CN208870762U - 一种基于吸收式制冷技术降低空冷岛背压的抽真空系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于吸收式制冷技术降低空冷岛背压的抽真空系统。该系统主要由空冷岛、水环式真空泵、气液分离器、吸收式制冷机及喷水冷凝装置等组成。该系统抽取少量中压缸排汽驱动制冷机来制取大量低温水，一部分低温水引入喷水冷凝装置冷却混合气体，混合气体里水蒸气凝结后回收至热井；另一部分低温水打入真空泵内冷却工作液，升温水回到热泵循环利用，同时气液分离器回收的水分与补充水一起返回热泵。本实用新型通过制冷热泵高效、低能耗地获取低温水，不仅有效地提高抽真空系统的抽气性能，起到降低空冷岛背压、提高机组经济性的作用，而且极大地减少了溢流量，避免了极限工况下汽蚀的发生，保证了系统安全稳定、经济高效地运行。
Description
技术领域
本实用新型涉及优化凝汽器真空技术领域，具体涉及一种基于制冷热泵优化凝汽器真空的抽真空系统。
背景技术
冷端系统包括汽轮机低压缸的末级机组、凝汽器、抽真空系统、凝结水系统、以及循环水系统等，是凝汽式汽轮发电机组的重要组成部分，在热力循环中起着冷源的作用。在进汽温度不变的情况下，汽轮机排汽温度每降低10℃，机组的热效率增加3.5％；在机组通常背压范围内，凝汽器压力每改变±1kPa时，汽轮机功率改变±1％～2％, 这在电厂中是相当可观的。
当前，我国电厂的冷端系统绝大部分存在着能耗偏高的问题。最为显著的是，凝汽器作为冷端系统的重要设备，人们往往会低估因抽真空系统引起真空恶化而对能耗产生的影响。据统计，我国30万千瓦机组凝汽器真空偏低的问题是最为严重的，较设计值相比，还要低 3％～6％。
抽真空系统性能的优劣是维持机组真空重要因素，进而很大程度地影响了机组经济与安全性。凝汽器真空降低，一则会使汽轮机的低压气缸排气温度、压力升高，从而导致缸体变形、汽轮机组振动甚至故障停机，影响了机组安全运行；二则会导致同等发电量下热耗增加，严重降低了机组运行的经济性，能源也就无法得到高效利用。因此，对凝汽器抽真空系统的优化具有重要意义。
本实用新型通过抽取少量中压缸排汽来驱动吸收式制冷机获得大量低温水，低温水一部分引入喷水冷凝装置冷凝混合气体中的水蒸气，另一部分打入泵内直接冷却工作液，从而提高了抽真空系统的抽气性能，减少了溢流量，避免了极限工况下汽蚀的发生，保证了系统安全稳定、经济高效地运行。
实用新型内容
本实用新型针对空冷机组运行过程中背压偏高的问题，提供了一种基于吸收式制冷技术降低空冷岛背压的抽真空系统，系统中吸收式制冷机通过抽取少量中压缸排汽来高效、低能耗地获取大量低温水，一部分低温水冷却从抽空气口出来的混合气体，另一部分低温水冷却水环式真空泵的工作液，从而能够有效地提高抽真空系统的抽气性能，起到降低空冷岛背压、提高机组经济性的作用，同时极大地减少溢流量，节约水资源，避免极限工况下汽蚀的发生，保证系统安全稳定、经济高效地运行。
为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种基于吸收式制冷技术降低空冷岛背压的抽真空系统，该系统主要包括：空冷岛1、热井2、喷水冷凝装置3、水环式真空泵组4、气液分离器5、吸收式制冷机6；其特征在于，所述的空冷岛1与热井2单独串联；空冷岛1、喷水冷凝装置3、水环式真空泵组4和气液分离器5依次连接；吸收式制冷机6的低温水进出口与水环式真空泵组4的工作液进出口相互并联；喷水冷凝装置3的进气口与空冷岛1的抽空气口1-1相连，其出气口与水环式真空泵组4的进气口相连，其进水口与制冷热泵6的低温水出口连接，其出水口连接热井2；水环式真空泵组4的排气口连通着气液分离器5的进气口，其工作液进口与吸收式制冷机6的低温水出口相连，其工作液出口与吸收式制冷机6的低温水进口相连；吸收式制冷机6的蒸汽入口引入中压缸排汽，其疏水出口与热井2相连，其低温水进口分别与水环式真空泵组4的工作液出口、气液分离器5的出水口相连；气液分离器5的出气口与大气连通。
