專利名稱：電站凝汽器間接空冷噴霧降溫裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于電站凝汽器空氣冷卻系統(tǒng)的噴霧降溫裝置，特別是一種電站凝汽器間接空冷全自動控制噴霧降溫裝置，主要用于表面式凝汽器、直接接觸噴射式凝汽器間接空氣冷卻系統(tǒng)的空冷塔內(nèi)環(huán)形垂直布置的空氣散熱器進風加濕降溫。
背景技術：
電廠間接空冷系統(tǒng)分為表面式凝汽器間接空冷系統(tǒng)、直接接觸噴射式凝汽器間接空冷系統(tǒng)。其中，表面式凝汽器間接空冷系統(tǒng)汽輪機排汽以水為中間介質(zhì)，將排汽與空氣之 間的熱交換分為兩次進行一次為蒸汽與冷卻水之間在表面式凝汽器中的換熱；另一次為水和空氣在空冷塔內(nèi)的換熱，也是屬于表面式換熱。系統(tǒng)流程汽輪機排汽進入表面式凝汽器由凝汽器管束內(nèi)的冷卻水進行表面換熱，換熱后的熱水進入空冷塔內(nèi)的空氣散熱器并和空氣進行表面換熱。從空冷塔冷卻后的冷卻水再進入表面式凝汽器進行下一個循環(huán)換熱，其整個過程為閉式循環(huán)。直接接觸噴射式凝汽器間接空冷系統(tǒng)采用具有凝結(jié)水水質(zhì)的循環(huán)水，在噴射式凝汽器中通過噴嘴的作用形成水膜從而和汽輪機來的排汽進行混合換熱。受熱后的混合熱水絕大部分都由冷卻水循環(huán)泵送至空冷塔散熱器內(nèi)，進與空氣進行換熱后通過能量回收式水輪機將冷卻水送至直接噴射式凝汽器進行下一循環(huán)。受熱后有大約2%的混合熱水經(jīng)過凝結(jié)水精處理裝置處理后送至汽輪機回熱循環(huán)。無論是表面式凝汽器間接空冷系統(tǒng)或直接接觸噴射式凝汽器間接空冷系統(tǒng)均需要在空冷塔內(nèi)完成熱水與空氣的換熱過程。但是我國部分地區(qū)如東北一帶，由于夏季空氣干燥，導致?lián)Q熱效率極其低下。在電站直接空冷系統(tǒng)(ACC)系統(tǒng)中，因夏季熱風及熱風再回流的影響，由于散熱不及時而時常出現(xiàn)機組跳閘的現(xiàn)象；相對于ACC系統(tǒng)，間接空冷可調(diào)節(jié)空冷塔進風口百葉窗，但是可導致進風受限而降低換熱效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在百葉窗與空氣散熱器間加裝噴霧降溫裝置。本發(fā)明的目的是提供一種電站凝汽器間接空冷全自動控制噴霧降溫裝置，解決了在夏季我國北方氣候干熱環(huán)境下，空氣散熱器換熱效率不足、凝汽器回水溫降幅度較小的問題，而且整套裝置擁有先進的全自動控制系統(tǒng)，且無需塔內(nèi)巡檢即可保障安全工作的性能。本發(fā)明的裝置對空冷塔進風降溫幅度極大，效果顯著。噴霧降溫的原理每克水可使每立方米干空氣降溫約2度，對于外界空氣，噴霧降溫的效率是很高的，理論上講，噴霧降溫所需的能量是克服水的表面張力增大鎖需要的能量，I立方米的水轉(zhuǎn)變10微米的立方體時，其表面張力所需要的能量約43200J，而蒸發(fā)潛熱高達22億J，理論能效比高至5萬，受熱力學定律的限制，30°C是降溫5°C的理論最高能效比約為60，因此加裝噴霧降溫裝置是最為理想的辦法。
