CN203772051U - 双背压凝汽器多级蒸汽喷射器抽真空系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种双背压凝汽器多级蒸汽喷射器抽真空系统，包括：汽轮机(1)、第一凝汽器(2)、第二凝汽器(3)、低压凝汽器热井(4)、动力蒸汽稳压源(6)、排气消音器(10)、第一蒸汽喷射器(11)、第二蒸汽喷射器(12)、第三蒸汽喷射器(13)、蒸汽冷凝器(14)、水环真空泵(15)，和设置于上述各个部件之间的多个控制阀和管路。该系统采用设置两台蒸汽喷射器对高低压侧进行分别抽吸，蒸汽喷射器采用高压蒸汽为动力，出力稳定，能够维持凝汽器的最佳真空，而且无需厂用电。蒸汽喷射器为静设备，几乎为“零维护”。加设蒸汽喷射器系统后，提高了水环真空泵的入口压力，改善了水环真空泵的工作环境，延长了水环真空泵的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种发电厂内的抽真空系统，尤其是涉及一种双背压凝汽器多级蒸汽喷射器抽真空系统。
背景技术
凝汽器是发电厂最重要的设备之一，凝汽器背压对汽轮机发电机组运行的经济性有重要影响，凝汽式汽轮发电机组凝汽器真空的好坏，直接影响发电厂汽轮机的经济运行。影响凝汽器真空的因素很多，包括与凝汽器真空相关的系统设计布置，该设计布置影响凝汽器真空的好坏。多个凝汽器具有降低汽轮机组热耗率、减少冷却面积和冷却水量，改善凝汽器布置等优点，各凝汽器的背压值是在给定的汽轮机组热力特性、循环水温、循环水量、换热系统等条件下，通过技术经济比较确定的。在实际运行时，各凝汽器的最佳背压值也是随着机组负荷、循环水温和水量、凝汽器清洁程度等因素而随时改变，而最佳背压值要通过对汽轮机和凝汽器的相关热力参数进行计算才能得出。
目前，多数机组的凝汽器为双背压设计，图1显示了一种现有技术的双背压设计方案。其中抽汽系统是把高压凝汽器201、低压凝汽器101的抽汽管路并联起来通过同一根母管与三个并联的真空泵801相连接。这样，母管的均压作用会使高压凝汽器201和低压凝汽器101的抽汽管阻力趋于相等。由于凝汽器压力差的原因，必然是高压凝汽器201的抽汽管路抽汽量增加，低压凝汽器101的抽汽管路抽汽量受限，两条抽汽管路阻力达到一个平衡状态，因此，在真空严密性较好的情况下，高压凝汽器201和低压凝汽器101的压力会基本相同，其压力接近于高压凝汽器201的压力，无法实现理想的双背压运行。为解决这一问题，图2显示了另一种现有技术的双背压设计方案，其中部分机组将高压凝汽器201和低压凝汽器101的抽空气管路301、401与真空泵801分别连接，这样虽然实现机组的双背压运行，但存在以下三个问题：一、机组运行的安全性下降，一般600MW以上机组配三台真空泵，1-2台真空泵运行，其余备用，当一台真空泵与一台凝汽器连接时，当真空泵故障时无备用泵，易造成事故扩大；二、机组的经济性不能保持最佳状态，当循环水温度较低时，低压凝汽器会超过极限真空，高压凝汽器真空偏低，使得两侧都不能在最佳真空下运行。三、真空泵之间的负荷分配不灵活，一台真空泵对应一台凝汽器，当真空泵出力下降或某一侧凝汽器真空严密性较差时，无法将负荷转移给其它真空泵，也会造成凝汽器压力的升高。
还有一些包括600MW及以上凝汽式汽轮发电机组的发电厂，其凝汽式汽轮发电机组采用的双背压凝汽器，通常具有单母管双吸真空泵抽真空系统或双母管单吸真空泵抽真空系统。单母管双吸真空泵抽真空系统能节约用电，但是对凝汽器的平均真空有一定的影响；双母管单吸真空泵抽真空系统不影响凝汽器的平均真空，但是其系统复杂，采用四台真空泵，必须两台真空泵同时运行，增加投资及用电费用。为了克服该问题，现有技术还提供了一种双背压凝汽器的抽真空系统，即双母管双吸真空泵的抽真空系统，这是在凝汽器至水环真空泵之间设置双母管的抽真空系统。但是采用水环真空泵作为抽吸设备存在下面的缺点：