所述的吸收式制冷机6的发生器6-1、溶液换热器6-2与吸收器 6-3相互并联，发生器6-1产生的浓溶液经溶液换热器6-2流向吸收器6-3，同时吸收器6-3的稀溶液经溶液换热器6-2流回发生器6-1，形成溶液流动循环；发生器6-1产生的蒸汽进入冷凝器6-6释放潜热形成饱和水，饱和水经节流阀6-5流入蒸发器6-4中吸收热量制取低温水，升温后的水打回吸收器6-3；冷却水先后流经吸收器6-3和冷凝器6-6带走热量。
所述的喷水冷凝装置3的进水口的低温水量，可以结合抽空气口 1-1的混合气体参数及吸收式制冷机6的低温水出口参数，合理调节冷凝水控制阀3-1实现控制，冷凝水通过喷水冷凝装置3的出水口回收至热井2。
所述的水环式真空泵组4由三台#1、#2及#3真空泵相互并联组成，真空泵可以通过对应控制阀的组合操作实现并入、切除，控制阀 4-1a～4-1c的打开与关闭控制#1水环式真空泵的并入、切除，控制阀4-2a～4-2c的打开与关闭控制#2水环式真空泵的并入、切除，控制阀4-3a～4-3c的打开与关闭控制#3水环式真空泵的并入、切除。
其工作过程为：当机组处于正常运行状态，即机组的漏空气量在允许的范围之内时，水环式真空泵“两用一备”，工作状态的水环式真空泵对应的控制阀处于开通状态，备用状态的水环式真空泵处于关闭状态，此时制冷热泵和喷水冷凝装置都处于非工作状态；当机组的漏空气量增大时，制冷热泵和喷水冷凝装置先后投入运行，制冷热泵制取的低温水一部分引入喷水冷凝装置冷却混合气体中的水蒸气，另一部分通过水环式真空泵的工作液进口打入泵内冷却工作液，从而提高抽真空系统的抽气性能，使机组重新回到正常运行状态。
本实用新型具有以下优点和效果：
1)利用吸收式制冷机获取了大量低温水，相比于其它制冷方式，提高了制冷效率，降低了制冷所需能耗，经济性良好；
2)利用了部分低温水喷入喷水冷凝装置，在抽空气母管中混合气体进入真空泵前将水蒸气冷凝，使之潜热提前释放，降低了真空泵工作液温度，同时凝结水打回热井也回收了工质和热量；
3)利用了低温水冷却真空泵工作液，使工作液温度直接大幅度降低了，提高了真空泵性能，同时避免了极限工况下汽蚀的发生。
附图说明
图1为一种基于吸收式制冷技术降低空冷岛背压的抽真空系统示意图。
图中：1-空冷岛、1-1抽空气口、2-热井、3-喷水冷凝装置、3-1 冷凝水控制阀、4-1-#1水环式真空泵、4-1a-第一控制阀、4-1b-第二控制阀、4-1c-第三控制阀、4-2-#2水环式真空泵、4-2a-第四控制阀、4-2b-第五控制阀、4-2c-第六控制阀、4-3-#3水环式真空泵、 4-3a-第七控制阀、4-3b-第八控制阀、4-3c-第九控制阀、5-气液分离器、6-吸收式制冷机、6-1-发生器、6-2-溶液换热器、6-3-吸收器、 6-4-蒸发器、6-5-节流阀、6-6-冷凝器。
具体实施方式
本实用新型提出了一种基于吸收式制冷技术降低空冷岛背压的抽真空系统，下面结合附图和实例给予说明。
如图1所示的一种基于吸收式制冷技术降低空冷岛背压的抽真空系统，该系统主要包括：空冷岛1、热井2、喷水冷凝装置3、水环式真空泵组4、气液分离器5、吸收式制冷机6；其特征在于，所述的空冷岛1与热井2单独串联；空冷岛1、喷水冷凝装置3、水环式真空泵组4和气液分离器5依次连接；吸收式制冷机6的低温水进出口与水环式真空泵组4的工作液进出口相互并联；喷水冷凝装置3 的进气口与空冷岛1的抽空气口1-1相连，其出气口与水环式真空泵组4的进气口相连，其进水口与制冷热泵6的低温水出口连接，其出水口连接热井2；水环式真空泵组4的排气口连通着气液分离器5的进气口，其工作液进口与吸收式制冷机6的低温水出口相连，其工作液出口与吸收式制冷机6的低温水进口相连；吸收式制冷机6的蒸汽入口引入中压缸排汽，其疏水出口与热井2相连，其低温水进口分别与水环式真空泵组4的工作液出口、气液分离器5的出水口相连；气液分离器5的出气口与大气连通。
下面结合实施例对具体控制过程进行举例说明：
