CN202348352U - 一种热电厂冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热电厂冷却系统，包括：直接空冷散热系统和湿冷凝汽器：其中，所述的直接空冷散热系统，包括空冷冷却管束和冷却风机，所述的直接空冷散热系统通过空冷蒸汽集管与热电厂的汽轮机排汽管相连接，通过所述的冷却风机冷却热电厂的汽轮机排汽管排出的蒸汽；所述的湿冷凝汽器通过蒸汽管道与所述热电厂汽轮机的排气管相连接，用于冷却流向所述湿冷凝汽器的汽轮机排汽，所述的蒸汽管道设有电动蝶阀，用于控制所述的汽轮机的排汽流向所述的湿冷凝汽器的流量。

Description

一种热电厂冷却系统

技术领域

本实用新型关于热电厂冷却技术，特别是关于热电厂发电机组的冷却系统，具体的讲是一种热电厂冷却系统。 

背景技术

目前，我国国内许多热电厂的发电机组采用直接空冷系统，直接空冷系统相对于间接空冷系统具有背压高、电耗大、效益高、造价相对经济等特点。 

但在夏季时，由于环境温度高，直接空冷系统的空冷凝汽器热交换能力不强，导致空冷系统的汽轮机排汽压力高。并且随着气候变暖以及国内煤价持续走高，和现有的直接空冷机组的设计背压取值逐年下降，机组的经济性也变差。以山西某电厂的2×300MW机组空冷系统为例，该机组设计背压15KPa，夏季满发背压32KPa，投产以来，夏季运行背压逐年增加，2009年夏季满发背压高达42KPa，煤耗也逐年增加，供电煤耗达370g/kw.h，远远高于全省供电煤耗。 

由于机组运行背压偏高，汽轮机耗汽量的增加导致锅炉负荷增加，也使得锅炉各辅机运行负荷增加，各相关设备均处于超出力运行状态，使得机组运行安全性下降，经济性变差。 

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种热电厂冷却系统，以解决现有技术中的机组运行安全性低的问题。 

该系统包括：直接空冷散热系统和湿冷凝汽器：其中， 

所述的直接空冷散热系统，包括空冷冷却管束和冷却风机，所述的直接空冷散热系统通过空冷蒸汽集管与热电厂的汽轮机排汽管相连接，通过所述的冷却风机冷却热电厂的汽轮机排汽管排出的蒸汽； 

所述的湿冷凝汽器通过蒸汽管道与所述热电厂汽轮机的排气管相连接，用于冷却流向所述湿冷凝汽器的汽轮机排汽，所述的蒸汽管道设有电动蝶阀，用于控制所述的汽轮机的排汽流向所述的湿冷凝汽器的流量。 

借助于上述技术方案，本实用新型可以达到降低背压的目的、降低锅炉负荷，提高机组运行安全性。 

为让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。 

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 

图1为本实用新型的结构框图； 

图2为本实用新型实施例中凝汽器与排气系统的连接关系图； 

图3为本实用新型公开的冷却系统的结构图。 

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本 实用新型保护的范围。 

本实用新型公开了一种热电厂冷却系统，如图1所示，本实用新型的冷却系统用于对热电厂的汽轮机排汽进行冷却，包括直接空冷散热系统102，由空冷冷却管束、冷却风机构成，热电厂汽轮机排出的蒸汽通经过管束由冷却风机来冷却，湿冷凝汽器103，本实用新型热电厂冷却系统中的湿冷凝汽器103通过蒸汽管道与热电厂汽轮机的排气管相连接，用于冷却流向湿冷凝汽器103的汽轮机排汽，蒸汽管道设有电动蝶阀，用于控制汽轮机的排汽流向所述的湿冷凝汽器103的流量。 

本实用新型的热电厂冷却系统还包括循环水冷却系统，用于为湿冷凝汽器提供循环冷却水，将热电厂汽轮机排至凝汽器的蒸汽，通过循环水冷却系统对凝汽器中的排气进行冷却；凝结水箱，用于收集空冷散热器和湿冷凝汽器冷却蒸汽所生成的凝结水；凝结水泵，用于将湿冷凝汽器冷却蒸汽生成的凝结水通过该凝结水泵送至凝结水箱；抽真空系统，接入直接空冷散热系统102的抽空真系统，包括真空泵及相关系统管道，通过真空泵将湿冷凝汽器内的不凝结气体和漏入的空气抽出；胶球清洗装置，用于对凝汽器的冷却管束进行清洗。 

