CN216523198U - 一种综合提高凝汽器真空多效节能优化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种综合提高凝汽器真空多效节能优化装置，包括汽动真空发生器、直接混合降温器、高效气液分离器、水封、抽真空设备、吸收器、脱气器和智能控制系统，汽动真空发生器由辅汽动力腔和真空发生腔组成，直接混合降温器的侧壁上分别连接有冷却水进水管道和抽真空母管管道，直接混合降温器和高效气液分离器之间通过特种流体管道连接，高效气液分离器的侧壁上设置有与水封连接的液体管道，且水封的侧壁上连接有用于排液的热水管道；汽动真空发生器、吸收器、脱气器与抽真空设备切换运行。本实用新型把水蒸汽提前凝结放出汽化潜热，减少了水蒸汽在真空泵内被压缩做功过程的凝结放热，提高了抽真空设备的抽吸能力。

Description

一种综合提高凝汽器真空多效节能优化装置

技术领域

本实用新型涉及环保节能技术领域，尤其涉及一种综合提高凝汽器真空多效节能优化装置。

背景技术

在发电厂中，真空对发电煤耗影响较大，按机组真空系统的参数及真空泵运行状况数据计算，加装设备后真空严密性100～200Pa/min 状态下，年平均提高凝汽器真空约1kPa，机组真空每提高1kPa，节约标煤耗2.5g/(kW·h)，同时影响机组发电负荷1％。单台600MW机组按照年发电30亿度电可多发电3000万度。而现有技术无法保障真空度，严重增加了电能的消耗，不符合国家以及企业自身的利益。

目前电厂常用的抽真空设备是水环真空泵，水环式真空泵工作出力很大一部分取决于工作水温度。同时运行中受到“极限抽吸压力”的影响，容易在叶轮表面发生局部气锤现象，运行噪音很大且会使叶片产生很大的拉应力，长时间运行易导致叶片的断裂，威胁机组的安全运行。真空泵的工作水温升高导致真空降低的主要原因有：真空泵从凝汽器抽取的混合气体是由高温蒸汽和不凝气体组成的，混合气体进入真空泵被压缩做功过程中凝结放热，引起真空泵的工作水温度过高，同时形成较大量溢流水。通过直接降低工作水的温度、增设或增开水环式真空泵、降低真空泵抽吸的混合气体温度、在真空泵的入口处串联大气喷射器都能提高凝汽器真空，达到节能目的。为此，我们提出一种综合提高凝汽器真空多效节能优化装置来解决上述提出的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种综合提高凝汽器真空多效节能优化装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种综合提高凝汽器真空多效节能优化装置，包括汽动真空发生器、直接混合降温器、高效气液分离器、水封、抽真空设备、吸收器、脱气器和智能控制系统，其特征在于，所述汽动真空发生器由辅汽动力腔和真空发生腔组成，所述直接混合降温器的侧壁上分别连接有冷却水进水管道一和抽真空母管管道，所述直接混合降温器和高效气液分离器之间通过特种流体管道一连接，所述高效气液分离器的侧壁上设置有与水封连接的液体管道，且水封的侧壁上连接有用于排液的热水管道一；所述汽动真空发生器、吸收器、脱气器与抽真空设备切换运行。

优选地，所述直接混合降温器内部由上至下依次设有精密雾化器、汽液吸收器和汽气液混合器，所述高效气液分离器内部由上至下依次设有气体分离器和精密分液器，所述吸收器内部由上至下依次设有雾化吸收器和气液混合器，所述脱气器内部由上至下依次设有气液分离器和脱气分液器。

优选地，所述汽动真空发生器的进汽口连接有辅机蒸汽管道，所述汽动真空发生器的吸气口连接有气体流体管道，且汽动真空发生器的排汽口与吸收器的气液混合器的侧面直接连接；所述吸收器的上方连接有冷却水进水管道二，且吸收器下方连接有特种流体管道二；所述脱气器上方分别与特种流体管道二和气体管道连接，且脱气器下方与热水管道二连接。

