CN202582241U - 与直接空冷并联的wfe尖峰凝汽系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种用于直接空冷火力发电厂的与直接空冷系统并联的WFE尖峰凝汽系统，包括汽轮机排汽主管、WFE凝汽器、WFE蒸汽控制阀、WFE凝结水开关阀、WFE不凝气开关阀、凝结水箱、凝结水泵和真空泵。夏季高温时段，汽轮机排出的乏汽可分流一部分到WFE尖峰凝汽系统，以保证用电尖峰时段机组满发。非高温时段，可发挥WFE凝汽器传热系数大、凝汽效果好的优势，降低汽轮机排汽背压，多发电，或不降背压但减少直接空冷投运的换热管束和风机数量，降低运行成本。WFE凝汽器分流的凝汽量的多少，由自动控制程序和WFE蒸汽控制阀来自动调节。需要WFE凝汽器停止运行时，可通过关闭WFE蒸汽控制阀、WFE凝结水开关阀和WFE不凝气开关阀，将WFE凝汽器与直接空冷凝汽器隔绝开来，以保证直接空冷凝汽器的正常运行。

Description

与直接空冷并联的WFE尖峰凝汽系统

技术领域

本实用新型涉及火力发电厂汽轮发电机组的蒸汽动力循环系统，具体涉及一种与直接空冷并联的强制通风水膜蒸发空冷凝汽器。

背景技术

火力发电厂的蒸汽动力循环需要将汽轮机出口的乏汽冷凝成水。常用的凝汽方式有水冷和直接空冷两种。与直接空冷相比，水冷方式的传热系数大，所需的换热面积小，所以水冷凝汽器比直接空冷凝汽器小得多，投资也少得多。

受水资源制约，目前华北和西北地区的火电厂广泛使用直接空冷凝汽方式。一般来说，夏季高温时段是用电负荷的尖峰时段，由于作为冷源的空气温度较高，所以直接空冷凝汽器中的凝汽温度和凝汽压力会相应升高，导致发电机组出力明显减小。若为满足夏季高温时段发电机组满发出力，而增大直接空冷凝汽器的换热面积，则除了显著增加投资外，还会在每年大部分非高温时间内浪费增大的这部分换热面积，降低投资的经济性。

本实用新型针对上述凝汽方式存在的问题，提出了一种“与直接空冷并联的WFE (Water Film Evaporation,水膜蒸发)尖峰凝汽系统”。

实用新型内容

本实用新型针对上述现有技术的不足所要解决的技术问题是：提供一种用于直接空冷火力发电厂的与直接空冷系统并联的WFE尖峰凝汽系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型提供一种用于直接空冷火力发电厂的与直接空冷系统并联的WFE尖峰凝汽系统。该系统主要由WFE凝汽器，WFE蒸汽控制阀、WFE凝结水开关阀、WFE不凝气开关阀组成，WFE凝汽器通过汽轮机排汽主管与汽轮机相连接, WFE蒸汽控制阀设于WFE凝汽器与汽轮机之间的汽轮机排汽主管, WFE凝汽器与凝结水箱相接, WFE凝结水开关阀设于WFE凝汽器与凝结水箱之间, 凝结水箱与凝结水泵相接, 汽轮机通过汽轮机排汽主管与直接空冷凝汽器相接, WFE不凝气开关阀设于WFE凝汽器与真空泵之间。从汽轮机排汽主管经WFE蒸汽控制阀分流出一部分蒸汽，分配至多台WFE凝汽器的管程之中，乏汽在管程凝结成水后，经WFE凝结水开关阀流进凝结水箱；不凝气经WFE不凝气开关阀抽吸出去。根据环境气温和凝汽负荷算出需要WFE分流的凝汽量，由自动控制程序和WFE蒸汽控制阀自动调节和分配之。

