CN205445702U - 一种汽轮发电机组的空气冷却系统 - Google Patents

Abstract

一种汽轮发电机组的空气冷却系统，包括汽轮机、间接冷却凝汽器和凝结水精处理单元，汽轮机连接有发电机，直接空冷单元为直接空冷散热器，直接空冷散热器入口与汽轮机相连，出口与凝结水精处理单元相连，凝结水精处理单元连接有多级加热器；间接冷却凝汽器入口与汽轮机相连，出口与多级加热器相连；间接冷却凝汽器还与间接空冷单元相连。本实用新型将汽轮机排汽进行分流，一部分汽轮机排汽进入直接空冷凝汽器进行换热，另一部分排汽进入间接空冷凝汽器进行换热，复合循环冷却系统能够进一步降低汽轮机排汽背压，提高机组真空，进而提高机组经济性。

Description

一种汽轮发电机组的空气冷却系统

技术领域

本实用新型涉及一种火力发电厂空冷机组建设、“上大压小”机组技术改造以及恶劣环境地区燃煤发电机组技术改造，具体涉及一种汽轮发电机组的空气冷却系统。

背景技术

近年来，空冷机组在国外及我国东北、华北、西北地区得到了快速发展，相比较而言，空冷机组比传统湿冷机组节水率达到80％，在富煤缺水地区显示出极大的优势。然而，由于在夏天环境温度较高的情况下，直接空冷机组由于背压较高而不能带满负荷，在电力需求较大的时候出现机组出力不够的情况，导致机组运行经济性较差，且由于自身背压高而浪费了较多的上网电量。另外，冬季低负荷或机组启动和停运中，由于直接空冷进汽量小极易发生冻结，对机组真空和带负荷能力也极为不利，也容易发生空冷换热器的冻裂损坏。

实用新型内容

为克服现有技术中的问题，本实用新型的目的在于提供一种汽轮发电机组的空气冷却系统，该冷却系统能够在提高机组真空的同时真正实现汽轮机排汽空气冷却的目的，为环境保护而发挥出空冷机组的优势。

为实现上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：

一种汽轮发电机组的空气冷却系统，包括汽轮机、间接冷却凝汽器和凝结水精处理单元，汽轮机连接有发电机，直接空冷单元为直接空冷散热器，直接空冷散热器入口与汽轮机相连，出口与凝结水精处理单元相连，凝结水精处理单元连接有多级加热器；间接冷却凝汽器入口与汽轮机相连，出口与多级加热器相连。

所述直接空冷散热器入口处设置有第一电动阀、第二电动阀，出口处设置有第三电动阀、第四电动阀、第五电动阀、第六电动阀。

所述第三电动阀、第四电动阀、第五电动阀、第六电动阀均与间接空冷凝结水泵相连，间接空冷凝结水泵与凝结水精处理单元相连。

所述直接空冷散热器包括若干空冷翅片管。

所述间接冷却凝汽器还连接有间接空冷单元；在直接空冷单元和间接空冷单元入口处加装有充氮接口。

所述多级加热器包括相连的第一加热器、第二加热器和第三加热器，第一加热器与凝结水精处理单元相连，第三加热器还连接有锅炉省煤器。

所述直接空冷散热器下方设置有空冷岛风机群；所述空冷岛风机群包括由若干第一空冷风机和第二空冷风机组合而成的N列N排空冷风机。

所述空冷岛风机群底部加装第一防风网，空冷岛风机群顶部加装第二防风网。

所述直接空冷单元入口处设置有空冷单元组入口膨胀节，空冷散热单元凝结水出口处设置有空冷单元组出口膨胀节。

所述间接空冷单元为间接空冷塔，在间接空冷塔底部加装了第一防风墙，顶部加装第二防风墙。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果：

