CN217538808U - 一种降低发电厂冷源损失的热量回收系统 - Google Patents

Abstract

一种降低发电厂冷源损失的热量回收系统，包括空冷岛、汽轮机、第一进风管道、送风机、供风管道、锅炉和汽‑气换热器；锅炉出口通过管路连接汽轮机，汽轮机出口通过管路连接空冷岛，汽轮机的低压抽汽连接汽‑气换热器；空冷岛的出口分为两路，一路通过管路连接锅炉入口，另一路通过第一进风管道连接送风机，送风机的出口通过供风管道连接汽‑气换热器，汽‑气换热器的出口通过管路连接锅炉。本实用新型在空冷岛上方设置电动可旋转式挡风板，转轴位于相对的两扇集风板顶部，该挡风板由电驱动，起到很好的挡风作用，在机组运行过程中，根据负荷变化，即空冷岛产生热风量的变化，对挡风板开度进行动态调整，保证灵活性和经济性。

Description

一种降低发电厂冷源损失的热量回收系统

技术领域

本实用新型属于发电厂热回收技术领域，特别涉及一种降低发电厂冷源损失的热量回收系统。

背景技术

电站锅炉暖风器主要用于提高冷风温度，防止机组启动或低负荷运行期间，在尾部受热面发生低温腐蚀和堵灰现象。

传统火电机组的功能将逐渐转向深度调峰。据报道，国内已出现火电机组调峰期间负荷率降至10％的案例，这对于机组的安全性和可靠性是极其严峻的考验。作为深度调峰电源，负荷的频繁波动甚至长期低负荷运行是在所难免的，因此锅炉暖风器的作用将更加显著。

冷源损失是指汽轮机排汽在凝汽器中冷凝为水的过程中而被冷却介质(水或空气)带走的热量，据计算，该部分热量耗散在输入系统的能量中占比接近50％，是对火电机组热效率影响最大的因素。

多年来，针对降低火电机组冷源损失、提高发电效率，学术界进行了广泛的探讨。现有技术公开了一种直接空冷凝汽器空冷岛热风回收系统，旨在回收空冷凝汽器产生的热空气用于锅炉燃烧。

虽可一定程度上降低冷源损失、提高系统的热效率，但存在以下问题：

①由于空冷岛为开放设计，机组运行期间，空冷岛与周边空气处于直接通风状态，因此系统对热风的回收比例较低，尤其是在大风天气下，对热风的回收将更加困难。

②空冷岛和锅炉房通常布置在汽机房的两侧，二者距离较远，而送风机通常布置于锅炉房中，因此送风机运行期间，风道中产生的沿程损失较大。在机组启动初期，尤其是在锅炉未点火产汽期间，锅炉已经开始进风，而空冷岛尚未投运。上述专利中，由于锅炉仅有空冷岛这一路进风口，此时即便没有热风可以回收，送风机也只能从距离较远的空冷岛吸收冷风供锅炉使用，因此将产生较大的功耗，提高厂用电率。

③作为调峰电源，机组负荷必然会经常变化，空冷岛产生的热风量也将随之变化。由于供风设计为固定结构，无法根据空冷岛产生热风量的变化进行动态调整，因此运行灵活性和余热回收效果较差。

④在严寒天气、空冷岛热风量又较小的极端工况下，由于锅炉进风管道没有补充热源，将导致风温过低，尾部受热面发生低温腐蚀的概率显著增大，安全性较差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种降低发电厂冷源损失的热量回收系统，以解决上述问题。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种降低发电厂冷源损失的热量回收系统，包括空冷岛、汽轮机、第一进风管道、送风机、供风管道、锅炉和汽-气换热器；锅炉出口通过管路连接汽轮机，汽轮机出口通过管路连接空冷岛，汽轮机的低压抽汽连接汽-气换热器；空冷岛的出口分为两路，一路通过管路连接锅炉入口，另一路通过第一进风管道连接送风机，送风机的出口通过供风管道连接汽-气换热器，汽-气换热器的出口通过管路连接锅炉。

