CN205580287U - 自然通风冷却塔扩大单元制运行系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种自然通风冷却塔扩大单元制运行系统，在两冷却塔之间设置循环冷却水回水联络管道及循环水回水联络门；两冷却塔分别在冷却水回水管路上设置了流量调节挡板。本实用新型实现了两座自然通风冷却塔之间的联通，火电厂单机组运行状态下将闲置的另外一台机组的自然通风冷却塔联通起来，实现一机两塔的模式，等同于将原有单元制运行时的冷却塔冷却能力提高一倍，可以有效的降低自然通风冷却塔的循环水出塔水温，提高凝汽器真空，改善火电厂的运行经济性。

Description

自然通风冷却塔扩大单元制运行系统

技术领域

本实用新型属于自然通风冷却塔技术领域，具体涉及一种自然通风冷却塔扩大单元制运行系统。

背景技术

自然通风冷却塔是火电机组冷端系统的重要设备，其冷却性能对凝汽器真空有着重要的影响。目前火电厂普遍存在对自然通风冷却塔重视程度不够的问题，日常维护投入的精力及物力较少，自然通风冷却塔的冷却性能较设计值低。

随着火电厂节能减排工作的逐步深入，火电机组冷端系统有了较大的优化。这些优化主要体现在：1、两台机组循环水泵出口母管联通；2、循环水泵高低速改造及优化运行；3、自然通风冷却塔填料及配水的优化。

近年来随着我国火电机组装机容量的迅速扩张，经济发展速度放缓，火电机组年利用小时数有所下降，许多火电厂机组一用一备的情况逐渐增多。

同一家电厂的两座自然通风冷却塔的冷却性能也存在差异，尤其是两台机组共用三台循环水泵，循环水泵出口母管联通时，经常会出现上塔水量不均的情况，从而导致两座自然通风冷却塔的循环水进出塔温差及冷却幅高等经济指标差异较大。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种自然通风冷却塔扩大单元制运行系统，实现一机两塔的模式，等同于将原有单元制运行时的冷却塔冷却能力提高一倍，可以有效的降低自然通风冷却塔的循环水出塔水温，降低冷却幅高，提高凝汽器真空，改善火电厂运行经济性。

本实用新型提供了如下的技术方案：

一种自然通风冷却塔扩大单元制运行系统，

包括两组或者两组以上的循环水系统，以及设置在循环水系统之间的连接装置，所述连接装置包括设置在两循环水系统之间的循环冷却水回水联络管道、循环水回水联络门；每组循环水系统的冷却水回水管路上设置流量调节挡板。

主要由第一机组循环水系统和第二机组循环水系统组成，所述任一组循环水系统包括：

依次相连的循环水回水联络门、流量调节挡板、冷却塔、塔池、塔池出口滤网、滤网、启闭机、循泵、液控蝶阀、循泵出口联络门、凝汽器和凝汽器出口蝶阀，两组之间通过循环水回水联络门、流量调节挡板和循泵出口联络门相联通。

所述第一机组循环水系统包括依次相连的第一循环水回水联络门、第一流量调节挡板、第一冷却塔、第一塔池、第一塔池出口滤网；

所述第一塔池出口滤网分别与第一滤网、第一启闭机、第一循泵、第一液控蝶阀和第二滤网、第二启闭机、第二循泵、第二液控蝶阀相连接，然后共同连接第一循泵出口联络门、第一凝汽器和第一凝汽器出口蝶阀；

形成第一机组循环水系统。

所述第二机组循环水系统包括依次相连的第二循环水回水联络门、第二流量调节挡板、第二冷却塔、第二塔池、第二塔池出口滤网；

所述第二塔池出口滤网分别与第三滤网、第三启闭机、第三循泵、第三液控蝶阀和第四滤网、第四启闭机、第四循泵、第四液控蝶阀相连接，然后共同连接第二循泵出口联络门、第二凝汽器和第二凝汽器出口蝶阀；

