CN208124923U - 一种应用于热电厂直接空冷凝汽器上的维持真空机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种应用于热电厂直接空冷凝汽器上的维持真空机组，包含有串联在预抽水环泵(101)和空冷凝汽器(102)之间相连接的主管路上的主电磁截止阀(103)，所述主管路上经辅电磁截止阀(104)并联有蒸发式冷凝器(105)，该蒸发式冷凝器(105)经智能调节阀(1)连接至罗茨真空泵(3)，所述罗茨真空泵(3)经列管式冷却器(4)和自动逆止阀(5)连接至液环真空泵(6)，所述液环真空泵(6)连接至侧置式气水分离器(16)。本实用新型涉及一种应用于热电厂直接空冷凝汽器上的维持真空机组，节能效果明显。

Description

一种应用于热电厂直接空冷凝汽器上的维持真空机组

技术领域

本实用新型涉及一种维持真空机组，尤其是涉及一种应用于热电厂的利用水冷式凝汽器进行真空维持的机组，属于节能环保技术领域。

背景技术

目前，在用蒸汽推动汽轮机旋转时，需要在汽机排口安装抽真空设备，主要作用是使汽轮机排汽口形成最佳真空，提高热能转机械能的效率，同时将汽轮机抛出的废汽冷却，凝结为水，重新送回锅炉；凝汽器的作用即为捕集蒸汽，使蒸汽冷凝成液态水再通过循环水泵输送至锅炉内；凝汽器真空度越高，产生的机械能越大；因此，要尽可能保证发电机组在最佳真空下运行是每个发电厂所追求的理想目标；

同时，抽真空系统在火电机组中也是必不可少的设备，其主要作用是：

(1)在发电机组启动初期建立凝汽器真空，当汽轮机进汽暖机时，蒸汽进入凝汽器，如果凝汽器没有建立一定的真空，蒸汽进入凝汽器就会使凝汽器形成正压，损坏设备；

(2)在发电机组运行过程中保持凝汽器真空，确保发电机组的安全经济运行，因凝汽器在运行过程中其内部是处于真空状态，由于管道及壳体不严密，空气会漏入，从而破坏凝汽器真空，对汽轮机安全经济运行不利。同时，空气含量大时，一来会使凝结水的含氧量增加而加剧对设备腐蚀，二来会增大传热热阻，影响冷却效果。

因此需要使用抽气设备在汽轮机启动时建立真空，在运行时抽出漏入凝汽器的空气和未凝结的蒸汽，维持凝汽器的真空；

如今常规使用的设备为液环真空泵串联大气喷射器：

液环泵是一种低真空泵，抽气速率受到水温的影响较大，如果要在很短的时间内(通常30min)将大容积的凝汽器(通常容积≥1000m³)，那么就要选择大型液环真空泵；而液环泵越大，电力消耗、水量消耗则越大，不利于节能环保；

再者，凝汽器的真空度在VWO工况时要求真空度较高，单液环泵在这个压力下会产生严重的汽蚀，同时真空度上升困难；在这种情况下，目前的解决办法是增加一级大气喷射器，但是增加大气喷射器后总抽气量将会下降50％以上，大马拉小车，大大浪费能源；

同时，由于液环泵抽气性能受到工作液水温的影响比较大，在水温较高的情况下很难使凝汽器维持真空很阶段能耗大、叶轮、圆盘容易气蚀等缺陷。

为此，我公司研发并申报了中国专利201620081467.8一种“水冷式凝汽器维持真空机组”，其替代凝汽器维持真空，由罗茨真空泵与小型液环真空泵串联而成的机组，罗茨泵是一种可以承受高压差、高压缩比的可在较宽压力范围内运行的真空泵，应用该泵后可以配置较小的液环泵，极限真空可达到300pa左右，能源大大节省；同时，串联后抽气效率相比于大气喷射器效果更明显，真空稳定、夏季恶劣工况时，不影响机组的正常运行；与原先采用液环泵有明显改善，真空机组的功耗比原液环真空泵节约66％以上，节能效果十分显著。以一套660WM的发电机组为例，原来水冷式凝汽器维持真空采用了一台132kw的大型液环真空泵，在运行时的实际功耗110kw左右，而采用本新型的真空机组后的实际功耗仅为25kw，耗水量仅为原来液环真空泵的1/6左右，节能效果非常明显。

