一種汽輪發(fā)電機(jī)組的空氣冷卻系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種汽輪發(fā)電機(jī)組的空氣冷卻系統(tǒng)，包括汽輪機(jī)、間接冷卻凝汽器和凝結(jié)水精處理單元，汽輪機(jī)連接有發(fā)電機(jī)，直接空冷單元為直接空冷散熱器，直接空冷散熱器入口與汽輪機(jī)相連，出口與凝結(jié)水精處理單元相連，凝結(jié)水精處理單元連接有多級(jí)加熱器；間接冷卻凝汽器入口與汽輪機(jī)相連，出口與多級(jí)加熱器相連；間接冷卻凝汽器還與間接空冷單元相連。本實(shí)用新型將汽輪機(jī)排汽進(jìn)行分流，一部分汽輪機(jī)排汽進(jìn)入直接空冷凝汽器進(jìn)行換熱，另一部分排汽進(jìn)入間接空冷凝汽器進(jìn)行換熱，復(fù)合循環(huán)冷卻系統(tǒng)能夠進(jìn)一步降低汽輪機(jī)排汽背壓，提高機(jī)組真空，進(jìn)而提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性。
【專利說明】
一種汽輪發(fā)電機(jī)組的空氣冷卻系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種火力發(fā)電廠空冷機(jī)組建設(shè)、“上大壓小”機(jī)組技術(shù)改造以及惡劣環(huán)境地區(qū)燃煤發(fā)電機(jī)組技術(shù)改造，具體涉及一種汽輪發(fā)電機(jī)組的空氣冷卻系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，空冷機(jī)組在國(guó)外及我國(guó)東北、華北、西北地區(qū)得到了快速發(fā)展，相比較而言，空冷機(jī)組比傳統(tǒng)濕冷機(jī)組節(jié)水率達(dá)到80%，在富煤缺水地區(qū)顯示出極大的優(yōu)勢(shì)。然而，由于在夏天環(huán)境溫度較高的情況下，直接空冷機(jī)組由于背壓較高而不能帶滿負(fù)荷，在電力需求較大的時(shí)候出現(xiàn)機(jī)組出力不夠的情況，導(dǎo)致機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性較差，且由于自身背壓高而浪費(fèi)了較多的上網(wǎng)電量。另外，冬季低負(fù)荷或機(jī)組啟動(dòng)和停運(yùn)中，由于直接空冷進(jìn)汽量小極易發(fā)生凍結(jié)，對(duì)機(jī)組真空和帶負(fù)荷能力也極為不利，也容易發(fā)生空冷換熱器的凍裂損壞。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]為克服現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種汽輪發(fā)電機(jī)組的空氣冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)能夠在提高機(jī)組真空的同時(shí)真正實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)排汽空氣冷卻的目的，為環(huán)境保護(hù)而發(fā)揮出空冷機(jī)組的優(yōu)勢(shì)。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案:
[0005]—種汽輪發(fā)電機(jī)組的空氣冷卻系統(tǒng)，包括汽輪機(jī)、間接冷卻凝汽器和凝結(jié)水精處理單元，汽輪機(jī)連接有發(fā)電機(jī)，直接空冷單元為直接空冷散熱器，直接空冷散熱器入口與汽輪機(jī)相連，出口與凝結(jié)水精處理單元相連，凝結(jié)水精處理單元連接有多級(jí)加熱器;間接冷卻凝汽器入口與汽輪機(jī)相連，出口與多級(jí)加熱器相連。
[0006]所述直接空冷散熱器入口處設(shè)置有第一電動(dòng)閥、第二電動(dòng)閥，出口處設(shè)置有第三電動(dòng)閥、第四電動(dòng)閥、第五電動(dòng)閥、第六電動(dòng)閥。
[0007]所述第三電動(dòng)閥、第四電動(dòng)閥、第五電動(dòng)閥、第六電動(dòng)閥均與間接空冷凝結(jié)水栗相連，間接空冷凝結(jié)水栗與凝結(jié)水精處理單元相連。
[0008]所述直接空冷散熱器包括若干空冷翅片管。
[0009]所述間接冷卻凝汽器還連接有間接空冷單元;在直接空冷單元和間接空冷單元入口處加裝有充氮接口。
[0010]所述多級(jí)加熱器包括相連的第一加熱器、第二加熱器和第三加熱器，第一加熱器與凝結(jié)水精處理單元相連，第三加熱器還連接有鍋爐省煤器。
[0011]所述直接空冷散熱器下方設(shè)置有空冷島風(fēng)機(jī)群;所述空冷島風(fēng)機(jī)群包括由若干第一空冷風(fēng)機(jī)和第二空冷風(fēng)機(jī)組合而成的N列N排空冷風(fēng)機(jī)。