优选地，所述辅机蒸汽管道上设有进汽电动蝶阀、进汽调整门、第1压力传感器和第1温度传感器，所述抽真空母管管道上设有第2 压力传感器和第2温度传感器，所述直接混合降温器的冷却水进水管道一上设有进水电动蝶阀、进水调整门一、进水过滤器一、第压力传感器和第温度传感器，所述特种流体管道一上设有第温度传感器，所述气体流体管道上设有第温度传感器、吸气入口电动蝶阀和抽真空系统联络门，所述液体管道上设有第温度传感器，所述冷却水进水管道二上设有第温度传感器、进水调整门二和进水过滤器二，所述气体管道上设有脱气器与抽真空母管的联络门，所述水封侧面设有第1液位计。

优选地，所述智能控制系统用于控制进汽电动蝶阀、吸气入口电动蝶阀、直接混合降温器的进水电动蝶阀、脱气器与抽真空母管的联络门、抽真空系统联络门的运行方式和进汽调整门、直接混合降温器的进水调整门一、吸收器的进水调整门二的流量大小。

优选地，所述第1压力传感器、第1温度传感器、第2压力传感器、第2温度传感器、第3压力传感器、第3温度传感器、第4温度传感器、第5温度传感器、第6温度传感器、第1液位计、第7温度传感器以及进汽电动蝶阀、进汽调整门、吸气入口电动蝶阀、直接混合降温器的进水电动蝶阀、直接混合降温器的进水调整门一、吸收器的进水调整门二、脱气器与抽真空母管的联络门、抽真空系统联络门均与智能控制系统电连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1)综合提高凝汽器真空多效节能优化装置投入后的混合气体温度下降，抽入真空泵内气体的可凝结部分就会提前在直接混合降温器内凝结，把水蒸汽提前凝结放出汽化潜热，减少了水蒸汽在真空泵内被压缩做功过程的凝结放热，提高了抽真空设备的抽吸能力。

2)综合提高凝汽器真空多效节能优化装置投入后的混合气体温度下降，抽入真空泵内气体的可凝结部分就会提前在直接混合降温器内凝结，把水蒸汽提前凝结放出汽化潜热，减少了水蒸汽在真空泵内被压缩做功过程的凝结放热，降低真空泵工作液温度以消除真空泵汽蚀、溢流等现象，同时提高凝汽器真空。

3)综合提高凝汽器真空多效节能优化装置投入后的混合气体温度下降，抽入真空泵内的气体会密度增大，同样也提高了真空泵的抽吸能力。

4)综合提高凝汽器真空多效节能优化装置投入后，通过切换运行汽动真空发生器、吸收器、脱气器和抽真空设备，使气体从汽动真空发生器抽出，将汽动真空发生器串入抽真空回路中，在抽真空设备抽吸能力不变的情况下，提前抽取的这部分直接提高凝汽器的真空。

5)综合提高凝汽器真空多效节能优化装置投入后，汽动真空发生器混合后的高温气汽混合物又被迅速冷却，大量的水蒸气被凝结，势必会增加气汽混合物的量，提高汽动真空发生器的抽气能力，从而提高凝汽器的真空。

6)智能控制系统将一系列已经很成熟的关键技术融合，如现代先进的多变量耦合模糊式算法，基于模型预测的调节控制技术、动态建模技术、在线高精度监测技术等。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种综合提高凝汽器真空多效节能优化装置的结构示意图。

图中：1汽动真空发生器1、直接混合降温器2、高效气液分离器3、水封4、抽真空设备5、智能控制系统6、辅汽动力腔7、真空发生腔8、精密雾化器9、汽液吸收器10、汽气液混合器11、气体分离器12、精密分液器13、辅机蒸汽管道14、抽真空母管管道15、冷却水进水管道一16、特种流体管道一17、气体流体管道18、液体管道19、热水管道一20、吸收器21、脱气器22、雾化吸收器23、气液混合器24、气液分离器25、脱气分液器26、冷却水进水管道二27、特种流体管道二28、气体管道29、热水管道二30、进汽电动蝶阀31、设备1的进汽调整门32、吸气入口电动蝶阀33、进水电动蝶阀34、进水调整门一35、进水过滤器一36、进水调整门二37、进水过滤器二38、联络门39、抽真空系统联络门40、第1压力传感器41、第1 温度传感器42、第2压力传感器43、第2温度传感器44、第3压力传感器45、第3温度传感器46、第4温度传感器47、第5温度传感器48、第6温度传感器49、第1液位计50、第7温度传感器51。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1，一种综合提高凝汽器真空多效节能优化装置，包括汽动真空发生器1、直接混合降温器2、高效气液分离器3、水封4、抽真空设备5、吸收器21、脱气器22和智能控制系统6，汽动真空发生器1由辅汽动力腔7和真空发生腔8组成，直接混合降温器2的侧壁上分别连接有冷却水进水管道一16和抽真空母管管道15，直接混合降温器2和高效气液分离器3之间通过特种流体管道一17连接，高效气液分离器3的侧壁上设置有与水封4连接的液体管道19，且水封4的侧壁上连接有用于排液的热水管道一20；汽动真空发生器1、吸收器21、脱气器22与抽真空设备5切换运行。

