CN203216312U - 一种火力发电厂冷源损失回收装置 - Google Patents

一种火力发电厂冷源损失回收装置 Download PDF

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Abstract

一种火力发电厂冷源损失回收装置，包括：冷却塔(1)、集水池(2)、循环泵(3)、凝汽器(4)、风道(5)、锅炉燃烧室(6)、蒸发冷却器(7)、冷凝水箱(8)、冷凝加热器(9)、风机(10)、压缩机(11)、冷却塔补水阀(V1)、凝汽器补水阀(V2)、生活纯净水阀(V3)，其特征是：冷却塔(1)的排气口通过风道(5)与锅炉燃烧室(6)连接，风道(5)上设有蒸发冷却器(7)、冷凝加热器(9)、风机(10)。蒸发冷却器(7)的底部设有冷凝水箱(8)。本实用新型可回收火力发电厂冷源损失热量及冷却塔水蒸汽。

Description

一种火力发电厂冷源损失回收装置
技术领域
本实用新型涉及火力发电厂汽轮机运行技术领域，确切地说是一种火力发电厂冷源损失回收装置。
背景技术
热力学第二定律揭示了热量传递的自然规律，其基本内容是：(1)在热力循环中，工质从热源吸收的热量不可能全部转变为机械能，其中有一部分不可避免地要传给冷源而成为冷源损失；(2)任何一个热机，必须有一个高温热源和一个低温热源(即冷源)，或者说单一热源的热机是不存在的；(3)热能不可能自发地、不付代价地从低温物体传递给高温物体。该定律可具体化为循环热效率η的计算，η＝W/q1＝(q1-q2)/q1×100％，式中：W-表示工质完成热力循环所做的有用功(焦耳/千克)，q1-工质从高温热源中吸收的热量(焦耳/千克)，q2-工质向低温热源放出的热量(焦耳/千克)。热力循环效率η反映了循环中热能转变为功的程度，η越大，说明工质从热源吸收的热量转变为有用功的比例越高。热力学第二定律告诉人们，循环热效率η不可能到达100％，但人们可以通过降低冷源损失q2来提高循环热效率η。现有技术火力发电厂汽轮机凝汽器内被循环水带走的热量即火力发电厂的冷源损失q2，该热量在冷却塔内被循环水的蒸发水蒸汽和经过冷却塔的冷空气吸收后排入大气。冷源损失是凝汽式火力发电厂最大的一项热损失，冷源损失q2与有用功W的比值近似为6∶4。循环水经过冷却塔得到冷却的同时，还有部分被蒸发，据统计，一台300MW机组每年通过冷却塔消耗的循环水量达数百万吨。为了减小冷源损失，在汽轮机的发展过程中经历了回热抽汽、背压式或调整抽汽式汽轮机热电合供、汽轮机低真空供热、热泵技术几个阶段，前三项技术在减少冷源损失的同时，也牺牲了一定的发电量；低真空供热技术更是针对冬季采暖需要而采用的一种权宜之计，是以牺牲发电量和降低汽轮机循环热效率为代价的；就热泵技术而言，自凝汽器出口的循环水中提取的热量只能供给低温热用户，而低温热用户的需求具有很大的不确定性，且受制于供热距离等因素，这就限制了此项技术的节能效率。
为了回收凝汽式火力发电厂的冷源损失，提高其循环热效率，同时回收冷却塔蒸发的水蒸汽，本实用新型提供一种可以从火力发电厂冷却塔出口排放介质中回收冷源损失的装置，确切地说，是直接将冷却塔出口的湿热空气先冷凝，后加热，再送往锅炉参与燃烧反应，从而到达回收冷源损失的目的；同时，冷却塔出口的冷凝水将替代发电厂制备的除盐水。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种火力发电厂冷源损失回收装置，包括：冷却塔(1)、集水池(2)、循环泵(3)、凝汽器(4)、风道(5)、锅炉燃烧室(6)、蒸发冷却器(7)、冷凝水箱(8)、冷凝加热器(9)、风机(10)、压缩机(11)，其特征在于：循环泵(3)的入口与集水池(2)连接，循环泵(3)的出口与凝汽器(4)连接，凝汽器(4)出水管与冷却塔(1)的配水层联通，冷却塔(1)的排气口通过风道(5)与锅炉燃烧室(6)连接，风道(5)上设有蒸发冷却器(7)、冷凝加热器(9)、风机(10)；蒸发冷却器(7)与冷凝加热器(9)之间的制冷剂管道上设有压缩机(11)；蒸发冷却器(7)的底部设有冷凝水箱(8)；冷凝水箱(8)底部连接的管道上设有冷却塔补水阀(V1)、凝汽器补水阀(V2)及生活纯净水阀(V3)。
本实用新型与现有技术比较其益效果是：一、回收了火力发电厂冷源损失热量，可大幅度提高机组的循环热效率。二、回收了冷却塔排放的水蒸汽，大幅度降低了火力发电厂原水消耗，节约了水资源，因此供水耗电量下降，火力发电厂的厂用电率将下降；这部分水蒸汽的冷凝水可作为循环水系统补充用水，将有利于防止循环水浓缩倍率的增大，循环水系统的排污量和加药量将因此而减少；该冷凝水还可替代火力发电厂现有技术制取的除盐水，作为热力循环系统补充用水，因此火力发电厂的化学水处理费用将大幅降低；该冷凝水还可作为开式循环或闭式循环(均为已有技术)系统的冷却水使用，有利于防止设备冷却器结垢、腐蚀、堵塞等现象，因而可以提高设备的可靠性。三、本实用新型中的水蒸气凝结环节甚至可以替代现有能耗较高的各种蒸馏水制取技术，可以向市场提供大量优质、价廉的低温蒸馏纯净水，满足工、农业生产及人民生活的各种需要，为国家节约能源做出新的贡献。四、风机(10)在为锅炉输送增热空气的同时，也为冷却塔(1)内的空气强制流动提供了抽吸动力，从而使其冷却效率大幅提高。五、蒸发冷却器(7)出口及冷凝加热器(9)出口可以分别输出洁净的冷、热空气，满足用户需要。
附图说明
图1为本实用新型系统原理示意图。
图中：1-冷却塔，2-集水池，3-循环泵，4-凝汽器，5-风道，6-锅炉燃烧室，7-蒸发冷却器，8-冷凝水箱，9-冷凝加热器，10-风机，11-压缩机，V1-冷却塔补水阀，V2-凝汽器补水阀，V3-生活纯净水阀。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释说明、并非用于限定本实用新型的范围。凡在本实用新型的思想和原则之内所做的任何修改、改进、等同替换等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
参见图1，一种火力发电厂冷源损失回收装置，包括：冷却塔(1)、集水池(2)、循环泵(3)、凝汽器(4)、风道(5)、锅炉燃烧室(6)、蒸发冷却器(7)、冷凝水箱(8)、冷凝加热器(9)、风机(10)、压缩机(11)；循环泵(3)的入口与集水池(2)连接，循环泵(3)的出口与凝汽器(4)连接，凝汽器(4)出水管与冷却塔(1)的配水层联通，冷却塔(1)的排气口通过风道(5)与锅炉燃烧室(6)连接，风道(5)上设有蒸发冷却器(7)、冷凝加热器(9)、风机(10)；风道(5)部分可采用地下隧道式结构设计。
蒸发冷却器(7)与冷凝加热器(9)之间的制冷剂管道上设有压缩机(11)，压缩机(11)布置于风道(5)内；蒸发冷却器(7)的底部设有冷凝水箱(8)，冷凝水箱(8)底部连接的供水管上设有冷却塔补水阀(V1)、凝汽器补水阀(V2)及生活纯净水阀(V3)。
主要系统功能原理：集水池(2)内的水被循环泵(3)抽吸，供给凝汽器(4)，循环水经过凝汽器(4)回收汽轮机排汽的热量后，沿凝汽器循环水出水管上至冷却塔(1)的配水层，经过均匀分配后呈雨状落进集水池(2)内；冷空气自冷却塔(1)底部进入，沿塔体向上流动，吸收进入冷却塔(1)的循环水所携带的热量，同时循环水发生部分蒸发，其蒸发的水蒸汽与热空气一起向上流动，受到风机(10)的抽吸而进入风道(5)；由于受到风道(5)上蒸发冷却器(7)的冷却，其中的水蒸汽又凝结成为水而落入冷凝水箱(8)内，此时制冷剂吸收热空气及水蒸汽凝结所放出的汽化潜热而发生气化；经过蒸发冷却器(7)，未凝结的空气温度降低后继续沿风道(5)向前流动，当经过冷凝加热器(9)时，吸收制冷剂携带的热量，空气被重新加热后送往锅炉，而制冷剂受到冷却重新凝结；蒸发冷却器(7)和冷凝加热器(9)内的制冷剂是在压缩机(11)的作用下完成循环的。

