的运行面积，达到空冷岛防冻的目的。对于低负荷运行的机组，由于进汽量小，所以排汽也少；对于供热汽轮机组，由于抽汽量大，造成排出的乏汽较少，或者排出的乏汽要用于供热，此时到达空冷岛的蒸汽就会很少或没有，此时就需要关闭空冷岛的隔离阀防冻，但现有技术由于排汽管直径较大，隔离阀无法作到绝对的零泄漏，对于小的泄漏，短时间内不会造成危害，但如果隔离阀关闭时间较长，就会有较多的泄漏蒸汽积累，造成空冷管道及空冷岛的冻结。

总之，现有的空冷岛隔离阀无法实现绝对零泄漏，而隔离阀上游（排汽侧）空冷蒸汽管道在隔离阀关闭的情况下会积聚不流动蒸汽，从而造成空冷岛冻结，造成系统损坏。

发明内容

因此，本实用新型的目的在于改进空冷岛的抽真空系统流程，获得了一种全新的空冷岛防冻技术方案。该方案可以从根本上解决空冷岛防冻困难的问题，且采用了简单易行的技术手段，具有广泛的经济效益，特别适合我国北方地区不断增加的空冷机组，尤其是空冷供热机组。

本实用新型提供了一种空冷岛防冻装置，包括排汽装置、空冷岛、真空泵，排汽装置与空冷岛之间连接有排汽管道以及隔离阀，排汽装置以及空冷岛与真空泵之间连接有抽空气管道以及真空截止阀，排汽装置的热井与从空冷岛到真空泵之间的抽空气管道上引出管道并设置有水封装置。

其中，水封装置与排汽装置的接口位于低水位之下。

其中，水封装置到空冷岛之间的抽空气管道上设分支管道并通过阀门与大气连接。

其中，阀门包括手动的第一级真空截止阀以及动力驱动的第二级真空截止阀。

其中，第二级真空截止阀由差压变送器控制。

其中，第二级真空截止阀也可用浮球水位阀代替。

其中，与空冷岛相连的抽空气管道一路通过第一真空截止阀连接至真空泵入口母管，另一路通过第二真空截止阀连接至水封装置。

其中，真空泵入口母管通过第三真空阀连接至排汽管道的隔离阀。

其中，低压蒸汽管道通过第四真空阀连接至排汽管道的隔离阀。

依照本实用新型制造的空冷岛防冻装置，与现有空冷岛防冻技术比较，在隔离阀关闭时，通过控制隔离阀下游（空冷岛侧）压力高于上游（排汽侧）压力的原理及相应的装置，保证了隔离阀上游（排汽侧）不可能向下游（空冷岛侧）泄漏，从而保证空冷岛不冻结，所以隔离阀可以随时关闭，排汽量可以很小或者全部利用，这点对供热机组的针对性尤其明显。此外由于可以控制下游高于上游的压差很小，使保证下游不向上游漏入空气。由于关闭空冷岛后，其压力可控，所以空气的氧浓度也较低，腐蚀也轻微。所有设施均为自动运行，运行人员无劳动强度。系统简单，维修工作量小，管道较小，造价低廉，节约投资。

本实用新型所述目的，以及在此未列出的其他目的，在本申请独立权利要求的范围内得以满足。本实用新型的实施例限定在独立权利要求中，具体特征限定在其从属权利要求中。

附图说明

以下参照附图来详细说明本实用新型的技术方案，其中：

图1 显示了依照本实用新型的空冷岛防冻装置的示意图。

具体实施方式

以下参照附图并结合示意性的实施例来详细说明本实用新型技术方案的特征及其技术效果，公开了可有效防止空冷岛冻结的防冻装置。需要指出的是，类似的附图标记表示类似的结构，本申请中所用的术语“第一”、“第二”、“上”、“下”等等可用于修饰各种结构。这些修饰除非特别说明并非暗示所修饰结构的空间、次序或层级关系。