其中，直接混合降温器2内部由上至下依次设有精密雾化器9、汽液吸收器10和汽气液混合器11，高效气液分离器3内部由上至下依次设有气体分离器12和精密分液器13，吸收器21内部由上至下依次设有雾化吸收器23和气液混合器24，脱气器22内部由上至下依次设有气液分离器25和脱气分液器26。

具体的，汽动真空发生器1的进汽口连接有辅机蒸汽管道14，汽动真空发生器1的吸气口连接有气体流体管道18，且汽动真空发生器1的排汽口与吸收器21的气液混合器24的侧面直接连接；吸收器21的上方连接有冷却水进水管道二27，且吸收器21下方连接有特种流体管道二28；脱气器22上方分别与特种流体管道二28和气体管道29连接，且脱气器22下方与热水管道二30连接。

其中，辅机蒸汽管道14上设有进汽电动蝶阀31、进汽调整门32、第1压力传感器41和第1温度传感器42，抽真空母管管道15上设有第2压力传感器43和第2温度传感器44，直接混合降温器2的冷却水进水管道一16上设有进水电动蝶阀34、进水调整门一35、进水过滤器一36、第3压力传感器45和第3温度传感器46，特种流体管道一17上设有第4温度传感器47，气体流体管道18上设有第5温度传感器48、吸气入口电动蝶阀33和抽真空系统联络门40，液体管道19上设有第6温度传感器49，冷却水进水管道二27上设有第7 温度传感器51、进水调整门二37和进水过滤器二38，气体管道29 上设有脱气器22与抽真空母管的联络门39，水封4侧面设有第1液位计50，具体的，智能控制系统6用于控制进汽电动蝶阀31、吸气入口电动蝶阀33、直接混合降温器2的进水电动蝶阀34、脱气器22 与抽真空母管的联络门39、抽真空系统联络门40的运行方式和进汽调整门32、直接混合降温器2的进水调整门一35、吸收器21的进水调整门二37的流量大小，更具体的，第1压力传感器41、第1温度传感器42、第2压力传感器43、第2温度传感器44、第3压力传感器45、第3温度传感器46、第4温度传感器47、第5温度传感器48、第6温度传感器49、第1液位计50、第7温度传感器51以及进汽电动蝶阀31、进汽调整门32、吸气入口电动蝶阀33、直接混合降温器 2的进水电动蝶阀34、直接混合降温器2的进水调整门一35、吸收器21的进水调整门二37、脱气器22与抽真空母管的联络门39、抽真空系统联络门40均与智能控制系统6电连接。

本装置在工作时，第一阶段：打开抽真空系统联络门40以及直接混合降温器2的进水电动蝶阀34和进水调整门一35，关闭进汽电动蝶阀31、进汽调整门32、吸气入口电动蝶阀33、吸收器21的进水调整门二37和脱气器22与抽真空母管的联络门39，从冷却水进水管道一16来的冷水在精密雾化器9中喷淋雾化，对从抽真空母管管道15进入直接混合降温器2的汽液吸收器10的气汽混合物进行直接充分接触混合降温，降温后的气液混合物进入高效气液分离器3进行气液分离，分离后的气体通过气体流体管道18进入抽真空设备5，分离后的液体通过液体管道19进入水封4，水封4将高效气液分离器3来的液体进行再次分离，经热水管道一20排出。这是通过降低真空泵抽吸的混合气体温度来提高凝汽器真空。