一、水环真空泵以水作为工作液，工作液的温度受冷却水(循环水或开始水)的控制，冷却水温度受到气候条件影响，温度变化较大，特别是夏天，循环水温度可能达到三十多度，再加上一定的传热温差，工作液温度有可能达到四十多度，在真空下工作液大量汽化造成真空泵气蚀并产生高噪音，抽气能力下降，无法维持凝汽器最低真空，严重影响了机组的经济性和安全运行。
二、直接使用水环真空泵抽吸，其入口压力较低，工作环境较差，接近水环真空泵的极限工况压力，水环真空泵内部压缩比大，叶片承受的压差较大，振动较高，使得水环真空泵的使用寿命受到影响。
因此，需要提出一种凝汽器的双背压设计方案，以解决上述问题。
实用新型内容
本实用新型提供了一种双背压凝汽器多级蒸汽喷射器抽真空系统，其采用设置两台蒸汽喷射器对高低压侧进行分别抽吸，可以解决上述问题。
本实用新型提供了一种双背压凝汽器多级蒸汽喷射器抽真空系统，所述抽真空系统包括：汽轮机、第一凝汽器、第二凝汽器、低压冷凝器热井、动力蒸汽稳压源、第一蒸汽喷射器、第二蒸汽喷射器、蒸汽冷凝器、第一水环真空泵、第二水环真空泵、第三水环真空泵，和设置于上述各个部件之间的多个控制阀和管路，其中
汽轮机的出口同时与第一凝汽器和第二凝汽器的入口相连；
第一蒸汽喷射器的第一入口连接动力蒸汽稳压源，第一蒸汽喷射器的第二入口连接第一凝汽器，第一蒸汽喷射器的第一出口连接蒸汽冷凝器；
第二蒸汽喷射器的第一入口连接动力蒸汽稳压源，第二蒸汽喷射器的第二入口连接第二凝汽器，第二蒸汽喷射器的第一出口连接蒸汽冷凝器；
蒸汽冷凝器的第一入口连接冷却水入口，蒸汽冷凝器的第一出口连接冷却水出口，蒸汽冷凝器的第二出口连接第一水环真空泵的第一入口，蒸汽冷凝器的第三出口连接低压凝汽器热井；
第一水环真空泵的第一入口连接蒸汽冷凝器的第二出口，第一水环真空泵的第一出口排大气；
第二水环真空泵的第一入口连接蒸汽冷凝器第二出口，第二水环真空泵的第一出口排大气；
第三水环真空泵的第一入口连接蒸汽冷凝器第二出口，第三水环真空泵的第一出口排大气；
第一水环真空泵、第二水环真空泵、第三水环真空泵并联连接。
根据本实用新型所述的双背压凝汽器多级蒸汽喷射器抽真空系统，其中
在第一凝汽器和第一蒸汽喷射器的第二入口之间设置有第一蒸汽喷射器的吸气口阀门；
在第二凝汽器和第二蒸汽喷射器的第二入口之间设置有第二蒸汽喷射器的吸气口阀门。
根据本实用新型所述的双背压凝汽器多级蒸汽喷射器抽真空系统，其中
在动力蒸汽稳压源和第一蒸汽喷射器的第一入口之间设置有第一蒸汽喷射器的动力蒸汽入口阀；
在动力蒸汽稳压源和第二蒸汽喷射器的第一入口之间设置有第二蒸汽喷射器的动力蒸汽入口阀。
根据本实用新型所述的双背压凝汽器多级蒸汽喷射器抽真空系统，其中
所述抽真空系统还包括设置在动力蒸汽稳压源之前的动力蒸汽入口隔离阀。
根据本实用新型所述的双背压凝汽器多级蒸汽喷射器抽真空系统，其中
在蒸汽冷凝器和低压凝汽器热井之间设置有蒸汽冷凝器的冷凝液排液阀。
根据本实用新型所述的双背压凝汽器多级蒸汽喷射器抽真空系统，其中
在第一、第二和第三水环泵和蒸汽冷凝器第二出口之间的管路上设置有蒸汽冷凝器的排气阀门。
本实用新型所述的双背压凝汽器多级蒸汽喷射器抽真空系统，其中：
在蒸汽冷凝器和低压凝汽器热井之间设置有蒸汽冷凝器的冷凝液排液阀；