以下参照附图1来详细说明本实用新型的空冷岛防冻装置。

空冷岛防冻装置包括排汽装置101、空冷岛102、真空泵201，排汽装置101与空冷岛102之间连接有排汽管道100，排汽装置101以及空冷岛102与真空泵201之间连接有抽空气管道200，其中隔离阀关闭时，空冷岛102侧的压力高于排汽装置101侧的压力，从而确保排汽侧不向空冷岛侧泄漏。

排汽管道（100）从排汽装置（101）出来的乏汽经空冷主排汽管道引出，再分成n列支管道经过隔离阀（103）后进入空冷岛对应的n个单元空冷散热器（102）与空气换热冷却。排汽装置是直接空冷汽轮发电机排汽后用于消纳内外部受力并将汽轮机排汽导出的装置。

抽空气管道（200）由排汽管道连接的排汽装置（101）和空冷岛的真空由真空泵（201）建立和维持，在真空泵入口设置母管汇集空冷岛的抽空气管道。

分别接至厂房的包含真空截止阀（203）的抽空气管道，由此真空截止阀上游引接包含真空截止阀（204）的管道，汇集的母管，连接母管的水封装置（202），接至排汽装置热井（104）的管道，在水封装置的上游设置的包含两级真空截止阀的对空管道，控制对空管道真空截止阀开闭的差压变送器。热井是排汽装置下方用于汇集凝结水的承压容器。差压变送器是将两侧压力差转变为电信号的装置。

本实用新型要求在空冷岛各单元空冷散热器的抽空气管道分别接至厂房内（传统为合并后接入厂房），之后再各分成两路，一路到真空泵（201）入口母管汇集，并在每根管道上装设真空截止阀（203）。由此真空截止阀（203）上游（空冷岛侧）引接管道作为另一路，并在每根管道上也加装真空截止阀（204），之后汇集到一根母管，母管经过水封装置（202）接至排汽装置（101）的热井（104）。接口要在低水位以下，高度大于冬季正常运行时短时间压力波动范围与开启关闭真空截止阀的压差设定范围之和，在空冷岛侧压力太高时，通过该水封吸气降低空冷岛侧的压力。在水封装置（202）的上游设置对空管道，对空管道串联安装两级真空截止阀（205和206），一级手动（205），用于调整一个适宜的吸气量，既不使吸气太大造成水位波动，又不致太慢，调试好后不再进行调整；一级由动力驱动（206）（电、电磁、气均可，但要求密封好，开关快），动力驱动阀门的动作由差压变送器控制，差压为水封装置前空冷岛侧与排汽装置侧的压差。在压差小于设定维持的压差时自动开启真空截止阀（206）吸气，以维持空冷岛侧压力高于排汽装置侧。达到关闭压差时控制关闭真空截止阀。关闭不到位进行报警，手工关闭阀门。此外，也可以设置浮球水位阀控制吸气从而控制水位与压差，缺点是控制范围不如差压变送器好。

空冷岛各单元空冷散热器蒸汽管道入口侧的隔离阀（103）上游（排汽侧），也引接管道至真空泵（201）入口抽空气母管和低压蒸汽管道（300），并在此管道的起点和终点位置分别装设真空截止阀（207和208）。

以北方冬季运行的空冷机组为例，正常负荷运行，空冷岛各单元空冷散热器蒸汽入口侧的隔离阀（103）及各单元空冷散热器抽空气管道上到真空泵（201）入口母管的真空截止阀（203）处于开启状态，其他真空截止阀处于关闭状态。当机组负荷出现变化，排到空冷岛（102）的蒸汽量减少至只需要运行空冷岛（102）的n-1列单元空冷散热器就能满足冷却要求时，直接关闭一列单元空冷散热器蒸汽入口侧的隔离阀（103）及该列单元空冷散热器抽空气管道上到真空泵（201）入口母管的第一真空截止阀（203），同时开启与此列对应的经水封装置（202）至排汽装置热井（104）的管道的第二真空截止阀（204），水封装置（104）投入运行，并由水封装置上的差压变送器控制对空管道上的动力驱动阀门（206）的开闭动作，在空冷岛（102）侧压力降低到接近上游（排汽侧）压力时，动力驱动阀门（206）开启吸气，保证关闭的空冷散热器隔离阀（103）下游（空冷岛侧）压力高于上游（排汽侧）压力，使上游（排汽侧）的排汽对空冷岛（102）侧达到绝对的零泄漏。以此类推，随着排到空冷岛（102）的蒸汽量逐步减少，可以关闭两列、三列、四列……单元空冷散热器蒸汽入口侧的隔离阀（103）。当采用乏汽供热时，即使空冷岛的n列单元空冷散热器蒸汽入口侧的隔离阀（103）全部关闭，也可以避免空冷岛（102）的冻结。