但是，在实际使用中发现其应用于热电厂直接空冷凝汽器上还存在缺陷，即由于管道内水汽含量加大，从而导致其抽真空难度较大，为此需要加大真空泵的功率，从而无法达到最佳的节能效果。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种节能效果明显的应用于热电厂直接空冷凝汽器上的维持真空机组。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种应用于热电厂直接空冷凝汽器上的维持真空机组，所述机组包含有串联在预抽水环泵和空冷凝汽器之间相连接的主管路上的主电磁截止阀，所述主管路上经辅电磁截止阀并联有蒸发式冷凝器，所述蒸发式冷凝器包含有机箱，所述机箱的侧壁上设置有进风口，顶部开设有出风口，所述机箱内插置有换热盘管，所述换热盘管的进液接头和出液接头安装于机箱的箱壁上，上述出风口位于换热盘管的下方，所述换热盘管的上方设置有喷淋管，所述喷淋管上设置有多个朝向喷淋管的喷淋头，所述机箱的底部设置有集水箱，且集水箱位于出风口的下方，所述集水箱上设置有放液口，且集水箱通过抽水泵与喷淋管相连通，所述机箱内设置有风机，该风机位于出风口内或者位于进风口和集水箱之间；该蒸发式冷凝器经智能调节阀连接至罗茨真空泵，所述罗茨真空泵经列管式冷却器和自动逆止阀连接至液环真空泵，所述液环真空泵连接至侧置式气水分离器，所述液环真空泵和侧置式气水分离器之间的管路上串联有数显流量计、电磁截止阀、换热器和过滤器。

本实用新型一种应用于热电厂直接空冷凝汽器上的维持真空机组，所述液环真空泵和侧置式气水分离器之间的管路上还串联有温度控制仪和双金属温度计；所述智能调节阀和罗茨真空泵之间的管路上串接有数显智能压力变送器；所述侧置式气水分离器上安装有智能液位控制器、排空阀、以及与水源相连接的电磁补水阀。

本实用新型一种应用于热电厂直接空冷凝汽器上的维持真空机组，所述罗茨真空泵为气冷式罗茨真空泵；所述的换热器为列管式或板片式换热器；所述换热器的材质不锈钢或钛材。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型主要是由一台前置的蒸发式冷凝器、一台罗茨真空泵和一台水环真空泵按相应的配比串联组合成的一个集装式真空机组，本维持真空机组的进气口管道通过一个进气阀门并联安装在直接空冷凝汽器与大型预抽水环真空泵之间的连接管道上。和原来热电厂直接空冷凝汽器上维持真空所使用的大型水环真空泵进行比较，由于本维持真空机组在9.5kpa至27.5kpa范围内具有很高的抽气效率，特别是当夏季气温度较高时直接空冷凝汽器的冷凝效率明显不足，大量水蒸气不能被冷凝，并且夏季水温较高，水环真空泵的抽气效率也受到水温的影响，导致了直接空冷凝汽器内的真空无法维持在最佳状态，从而影响发电机组的生产效率。本维持真空机组可以通过前置蒸发式冷凝器将直接空冷凝汽器排出的大部分水蒸气冷凝成水，本维持真空机组只需将少量未冷凝的水蒸气和泄漏进系统的空气抽出，这样可以保证直接空冷凝汽器在夏季也能达到最佳的工作真空度，从而确保发电机组常年处于最佳的工作效率。而且本维持真空机组的能耗不到原来水环真空泵的1/3，节能效果十分明显。

附图说明

图1为本实用新型一种应用于热电厂直接空冷凝汽器上的维持真空机组的结构示意图。

图2为本实用新型一种应用于热电厂直接空冷凝汽器上的维持真空机组中蒸发式冷凝器的结构示意图。

其中：

预抽水环泵101、空冷凝汽器102、主电磁截止阀103、辅电磁截止阀104、蒸发式冷凝器105；

机箱201、进风口202、出风口203、换热盘管204、喷淋管205、喷淋头206、集水箱207、放液口208、抽水泵209、风机210；

智能调节阀1、数显智能压力变送器2、罗茨真空泵3、列管式冷却器4、自动逆止阀5、液环真空泵6、数显流量计7、电磁截止阀8、温度控制仪9、双金属温度计10、换热器11、过滤器12、智能液位控制器13、排空阀14、电磁补水阀15、侧置式气水分离器16。

具体实施方式

参见图1，本实用新型涉及的一种应用于热电厂直接空冷凝汽器上的维持真空机组，所述机组包含有串联在预抽水环泵101和空冷凝汽器102之间相连接的主管路上的主电磁截止阀103，其特征在于：

所述主管路上经辅电磁截止阀104并联有蒸发式冷凝器105，通过嵌置的蒸发式冷凝器105使得管路内大量的水汽被冷凝，从而仅需小功率的真空泵就能维持真空，起到了节能的积极效益；

所述蒸发式冷凝器105包含有机箱201，所述机箱201的侧壁上设置有进风口202，顶部开设有出风口203，所述机箱201内插置有换热盘管204，所述换热盘管204的进液接头和出液接头安装于机箱201的箱壁上，上述出风口203位于换热盘管204的下方，所述换热盘管204的上方设置有喷淋管205，所述喷淋管205上设置有多个朝向喷淋管205的喷淋头206，所述机箱201的底部设置有集水箱207，且集水箱207位于出风口203的下方，所述集水箱207上设置有放液口208，且集水箱207通过抽水泵209与喷淋管205相连通，所述机箱201内设置有风机210，该风机210位于出风口203内或者位于进风口202和集水箱207之间；通过换热盘管204以及喷淋与其上的水降温使得进入箱体201内的水汽冷凝滴落，从而使得排出的热气内水汽含量较低，有助于降低后端抽真空装置的功率；

