CN209470550U - 一种基于混合式换热器的空湿冷凝汽设备耦合节能系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了属于电站节能领域的一种基于混合式换热器的空湿冷凝汽设备耦合节能系统。该系统主要涉及多个子系统的联合运行，包括湿冷机组冷端系统、空冷机组冷端系统以及空湿冷凝汽设备耦合系统。该系统将两台湿冷机组和一台空冷机组进行耦合，实现湿冷机组的灵活切换，能根据电厂的投产情况选择合适的湿冷机组并入该耦合节能系统；该系统实现了空湿冷机组的冷端互补优化。湿冷机组可利用空冷机组的乏汽余热，使得湿冷机组末级抽汽减少，做功增加，效率增大；空冷机组的排汽得到了部分利用，当其他冷却条件一致时有效降低了排汽压力，提高了空冷机组的经济性。

Description

一种基于混合式换热器的空湿冷凝汽设备耦合节能系统

技术领域

本实用新型涉及燃煤发电技术领域，特别涉及一种空湿冷凝汽设备耦合节能系统，具体涉及一种基于混合式换热器的空湿冷凝汽设备耦合节能系统。

背景技术

近年来，随着经济的持续快速发展，电力能源的消耗逐年增长。很多电厂中不同机组的建造时期与环境有所不同，故而所采用的技术存在着差异，出现在同一个电厂同时存在湿冷机组和空冷机组的情况。由于空冷机组平均背压偏高，使得经济性较下降；同时，湿冷机组凝结水热量损失较大也使热效率偏低。为解决该类问题，现在一些电厂采取了空冷机组与湿冷机组的联合运行，比如在空冷机组旁增加小型湿冷系统，或者在湿冷机组旁增加空冷装置使之互为补充。这些方案都可以达到提高经济性的目的，但在同时存在空冷机组和湿冷机组的电厂中改造成本偏大，经济性减弱。

对空冷机组而言，排汽装置是排汽导向装置，是保证有一定真空度的辅助设备，是汇集来自空冷机组凝汽器的凝结水、汽轮机本体疏水、高低加热器疏水等的疏水扩容器（区别于水冷机组），是空冷汽轮机组汽水系统转换的重要设备。一般情况下在喉部还布置有末两级低压加热器、低压旁路的排汽接管、加热器抽汽管道等。排汽装置内还设有蒸汽导流板，以减少汽阻；壳体的底部为热井，接纳并储存空冷机组凝汽器返回的凝结水。

实用新型内容

本实用新型针对同时存在空冷机组和湿冷机组的电厂中，空冷和湿冷机组分别独立运行时热效率偏低的问题，提供了一种基于混合式换热器的空湿冷凝汽设备耦合节能系统，通过该凝汽设备耦合系统实现空冷机组和湿冷机组的冷端互补，采用混合式换热器来利用空湿冷机组的排汽温差，用空冷机组排汽潜热来加热湿冷机组凝结水，使湿冷机组的凝结水温度提高，从而末级低压加热器抽汽减少，做功增加，湿冷机组经济性提高；利用了空冷机组的部分排汽，在相同的冷却风机运行工况下，能够有效降低排汽压力，经济效益和安全效益十分显著。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种基于混合式换热器的空湿冷凝汽设备耦合节能系统，其特征在于，该系统主要涉及多个机组的联合运行，该系统主要包括一号湿冷机组冷端、二号湿冷机组冷端、空冷机组冷端以及空湿冷凝汽设备耦合系统；所述的一号湿冷机组冷端系统中，一号湿冷机组汽轮机的低压缸排汽口与一号湿冷机组凝汽器连接，一号湿冷机组凝汽器与一号阀门、一号湿冷机组凝结水泵、一号湿冷机组轴封加热器依次串联；二号湿冷机组冷端系统中，二号湿冷机组汽轮机的低压缸排汽口与二号湿冷机组凝汽器连接，二号湿冷机组凝汽器与七号阀门、二号湿冷机组凝结水泵、二号湿冷机组轴封加热器依次相连；在空冷机组的冷端系统中，空冷机组汽轮机的低压缸排汽口通过排汽装置与空冷岛相连，空冷岛的凝结水回流至排汽装置的热井中，凝结水流出排汽装置的热井后分两部分，一部分经五号阀门与空冷机组凝结水泵、空冷机组轴封加热器依次串联，另一部分经四号阀门流往一号湿冷机组凝结水泵和二号湿冷机组凝结水泵；在空湿冷凝汽设备耦合系统中，混合式换热器的入水口与凝结水驱动泵的出口连接，混合式换热器的进汽口与空冷机组汽轮机的低压缸排汽口相连，凝结水驱动泵的入口分别经三号阀门、六号阀门与一号湿冷机组凝汽器和二号湿冷机组凝汽器连接。