本实用新型所述的双背压凝汽器多级蒸汽喷射器抽真空系统，采用高压侧蒸汽喷射器及低压侧蒸汽喷射器分别对高背压侧凝汽器和低背压侧凝汽器抽吸，维持两台凝汽器的最低背压。高压侧蒸汽喷射器及低压侧蒸汽喷射器公用一台冷凝器。采用动力蒸汽稳压源，稳压源系统由压力变送器、进汽调节阀，压力缓冲罐组成。实现稳定入口压力，为蒸汽喷射器提高稳定的动力，保证蒸汽喷射器稳定出力。另外，压力缓冲罐底部设有自动疏水阀，避免动力蒸汽中夹杂的液态水进入蒸汽喷射器而锁坏动力喷嘴。
本实用新型所述的双背压凝汽器多级蒸汽喷射器抽真空系统采用设置两台蒸汽喷射器对高低压侧进行分别抽吸，蒸汽喷射器采用高温蒸汽为动力，出力稳定，能够维持凝汽器的最佳真空；不会像水环真空泵一样，出力随着外界水温的变化而变化，蒸汽喷射器采用高温蒸汽为动力，无需厂用电。加设蒸汽喷射器之后，只运行一台水环真空泵即可满足系统的要求，水环真空泵由原先的2用1备，转成1用2备，可节省1台水环真空泵的耗电量。蒸汽喷射器为静设备，几乎为“零维护”。加设蒸汽喷射器系统后，提高了水环真空泵的入口压力，改善了水环真空泵的工作环境，并且大大延长了水环真空泵的使用寿命。
附图说明
下面将参考附图对根据本实用新型的构思的具体实施方式做进一步地详细解释，其中：
图1显示了一种现有技术的双背压设计方案；
图2显示了另一种现有技术的双背压设计方案；
图3显示根据本实用新型的双背压凝汽器多级蒸汽喷射器抽真空系统的设计方案。
图中的附图标记注释如下：
1、汽轮机
2、第一凝汽器
3、第二凝汽器
4、低压凝汽器热井
5、动力蒸汽的入口隔离阀
6、动力蒸汽稳压源
7、第二蒸汽喷射器的动力蒸汽入口阀
8、第一蒸汽喷射器的动力蒸汽入口阀
9、第一蒸汽喷射器吸气口阀门
10、第二蒸汽喷射器吸气口阀门
11、第一蒸汽喷射器
111、第一蒸汽喷射器的第一入口
112、第一蒸汽喷射器的第二入口
113、第一蒸汽喷射器的第一出口
12、第二蒸汽喷射器
121、第二蒸汽喷射器的第一入口
122、第二蒸汽喷射器的第二入口
123、第二蒸汽喷射器的第一出口
13、蒸汽冷凝器
131、蒸汽冷凝器的第一入口
132、蒸汽冷凝器的第一出口
133、蒸汽冷凝器的第二出口
134、蒸汽冷凝器的第三出口
14、蒸汽冷凝器的排气阀门
15、蒸汽冷凝器的冷凝液排液阀
16、第二凝汽器的来气管线隔离阀
17、第一凝汽器的来气管线隔离阀
18、第一水环真空泵
181、第一水环真空泵的第一入口
182、第一水环真空泵的第一出口
19、第二水环真空泵
20、第三水环真空泵
具体实施方式
下面将结合本申请的附图，在参考本实用新型构思的情况下，对具体实施方式进行解释。
参考图3，在本实用新型的双背压凝汽器多级蒸汽喷射器抽真空系统中，汽轮机1的出口同时与第一凝汽器2(也称为高压侧凝汽器)和第二凝汽器3(也称为低压侧凝汽器)的入口相连。
第一蒸汽喷射器11的第一入口111连接动力蒸汽稳压源6，第一蒸汽喷射器11的第二入口112连接第一凝汽器2，第一蒸汽喷射器的第一出口113连接蒸汽冷凝器13。
第二蒸汽喷射器12的第一入口121连接动力蒸汽稳压源6，第二蒸汽喷射器12的第二入口122连接第二凝汽器3，第二蒸汽喷射器的第一出口123连接蒸汽冷凝器13。
蒸汽冷凝器13的第一入口131连接冷却水入口，蒸汽冷凝器13的第一出口132连接冷却水出口，蒸汽冷凝器13的第二出口133连接第一水环真空泵第一入口181，蒸汽冷凝器13的第三出口134连接第二凝汽器热井4。
第一水环真空泵18的第一入口181连接蒸汽冷凝器第二出口133，第一水环真空泵18的第一出口182排大气。第二水环真空泵19的第一入口连接蒸汽冷凝器第二出口133，第二水环真空泵19的第一出口排大气，第三水环真空泵20的第一入口连接蒸汽冷凝器第二出口133，第三水环真空泵20的第一出口排大气；第一水环真空泵18、第二水环真空泵19、第三水环真空泵20并联联接。