本实用新型通过设置汽轮机、间接冷却凝汽器和凝结水精处理单元，汽轮机连接有发电机，直接空冷单元为直接空冷散热器，直接空冷散热器入口与汽轮机相连，出口与凝结水精处理单元相连，凝结水精处理单元连接有多级加热器；间接冷却凝汽器入口与汽轮机相连，出口与多级加热器相连；间接冷却凝汽器还与间接空冷单元相连。该冷却系统能够将汽轮机排汽进行分流，一部分进入原设计的直接空冷凝汽器进行换热，另一部分进入间接空冷凝汽器进行换热，该复合冷却系统能够进一步降低汽轮机排汽背压，在提高机组真空的同时真正实现汽轮机排汽空气冷却的目的，为环境保护而发挥出空冷机组应有的优势和特点。

本实用新型中汽轮机排汽一部分进入直接空冷单元，在直接空冷单元进口处设置第一电动阀、第二电动阀，直接空冷单元出口处也设置第三电动阀、第四电动阀、第五电动阀、第六电动阀，排汽经直接空冷单元凝结后形成凝结水，凝结水通过直接空冷凝结水泵输送到凝结水精处理单元后进入各级加热器；另一部分汽轮机排汽经过逆止阀进入间接空冷凝汽器，循环水通过间接空冷循环水泵输送到间接空冷塔进行二次换热，汽轮机排汽凝结后，通过间接空冷凝结水泵将凝结水输送至精处理单元，然后进入各级加热器最后进入锅炉省煤器。通过工艺控制，该系统还能够实现机组在停备用期间空冷设备的防腐保养，以及负荷变动工况下空冷散热单元良好的水动力特性，实现复合空冷机组安全、经济、连续、稳定、高效地运行。

进一步的，本实用新型的冷却系统中汽轮机排汽进行了分流，进入直接空冷岛的蒸汽流量减少后空冷风机变频转速可降的更低，能够降低厂用电率及供电煤耗，同时也有效降低了空冷风机运行噪声。同时该系统设计了防风挡板及防风围带，能够有效降低环境温度变化及环境侧风等对直接空冷岛及间接空冷塔流场的影响，提高换热效率，确保运行背压。

进一步的，通过在直接空冷散热器入口处设置有第一电动阀、第二电动阀，出口处设置有第三电动阀、第四电动阀、第五电动阀、第六电动阀，该系统能够独立控制冷却流量及运行背压，这样就能够确保在环境温度较低的情况下空冷散热器内凝结水的流动特性，防止冻融或结冰使空冷散热器传热恶化，甚至损坏空冷设备，危及汽轮机安全稳定运行。

进一步的，在直接空冷单元和间接空冷单元入口处加装有充氮接口，当区域隔离阀将部分换热单元隔离后，充氮保护装置自动对已经隔离的换热单元进行充氮，充氮压力可控，从而保证空冷散热单元在停备用、检修、临时隔离工况下的安全可靠性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为直接空冷岛防风结构示意图。

图3为间接空冷塔结构示意图。

图中，1为汽轮机，2为发电机，3为第一电动阀，4为第二电动阀，5为第三电动阀，6为第四电动阀，7为第五电动阀，8为第六电动阀，9为第一空冷风机，10为第二空冷风机，11为空冷翅片管，12为间接空冷逆止阀，13为间接冷却冷凝器，14为间接空冷单元，15为间接空冷循环水泵，16为间接空冷凝结水泵，17为直接空冷凝结水泵，18为凝结水精处理单元，19为第一加热器，20为第二加热器，21为第三加入器，22为空冷单元组入口膨胀节，23为空冷单元组出口膨胀节，24为直接空冷岛及空冷风机群，25为空冷岛底部防风网，26为空冷岛顶部防风网，27为间接空冷塔，28为间接空冷塔顶部防风墙，29为间接空冷塔底部防风墙。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

如图1所示，本实用新型包括汽轮机1、间接冷却凝汽器13和凝结水精处理单元18，汽轮机1连接有发电机2，直接空冷单元为直接空冷散热器，直接空冷散热器下方设置有空冷岛风机群24。