本發(fā)明的技術方案如下一種電站凝汽器間接空冷噴霧降溫裝置，包括分散控制系統(tǒng)、空氣散熱器，所述空氣散熱器由呈鋸齒狀圓周排列的垂直于水平面設置的散熱片組成，其特征在于所述鋸齒狀圓周外側(cè)的相鄰兩散熱片之間與散熱片平面平行設置一噴霧管，所述噴霧管與兩散熱片之間距離相等，噴霧管內(nèi)設置噴霧單元，每個噴霧單元內(nèi)設置兩個霧化噴嘴，噴嘴噴霧為錐頂角可調(diào)節(jié)的正圓錐形，正圓錐形中心軸垂直于散熱片；
所述分散控制系統(tǒng)包括一主控中心、一副控中心、2 10個分控中心、多線路控制切換器、2 10臺攝像機、2 10臺十路多畫面主機，所述噴霧管由主控中心控制，所述每臺攝像機對應一臺十路多畫面主機，每臺十路多畫面主機對應一個分控中心，各分控中心與多線路控制切換器相連，主控中心與副控中心連接到多線路控制切換器上。為達到更好的降溫效果，正圓錐形的錐頂角在90° 120°之間調(diào)節(jié)。為達到更好的降溫效果，所述空氣散熱器相鄰散熱片之間的夾角為40° 70°。本發(fā)明的有益效果如下由于本發(fā)明的主要零部件實現(xiàn)標準化，采用通用、標準·的構件、管材、管件及電氣元件，形成滿足實際需要的系列化，結(jié)構設計合理，現(xiàn)場施工簡單容易；采用廣角精細霧化噴嘴，增加霧化顆粒觸及空氣散熱器面積，同時霧化顆粒細化到40-50 μ m,增強了液體顆粒吸收汽化潛熱的能力，提高整體換熱效率；電動執(zhí)行器、過水排放器、溫濕度傳感器、壓力變送器、數(shù)字流量計和視頻監(jiān)控網(wǎng)絡構成整套裝置高度集成化控制，整套裝置實現(xiàn)無需塔內(nèi)巡檢即可保障安全工作的功能。
以下結(jié)合附圖
對本發(fā)明作進一步描述。圖I分散控制系統(tǒng)流程示意圖。圖2其中兩組相鄰散熱片噴嘴布置剖面示意圖。圖3霧化噴頭使用狀態(tài)側(cè)視示意圖。圖4散熱片噴霧面積及流體顆粒覆蓋率示意圖。圖5為本發(fā)明的管道儀表流程示意圖。圖6為視頻監(jiān)控網(wǎng)絡示意圖。附圖中符號含義1. 2M 口接收器；2. 2M 口發(fā)射機；3.十路多畫面主機；4.攝像機；
5.解碼盒適配器；6.解碼盒；7.電腦適配器；8.主控中心；9.副控中心；10.多線路控制切換器；11.總線接線盒；12.鍵盤；13.雙絞線；14.吸頂半球云臺；15.帶鋁護照的云臺支架；16.分控中心。下面將結(jié)合附圖通過實例對本發(fā)明作進一步詳細說明，但下述的實例僅僅是本發(fā)明其中的例子而已，并不代表本發(fā)明所限定的權利保護范圍，本發(fā)明的權利保護范圍以權利要求書為準。
具體實施例方式實施例I