进一步的，空冷岛包括冷却单元、凝结水管、空冷风机、集风板和蒸汽分配管；若干集风板围成集风外壳，集风外壳内设置有冷却单元，冷却单元下方连接有凝结水管，冷却单元上方设置有蒸汽分配管，蒸汽分配管和凝结水管通过冷却单元连通；空冷风机设置在冷却单元下方；凝结水管连接锅炉。

进一步的，集风外壳上部设置有若干电动可旋转式挡风板，电动可旋转式挡风板通过转轴设置在集风外壳上边缘，转轴连接电机。

进一步的，集风外壳上设置有开口，开口连接第一进风管道。

进一步的，供风管道包括第一供风管道和第二供风管道；第一供风管道直接连接汽-气换热器出口，第二供风管道连接汽-气换热器入口。

进一步的，第一供风管道和第二供风管道上分别设置有第一供风阀门和第二供风阀门。

进一步的，汽轮机和汽-气换热器之间设置有抽汽隔离阀门，第一进风管道上设置有第一进风阀门。

进一步的，汽-气换热器还通过疏水隔离阀门连接到空冷岛和锅炉之间；空冷岛和锅炉之间设置有水泵。

进一步的，第一进风管道侧面还并排设置有和送风机连通的第二进风管道，第二进风管道上设置有第二进风阀门。

与现有技术相比，本实用新型有以下技术效果：

本实用新型在空冷岛四周设置集风板，避免空冷岛与周边空气发生直接通风，以便于对机组正常运行期间空冷岛产生的热空气进行聚集，减少热量耗散。在大风天气下，集风板还可以阻挡外界空气进入空冷岛，避免空冷岛内部热风被吹散、流场被破坏。在冬季极寒天气下，集风板可以在一定程度上阻碍热风向外扩散，有利于空冷散热器的内部防冻。

本实用新型在空冷岛上方设置电动可旋转式挡风板，转轴位于相对的两扇集风板顶部，该挡风板由电驱动，起到很好的挡风作用，在机组运行过程中，根据负荷变化，即空冷岛产生热风量的变化，对挡风板开度进行动态调整，保证灵活性和经济性。

本实用新型设置有第二进风管道，在空冷岛尚未投运、没有热风可供回收期间，可以切除第一取风口和第一进风管道，改用锅炉房附近的第二取风口和第二进风管道进风，减小沿程损失。

在严寒天气、空冷岛热风量又较小的极端工况下，本实用新型送风机出口的冷风部分或全部通过第二供风管道和第二供风阀门进入锅炉，利用汽轮机低压抽汽作为锅炉进风的补充热源，避免尾部受热面发生低温腐蚀，保证安全性。

附图说明

图1一种降低发电厂冷源损失的热量回收系统的结构图；

图2空冷岛的结构图

1.汽轮机2.空冷岛3.水泵4.送风机5.汽-气换热器6.锅炉7.第一进风阀门8.第一进风管道9第二进风阀门10.第二进风管道11.第一供风阀门12.第一供风管道13.第二供风阀门14.第二供风管道15.抽汽隔离阀门16.疏水隔离阀门；

17.蒸汽分配管18.凝结水管21.冷却单元22.集风板23.电动可旋转式挡风板24.转轴25.空冷风机

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进一步说明：

请参阅图1至图2，本实用新型公开了一种降低发电厂冷源损失的热量回收系统，具体方案如下：

①在空冷岛2四周设置集风板22，避免空冷岛与周边空气发生直接通风，以便于对机组正常运行期间空冷岛产生的热空气进行聚集，减少热量耗散。在大风天气下，集风板还可以阻挡外界空气进入空冷岛，避免空冷岛内部热风被吹散、流场被破坏。在冬季极寒天气下，集风板可以在一定程度上阻碍热风向外扩散，有利于空冷散热器的内部防冻。