根据尖峰时段需要WFE分流凝汽的多少，可确定WFE凝汽器的台数。可将多台WFE凝汽器集群安装，一个集群可配置一个冷却水处理装置和一台补水泵。

从汽轮机出来的乏汽经WFE蒸汽控制阀后，由WFE蒸汽管分送到各台WFE凝汽器的进口管箱或联箱，再经管箱或联箱分配进入换热管束的管内。换热管束的管子可以是表面光滑管，也可以是表面不光滑的波形管，槽型管等。管子排列方式通常为交叉排列，也可平顺排列。WFE凝汽器下方水箱中的冷却水被泵送到管束上方的喷淋装置，再从上到下淋落，在换热管外形成水膜。管外水膜自上而下流动的过程中吸收管内乏汽热量，使水膜温度升高。在WFE上方引风机的作用下，空气自WFE管束下方的百叶窗进入凝汽器，掠过管束外的水膜，与水膜对流换热。同时，由于流动空气含湿量未达饱和，故水膜表面的水分子会蒸发进入空气，并随风排到大气。

少量喷淋冷却水蒸发后，大部分冷却水落到水箱里。水箱配有排污口和补水口，排污的目的是控制冷却水中的杂质浓度不要过高，以免加剧结垢和腐蚀。水处理装置要根据换热管材料防腐要求和水源水质，对冷却水进行防腐、除垢和灭藻处理。

在引风机强制通风的作用下，环境空气进入凝汽器换热管束，吸收水膜传递的显热和潜热，再穿过喷淋装置上方的收水器，排向大气。高效的收水器可以大大减少水雾飘出，避免水雾飘落到附近设备上引起腐蚀，也可减轻对局部大气环境的不利影响。

WFE凝汽器的换热管可用铜管或不锈钢管，因为主给水进锅炉之前已做过精处理，确保锅炉内不结水垢，那么温度低得多的凝汽器换热管内也不会结垢，所以WFE凝汽器的换热管内不用胶球清洗。WFE凝汽器凝结水出口管箱或联箱高于凝结水泵的入口，以便凝结水进入凝结水泵。

考虑到公路或铁路运输的宽度限制，单台WFE凝汽器管束宽度一般为3米。长度通常为3米、6米或9米。安装时，各台WFE凝汽器之间留有过风和维修通道。

本实用新型的有益效果是：若在夏季将汽轮机排出的乏汽抽出一部分，送至传热系数大、凝汽效果好的尖峰凝汽系统，则既可实现尖峰时段的安全满发，又因增加的换热面积不多而节省投资。

与直接空冷并联的尖峰凝汽系统采用水膜蒸发(Water Film Evaporation，简称WFE)凝汽系统。WFE尖峰凝汽系统的特点是：（1）传热系数大，所以换热面积不大，投资不大；（2）耗水少，若以中水为水源，则更经济；（3）WFE尖峰凝汽系统和直接空冷系统共同分担夏季高温时段的凝汽负荷，可使汽轮机出口的背压和蒸汽温度下降至正常值，使得发电机组可以安全满发；（4）非高温时段，若水源有保障，例如以中水为水源，可发挥WFE传热系数大的优势，让WFE尽可能多地承担凝汽负荷，减小直接空冷的凝汽负荷，这样就可以少开直接空冷的大风机，降低运行能耗。