電站凝汽器間接空冷全自動控制噴霧降溫裝置主要用于表面式凝汽器、直接接觸噴射式凝汽器間接空氣冷卻系統(tǒng)的空冷塔內(nèi)環(huán)形垂直布置的空氣散熱器進風加濕降溫。如圖I所示，采用分散控制系統(tǒng)(DCS)控制，所有溫濕度傳感器、壓力變送器、數(shù)字流量計和視頻監(jiān)控信號傳送至中央控制器，集控室通過中央控制器直接控制電動執(zhí)行器、給水泵、過水排放器，視頻監(jiān)控網(wǎng)絡與中央控制室形成高度集成化交互。在夏季氣候干熱環(huán)境下，首先通過布置在展寬平臺溫濕度變送器，將當前環(huán)境溫度、濕度采樣數(shù)據(jù)傳送至中央控制室，該溫濕度變送器為數(shù)字溫濕度傳感器，采用低功耗單片機制作，具有響應時間短、精度高、長期穩(wěn)定性好等特點。根據(jù)數(shù)據(jù)處理器分析當前換熱效率，實時對給水泵及電控閥門控制。若給水泵啟動，打開泵的吸入閥和水封水管路的閥；關閉泵出口閥、壓力變送器處于非工作狀態(tài)；用輸送的液體或抽真空系統(tǒng)排除吸入管和泵體內(nèi)空氣。啟動電機，待泵運轉(zhuǎn)正常后，開啟壓力變送器傳送，緩慢開啟泵出口控制閥，觀察壓力讀數(shù)和開關的指示，按出口壓力讀數(shù)控制泵給定的揚程。該套裝置泵靠內(nèi)平衡機構平衡軸向力，平衡配置有平衡液體流出，平衡液體由平衡水管接至吸入段或在平衡室外設置一短管，平衡液體經(jīng)短管流向泵外。開啟數(shù)字流量計，確定流量讀數(shù)，實時監(jiān)測泵的流量、壓力、楊程等參數(shù)。該流量計是一種根據(jù)法拉第電磁感應定律來測量管內(nèi)導電介質(zhì)體積流量的感應式儀表，采用單片機 嵌入式技術，實現(xiàn)數(shù)字勵磁，同時在流量計上采用控制器局域網(wǎng)(CAN)現(xiàn)場總線。當噴霧裝置啟動、停機、低負荷運行，需排除給水泵本體及其管道內(nèi)的過水或存水時，中央控制室可隨時開啟過水排放器，從而防止給水泵出現(xiàn)異常引起設備零部件損壞或進入永凍期存水結(jié)冰引起管道損壞等嚴重事故。過水排放至廠區(qū)回水系統(tǒng)。開啟支管路控制閥(一般處于常開狀態(tài))，噴霧終端開始工作。若工作狀態(tài)關閉任一或若干控制閥，則須開啟過水排放器。如圖2至圖6所示，由若干散熱片鋸齒狀排列組成圓周散熱器，相鄰兩散熱片組成三角區(qū)域，相鄰兩散熱片之間與散熱片平行設置一噴霧管，噴霧管位于兩散熱片之間，噴霧管內(nèi)設置若干噴霧單元，每個噴霧單元內(nèi)設置兩個流體廣角精細霧化噴嘴，噴嘴噴霧為錐頂角為110°的正圓錐形，并可根據(jù)需要進行調(diào)節(jié)，正圓錐形中心軸垂直于相應的散熱片。霧化顆粒達到40-50 μ m，覆蓋率高、霧化顆粒小，吸收汽化潛熱時間短、換熱效率高。針對表面式凝汽器、直接接觸噴射式凝汽器間接空氣冷卻系統(tǒng)存在受氣候干擾影響換熱效率及正常運行的隱患，設計出電站凝汽器間接空冷噴霧降溫裝置，該裝置其結(jié)構特點是在垂直布置的空氣散熱器三角區(qū)外側(cè)，百葉窗內(nèi)側(cè)的空間區(qū)域內(nèi)布置若干精細霧化噴嘴，根據(jù)環(huán)境空氣的干球溫度、相對濕度決定裝置是否開啟。整套系統(tǒng)在25米高展寬平臺上布置2-3個溫度、濕度采樣傳感器，將信號通過DCS傳送至集控室；控制室根據(jù)當前工況，采用DCS控制供水泵、電動閥門；管路系統(tǒng)中安裝壓力變送器、數(shù)字流量計，實時將流量信號傳送至集控室，通過控制閥門開度，調(diào)節(jié)供水量；噴霧區(qū)域安裝視頻監(jiān)控網(wǎng)絡，對裝置進行故障監(jiān)控。