当机组处于正常运行状态，即机组的漏空气量在允许的范围之内时，水环式真空泵组4“两用一备”，通常处于工作状态的#1真空泵 4-1和#2真空泵4-2对应的控制阀4-1a～4-1c和控制阀4-2a～4-2c 处于开通状态，备用状态的#3真空泵4-3对应的控制阀4-3a、4-3b 和4-3c处于关闭状态，此时吸收式制冷机6和喷水冷凝装置3都处于非工作状态，即进入水环式真空泵组4的工作液温度正常且不向喷水冷凝装置3喷水；当机组的漏空气量增大时，吸收式制冷机6和喷水冷凝装置3先后投入运行，吸收式制冷机6制取的低温水一部分引入喷水冷凝装置3冷却混合气体中的水蒸气，另一部分通过水环式真空泵组4的工作液进口打入泵内冷却工作液，从而提高抽真空系统的抽气性能，使机组重新回到正常运行状态；其中，喷入喷水冷凝装置 3的低温水量结合抽空气口3-1的混合气体参数及吸收式制冷机6的低温水出口参数给出，吸收式制冷机6制取的低温水温度也由混合气体参数和水环式真空泵组4的设计参数确定。
本实用新型不仅利用吸收式制冷机获取了大量低温水，相比于其它制冷方式，提高了制冷效率，降低了制冷所需能耗，经济性良好；还利用了一部分低温水喷入喷水冷凝装置，在混合气体进入真空泵前将水蒸气冷凝，使之潜热提前释放，降低了真空泵工作液温度，同时凝结水打回热井也回收了工质和热量，另一部分低温水冷却真空泵工作液，使工作液温度直接大幅度降低了，提高了真空泵性能，同时避免了极限工况下汽蚀的发生；此外，间接地起到了降低空冷岛背压、提高机组经济性的作用，保证了系统安全稳定、经济高效地运行。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.一种基于吸收式制冷技术降低空冷岛背压的抽真空系统，该系统主要包括：空冷岛(1)、热井(2)、喷水冷凝装置(3)、水环式真空泵组(4)、气液分离器(5)、吸收式制冷机(6)；其特征在于，所述的空冷岛(1)与热井(2)单独串联；空冷岛(1)、喷水冷凝装置(3)、水环式真空泵组(4)和气液分离器(5)依次连接；吸收式制冷机(6)的低温水进出口与水环式真空泵组(4)的工作液进出口相互并联；喷水冷凝装置(3)的进气口与空冷岛(1)的抽空气口(1-1)相连，其出气口与水环式真空泵组(4)的进气口相连，其进水口与吸收式制冷机(6)的低温水出口连接，其出水口连接热井(2)；水环式真空泵组(4)的排气口连通着气液分离器(5)的进气口，其工作液进口与吸收式制冷机(6)的低温水出口相连，其工作液出口与吸收式制冷机(6)的低温水进口相连；吸收式制冷机(6)的蒸汽入口引入中压缸排汽，其疏水出口与热井(2)相连，其低温水进口分别与水环式真空泵组(4)的工作液出口、气液分离器(5)的出水口相连；气液分离器(5)的出气口与大气连通。
2.根据权利要求1所述一种基于吸收式制冷技术降低空冷岛背压的抽真空系统，其特征在于，吸收式制冷机(6)的发生器(6-1)、溶液换热器(6-2)与吸收器(6-3)相互并联，发生器(6-1)产生的浓溶液经溶液换热器(6-2)流向吸收器(6-3)，同时吸收器(6-3)的稀溶液经溶液换热器(6-2)流回发生器(6-1)，形成溶液流动循环；发生器(6-1)产生的蒸汽进入冷凝器(6-6)释放潜热形成饱和水，饱和水经节流阀(6-5)流入蒸发器(6-4)中吸收热量制取低温水，升温后的水打回吸收器(6-3)；冷却水先后流经吸收器(6-3)和冷凝器(6-6)带走热量。
3.根据权利要求1所述一种基于吸收式制冷技术降低空冷岛背压的抽真空系统，其特征在于，水环式真空泵组(4)由三台#1、#2及#3真空泵相互并联组成，真空泵可以通过对应控制阀的组合操作实现并入、切除，第一控制阀(4-1a)、第二控制阀(4-1b)和第三控制阀(4-1c)的打开与关闭控制#1水环式真空泵的并入、切除，第四控制阀(4-2a)、第五控制阀(4-2b)和第六控制阀(4-2c)的打开与关闭控制#2水环式真空泵的并入、切除，第七控制阀(4-3a)、第八控制阀(4-3b)和第九控制阀(4-3c)的打开与关闭控制#3水环式真空泵的并入、切除。
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|---|---|---|---|---|
| CN111780570A (zh) * | 2020-05-18 | 2020-10-16 | 华电电力科学研究院有限公司 | 一种凝抽背改造后的空冷塔防冻系统及其工作方法 |
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