形成第二机组循环水系统。

调节所述流量调节挡板的角度来调节流量。

本实用新型的有益效果是：该实用新型与目前火电厂循环冷却水系统相比，增加了循环冷却水回水联络管道及联络阀门，实现了两台机组之间的联通，火电厂单机组运行状态下将闲置的另外一台机组的自然通风冷却塔联通起来，实现一机两塔的模式，等同于将原有单元制运行时的冷却塔冷却能力提高一倍，可以有效的降低自然通风冷却塔的循环水出塔水温，降低冷却幅高，提高凝汽器真空，改善火电厂运行经济性。

此外，两冷却塔分别在冷却水回水管路上增加了流量调节挡板。通过调整流量调节挡板，可以控制循环水至冷却塔的流量，通过均匀分配上塔水量，最大限度的发挥冷却塔的冷却能力，尽可能降低冷却塔出水温度，提高凝汽器真空。如果根据冷却塔的冷却特性曲线，则完全可以实现冷却塔冷却水量优化分配运行，即冷却特性好的冷却塔进水量多，冷却特性差的冷却塔进水量少。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型结构示意图；

1为第一循环水回水联络门；2为循环水回水联络门B；3为第一流量调节挡板；4为第二流量调节挡板；5为第一冷却塔；6为第二冷却塔；7为第一塔池联络门；8为第二塔池联络门；9为第一塔池出口滤网；10为第二塔池出口滤网；11为第一滤网；12为第二滤网；13为第三滤网；14为第四滤网；15为第一启闭机；16为第二启闭机；17为第三启闭机；18为第四启闭机；19为第一循泵；20为第二循泵；21为第三循泵；22为第四循泵；23为第一液控蝶阀；24为第二液控蝶阀；25为第三液控蝶阀；26为第四液控蝶阀；27为第一循环水泵出口联络门；28第二为循泵出口联络门；29为第一凝汽器入口蝶阀；30为第二凝汽器入口蝶阀；31为第一凝汽器；32为第二凝汽器；33为第一凝汽器出口蝶阀；34为第二凝汽器出口蝶阀；

图2是流量调节挡板示意图。

具体实施方式

如图1所示的自然通风冷却塔扩大单元制运行系统，可以通过控制调节，实现两座自然通风冷却塔的优化运行，最大程度上发挥冷却塔的冷却能力，从而降低进入凝汽器的循环水温度，提高凝汽器真空。

如图2所示，M代表电动执行机构，流量调节挡板的高度为H，宽度为L，循环水管道直径为D。为了保证矩形的流量调节挡板在圆形的管道内部能够在0-90度灵活调节，流量调节挡板的尺寸必须满足H²+L²＜D²；流量调节挡板与管道中心线的夹角为θ，θ可以从0-90度调节，开启状态为0度，关闭最大角度为90度，当流量调节挡板关闭至90度时，其产生最大的沿程阻力损失，对应的流量是最小流量；当流量调节挡板关闭至0度时，其产生最小的沿程阻力损失，对应的流量是最大流量。

如图1所示，在1、2号自然通风冷却塔出水处布置有若干温度传感器，在冷却塔附近布置干湿球温度计传感器。

$t_{W1}=\frac{t_{11}+t_{12}+{\mathrm{Lt}}_{1n}}{n}---\left(1\right)$

$t_{W2}=\frac{t_{21}+t_{22}+{\mathrm{Lt}}_{2n}}{n}---\left(2\right)$

式中：t_W1为1号冷却塔出水温度，℃；t_W2为2号冷却塔出水温度，℃；t₁₁、t₁₂、t_1n分别为布置在1号冷却塔出口的若干温度传感器测试值，℃；t₂₁、t₂₂、t_2n分别为布置在2号冷却塔出口的若干温度传感器测试值，℃。

F_G1＝t_W1-τ (3)

F_G2＝t_W2-τ (4)