该蒸发式冷凝器105经智能调节阀1连接至罗茨真空泵3(优选的，所述智能调节阀1和罗茨真空泵3之间的管路上串接有数显智能压力变送器2)，所述罗茨真空泵3的出口经列管式冷却器4和自动逆止阀5连接至液环真空泵6，所述液环真空泵6连接至侧置式气水分离器16，所述侧置式气水分离器16上安装有与水源相连接的电磁补水阀15；所述液环真空泵6和侧置式气水分离器16之间串联有数显流量计7、电磁截止阀8、温度控制仪9、双金属温度计10、换热器11和过滤器12；

进一步的，所述侧置式气水分离器16上安装有智能液位控制器13和排空阀14，智能液位控制器13、排空阀14配合电磁补水阀15可通过水位变化实现智能化控制；

进一步的，所述罗茨真空泵3为气冷式罗茨真空泵；

进一步的，所述的换热器11为列管式或板片式换热器，换热器材质可采用不锈钢或钛材等，这样可以满足采用普通河水、湖水及海水冷却的电厂的不同使用条件。

本实用新型的工作原理为：汽轮机的水冷式凝汽器出气口与本维持真空机组的进气口连接，水蒸汽经前置的蒸发式冷凝器105冷凝大部分水汽后从智能调节阀1进入真空机组，由罗茨真空泵3抽气并压缩后进入列管式冷却器4(由于蒸发式冷凝器105对水汽的冷凝，因此罗茨真空泵3所需功率较小，起到了节能的效益)，在列管式冷却器内再次将剩余的水蒸汽被冷凝为水，被冷凝的水和少量未被冷凝的水蒸汽及空气由液环真空泵6吸入(再次冷凝后水汽极少，后续设备的功率要求降低，节能效果明显)，部分少量未被冷凝的水蒸汽在液环真空泵6内被再次压缩后冷凝为水并被排出进入气水分离器16内，在气水分离器16内通过旋风分离的方式将水和排出的空气进行完全分离，水被留下再回用，少量空气直接排入大气中，气水分离器16内的水通过过滤器12的过虑后再经过换热器11的冷却后可以供给液环真空泵6再回用，机组中的各类阀门、仪表、控制元件是为了确保机组长期可靠运行提供保准。

另外：需要注意的是，上述具体实施方式仅为本专利的一个优化方案，本领域的技术人员根据上述构思所做的任何改动或改进，均在本专利的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种应用于热电厂直接空冷凝汽器上的维持真空机组，所述机组包含有串联在预抽水环泵(101)和空冷凝汽器(102)之间相连接的主管路上的主电磁截止阀(103)，其特征在于：

所述主管路上经辅电磁截止阀(104)并联有蒸发式冷凝器(105)，所述蒸发式冷凝器(105)包含有机箱(201)，所述机箱(201)的侧壁上设置有进风口(202)，顶部开设有出风口(203)，所述机箱(201)内插置有换热盘管(204)，所述换热盘管(204)的进液接头和出液接头安装于机箱(201)的箱壁上，上述出风口(203)位于换热盘管(204)的下方，所述换热盘管(204)的上方设置有喷淋管(205)，所述喷淋管(205)上设置有多个朝向喷淋管(205)的喷淋头(206)，所述机箱(201)的底部设置有集水箱(207)，且集水箱(207)位于出风口(203)的下方，所述集水箱(207)上设置有放液口(208)，且集水箱(207)通过抽水泵(209)与喷淋管(205)相连通，所述机箱(201)内设置有风机(210)，该风机(210)位于出风口(203)内或者位于进风口(202)和集水箱(207)之间；该蒸发式冷凝器(105)经智能调节阀(1)连接至罗茨真空泵(3)，所述罗茨真空泵(3)经列管式冷却器(4)和自动逆止阀(5)连接至液环真空泵(6)，所述液环真空泵(6)连接至侧置式气水分离器(16)，所述液环真空泵(6)和侧置式气水分离器(16)之间的管路上串联有数显流量计(7)、电磁截止阀(8)、换热器(11)和过滤器(12)。

2.如权利要求1所述一种应用于热电厂直接空冷凝汽器上的维持真空机组，其特征在于：所述液环真空泵(6)和侧置式气水分离器(16)之间的管路上还串联有温度控制仪(9)和双金属温度计(10)；所述智能调节阀(1)和罗茨真空泵(3)之间的管路上串接有数显智能压力变送器(2)；所述侧置式气水分离器(16)上安装有智能液位控制器(13)、排空阀(14)、以及与水源相连接的电磁补水阀(15)。

3.如权利要求2所述一种应用于热电厂直接空冷凝汽器上的维持真空机组，其特征在于：所述罗茨真空泵(3)为气冷式罗茨真空泵；所述的换热器(11)为列管式或板片式换热器；所述换热器(11)的材质不锈钢或钛材。