②在空冷岛上方设置电动可旋转式挡风板23，转轴25位于相对的两扇集风板顶部，该挡风板由电驱动，可以绕上述转轴在与水平面夹角为0°～90°的范围内旋转：当处于0°位置时，挡风板处于水平状态，开度为0％，与四周集风板完全贴合，将空冷岛上方及四周完全封闭；当处于90°位置时，挡风板处于竖直状态，开度为100％，将空冷岛上方完全开放。挡风板开度(0％～100％)和挡风板与水平面之间夹角(0°～90°)呈线性关系。有以下两点需要指出：(1)虽然图中所示的挡风板为相对布置的两扇，但是可以根据场景和需要调整布置形式，比如只有1扇可在0°位置时完整覆盖空冷岛顶部的挡风板形式；或者4扇集风板上方各布置1扇挡风板，当4扇挡风板均处于0°位置时，可完整覆盖空冷岛顶部的形式等等。(2)当挡风板数量大于1扇时，不同挡风板的控制可以同步(每扇挡风板开度均一致)，也可以不同步(不同挡风板的开度不一致)，根据需要选择控制方式即可。

③在集风板22上设置有开孔作为第一取风口，用于接入送风机第一进风管道。在机组运行过程中，根据负荷变化，即空冷岛产生热风量的变化，对挡风板开度进行动态调整，保证灵活性和经济性：当机组负荷较高时，空冷凝汽器内部流过的蒸汽量较大，空冷岛上方产生的热风量也较多，此时锅炉的燃烧需要更多风量，因此可将挡风板开度关小，让送风机将更多的热风送入锅炉助燃，尽可能多地回收余热、降低机组的冷源损失；当机组负荷较低时，空冷凝汽器内部流过的蒸汽量较小，空冷岛上方产生的热风量也较少，此时锅炉的燃烧不需要太多风量，因此可将挡风板开度增大，加强空冷岛上方的空气流通，保证散热效果。同样需要指出：虽然图中所示送风机在空冷岛的第一取风口设置于与挡风板相连接的集风板上且数量为2个，但可以根据场景和需要调整布置形式，比如在4扇集风板上各设置1个或多个第一取风口，或者只在1扇或某几扇集风板上设置1个或多个第一取风口。

④送风机4布置于锅炉房中，除了在空冷岛集风板上设置有第一取风口和第一进风管道之外，还在锅炉房附近设置有第二取风口和第二进风管道，主要用于以下两种工况：(1)在机组启动初期，尤其是在锅炉未点火产汽期间，由于空冷岛尚未投运，没有热风可供回收，但此时锅炉已经开始进风，如果仍从第一取风口和第一进风管道进风的话，由于空冷岛与锅炉房距离较远且没有热风可回收，在风道中将产生较大的沿程损失，因此可以暂时关闭第一进风阀门、打开第二进风阀门，即切除第一取风口和第一进风管道，改用锅炉房附近的第二取风口和第二进风管道进风，减小沿程损失。(2)当第一取风口或第一进风管道出现漏风等故障需要检修时，可以暂时关闭第一进风阀门、打开第二进风阀门，即切除第一取风口和第一进风管道，改用锅炉房附近的第二取风口和第二进风管道进风。

⑤送风机下游的供风管道分为两路：第一供风管道和第二供风管道，两路供风管道在进入锅炉之前汇合。在第一供风管道上设置有第一供风阀门，在第二供风管道上设置有第二供风阀门。在第二供风阀门和两路供风管道的汇合点之间设置有汽-气换热器，换热器热源取自汽轮机低压抽汽，抽汽管道上设置有抽汽隔离阀门。(1)机组正常运行期间，第一供风阀门打开、第二供风阀门和抽汽隔离阀门关闭，汽-气换热器切除，送风机出口热风通过第一供风管道和第一供风阀门进入锅炉。(2)在严寒天气、空冷岛热风量又较小的极端工况下，部分或全部打开第二供风阀门和抽汽隔离阀门，投入汽-气换热器，同时，部分或全部关闭第一供风阀门，让送风机出口的冷风部分或全部通过第二供风管道和第二供风阀门进入锅炉，利用汽轮机低压抽汽作为锅炉进风的补充热源，避免尾部受热面发生低温腐蚀，保证安全性。