直接空冷散热器入口与汽轮机1相连，出口与凝结水精处理单元18相连，其中，所述直接空冷散热器入口处设置有第一电动阀3、第二电动阀4，出口处设置有第三电动阀5、第四电动阀6、第五电动阀7、第六电动阀8，第三电动阀5、第四电动阀6、第五电动阀7、第六电动阀8均与间接空冷凝结水泵16相连，间接空冷凝结水泵16与凝结水精处理单元18相连。凝结水精处理单元18连接有多级加热器；间接冷却凝汽器13入口与汽轮机1相连，出口与多级加热器相连，所述多级加热器包括相连的第一加热器19、第二加热器20和第三加热器21，第一加热器19与凝结水精处理单元18相连，第三加热器21还连接有锅炉省煤器。间接冷却凝汽器13还连接有间接空冷单元14。所述间接空冷单元14为间接空冷塔27。

所述直接空冷散热器包括若干空冷翅片管11。

如图2所示，空冷岛风机群24由若干第一空冷风机9、第二空冷风机10组合而成的N列N排空冷风机，空冷岛风机群24受环境风影响，会使空冷风机入口风速及风量产生变化，从而使直接空冷散热器入口风向及风速等均发生变化，严重情况下会极大削弱空冷翅片管11传热效率，针对此问题，可在空冷岛底部加装第一防风网25，更进一步，为防止环境风对直接空冷散热器出口流场的影响，可在空冷岛顶部加装第二防风网26，这样，就能够保证直接空冷散热单元在设计工况下运行，有效地解决夏季空冷岛背压高和冬季空冷岛防冻问题。

如图3所示，间接空冷单元14为间接空冷塔27，在间接空冷塔27底部加装了第一防风墙29，顶部加装第二防风墙28，加装防风墙能够保证双曲线空冷塔内空气动力场，减小环境风对间接空冷塔通风量及风速和风向的影响，保证间接空冷塔内空气流动及传热性能。

在直接空冷单元和间接空冷单元14入口处加装有充氮接口，当区域隔离阀将部分换热单元隔离后，充氮保护装置自动对已经隔离的换热单元进行充氮，充氮压力可控，从而保证空冷散热单元在停备用、检修、临时隔离工况下的安全可靠性。

一种汽轮发电机组的空气冷却系统的控制方法：汽轮机1排汽一部分进入直接空冷单元，在直接空冷单元进口处设置第一电动阀3、第二电动阀4，直接空冷单元出口处也设置第三电动阀5、第四电动阀6、第五电动阀7、第六电动阀8，排汽经直接空冷单元凝结后形成凝结水，凝结水通过直接空冷凝结水泵17输送到凝结水精处理单元18后进入各级加热器；另一部分汽轮机排汽经过逆止阀12进入间接空冷凝汽器13，循环水通过间接空冷循环水泵15输送到间接空冷塔14进行二次换热，汽轮机排汽凝结后，通过间接空冷凝结水泵16将凝结水输送至精处理单元，然后进入各级加热器最后进入锅炉省煤器。

为防止直接空冷散热单元11与间接空冷散热单元14在环境温度较低时发生冻融或冻结危害，设置了区域隔离阀，具体的，在直接空冷散热器蒸汽入口加装第一电动阀3，在散热器凝结水出口加装第三电动阀5、第四电动阀6，当环境温度、机组负荷率较低，或直接空冷散热器容易发生冻结时，可关闭进口第一电动阀3，延时关闭出口第三电动阀5、第四电动阀6，对可能发生冻结危险的散热单元进行区域隔离防护，解决极端环境状况下空冷岛机群防冻问题。

在对直接空冷散热单元进行区域隔离过程中，除了设置若干电动阀外，还在每个电动阀附近设置充氮接口，当对可能发生冻结的直接空冷单元进行区域隔离后及时进行充氮保护，防止空冷翅片管腐蚀、变形等危害的发生。同时，在空冷散热单元入口处设置有空冷单元组入口膨胀节22，空冷散热单元凝结水出口处设置有空冷单元组出口膨胀节23，以防止冬季极寒天气状况下冷凝管拉裂问题。