在第一凝汽器2和第一蒸汽喷射器11的第二入口112之间设置有第一蒸汽喷射器的吸气口阀门9；在第二凝汽器3和第二蒸汽喷射器12的第二入口122之间设置有第二蒸汽喷射器的吸气口阀门10。
在动力蒸汽稳压源6和第一蒸汽喷射器11的第一入口111之间设置有第一蒸汽喷射器的动力蒸汽入口阀8；在动力蒸汽稳压源6和第二蒸汽喷射器12的第一入口121之间设置有第二蒸汽喷射器的动力蒸汽入口阀7。
所述抽真空系统还包括设置在动力蒸汽稳压源6之前的动力蒸汽入口隔离阀5。
在蒸汽冷凝器13和低压凝汽器热井4之间设置有蒸汽冷凝器的冷凝液排液阀15。
在第一、第二和第三水环泵18、19、20和蒸汽冷凝器第二出口133之间的管路上设置有蒸汽冷凝器的排气阀门14。
本实用新型的双背压凝汽器多级蒸汽喷射器抽真空系统的运行情况如下：
(1)汽轮机1将做功后废蒸汽排到第一、第二凝汽器2、3，凝汽器将废蒸汽冷凝，冷凝液收集到热井。剩余的不凝结气体需要由设置的蒸汽喷射器抽真空系统排出。
(2)水环真空泵运行：凝汽器2、3系统投运前需将里面的大量空气排出建立真空环境，此时需要运行3台水环真空泵18、19、20。打开第一凝汽器的来气管线隔离阀17、第二凝汽器的来气管线隔离阀16，其他阀门关闭。经过三台液环真空泵的预抽真空后，汽轮机和凝汽器投入运行。
(3)第一蒸汽喷射器运行：打开第一蒸汽喷射器动力蒸汽入口阀8，第二蒸汽喷射器动力蒸汽入口阀7，第一蒸汽喷射器吸气口阀门9，第二蒸汽喷射器吸气口阀门10；关闭第一凝汽器的来气管线隔离阀17、第二凝汽器的来气管线隔离阀16。投运第一蒸汽喷射器12，第二蒸汽喷射器13。
动力蒸汽通过动力蒸汽稳压源6经由第一蒸汽喷射器第一入口111进入第二蒸汽喷射器11，通过第一蒸汽喷射器的内部喷嘴形成超音速气流建立内部真空环境抽吸进入第一蒸汽喷射器第二入口112的气体。第一蒸汽喷射器第二入口112连接高压凝汽器2，使得凝汽器的不凝气不断抽出维持真空。第一蒸汽喷射器通过第一出口113将混合气体排到蒸汽冷凝器13。
第二蒸汽喷射器运行：动力蒸汽通过动力蒸汽稳压源6经由第二蒸汽喷射器第一入口121进入第二蒸汽喷射器12，通过第二蒸汽喷射器的内部喷嘴形成超音速气流建立内部真空环境抽吸进入第二蒸汽喷射器第二入口122的气体。第二蒸汽喷射器第二入口122连接低压凝汽器3，使得凝汽器的不凝气不断抽出维持真空。第二蒸汽喷射器通过第一出口123将混合气体排到蒸汽冷凝器13。
蒸汽冷凝器13运行：冷却水通过第一入口131蒸汽冷凝器将来自第一、第二蒸汽喷射器排出的混合气体冷却，冷凝水通过第三出口134回流到热井4，循环利用。剩余的少量不可冷凝的气体，第二出口1343排大气，冷却水通过一出口132排到冷却水系统。
水环真空泵运行：停运水环真空泵19、20，只运行水环真空泵18，水环真空泵18通过第一入口181抽吸来自蒸汽冷凝器13的不可凝气体，通过水环真空泵的压缩将气体通过第一出口182排到大气。
本实用新型的双背压凝汽器多级蒸汽喷射器抽真空系统，具有如下优点：
1、采用设置2台蒸汽喷射器对高低压侧进行分别抽吸。蒸汽喷射器采用高温蒸汽为动力，出力稳定，能够维持凝汽器的最佳真空；不会像水环真空泵一样，出力随着外界水温的变化而变化。
2、蒸汽喷射器采用高温蒸汽为动力，无需厂用电。
3、蒸汽喷射器为静设备，几乎为“零维护”。
4、加设蒸汽喷射器系统后，提高了水环真空泵的入口压力，改善了水环真空泵的工作环境，而且延长了水环真空泵的使用寿命。
