CN206617195U - 一种大型双背压双转子互换式汽轮机组 - Google Patents

Abstract

一种大型双背压双转子互换式汽轮机组，属于汽轮机组技术领域。其特征在于：在凝汽器（1）和射水抽气器之间设有高效抽真空装置，在抽汽母管（15）上安装节流装置或同管径的替换接管；所述的高效抽真空装置包括冷凝器（9）、罗茨真空泵（10）和水环真空泵（12），罗茨真空泵（10）和水环真空泵（12）的一侧分别设有一个冷却器。本实用新型将蒸汽和不凝结气体经真空泵增压后，经冷凝器冷却进入水环真空泵，由于真空泵的增压和冷凝器的冷凝，使得水蒸汽基本在冷凝器内凝结，其汽化潜热由冷凝器的冷却水带走，水环真空泵吸入的气体基本都是不凝结气体；水环真空泵的入口压力提高一倍，保证水环真空泵高效稳定运行。

Description

一种大型双背压双转子互换式汽轮机组

技术领域

一种大型双背压双转子互换式汽轮机组，属于汽轮机组技术领域。

背景技术

锅炉烧出的新蒸汽驱动汽轮机做功后，低品质的蒸汽进入凝汽器。凝汽器中装有大量换热管，并通过循环冷却水冷却，变成凝结水，所放潜热通过换热管传给循环冷却水并被带走，排汽被冷却时其容积急剧缩小，因此汽轮机排汽口下凝汽器内部造成比较高的真空，为了稳定维持凝汽器的真空度，通过抽真空装置降低凝汽器内的过冷度、减少溶氧量、冷凝抽出的水蒸汽，最终将漏入空气和其它的气体抽出。

目前，抽真空装置的形式有水环真空泵、射水抽气器、蒸汽喷射器等，但上述抽真空装置普遍存在选型偏大功耗较高、效率低、性能受制于工作水温度变化、维护成本高等缺点，近年开始推广高效抽真空装置，既可有效解决水环真空泵汽蚀、气温高时抽气性能下降的问题，同时通过减少过大的设计裕量，可以节电50%~80%。高效真空泵组目前已在纯凝和抽凝机组上应用，取得了良好的节能效果，但还未在双背压双转子互换式汽轮机组上成功应用。

华电淄博热电有限公司将抽凝机组改造为双背压双转子互换式汽轮机组。但双背压双转子互换式汽轮机组与普通的纯凝机组和背压机组运行方式不同，非供热季采用纯凝转子，汽轮机排汽温度较低，凝汽器背压较低，循环水为开式循环，凝汽器吸收的热量全部被开式水带到凉水塔散发的大气中；供热季适当提高凝汽器背压，循环水为城市供热高温循环水，凝汽器吸收的热量对城市居民供热。两种运行工况参数的截然不同，决定着抽真空系统形式和运行方式不同。

供热季汽轮机高背压运行工况，排汽温度高，凝汽器背压高，蒸汽温度高，含水量大，原抽汽系统无法在此高背压工况下运行，所以必须解决以下三个问题：一是需要解决抽汽温度高问题，二是需要解决抽气含水量大问题，三是解决系统内存水疏水问题。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种降低抽汽温度、降低抽气含水量和保持正常疏水的大型双背压双转子互换式汽轮机组。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：该大型双背压双转子互换式汽轮机组，包括凝汽器和射水抽气器，其特征在于：凝汽器和射水抽气器之间通过抽汽母管连接，在所述的凝汽器和射水抽气器之间设有高效抽真空装置，并在高效抽真空装置与凝汽器之间的抽汽母管上安装节流装置或与抽汽母管同管径的替换接管；所述的高效抽真空装置包括串接的冷凝器、罗茨真空泵和水环真空泵，罗茨真空泵和水环真空泵的一侧分别设有一个冷却器。

在不改变原有的射水抽气器机构的基础上增加一台高效抽真空装置，高效真空泵由一台罗茨真空泵和一台水环真空泵串联而成的，罗茨真空泵优选采用三级罗茨真空泵，罗茨水环真空泵组运行时，蒸汽和不凝结气体经罗茨真空泵增压后经冷凝器冷却进入水环真空泵，由于罗茨真空泵的增压和冷凝器的冷凝作用，使得罗茨泵在压缩做功过程中产生的热量由冷凝器的冷却水带走，以此保证水环真空泵吸入的气体温度在允许范围内；同时罗茨真空泵的增压，使水环真空泵的入口压力提高一倍，可保证水环真空泵高效稳定运行。

根据转子互换工况：冬季高背压（45kPa）转子运行工况时在高效真空装置与凝汽器之间的抽汽母管上安装节流装置；高背压运行工况结束后换为正常背压（4.9kPa）转子运行工况时在高效真空装置与凝汽器之间的抽汽母管上去掉节流装置，换上与母管同管径的短接。