因此，整套裝置擁有先進的全自動控制系統(tǒng)，且無需塔內(nèi)巡檢即可保障安全工作的性能。如圖6所示，噴霧裝置由控制設備、前端設備、執(zhí)行設備等通過控制總線和視頻傳輸線路構成一個監(jiān)視與控制信息網(wǎng)絡。各控制中心由電腦適配器7供電，網(wǎng)上傳遞的信息包括主控中心8和分控中心16對各監(jiān)控現(xiàn)場的控制指令，各監(jiān)控現(xiàn)場送往主控中心和分控中心的圖像信號。系統(tǒng)信號傳輸方式多樣化，傳輸通道為雙絞線13，保證信號傳輸?shù)膶崟r性。
前端攝像機4作為系統(tǒng)的圖像傳感設備，通過各種鏡頭進來的噴霧降溫現(xiàn)場光信號，由攝像機4的光電轉(zhuǎn)換器件轉(zhuǎn)換成數(shù)字化的視頻信號，經(jīng)過由解碼盒適配器5供電的解碼盒6濾波、調(diào)整等數(shù)字信號處理，再轉(zhuǎn)換成高質(zhì)量復合視頻信號進入控制設備，處理后傳遞給監(jiān)視器，在各控制點通過十路多畫面主機3、可看到高質(zhì)量的單、多畫面，由多線路控制切換器10控制還可根據(jù)使用需要切換圖像。操作人員通過電腦鍵盤12控制整個系統(tǒng)，包括調(diào)用圖像、改變顯示，控制吸頂半球云臺14、帶鋁護照的云臺支架15旋轉(zhuǎn)、攝像機4鏡頭推拉等。主控中心8與各分控中心16通過2M 口發(fā)射機2與2M 口接收器I實現(xiàn)圖像傳輸和通信連接，各分控中心2通過2M線路送回多線路控制切換器10、總線接線盒11，然后傳遞給主控中心8與副控中心9并解壓復原，控制信號在2M線路上實現(xiàn)雙向傳輸，各分控中心16主機憑借自身總線地址識別并執(zhí)行控制指令。噴霧裝置整個工作過程需啟動視頻監(jiān)控網(wǎng)絡，實時監(jiān)控給水泵及噴霧終端工作狀態(tài)。該視頻監(jiān)控網(wǎng)絡主要由攝像機部分、傳輸部分、控制與記錄部分以及顯示部分四大塊組成。①攝像機上加裝變焦距鏡頭，使攝像機所能觀察的距離更遠、更清楚；攝像機安裝在電 動云臺上，云臺帶動攝像機進行水平和垂直方向的轉(zhuǎn)動，從而使攝像機能覆蓋的角度更大；另外，為了防塵、防水、抗高低溫、抗腐蝕等，攝像機及其鏡頭還應加裝專門的防護罩。②傳輸部分采用雙絞線傳輸，超過兩公里距離則采用光纖傳輸，傳輸信號不僅包括圖像、聲音，中央控制室通過控制臺對攝像機、鏡頭、云臺進行控制，因而在傳輸系統(tǒng)中還包含有控制信號的傳輸。③控制與記錄部分負責對攝像機及其輔助部件(如鏡頭、云臺)的控制，并對圖像、聲音信號的進行記錄。該部分采用硬盤錄象機的技術，不但可以記錄圖像和聲音，而且還包含了畫面分割切換、云臺鏡頭控制等功能；加配控制鍵盤，方便對云臺、鏡頭(特別是高速球)進行控制。④顯示部分一般由幾臺或多臺監(jiān)視器組成。在攝像機數(shù)量不是很多，要求不是很高的情況下，一般直接將監(jiān)視器接在硬盤錄象機上即可。如果攝像機數(shù)量很多，并要求多臺監(jiān)視器對畫面進行復雜的切換顯示，則須配備“矩陣”來實現(xiàn)。