显而易见的是，本领域技术人员可以对公开的抽真空系统作出不同的修改和变化。在考虑本文中公开的抽真空系统的说明书和惯例的情况下，本领域技术人员可以显而易见地得到其他实施例，这样的修改、变化和得到的其他实施例仍然应当认为包括在本实用新型的保护范围内。应当理解到的是，说明书和实施例仅仅被认为是示例性的，其真实的保护范围由权利要求限定。
Claims (6)
1.一种双背压凝汽器多级蒸汽喷射器抽真空系统，所述抽真空系统包括：汽轮机(1)、第一凝汽器(2)、第二凝汽器(3)、低压冷凝器热井(4)、动力蒸汽稳压源(6)、第一蒸汽喷射器(11)、第二蒸汽喷射器(12)、蒸汽冷凝器(13)、第一水环真空泵(18)、第二水环真空泵(19)、第三水环真空泵(20)，和设置于上述各个部件之间的多个控制阀和管路；
其特征在于：
汽轮机(1)的出口同时与第一凝汽器(2)和第二凝汽器(3)的入口相连；
第一蒸汽喷射器(11)的第一入口(111)连接动力蒸汽稳压源(6)，第一蒸汽喷射器的第二入口(112)连接第一凝汽器(2)，第一蒸汽喷射器的第一出口(113)连接蒸汽冷凝器(13)；
第二蒸汽喷射器(12)的第一入口(121)连接动力蒸汽稳压源(6)，第二蒸汽喷射器的第二入口(122)连接第二凝汽器(3)，第二蒸汽喷射器的第一出口(123)连接蒸汽冷凝器(13)；
蒸汽冷凝器(13)的第一入口(131)连接冷却水入口，蒸汽冷凝器(13)的第一出口(132)连接冷却水出口，蒸汽冷凝器(13)的第二出口(133)连接第一水环真空泵的第一入口(181)，蒸汽冷凝器(13)的第三出口(134)连接低压凝汽器热井(4)；
第一水环真空泵(18)的第一入口(181)连接蒸汽冷凝器的第二出口(133)，第一水环真空泵的第一出口(182)排大气；
第二水环真空泵(19)的第一入口连接蒸汽冷凝器第二出口(133)，第二水环真空泵的第一出口排大气；
第三水环真空泵(20)的第一入口连接蒸汽冷凝器第二出口(133)，第三水环真空泵(20)的第一出口排大气；
第一水环真空泵(18)、第二水环真空泵(19)、第三水环真空泵(20)并联连接。
2.根据权利要求1所述的双背压凝汽器多级蒸汽喷射器抽真空系统，其特征在于：
在第一凝汽器(2)和第一蒸汽喷射器(11)的第二入口(112)之间设置有第一蒸汽喷射器的吸气口阀门(9)；
在第二凝汽器(3)和第二蒸汽喷射器(12)的第二入口(122)之间设置有第二蒸汽喷射器的吸气口阀门(10)。
3.根据权利要求2所述的双背压凝汽器多级蒸汽喷射器抽真空系统，其特征在于：
在动力蒸汽稳压源(6)和第一蒸汽喷射器(11)的第一入口(111)之间设置有第一蒸汽喷射器的动力蒸汽入口阀(8)；
在动力蒸汽稳压源(6)和第二蒸汽喷射器(12)的第一入口(121)之间设置有第二蒸汽喷射器的动力蒸汽入口阀(7)。
4.根据权利要求3所述的双背压凝汽器多级蒸汽喷射器抽真空系统，其特征在于：
所述抽真空系统还包括设置在动力蒸汽稳压源(6)之前的动力蒸汽入口隔离阀(5)。
5.根据权利要求4所述的双背压凝汽器多级蒸汽喷射器抽真空系统，其特征在于：
在蒸汽冷凝器(13)和低压凝汽器热井(4)之间设置有蒸汽冷凝器的冷凝液排液阀(15)。
6.根据权利要求5所述的双背压凝汽器多级蒸汽喷射器抽真空系统，其特征在于：
在第一、第二和第三水环泵(18、19、20)和蒸汽冷凝器第二出口(133)之间的管路上设置有蒸汽冷凝器的排气阀门(14)。
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