所述的一种基于混合式换热器的空湿冷凝汽设备耦合节能系统，其特征在于，所述的排汽装置主要包括波形膨胀节、喉部、壳体和热井；波形膨胀节的蒸汽入口与空冷机组汽轮机的蒸汽出口相连，在壳体中内置有混合式换热器，三号阀门和六号阀门分别控制进入凝结水驱动泵的凝结水流量。

所述的一种基于混合式换热器的空湿冷凝汽设备耦合节能系统，其特征在于，所述的凝汽设备耦合系统中，不同的湿冷机组冷端系统相互并联，二号阀门与三号阀门可以控制一号湿冷机组冷端系统的并入与切除，六号阀门与八号阀门可以控制二号湿冷机组冷端系统的并入与切除。

本实用新型具有以下优点和效果：两台湿冷机组和空冷机组耦合运行，可以实现对湿冷机组的灵活切换，能根据电厂机组运行情况选择合适的湿冷机组并入该系统；湿冷机组可以利用空冷机组的乏汽余热，使得湿冷机组末级抽汽减少，做功增加，效率增大，煤耗降低；当冷却风机运行工况一致时，由于空冷机组乏汽的部分利用，能够降低空冷机组的背压，热经济性提高；此外，对电厂已有的机组进行耦合，而非建立新的湿冷装置或空冷装置，使得电厂投资相对较少，经济性提高。

附图说明

图1为一种基于混合式换热器的空湿冷凝汽设备耦合节能系统示意图。

图中： 1-一号湿冷机组汽轮机；2-一号湿冷机组凝汽器；3-一号阀门；4-一号湿冷机组凝结水泵；5-一号湿冷机组轴封加热器；6-二号阀门；7-三号阀门；8-凝结水驱动泵；9-空冷机组汽轮机；10-排汽装置；11-波形膨胀节；12-喉部；13-壳体；14-混合式换热器；15-热井；16-四号阀门；17-五号阀门；18-空冷机组凝结水泵；19-空冷机组轴封加热器；20-空冷岛；21-二号湿冷机组汽轮机；22-二号湿冷机组凝汽器；23-六号阀门；24-七号阀门；25-二号湿冷机组凝结水泵；26-二号湿冷机组轴封加热器；27-八号阀门。

具体实施方式

本实用新型提出了一种基于混合式换热器的空湿冷凝汽设备耦合节能系统，下面结合附图和具体实施方式对本系统工作原理做进一步说明。

图1所示为一种基于混合式换热器的空湿冷凝汽设备耦合节能系统的示意图。

如图1所示，一种基于混合式换热器的空湿冷凝汽设备耦合节能系统，其特征在于，该系统主要涉及多个机组的联合运行，该系统主要包括一号湿冷机组冷端、二号湿冷机组冷端、空冷机组冷端以及空湿冷凝汽设备耦合系统；所述的一号湿冷机组冷端系统中，一号湿冷机组汽轮机1的低压缸排汽口与一号湿冷机组凝汽器2连接，一号湿冷机组凝汽器2与一号阀门3、一号湿冷机组凝结水泵4、一号湿冷机组轴封加热器5依次串联；二号湿冷机组冷端系统中，二号湿冷机组汽轮机21的低压缸排汽口与二号湿冷机组凝汽器22连接，二号湿冷机组凝汽器22与七号阀门24、二号湿冷机组凝结水泵25、二号湿冷机组轴封加热器26依次相连；在空冷机组的冷端系统中，空冷机组汽轮机9的低压缸排汽口通过排汽装置10与空冷岛20相连，空冷岛20的凝结水回流至排汽装置10的热井15中，凝结水流出排汽装置10的热井15后分两部分，一部分经五号阀门17与空冷机组凝结水泵18、空冷机组轴封加热器19依次串联，另一部分经四号阀门16流往一号湿冷机组凝结水泵4和二号湿冷机组凝结水泵25；在空湿冷凝汽设备耦合系统中，混合式换热器14的入水口与凝结水驱动泵8的出口连接，混合式换热器14的进汽口与空冷机组汽轮机9的低压缸排汽口相连，凝结水驱动泵8的入口分别经三号阀门7、六号阀门23与一号湿冷机组凝汽器2和二号湿冷机组凝汽器22连接。

所述的一种基于混合式换热器的空湿冷凝汽设备耦合节能系统，其特征在于，所述的排汽装置10主要包括波形膨胀节11、喉部12、壳体13和热井15；波形膨胀节11的蒸汽入口与空冷机组汽轮机9的蒸汽出口相连，在壳体13中内置有混合式换热器14，三号阀门7和六号阀门23分别控制进入凝结水驱动泵8的凝结水流量。