为防止直接空冷单元和间接空冷单元14受环境侧风的影响，本实用新型还加装了防风墙和防风网，直接空冷岛底部和顶部均加装防风网，间接空冷塔底部和顶部加装防风墙，结合进风口设置的可调节式百叶结构风门，根据需要进行开关风门调节进风量，从而保证空冷岛和空冷塔内流场稳定性，提高空冷散热单元传热效率。

本实用新型将汽轮机排汽进行分流，一部分汽轮机排汽进入直接空冷凝汽器进行换热，另一部分排汽进入间接空冷凝汽器进行换热，复合循环冷却系统能够进一步降低汽轮机排汽背压，提高机组真空，进而提高机组经济性。为解决直接空冷和间接空冷散热器防冻问题，本实用新型设置了区域隔离阀及充氮保护接口，更好地解决目前空冷机组运行中出现的冬季防冻难题。另外，本实用新型还对直接空冷岛加装防风网，间接空冷塔加装防风墙，避免环境侧风对空冷岛和空冷塔内流场的干扰，保证空冷单元换热效率，在我国三北地区及相应的机组建设和改造过程中发挥空冷机组应有的优势。

Claims (10)

1.一种汽轮发电机组的空气冷却系统，其特征在于，包括汽轮机(1)、间接冷却凝汽器(13)和凝结水精处理单元(18)，汽轮机(1)连接有发电机(2)，直接空冷单元为直接空冷散热器，直接空冷散热器入口与汽轮机(1)相连，出口与凝结水精处理单元(18)相连，凝结水精处理单元(18)连接有多级加热器；间接冷却凝汽器(13)入口与汽轮机(1)相连，出口与多级加热器相连。

2.根据权利要求1所述的一种汽轮发电机组的空气冷却系统，其特征在于，所述直接空冷散热器入口处设置有第一电动阀(3)、第二电动阀(4)，出口处设置有第三电动阀(5)、第四电动阀(6)、第五电动阀(7)、第六电动阀(8)。

3.根据权利要求2所述的一种汽轮发电机组的空气冷却系统，其特征在于，所述第三电动阀(5)、第四电动阀(6)、第五电动阀(7)、第六电动阀(8)均与间接空冷凝结水泵(16)相连，间接空冷凝结水泵(16)与凝结水精处理单元(18)相连。

4.根据权利要求1所述的一种汽轮发电机组的空气冷却系统，其特征在于，所述直接空冷散热器包括若干空冷翅片管(11)。

5.根据权利要求1所述的一种汽轮发电机组的空气冷却系统，其特征在于，所述间接冷却凝汽器(13)还连接有间接空冷单元(14)相连；在直接空冷单元和间接空冷单元(14)入口处加装有充氮接口。

6.根据权利要求1所述的一种汽轮发电机组的空气冷却系统，其特征在于，所述多级加热器包括相连的第一加热器(19)、第二加热器(20)和第三加热器(21)，第一加热器(19)与凝结水精处理单元(18)相连，第三加热器(21)还连接有锅炉省煤器。

7.根据权利要求1所述的一种汽轮发电机组的空气冷却系统，其特征在于，所述直接空冷散热器下方设置有空冷岛风机群(24)；所述空冷岛风机群(24)包括由若干第一空冷风机(9)和第二空冷风机(10)组合而成的N列N排空冷风机。

8.根据权利要求1所述的一种汽轮发电机组的空气冷却系统，其特征在于，所述空冷岛风机群(24)底部加装第一防风网(25)，空冷岛风机群(24)顶部加装第二防风网(26)。

9.根据权利要求1所述的一种汽轮发电机组的空气冷却系统，其特征在于，所述直接空冷单元入口处设置有空冷单元组入口膨胀节(22)，空冷散热单元凝结水出口处设置有空冷单元组出口膨胀节(23)。

10.根据权利要求1所述的一种汽轮发电机组的空气冷却系统，其特征在于，所述间接空冷单元(14)为间接空冷塔(27)，在间接空冷塔(27)底部加装了第一防风墙(29)，顶部加装第二防风墙(28)。