附图说明：

图１是本实用新型的剖面结构示意图。

附图标记说明：

1、汽轮机　　　　　　　 2、发电机　　　　　3、汽轮机排汽主管

4、WFE蒸汽控制阀　　　5、WFE蒸汽管　　　6、直接空冷凝汽器

7、WFE凝汽器     　　 8、凝结水箱         9、凝结水泵

10、WFE凝结水开关阀　 11、真空泵　　　　　12、WFE不凝气开关阀

具体实施方式

本实用新型是这样实施的：

本实用新型的与直接空冷并联的WFE尖峰凝汽系统主要由WFE凝汽器7、WFE蒸汽控制阀4、WFE凝结水开关阀10和WFE不凝气开关阀12组成，WFE凝汽器7通过汽轮机排汽主管3与汽轮机1相连接, WFE蒸汽控制阀4设于WFE凝汽器7与汽轮机1之间的汽轮机排汽主管3, WFE凝汽器7与凝结水箱8相接, WFE凝结水开关阀10设于WFE凝汽器7与凝结水箱8之间, 凝结水箱8与凝结水泵9相接, 汽轮机1 通过汽轮机排汽主管3与直接空冷凝汽器6相接, WFE不凝气开关阀12设于WFE凝汽器7与真空泵11之间。WFE蒸汽管5从汽轮机1的排汽主管3中引出一部分蒸汽，经WFE蒸汽控制阀4后，分送至多台WFE凝汽器7的管程之中，乏汽在管程凝结成水后经WFE凝结水开关阀10流进凝结水箱8，与直接空冷凝汽器6来的凝结水汇合，再经凝结水泵9送至下道加热工序。根据环境气温和凝汽负荷计算出需要WFE分流的凝汽量，由WFE蒸汽控制阀4自动调节和分配之。WFE凝汽器中的不凝气经WFE不凝气开关阀12被真空泵11抽出。

考虑到公路或铁路运输的宽度限制，单台WFE凝汽器管束宽度一般为3米。长度通常为3米、6米或9米。考虑到进风和维修，安装时各台WFE凝汽器(7)之间需留2.5~3米的空间。WFE凝汽器可安装在汽轮机排汽主管的旁边，或根据现场情况安装在其它合适位置。WFE凝汽器上方要排出湿度较大的空气，故其上方应当空出来，不要再装其它设备。

冷却水喷淋管的上方铺设的收水器通常用塑料制成复合波型、蜂窝型、单钩型或双钩型。高效捕雾收水可以大大减少水雾飘出，避免水雾飘落到附近设备上引起腐蚀，也可减轻对局部大气环境的不利影响。

WFE凝汽器管程凝结水出口要高于凝结水箱的入口，以便凝结水自动流入凝结水箱。凝结水箱的出口以高于凝结水泵入口为宜。WFE凝汽器冷却水箱排污口要高于排污管铺设平面。冷却水的防腐、除垢、灭藻处理可在凝汽器水箱中进行，也可在补水水源处进行。冷却水可用除盐水。

在WFE凝汽器的各局部高点设置不凝气抽出口。WFE凝汽器可与直接空冷凝汽器共用真空泵，以抽排不凝气。

除了尖峰凝汽外，若用中水作为冷却水源，且中水水源有保障，则WFE凝汽器也适合在非夏季高温时段投入运行，以充分发挥其传热系数大，凝汽效果好的优势。这样就可以降低汽轮机排汽背压，多发电，或者不降背压但少开直接空冷大风机，降低凝汽运行能耗。当气温降低到接近0℃时，可以关闭WFE凝汽器，避免冷却水结冰损坏设备。

WFE凝汽器关闭时，要排净凝结水，关闭WFE蒸汽控制阀，避免蒸汽漏入WFE凝汽器；并关闭WFE凝结水开关阀和WFE不凝气开关阀，避免空气漏入真空系统。蒸汽、气、水三阀的关闭，将WFE凝汽器与直接空冷凝汽器隔绝开来，以保证直接空冷凝汽器的正常运行。

考虑到WFE凝汽器内乏汽温度不太高，对电动机润滑和绝缘没明显影响，WFE凝汽器顶部的引风机可选用与风机直联的电动机，以简化风机电机支撑结构。

以上所述，仅是本实用新型一种与直接空冷并联的WFE尖峰凝汽系统的较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上的实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (1)

1.一种与直接空冷系统并联的WFE尖峰凝汽系统，其特征在于：该系统包括汽轮机排汽主管(3)、WFE凝汽器(7)、WFE蒸汽控制阀(4)、WFE凝结水开关阀(10)、WFE不凝气开关阀(12)、凝结水箱(8)、凝结水泵(9)和真空泵(11)，WFE凝汽器(7)通过汽轮机排汽主管(3)与汽轮机(1)相连接, WFE蒸汽控制阀(4)设于WFE凝汽器(7)与汽轮机(1)之间的汽轮机排汽主管(3), WFE凝汽器(7)与凝结水箱(8)相接, WFE凝结水开关阀(10)设于WFE凝汽器(7)与凝结水箱(8)之间, 凝结水箱(8)与凝结水泵(9)相接, 汽轮机(1) 通过汽轮机排汽主管(3)与直接空冷凝汽器相接, WFE不凝气开关阀(12)设于WFE凝汽器(7)与真空泵(11)之间。

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