第二阶段：切换运行汽动真空发生器1、吸收器21、脱气器22 和抽真空设备5，保持抽真空系统联络门40以及直接混合降温器2 的进水电动蝶阀34和进水调整门一35为打开状态，依次打开吸收器 21的进水调整门二37、脱气器22与抽真空母管的联络门39、进汽电动蝶阀31、进汽调整门32、吸气入口电动蝶阀33，来自辅机蒸汽管道14的蒸汽通过辅汽动力腔7的喷嘴，由压力能转化为速度能，在辅汽动力腔7中形成高于凝汽器的真空，气体从汽动真空发生器1 抽出，在真空发生腔8内以略高于大气压力排入吸收器21，一定压力的冷却水通过冷却水进口管道27进入吸收器21，在雾化吸收器23、气液混合器24的联合作用下，经过压力与速度的转化，气汽混合物中水蒸气与冷水再次进行直接充分接触式混合，使水蒸汽瞬间冷凝成水，气液混合物经特种流体管道二28流入脱气器22，实现气液分离，分离后的气体通过脱气器22顶部的气体管道29被抽真空设备5抽出，分离后的液体自流入脱气器22底部，并通过热水管道二30排出到指定的热水收集单元(如热井)。此时汽动真空发生器1与抽真空设备5为并联运行，待真空发生器1稳定运行后，关闭抽真空系统联络门40，此时汽动真空发生器1串入抽真空回路中。在降低真空泵抽吸的混合气体温度的同时，汽动真空发生器1提前抽取的部分直接提高凝汽器的真空。

同时，第1压力传感器41、第1温度传感器42、第2压力传感器43、第2温度传感器44、第3压力传感器45、第3温度传感器46、第4温度传感器47、第5温度传感器48、第6温度传感器49、第1 液位计50、第7温度传感器51可分别对辅机蒸汽的进汽压力、辅机蒸汽的进汽温度、抽真空母管的真空压力、抽真空母管的真空温度、直接混合降温器2冷却水的进水压力、直接混合降温器2冷却水的进水温度、汽气液混合物的温度、分离后气体温度、分离后液体温度、水封液位、吸收器21冷却水的进水温度进行检测。当汽气液混合物温度高于抽真空设备5入口最佳设定温度时，智能控制系统6控制直接混合降温器2的冷却水进水调整门一35自动增加进水量或控制吸收器21的冷却水进水调整门二37自动增加进水量或控制进汽调整门 32自动减少进汽量；当汽气液混合物温度稳定在设定温度的正负1 度时，直接混合降温器2的冷却水进水调整门一35、吸收器21的冷却水进水调整门二37和进汽调整门32维持开度不变；当汽气液混合物温度低于抽真空设备5入口最佳设定温度时，智能控制系统6控制直接混合降温器2的冷却水进水调整门一35自动减少进水量或控制吸收器21的冷却水进水调整门二37自动减少进水量或控制进汽调整门32自动增加进汽量，直至温度稳定在设定温度值。另外，冷却水进水管道一16上设置的第3压力传感器45、第3温度传感器46检测冷却水的压力、温度数据和冷却水进水管道二27上设置的第7温度传感器51以及辅机蒸汽管道14上设置的第1压力传感器41、第1 温度传感器42检测蒸汽的压力、温度数据，均可作为前馈信号送到智能控制系统6内。

进一步的，本实用新型一种综合提高凝汽器真空多效节能优化装置中，抽真空母管管道15来的气汽混合物以切向方式进入直接混合降温器2，使混合气体沿直接混合降温器2内壁充满并与雾化水充分混合接触，气汽混合物内的水蒸汽凝结成水，把水蒸汽提前凝结放出汽化潜热，减少了水蒸汽在抽真空设备5内被压缩做功过程的凝结放热，气体温度下降，抽入抽真空设备5内的气体密度增大，增加抽出空气的量，降低抽真空设备5的工作液温度等，通过多种途径提高了抽真空设备5的抽吸能力的同时，将汽动真空发生器1串入抽真空回路中，多抽取一部分真空，实现综合提高凝汽器真空、多效节能的目的。