式中：F_G1为1号冷却塔的冷却幅高，℃；F_G2为2号冷却塔的冷却幅高，℃，τ为环境湿球温度。

循环水流量是影响自然通风冷却塔热力性能的一个重要参数，当自然通风冷却塔环境参数不变，在进塔水温一定的情况下，随着循环水量的增加，出塔水温也会增加。

当增加进入循环冷却塔的循环水量时，出塔的空气逐渐趋于饱和，若饱和后继续增加循环水量，出塔水温就会很快升高，这是因为空气的吸热量已饱和，过量热水放出的热量无法被空气再吸收。

一般冷却塔设计的冷却幅高不超过8℃，而实际运行中冷却塔的冷却幅高经常达到10-15℃，即冷却塔的出口循环水温较设计值高2-7℃，从而使得汽轮机凝汽器真空降低约0.6-2.4kPa，使得机组发电煤耗增加约1.2-4.8g/kWh。

下面结合实施例进一步说明：

自然通风冷却塔扩大单元制运行适合于火电厂单机组运行状态，此时另外一座冷却塔闲置。

实施例1：假设1号机组单元制正常运行，2号机组停运；

若1号冷却塔的冷却幅高F_G1超过8℃，则说明1号冷却塔的冷却能力不足，上塔水量超过了1号冷却塔的冷却能力，此时可以将1号，2号冷却塔并联起来，实现1机双塔；因为循环水由1号冷却塔至2号冷却塔的距离较远，沿程阻力损失较大，所以一般情况下1号冷却塔的进水量偏多，此时适当调整1号冷却塔的流量调节挡板，增加其进水阻力，使得一部分循环水流向2号冷却塔，从而使得两座塔的进水量分配较为均匀，两座冷却塔都能发挥最大的冷却能力，降低循环水出水温度。

开启第一循环水回水联络门1、第二循环水回水联络门2、第一塔池联络门7、第二塔池联络门8,第二流量调节挡板4全开，第一流量调节挡板3根据第二冷却塔6出塔水温度适当调节挡板角度使得第一冷却塔5和第二冷却塔6的出水温度接近。

实施例2：假设2号机组单元制正常运行，1号机组停运；

若2号冷却塔的冷却幅高F_G2超过8℃，则说明2号冷却塔的冷却能力不足，此时可以将1号，2号冷却塔并联起来，实现1机双塔；因为循环水由2号冷却塔至1号冷却塔的距离较远，沿程阻力损失较大，所以一般情况下2号冷却塔的进水量偏多，此时适当调整2号冷却塔的流量调节挡板，增加其进水阻力，使得一部分循环水流向1号冷却塔，从而使得两座塔的进水量分配较为均匀，两座冷却塔都能发挥最大的冷却能力，降低循环水出水温度。

开启第一循环水回水联络门1、第二循环水回水联络门2、第一塔池联络门7、第二塔池联络门8,第一流量调节挡板3全开，第二流量调节挡板4根据第一冷却塔5出塔水温度适当调节挡板角度使得第一冷却塔5和第二冷却塔6的出水温度接近。

火电厂单机组运行状态下将闲置的另外一台机组的自然通风冷却塔联通起来，实现一机两塔的模式，等同于将原有单元制运行时的冷却塔冷却能力提高一倍，可以有效的降低自然通风冷却塔的循环水出塔水温，降低冷却幅高，提高凝汽器真空，改善火电厂运行经济性。

另外，本实用新型还可以对自然通风冷却塔冷却水量进行优化分配。

实施例3：火电厂两台机组同时运行，第一循环水泵出口联络门27、第二循环水泵出口联络门28开启状态时出现第一凝汽器31、第二凝汽器32进水量不均时。

循环水泵采用两机三泵并联运行时，经常会出现进入两台机组凝汽器水量不均匀的现象，反应在生产实际中就是两台机组负荷相同时，循环水温升Δt和端差δt差异较大。

当两台机组发电机功率相同，Δt₁>Δt₂，δt₁<δt₂，则说明1号机组凝汽器进水量较少，此时增加2号流量调节挡板的角度，增加循环水上塔阻力使得更多的循环水进入1号冷却塔(安装本装置后，将上述循环水回水联络门及流量调节挡板接入DCS远方控制系统，该过程人工远方控制调节挡板，由于影响因素较多，人工调节只能使得Δt₁与Δt₂无限接近，δt₁和δt₂也无限接近)。