Claims (3)

1.一种火力发电厂冷源损失回收装置，包括：冷却塔(1)、集水池(2)、循环泵(3)、凝汽器(4)、风道(5)、锅炉燃烧室(6)、蒸发冷却器(7)、冷凝水箱(8)、冷凝加热器(9)、风机(10)、压缩机(11)、冷却塔补水阀(V1)、凝汽器补水阀(V2)、生活纯净水阀(V3)，其特征在于：冷却塔(1)的排气口通过风道(5)与锅炉燃烧室(6)连接，风道(5)上设有蒸发冷却器(7)、冷凝加热器(9)、风机(10)。
2.如权利要求1所述的一种火力发电厂冷源损失回收装置，其特征在于：所述蒸发冷却器(7)的底部设有冷凝水箱(8)；冷凝水箱(8)底部连接的管道上设有冷却塔补水阀(V1)、凝汽器补水阀(V2)及生活纯净水阀(V3)。
3.如权利要求1所述的一种火力发电厂冷源损失回收装置，其特征在于：所述蒸发冷却器(7)与冷凝加热器(9)之间的制冷剂管道上设有压缩机(11)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2017058275A1 (en) * 2015-10-01 2017-04-06 Pacific Airwell Corp. Water recovery from cooling tower exhaust
CN113237357A (zh) * 2021-06-07 2021-08-10 河南大学 一种基于凝结换热高效回收冷却水的自然冷却通风塔

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