综上，本实用新型提供的一种综合提高凝汽器真空多效节能优化装置，对火电企业超低排放改造后的高效、经济运行具有重要的意义，具有很大的市场价值，值得广泛应用。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种综合提高凝汽器真空多效节能优化装置，包括汽动真空发生器(1)、直接混合降温器(2)、高效气液分离器(3)、水封(4)、抽真空设备(5)、吸收器(21)、脱气器(22)和智能控制系统(6)，其特征在于，所述汽动真空发生器(1)由辅汽动力腔(7)和真空发生腔(8)组成，所述直接混合降温器(2)的侧壁上分别连接有冷却水进水管道一(16)和抽真空母管管道(15)，所述直接混合降温器(2)和高效气液分离器(3)之间通过特种流体管道一(17)连接，所述高效气液分离器(3)的侧壁上设置有与水封(4)连接的液体管道(19)，且水封(4)的侧壁上连接有用于排液的热水管道一(20)；所述汽动真空发生器(1)、吸收器(21)、脱气器(22)与抽真空设备(5)切换运行。

2.根据权利要求1所述的一种综合提高凝汽器真空多效节能优化装置，其特征在于，所述直接混合降温器(2)内部由上至下依次设有精密雾化器(9)、汽液吸收器(10)和汽气液混合器(11)，所述高效气液分离器(3)内部由上至下依次设有气体分离器(12)和精密分液器(13)，所述吸收器(21)内部由上至下依次设有雾化吸收器(23)和气液混合器(24)，所述脱气器(22)内部由上至下依次设有气液分离器(25)和脱气分液器(26)。

3.根据权利要求1所述的一种综合提高凝汽器真空多效节能优化装置，其特征在于，所述汽动真空发生器(1)的进汽口连接有辅机蒸汽管道(14)，所述汽动真空发生器(1)的吸气口连接有气体流体管道(18)，且汽动真空发生器(1)的排汽口与吸收器(21)的气液混合器(24)的侧面直接连接；所述吸收器(21)的上方连接有冷却水进水管道二(27)，且吸收器(21)下方连接有特种流体管道二(28)；所述脱气器(22)上方分别与特种流体管道二(28)和气体管道(29)连接，且脱气器(22)下方与热水管道二(30)连接。

4.根据权利要求3所述的一种综合提高凝汽器真空多效节能优化装置，其特征在于，所述辅机蒸汽管道(14)上设有进汽电动蝶阀(31)、进汽调整门(32)、第1压力传感器(41)和第1温度传感器(42)，所述抽真空母管管道(15)上设有第2压力传感器(43)和第2温度传感器(44)，所述直接混合降温器(2)的冷却水进水管道一(16)上设有进水电动蝶阀(34)、进水调整门一(35)、进水过滤器一(36)、第3压力传感器(45)和第3温度传感器(46)，所述特种流体管道一(17)上设有第4温度传感器(47)，所述气体流体管道(18)上设有第5温度传感器(48)、吸气入口电动蝶阀(33)和抽真空系统联络门(40)，所述液体管道(19)上设有第6温度传感器(49)，所述冷却水进水管道二(27)上设有第7温度传感器(51)、进水调整门二(37)和进水过滤器二(38)，所述气体管道(29)上设有脱气器(22)与抽真空母管的联络门(39)，所述水封(4)侧面设有第1液位计(50)。

5.根据权利要求4所述的一种综合提高凝汽器真空多效节能优化装置，其特征在于，所述智能控制系统(6)用于控制进汽电动蝶阀(31)、吸气入口电动蝶阀(33)、直接混合降温器(2)的进水电动蝶阀(34)、脱气器(22)与抽真空母管的联络门(39)、抽真空系统联络门(40)的运行方式和进汽调整门(32)、直接混合降温器(2)的进水调整门一(35)、吸收器(21)的进水调整门二(37)的流量大小。

6.根据权利要求5所述的一种综合提高凝汽器真空多效节能优化装置，其特征在于，所述第1压力传感器(41)、第1温度传感器(42)、第2压力传感器(43)、第2温度传感器(44)、第3压力传感器(45)、第3温度传感器(46)、第4温度传感器(47)、第5温度传感器(48)、第6温度传感器(49)、第1液位计(50)、第7温度传感器(51)以及进汽电动蝶阀(31)、进汽调整门(32)、吸气入口电动蝶阀(33)、直接混合降温器(2)的进水电动蝶阀(34)、直接混合降温器(2)的进水调整门一(35)、吸收器(21)的进水调整门二(37)、脱气器(22)与抽真空母管的联络门(39)、抽真空系统联络门(40)均与智能控制系统(6)电连接。

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