当第一冷却塔5进水量比第二冷却塔6进水量少时，增加第二流量调节挡板4的角度，增加循环水上塔阻力使得更多的循环水进入第一冷却塔5。

当第二冷却塔6进水量比第一冷却塔5进水量少时，增加3第一流量调节挡板的角度，增加循环水上塔阻力使得更多的循环水进入第二冷却塔6。

通过调整流量调节挡板，可以控制循环水至冷却塔的流量，通过均匀分配上塔水量，最大限度的发挥冷却塔的冷却能力，尽可能降低冷却塔出水温度，提高凝汽器真空。

如果根据冷却塔的冷却特性曲线，则完全可以实现冷却塔冷却水量优化分配运行，即冷却特性好的冷却塔进水量多，冷却特性差的冷却塔进水量少。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种自然通风冷却塔扩大单元制运行系统，其特征在于，包括两组或者两组以上的循环水系统，以及设置在循环水系统之间的连接装置，所述连接装置包括设置在两循环水系统之间的循环冷却水回水联络管道、循环水回水联络门；每组循环水系统的冷却水回水管路上设置流量调节挡板。

2.根据权利要求1所述的自然通风冷却塔扩大单元制运行系统，其特征在于，主要由第一机组循环水系统和第二机组循环水系统组成，所述任一组循环水系统包括：

依次相连的循环水回水联络门、流量调节挡板、冷却塔、塔池、塔池出口滤网、滤网、启闭机、循泵、液控蝶阀、循泵出口联络门、凝汽器和凝汽器出口蝶阀，两组之间通过循环水回水联络门、流量调节挡板和循泵出口联络门相联通。

3.根据权利要求2所述的自然通风冷却塔扩大单元制运行系统，其特征在于：所述第一机组循环水系统包括依次相连的第一循环水回水联络门、第一流量调节挡板、第一冷却塔、第一塔池、第一塔池出口滤网；

所述第一塔池出口滤网分别与第一滤网、第一启闭机、第一循泵、第一液控蝶阀和第二滤网、第二启闭机、第二循泵、第二液控蝶阀相连接，然后共同连接第一循泵出口联络门、第一凝汽器和第一凝汽器出口蝶阀；

形成第一机组循环水系统。

4.根据权利要求2所述的自然通风冷却塔扩大单元制运行系统，其特征在于，所述第二机组循环水系统包括依次相连的第二循环水回水联络门、第二流量调节挡板、第二冷却塔、第二塔池、第二塔池出口滤网；

所述第二塔池出口滤网分别与第三滤网、第三启闭机、第三循泵、第三液控蝶阀和第四滤网、第四启闭机、第四循泵、第四液控蝶阀相连接，然后共同连接第二循泵出口联络门、第二凝汽器和第二凝汽器出口蝶阀；

形成第二机组循环水系统。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的自然通风冷却塔扩大单元制运行系统，其特征在于，通过调节所述流量调节挡板的角度来调节流量。

6.根据权利要求5所述的自然通风冷却塔扩大单元制运行系统，其特征在于，所述流量调节挡板的高度为H，宽度为L，所述循环水管道直径为D；为了保证矩形的流量调节挡板在圆形的管道内部能够在0-90度灵活调节，流量调节挡板的尺寸为H²+L²＜D²；所述流量调节挡板与管道中心线的夹角为θ，θ可以从0-90度调节，开启状态为0度，关闭最大角度为90度，当流量调节挡板关闭至90度时，其产生最大的沿程阻力损失，对应的流量是最小流量；当流量调节挡板关闭至0度时，其产生最小的沿程阻力损失，对应的流量是最大流量。

7.根据权利要求1所述的自然通风冷却塔扩大单元制运行系统，其特征在于，还包括DCS远方控制系统，所述循环水回水联络门和流量调节挡板分别与所述DCS远方控制系统相连接。