⑥汽轮机排汽通过蒸汽分配管进入空冷岛各个冷却单元，经过空冷风机的强制冷却后凝结为水并汇入凝结水管，凝结水经水泵增压后送入锅炉受热变为高温高压蒸汽，蒸汽再进入汽轮机做功发电，实现闭式循环。在汽-气换热器投入运行期间，汽轮机低压抽汽在加热冷风的同时冷凝为疏水，之后通过疏水隔离阀门汇入冷凝水管，汇入点位于空冷岛和水泵之间。有以下两点需要指出：(1)当第二供风阀门和抽汽隔离阀门关闭、汽-气换热器处于切除状态时，疏水隔离阀门也处于关闭状态，防止凝结水倒流至汽-气换热器；(2)虽然图中所示空冷岛上只布置有2列冷却单元，且冷却单元的布置方向平行于挡风板转轴，但是可以根据场景和需要调整冷却单元数量及其布置形式。同样，也可以根据需要调整每列冷却单元下方的空冷风机的数量。

Claims (9)

1.一种降低发电厂冷源损失的热量回收系统，其特征在于，包括空冷岛(2)、汽轮机(1)、第一进风管道(8)、送风机(4)、供风管道、锅炉(6)和汽-气换热器(5)；锅炉(6)出口通过管路连接汽轮机(1)，汽轮机(1)出口通过管路连接空冷岛(2)，汽轮机(1)的低压抽汽连接汽-气换热器(5)；空冷岛(2)的出口分为两路，一路通过管路连接锅炉入口，另一路通过第一进风管道(8)连接送风机(4)，送风机(4)的出口通过供风管道连接汽-气换热器(5)，汽-气换热器(5)的出口通过管路连接锅炉(6)。

2.根据权利要求1所述的一种降低发电厂冷源损失的热量回收系统，其特征在于，空冷岛(2)包括冷却单元(21)、凝结水管(18)、空冷风机(25)、集风板(22)和蒸汽分配管(17)；若干集风板(22)围成集风外壳，集风外壳内设置有冷却单元(21)，冷却单元(21)下方连接有凝结水管(18)，冷却单元(21)上方设置有蒸汽分配管(17)，蒸汽分配管(17)和凝结水管(18)通过冷却单元(21)连通；空冷风机(25)设置在冷却单元(21)下方；凝结水管(18)连接锅炉(6)。

3.根据权利要求2所述的一种降低发电厂冷源损失的热量回收系统，其特征在于，集风外壳上部设置有若干电动可旋转式挡风板(23)，电动可旋转式挡风板(23)通过转轴(24)设置在集风外壳上边缘，转轴(24)连接电机。

4.根据权利要求2所述的一种降低发电厂冷源损失的热量回收系统，其特征在于，集风外壳上设置有开口，开口连接第一进风管道(8)。

5.根据权利要求1所述的一种降低发电厂冷源损失的热量回收系统，其特征在于，供风管道包括第一供风管道(12)和第二供风管道(14)；第一供风管道(12)直接连接汽-气换热器(5)出口，第二供风管道(14)连接汽-气换热器(5)入口。

6.根据权利要求1所述的一种降低发电厂冷源损失的热量回收系统，其特征在于，第一供风管道(12)和第二供风管道(14)上分别设置有第一供风阀门(11)和第二供风阀门(13)。

7.根据权利要求1所述的一种降低发电厂冷源损失的热量回收系统，其特征在于，汽轮机(1)和汽-气换热器(5)之间设置有抽汽隔离阀门(15)，第一进风管道(8)上设置有第一进风阀门(7)。

8.根据权利要求1所述的一种降低发电厂冷源损失的热量回收系统，其特征在于，汽-气换热器(5)还通过疏水隔离阀门(16)连接到空冷岛(2)和锅炉(6)之间；空冷岛(2)和锅炉(6)之间设置有水泵(3)。

9.根据权利要求1所述的一种降低发电厂冷源损失的热量回收系统，其特征在于，第一进风管道(8)侧面还并排设置有和送风机(4)连通的第二进风管道(10)，第二进风管道(10)上设置有第二进风阀门(9)。

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