給水泵提供整套裝置所需水源，一般采用離心泵為主體，放置在空冷塔內(nèi)膨脹水箱架下部地面基礎上。所用水源SS ( lmg/1 ;水溫5 30°C ;硬度^ 0mmol/L(以l/2Ca+l/2Mg 計)；電導率■.( O. 2 μ S/cm(25°C ) ;二氧化硅■.( 20 μ g/L ;pH=7 8。如圖 5 所示的管路系統(tǒng)，輸送噴霧終端所需用水，布置在空冷塔內(nèi)零線基礎上。主管路接近空氣散熱器呈環(huán)狀布置，并配置壓力變送器、數(shù)字流量計，為系統(tǒng)控制用水量提供可靠參數(shù)；支管路單向直線接出，單臺機組每一扇段分別布置一支管、配置一控制閥；從支管路接出若干分管路，將該扇段流體介質(zhì)送至每個空氣散熱器三角區(qū)域下部。在單臺330MW機組表面式凝汽器間接空冷系統(tǒng)中加裝噴霧降溫裝置的效果如下
權利要求
1.一種電站凝汽器間接空冷噴霧降溫裝置，包括分散控制系統(tǒng)、空氣散熱器，所述空氣散熱器由呈鋸齒狀圓周排列的垂直于水平面設置的散熱片組成，其特征在于所述鋸齒狀圓周外側(cè)的相鄰兩散熱片之間與散熱片平面平行設置一噴霧管，所述噴霧管與兩散熱片之間距離相等，噴霧管內(nèi)設置噴霧單元，每個噴霧單元內(nèi)設置兩個霧化噴嘴，噴嘴噴霧為錐頂角可調(diào)節(jié)的正圓錐形，正圓錐形中心軸垂直于散熱片； 所述分散控制系統(tǒng)包括一主控中心、一副控中心、2 10個分控中心、多線路控制切換器、2 10臺攝像機、2 10臺十路多畫面主機，所述噴霧管由主控中心控制，所述每臺攝像機對應一臺十路多畫面主機，每臺十路多畫面主機對應一個分控中心，各分控中心與多線路控制切換器相連，主控中心與副控中心連接到多線路控制切換器上。
2.根據(jù)權利要求I所述的噴霧降溫裝置，其特征在于正圓錐形的錐頂角在90° 120°之間調(diào)節(jié)。
3.根據(jù)權利要求I所述的噴霧降溫裝置，其特征在于所述空氣散熱器相鄰散熱片之間的夾角為40° 70°。
全文摘要
一種電站凝汽器間接空冷噴霧降溫裝置，包括分散控制系統(tǒng)、空氣散熱器，所述空氣散熱器由呈鋸齒狀圓周排列的垂直于水平面設置的散熱片組成，其技術要點是所述鋸齒狀圓周外側(cè)的相鄰兩散熱片之間與散熱片平面平行設置一噴霧管，所述噴霧管與兩散熱片之間距離相等，噴霧管內(nèi)設置噴霧單元，每個噴霧單元內(nèi)設置兩個霧化噴嘴，噴嘴噴霧為錐頂角可調(diào)節(jié)的正圓錐形，正圓錐形中心軸垂直于散熱片。本發(fā)明的優(yōu)點采用通用、標準的構件、管材、管件及電氣元件，滿足實際需要的系列化；結(jié)構設計合理，現(xiàn)場施工簡單容易；增加霧化顆粒觸及空氣散熱器面積，增強了液體顆粒吸收汽化潛熱的能力，提高整體換熱效率。
文檔編號F28B9/04GK102901371SQ20121038375
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月11日 優(yōu)先權日2012年10月11日
發(fā)明者周勇, 孫震, 張振洲, 韓乃波, 劉峰, 馬洪發(fā), 楊松山, 趙磊, 唐貴富, 韓龍, 張雯淘 申請人:沈陽儀表科學研究院