在抽气母管上增加节流装置，通过节流装置控制水蒸汽的流量，提高高效抽真空装置入口真空，同时在抽气母管上增加冷凝器，冷凝器冷却水优选的采用工业水，冷凝器有两个作用，一个是降低抽气温度，保证罗茨真空泵组正常运行；二是回收工质，将抽气内的水分冷凝，再通过疏水管道回收至凝汽器。通过上述措施，高效真空泵可以实现在双背压双转子互换式汽轮机组正常运行，解决了供热季汽轮机高背压工况抽汽温度高、抽气含水量大、系统内存水疏水的问题。

所述的冷却器包括串联的级间冷却器和水环冷却器，所述的冷凝器的出口通过罗茨真空泵连接级间冷却器，级间冷却器与罗茨真空泵之间形成循环回路，级间冷却器出口连接水环冷却器，冷凝器、级间冷却器和水环冷却器的排水口分别连接排至凝汽器坑的排出母管。

所述的冷凝器包括冷凝进水管、冷凝出水管及疏水出口处设置的多级水封，并通过多级水封连接凝汽器热水井。

在冷凝器凝结水疏水口增加多级水封回收凝水，并通过多级水封引至凝汽器热水井，既能保证正常疏水，也能回收工质和热值，此凝结水排出后，高效真空泵组中罗茨真空泵将不会因积水而无法运行，高效真空泵即可长时间稳定运行。

所述的多级水封为2级水封，每级水封高度为2米。

所述的冷凝进水管连接工业水管，冷凝出水管连接射水池。

所述的节流装置为设置在抽气母管内的带有流通孔的节流孔板，节流孔板的流量系数为0.689099，可膨胀系数为1.000000，差压上限为9508Pa，开孔比为0.010151，管道内径为DN150mm。

所述的冷凝器为板式冷凝器，冷却面积18平方米。

所述的高效抽真空装置还包括汽水分离器，所述的水环真空泵的出口通过管路连接汽水分离器。

与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果是：本实用新型在不改变原有的射水抽气器机构的基础上增加一台高效抽真空装置，冬季高背压运行工况时在抽气母管上增加节流装置，通过节流装置控制气汽混合物的流量，提高高效真空装置入口真空；同时在抽气管上增加冷凝器，降低抽气温度，减少气汽混合物中水蒸气含量，通过以上方式保证罗茨真空泵组冬季高背压运行工况下可长期高效稳定运行。冬季高背压运行工况结束后，低压转子更换为另一条转子（设计背压4.9kPa)运行，此时只需要将抽气母管上的节流装置去掉，换上与母管同管径的短接即可。

通过改造，在双背压双转子互换式汽轮机组上高效真空泵组可以正常使用，高效抽真空装置运行电流35A，原射水泵运行电流为170A，可降低电流135A，每天节约电量0.91732×0.4KV×135×24A=1188KWh，每年供热期节约资金为1188×120×24×0.388=1332.8万元，节能降耗效果显著。

附图说明

图1为大型双背压双转子互换式汽轮机组连接关系示意图。

其中，1、凝汽器 2、节流孔板 3、第一射水泵 4、射水池工业水来水管 5、第二射水泵 6、射水池 7、溢水管 8、工业水补水管 9、冷凝器 901、冷凝进水管 902、冷凝出水管 903、多级水封 10、罗茨真空泵 11、级间冷却器 1101、冷却水排水管 12、水环真空泵 13、汽水分离器 14、水环冷却器 15、抽气母管 16、冷却工业来水管 17、高压喷枪 18、排出母管。

具体实施方式

图1是本实用新型的最佳实施例，下面结合附图1对本实用新型做进一步说明。

参照附图1：一种大型双背压双转子互换式汽轮机组，包括凝汽器1和射水抽气器，凝汽器1和射水抽气器之间通过抽气母管15连接，在凝汽器1和射水抽气器之间设有高效抽真空装置，并在高效抽真空装置与凝汽器1之间的抽气母管15上安装节流装置与抽气母管15同管径的替换接管；高效抽真空装置包括串接的冷凝器9、罗茨真空泵10和水环真空泵12，罗茨真空泵10和水环真空泵12的一侧分别设有一个冷却器。

冷却器包括串联的级间冷却器11和水环冷却器14，冷凝器9的出口通过罗茨真空泵10连接级间冷却器11，级间冷却器11与罗茨真空泵10之间形成循环回路，级间冷却器11出口连接水环冷却器14，冷凝器9、级间冷却器11和水环冷却器14的排水口分别连接排至凝汽器坑的排出母管18。罗茨真空泵10及水环冷却器14的来水管分别连接冷却工业来水管16。

冷凝器9为板式冷凝器，冷却面积18平方米。高效抽真空装置还包括汽水分离器13，水环真空泵12的出口通过管路连接汽水分离器13。冷凝器9包括冷凝进水管901、冷凝出水管902及疏水出口处设置的多级水封903，并通过多级水封903连接凝汽器热水井。冷凝进水管901连接工业水管，冷凝出水管902连接射水池6。多级水封903为2级水封，每级水封高度为2米。