下面结合具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。 

某热电厂具有2×300MW机组，现有技术中，对两台机组均采用直接空冷系统，在夏季高温情况下，机组运行背压远远高于原设计值(环境温度32℃，满负荷情况下机组背压为34Kpa，环境温度高于32℃时的不满发小时约为100h)。典型工况如，在环境温度33.8℃左右，1号机组负荷289MW，背压48Kpa；2号机组负荷290MW，背压49.1Kpa。由于机组运行背压偏高，汽轮机耗汽量的增加导致锅炉负荷增加，也使得锅炉各辅机运行负荷增加，各相关设备均处于超出力运行状态，机组运行安全性下降。 

采用本实用新型的技术方案对上述的两台机组进行改进，对于1号机组，如图2所示，在原有平行于A列的大排汽管道上接出一根DN4000管道202 (在汽机房的固定端)，然后垂直上升到+11.56m，再向下接到+6.812m的湿冷凝汽器201入口。在管道202上设有轴向-横向膨胀节和铰链式膨胀节，以吸收管道的横向和轴向等位移。在管道202上设有电动蝶阀203，在夏季机组运行背压高时，打开阀门使一部分蒸汽流至湿冷凝汽器进行冷却，缓解直接空冷散热系统的压力，达到降低背压的目的。春、秋、冬季机组运行背压较低时，关闭阀门，使全部排汽通过直接空冷散热系统冷却。 

对于2号机组，仍采用现有技术中的直接空冷散热系统，将原有平行于A列的靠近扩建端的DN2800的排汽管道的改造为DN4000的管道，然后在空冷到的AK列和AL列中间垂直上升到+13.06m，再水平分出DN4000的管道接凝汽器，垂直上升的管道变径为DN2800仍然接原有的空冷散热器。同样改造后的管道上设置膨胀节和电动蝶阀。 

上述方案即某热电厂现有的直接空冷散热系统进行改进，增加湿冷凝汽器，在夏季机组运行背压高时，打开阀门使一部分蒸汽流至湿冷凝汽器进行冷却，缓解直接空冷散热系统的压力。 

如图3所示，本实施例中热电厂的冷却系统除包括改造后增加的湿冷凝汽器302，还进一步包括：抽真空系统303、循环水冷却系统305、胶球清洗系统304以及凝结水箱306。本实施例中通过排汽系统301将蒸汽引入湿冷凝汽器302，通过循环水来冷却热电厂的汽轮机排汽，抽真空系统303抽出凝汽器内不凝结气体，胶球清洗系统304为湿冷凝汽器302凝却管束进行定期胶球清洗。 

循环水冷却系统305：为凝汽器提供冷却水，降低汽轮机排汽背压，提高热经济效益。本实用新型实施例中，循环水冷却系统采用母管制供水系统，即两台机组配一组四格机力通风塔，两台循环水泵，一条DN2020供水管，一条DN2020回水管，管道流速3.34m/s。从循环冷却水供水母管上接两路Φ1020的管道至凝汽器，冷却蒸汽后两根Φ1020的回水管道分别接至循环水冷却系统的循环冷却水回水母管。 

排汽系统301：从主机排汽系统301将部分蒸汽引至凝汽器的管路。本实用新型实施例中从汽轮机主机大排汽管道DN5000的排汽管上接出DN4000的蒸汽管道至凝汽器，上设电动蝶阀，夏季机组运行背压高时，打开阀门使一部分蒸汽流至冷却器系统中的湿冷凝汽器中进行冷却，缓解直接空冷散热器的压力，达到降低背压的目的。春、秋、冬季机组运行背压较低时，关闭阀门，使全部排汽通过直接空冷散热器冷却。 

抽真空系统303：维持凝汽器汽侧始终保持一定的真空度，进入凝汽器的不凝结气体汇集在不凝结区，再通过管路接至抽真空系统303。 

凝结水系统306：是将在湿冷凝汽器302内蒸汽冷却后的凝结水，通过管路输送至凝结水箱306。按每台机组配置两台100％容量的疏水泵将冷却的凝结水送至A列毗屋12.6m层的凝结水箱306，进入主机凝结水系统。 

本实用新型实施例中凝汽器302设有胶球清洗系统304，定期对凝汽器冷却管束进行清洗的装置，以防止管束堵塞。 

本实用新型将直接空冷与湿冷凝汽器相结合，夏季直接空冷与湿冷凝汽器均投入，冬季只投入直接空冷装置，其二者为并列关系。直接空冷为通过轴流风机来冷却汽轮机排汽，而湿冷凝汽器是通过循环水来冷却另一部汽轮机排汽，从而达到冷却效果。 