同时开启设置在关闭的隔离阀（103）上游（排汽侧）的抽空气管道上的第三真空截止阀（207、 208和209），由于真空泵（201）的运行，保证了隔离阀（103）上游（排汽侧）的空冷蒸汽管道内不会积聚不流动蒸汽；或者开启抽空气管道上的部分真空截止阀（207和208）和低压蒸汽管道的第四真空截止阀（301），让低压蒸汽倒流入空冷蒸汽管道，上述两种方法均可以防止隔离阀（103）上游（排汽侧）的空冷蒸汽管道的冻结。

依照本实用新型制造的空冷岛防冻装置，与现有空冷岛防冻技术比较，通过控制隔离阀下游（空冷岛侧）压力高于上游（排汽侧）压力的原理及相应的装置，保证了隔离阀上游（排汽侧）不可能向下游（空冷岛侧）泄漏，从而保证空冷岛不冻结，所以隔离阀可以随时关闭，排汽量可以很小或者全部利用，这点对供热机组的针对性尤其明显。此外由于可以控制下游高于上游的压差很小，使保证下游不向上游漏入空气。由于关闭空冷岛后，其压力可控，所以空气的氧浓度也较低，腐蚀也轻微。所有设施均为自动运行，运行人员无劳动强度。系统简单，维修工作量小，管道较小，造价低廉，节约投资。

尽管已参照一个或多个示例性实施例说明本实用新型，本领域技术人员可以知晓无需脱离本实用新型范围而对系统结构做出各种合适的改变和等价方式。此外，由所公开的教导可做出许多可能适于特定情形或材料的修改而不脱离本实用新型范围。因此，本实用新型的目的不在于限定在作为用于实现本实用新型的最佳实施方式而公开的特定实施例，而所公开的系统结构及其制造方法将包括落入本实用新型范围内的所有实施例。

Claims (9)

1.一种空冷岛防冻装置，包括排汽装置、空冷岛、真空泵，排汽装置与空冷岛之间连接有排汽管道以及隔离阀，排汽装置以及空冷岛与真空泵之间连接有抽空气管道以及真空截止阀，其特征在于：从空冷岛到真空泵之间的抽空气管道上引出管道并设置水封装置后引入排汽装置的热井。

2.如权利要求1的空冷岛防冻装置，其中，水封装置与排汽装置的接口位于低水位之下。

3.如权利要求1的空冷岛防冻装置，其中，水封装置到空冷岛之间的抽空气管道上设分支管道并通过阀门与大气连接。

4.如权利要求3的空冷岛防冻装置，其中，阀门包括手动的第一级真空截止阀以及动力驱动的第二级真空截止阀。

5.如权利要求3的空冷岛防冻装置，其中，第二级真空截止阀由差压变送器控制。

6.如权利要求3的空冷岛防冻装置，其中，第二级真空截止阀也可用浮球水位阀代替。

7.如权利要求1的空冷岛防冻装置，其中，与空冷岛相连的抽空气管道一路通过第一真空截止阀连接至真空泵入口母管，另一路通过第二真空截止阀连接至水封装置。

8.如权利要求7的空冷岛防冻装置，其中，真空泵入口母管通过第三真空阀连接至排汽管道的隔离阀。

9.如权利要求7的空冷岛防冻装置，其中，低压蒸汽管道通过第四真空阀连接至排汽管道的隔离阀。

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