节流装置为设置在抽气母管15内的带有流通孔的节流孔板2，节流孔板2的流量系数为0.689099，可膨胀系数为1.000000，差压上限为9508Pa，开孔比为0.010151，管道内径为DN150mm。

射水抽气器包括射水池6及射水池6分别连接的第一射水泵3、射水池工业水来水管4、第二射水泵5、溢水管7、工业水补水管8和高压喷枪17。

工作原理与工作过程：本实用新型在不改变原有的射水抽气器两台射水泵的基础上增加串联而成的一台四级罗茨真空泵和一台水环真空泵，形成罗茨水环真空泵组。当罗茨水环真空泵组运行时，蒸汽和不凝结气体经罗茨真空泵10增压后经级间冷却器11冷却进入水环真空泵12，由于罗茨真空泵10的增压和级间冷却器11的冷凝作用，使得水蒸汽基本在级间冷却器11内凝结，其汽化潜热由级间冷却器11的冷却水带走，水环真空泵12吸入的气体基本都是不凝结气体；同时罗茨真空泵10的增压，使水环真空泵12的入口压力提高一倍，可保证水环真空泵12高效稳定运行。

为解决供热季汽轮机高背压工况抽汽温度高问题、抽气含水量大、系统内存水疏水问题，在抽气母管15上增加节流孔板2，控制水蒸汽的流量，提高高效真空泵入口真空，同时在抽气母管上增加冷凝器9，降低蒸汽温度，除去抽气中的水分，冷凝器9上加装多级水封903回收凝水，通过上述措施，本实用新型可以实现在双背压双转子互换式汽轮机组正常运行。并可根据转子互换工况：冬季高背压（45kPa）转子运行工况时在高效真空装置与凝汽器之间的抽汽母管上安装节流装置；高背压运行工况结束后换为正常背压（4.9kPa）转子运行工况时在高效真空装置与凝汽器之间的抽汽母管上去掉节流装置，换上与母管同管径的短接。

通过改造，在双背压双转子互换式汽轮机组上高效真空泵组可以正常使用，高效真空泵组运行电流35A，原射水泵运行电流为170A，可降低电流135A，每天节约电量0.91732×0.4KV×135×24A=1188KWh，每年供热期节约资金为1188×120×24×0.388=1332.8万元，节能降耗效果显著。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.一种大型双背压双转子互换式汽轮机组，包括凝汽器（1）和射水抽气器，其特征在于：凝汽器（1）和射水抽气器之间通过抽汽母管（15）连接，在所述的凝汽器（1）和射水抽气器之间设有高效抽真空装置，并在高效抽真空装置与凝汽器（1）之间的抽汽母管（15）上安装节流装置或与抽汽母管（15）同管径的替换接管；所述的高效抽真空装置包括串接的冷凝器（9）、罗茨真空泵（10）和水环真空泵（12），罗茨真空泵（10）和水环真空泵（12）的一侧分别设有一个冷却器。

2.根据权利要求1所述的一种大型双背压双转子互换式汽轮机组，其特征在于：所述的冷却器包括串联的级间冷却器（11）和水环冷却器（14），所述的冷凝器（9）的出口通过罗茨真空泵（10）连接级间冷却器（11），级间冷却器（11）与罗茨真空泵（10）之间形成循环回路，级间冷却器（11）出口连接水环冷却器（14），冷凝器（9）、级间冷却器（11）和水环冷却器（14）的排水口分别连接排至的排出母管（18）。

3.根据权利要求1所述的一种大型双背压双转子互换式汽轮机组，其特征在于：所述的冷凝器（9）包括冷凝进水管（901）、冷凝出水管（902）及疏水出口处设置的多级水封（903），并通过多级水封（903）连接凝汽器热水井。

4.根据权利要求3所述的一种大型双背压双转子互换式汽轮机组，其特征在于：所述的多级水封（903）为2级水封，每级水封高度为2米。

5.根据权利要求3所述的一种大型双背压双转子互换式汽轮机组，其特征在于：所述的冷凝进水管（901）连接工业水管，冷凝出水管（902）连接射水池（6）。

6.根据权利要求1所述的一种大型双背压双转子互换式汽轮机组，其特征在于：所述的节流装置为设置在抽汽母管（15）内的带有流通孔的节流孔板（2），节流孔板（2）的流量系数为0.689099，可膨胀系数为1.000000，差压上限为9508Pa，开孔比为0.010151，管道内径为DN150mm。

7.根据权利要求1所述的一种大型双背压双转子互换式汽轮机组，其特征在于：所述的冷凝器（9）为板式冷凝器，冷却面积18平方米。

8.根据权利要求1所述的一种大型双背压双转子互换式汽轮机组，其特征在于：所述的高效抽真空装置还包括汽水分离器（13），所述的水环真空泵（12）的出口通过管路连接汽水分离器（13）。