所述的一种基于混合式换热器的空湿冷凝汽设备耦合节能系统，其特征在于，所述的凝汽设备耦合系统中，不同的湿冷机组冷端系统相互并联，二号阀门6与三号阀门7可以控制一号湿冷机组冷端系统的并入与切除，六号阀门23与八号阀门27可以控制二号湿冷机组冷端系统的并入与切除。

下面结合实施例对具体控制过程进行举例说明：

根据电厂运行情况可以选择是将两台湿冷机组都接入该耦合系统还是只需将其中的一台接入。当只需一号湿冷机组冷端并入该耦合节能系统时，开启二号阀门和三号阀门，同时将二号湿冷机组冷端切断，关闭六号阀门和八号阀门。运行过程中，当一号湿冷机组的运行条件已不适合并入该耦合系统或者一号湿冷机组冷端系统发生故障需要停机修理时，则可快速切换湿冷机组，关闭二号阀门和三号阀门，同时开启六号阀门和八号阀门，从而实现一号湿冷机组的切除以及二号湿冷机组的并入。当一台湿冷机组满足不了要求时，可以将两台湿冷机组都接入该系统，此时需要将二号阀门、三号阀门、六号阀门和八号阀门都打开。

该系统将空冷机组和湿冷机组的凝汽设备耦合，利用了空湿冷机组的排汽温差，实现其冷端的优化。通过布置混合式换热器，湿冷机组可以利用空冷机组的排汽余热加热凝结水，使得湿冷机组的凝结水温度提高，减少了末级抽汽量，在主蒸汽保持不变时，发电量增大，热经济性提高；对于空冷机组而言，部分乏汽被再次利用，进入空冷岛的蒸汽量减少，当冷却风机在同一条件下运行时，可以有效降低空冷机组的排汽压力，提高空冷机组经济性。还可以根据电厂机组的运行情况灵活选择合适的湿冷机组并入该耦合节能系统，实现对湿冷机组的切换。

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)

1.一种基于混合式换热器的空湿冷凝汽设备耦合节能系统，其特征在于，该系统主要涉及多个机组的联合运行，该系统主要包括一号湿冷机组冷端、二号湿冷机组冷端、空冷机组冷端以及空湿冷凝汽设备耦合系统；所述的一号湿冷机组冷端系统中，一号湿冷机组汽轮机（1）的低压缸排汽口与一号湿冷机组凝汽器（2）连接，一号湿冷机组凝汽器（2）与一号阀门（3）、一号湿冷机组凝结水泵（4）、一号湿冷机组轴封加热器（5）依次串联；二号湿冷机组冷端系统中，二号湿冷机组汽轮机（21）的低压缸排汽口与二号湿冷机组凝汽器（22）连接，二号湿冷机组凝汽器（22）与七号阀门（24）、二号湿冷机组凝结水泵（25）、二号湿冷机组轴封加热器（26）依次相连；在空冷机组的冷端系统中，空冷机组汽轮机（9）的低压缸排汽口通过排汽装置（10）与空冷岛（20）相连，空冷岛（20）的凝结水回流至排汽装置（10）的热井（15）中，凝结水流出排汽装置（10）的热井（15）后分两部分，一部分经五号阀门（17）与空冷机组凝结水泵（18）、空冷机组轴封加热器（19）依次串联，另一部分经四号阀门（16）流往一号湿冷机组凝结水泵（4）和二号湿冷机组凝结水泵（25）；在空湿冷凝汽设备耦合系统中，混合式换热器（14）的入水口与凝结水驱动泵（8）的出口连接，混合式换热器（14）的进汽口与空冷机组汽轮机（9）的低压缸排汽口相连，凝结水驱动泵（8）的入口分别经三号阀门（7）、六号阀门（23）与一号湿冷机组凝汽器（2）和二号湿冷机组凝汽器（22）连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于混合式换热器的空湿冷凝汽设备耦合节能系统，其特征在于，所述的排汽装置（10）主要包括波形膨胀节（11）、喉部（12）、壳体（13）和热井（15）；波形膨胀节（11）的蒸汽入口与空冷机组汽轮机（9）的蒸汽出口相连，在壳体（13）中内置有混合式换热器（14），三号阀门（7）和六号阀门（23）分别控制进入凝结水驱动泵（8）的凝结水流量。

3.根据权利要求1所述的一种基于混合式换热器的空湿冷凝汽设备耦合节能系统，其特征在于，所述的凝汽设备耦合系统中，不同的湿冷机组冷端系统相互并联，二号阀门（6）与三号阀门（7）可以控制一号湿冷机组冷端系统的并入与切除，六号阀门（23）与八号阀门（27）可以控制二号湿冷机组冷端系统的并入与切除。