上述某电厂的2×300MW机组，两台机组均采用直接空冷散热器时，夏季满发背压：34KPa(机组原设计数据，实际运行远远高于此值，平均在38～40Kpa，考虑到不确定因素按照37Kpa计算)。 

而采用本实用新型实施例公开的冷却系统，夏季满发背压：22KPa(SPX核算完后为20KPa，但运行5年后考虑直冷散热器有一定的污垢暂取22KPa)。 

夏季运行时间段：4月底～9月底(共5月)。 

每天运行时间段：24小时运行。 

煤耗差：背压每降低1KPa，煤耗减少1.1g/KWh(根据该电厂每月节能分析计算表明，机组100％负荷，背压在40～45Kpa，每1Kpa背压影响煤耗 平均在1.5g/KWh；背压在30～40Kpa，每1Kpa背压影响煤耗平均在2.0g/KWh；机组80％负荷，每1Kpa背压影响煤耗平均在2.0g/KWh；考虑到计算不确定原因综合考虑，每1Kpa背压影响煤耗平均按照1.1g/KWh计算)。 

标煤价：680元/吨(2010年1～11月份入厂煤标煤单价平均在665元/吨，12月份平均高于690元/吨，因此考虑煤炭市场变化的不确定因素暂按照680元/吨计算)。 

空冷系统喷水降温费用：在夏季高温季节的高温时段，将采用城市中水(水价按0.4元/t)制出的除盐水进行行喷水减温，其费用估计为20元/t(考虑到原水费、人工费、设备维护费、设备折旧费等)，每小时消耗除盐水100t/h，每天按照投运5小时计算，二台机组5个月空冷喷水降温费用为150万元。 

通过计算，采用本实用新型公开的技术方案与现有技术中采用两台机组均采用直接空冷的冷却系统相比，若不考虑折旧每年可以少用35640吨标准煤，节省燃料成本2423.5万元，以及少用除盐水75000t，节省除盐水成本150万元。 

本实用新型将直接空冷系统与湿冷凝汽器相结合，冬季只投入直接空冷装置，夏季背压高时，直接空冷与湿冷凝汽器系统均投入，达到降低背压的目的、降低锅炉负荷，提高机组运行安全性。 

本实用新型中应用了具体实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。 

Claims (6)

1.一种热电厂冷却系统，其特征在于，所述的系统包括：直接空冷散热系统和湿冷凝汽器：其中，

所述的直接空冷散热系统，包括空冷冷却管束和冷却风机，所述的直接空冷散热系统通过空冷蒸汽集管与热电厂的汽轮机排汽管相连接，通过所述的冷却风机冷却热电厂的汽轮机排汽管排出的蒸汽；

所述的湿冷凝汽器通过蒸汽管道与所述热电厂汽轮机的排气管相连接，用于冷却流向所述湿冷凝汽器的汽轮机排汽，所述的蒸汽管道设有电动蝶阀，用于控制所述的汽轮机的排汽流向所述的湿冷凝汽器的流量。

2.如权利要求1所述的热电厂冷却系统，其特征在于，所述的热电厂冷却系统还包括：

循环水冷却系统，在所述的循环水冷却系统的循环冷却水供水母管上连接循环水管道至所述的凝汽器，用于为所述湿冷凝汽器提供循环冷却水。

3.如权利要求1所述的热电厂冷却系统，其特征在于，所述的热电厂冷却系统还包括：

凝结水箱，用于收集所述的空冷散热器和所述的湿冷凝汽器冷却蒸汽所凝结成的凝结水。

4.如权利要求1所述的热电厂冷却系统，其特征在于，所述的热电厂冷却系统还包括：

凝结水泵，用于将所述的湿冷凝汽器冷却蒸汽生成的凝结水泵送至所述的凝结水箱。

5.如权利要求1所述的热电厂冷却系统，其特征在于，所述的热电厂冷却系统还包括：

抽真空系统，接入所述的直接空冷散热系统的抽真空系统，用于将所述湿冷凝汽器内的不凝结气体和漏入的空气抽出。 

6.如权利要求1所述的热电厂冷却系统，其特征在于，所述的热电厂冷却系统还包括：

胶球清洗装置，用于对湿冷凝汽器的冷却管束进行清洗。 

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