[0012]所述空冷島風(fēng)機(jī)群底部加裝第一防風(fēng)網(wǎng)，空冷島風(fēng)機(jī)群頂部加裝第二防風(fēng)網(wǎng)。
[0013]所述直接空冷單元入口處設(shè)置有空冷單元組入口膨脹節(jié)，空冷散熱單元凝結(jié)水出口處設(shè)置有空冷單元組出口膨脹節(jié)。
[0014]所述間接空冷單元為間接空冷塔，在間接空冷塔底部加裝了第一防風(fēng)墻，頂部加裝第二防風(fēng)墻。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有的有益效果:
[0016]本實(shí)用新型通過設(shè)置汽輪機(jī)、間接冷卻凝汽器和凝結(jié)水精處理單元，汽輪機(jī)連接有發(fā)電機(jī)，直接空冷單元為直接空冷散熱器，直接空冷散熱器入口與汽輪機(jī)相連，出口與凝結(jié)水精處理單元相連，凝結(jié)水精處理單元連接有多級(jí)加熱器；間接冷卻凝汽器入口與汽輪機(jī)相連，出口與多級(jí)加熱器相連;間接冷卻凝汽器還與間接空冷單元相連。該冷卻系統(tǒng)能夠?qū)⑵啓C(jī)排汽進(jìn)行分流，一部分進(jìn)入原設(shè)計(jì)的直接空冷凝汽器進(jìn)行換熱，另一部分進(jìn)入間接空冷凝汽器進(jìn)行換熱，該復(fù)合冷卻系統(tǒng)能夠進(jìn)一步降低汽輪機(jī)排汽背壓，在提高機(jī)組真空的同時(shí)真正實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)排汽空氣冷卻的目的，為環(huán)境保護(hù)而發(fā)揮出空冷機(jī)組應(yīng)有的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)。
[0017]本實(shí)用新型中汽輪機(jī)排汽一部分進(jìn)入直接空冷單元，在直接空冷單元進(jìn)口處設(shè)置第一電動(dòng)閥、第二電動(dòng)閥，直接空冷單元出口處也設(shè)置第三電動(dòng)閥、第四電動(dòng)閥、第五電動(dòng)閥、第六電動(dòng)閥，排汽經(jīng)直接空冷單元凝結(jié)后形成凝結(jié)水，凝結(jié)水通過直接空冷凝結(jié)水栗輸送到凝結(jié)水精處理單元后進(jìn)入各級(jí)加熱器;另一部分汽輪機(jī)排汽經(jīng)過逆止閥進(jìn)入間接空冷凝汽器，循環(huán)水通過間接空冷循環(huán)水栗輸送到間接空冷塔進(jìn)行二次換熱，汽輪機(jī)排汽凝結(jié)后，通過間接空冷凝結(jié)水栗將凝結(jié)水輸送至精處理單元，然后進(jìn)入各級(jí)加熱器最后進(jìn)入鍋爐省煤器。通過工藝控制，該系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)組在停備用期間空冷設(shè)備的防腐保養(yǎng)，以及負(fù)荷變動(dòng)工況下空冷散熱單元良好的水動(dòng)力特性，實(shí)現(xiàn)復(fù)合空冷機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)、連續(xù)、穩(wěn)定、高效地運(yùn)行。
[0018]進(jìn)一步的，本實(shí)用新型的冷卻系統(tǒng)中汽輪機(jī)排汽進(jìn)行了分流，進(jìn)入直接空冷島的蒸汽流量減少后空冷風(fēng)機(jī)變頻轉(zhuǎn)速可降的更低，能夠降低廠用電率及供電煤耗，同時(shí)也有效降低了空冷風(fēng)機(jī)運(yùn)行噪聲。同時(shí)該系統(tǒng)設(shè)計(jì)了防風(fēng)擋板及防風(fēng)圍帶，能夠有效降低環(huán)境溫度變化及環(huán)境側(cè)風(fēng)等對(duì)直接空冷島及間接空冷塔流場(chǎng)的影響，提高換熱效率，確保運(yùn)行背壓。
[0019]進(jìn)一步的，通過在直接空冷散熱器入口處設(shè)置有第一電動(dòng)閥、第二電動(dòng)閥，出口處設(shè)置有第三電動(dòng)閥、第四電動(dòng)閥、第五電動(dòng)閥、第六電動(dòng)閥，該系統(tǒng)能夠獨(dú)立控制冷卻流量及運(yùn)行背壓，這樣就能夠確保在環(huán)境溫度較低的情況下空冷散熱器內(nèi)凝結(jié)水的流動(dòng)特性，防止凍融或結(jié)冰使空冷散熱器傳熱惡化，甚至損壞空冷設(shè)備，危及汽輪機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
[0020]進(jìn)一步的，在直接空冷單元和間接空冷單元入口處加裝有充氮接口，當(dāng)區(qū)域隔離閥將部分換熱單元隔離后，充氮保護(hù)裝置自動(dòng)對(duì)已經(jīng)隔離的換熱單元進(jìn)行充氮，充氮壓力可控，從而保證空冷散熱單元在停備用、檢修、臨時(shí)隔離工況下的安全可靠性。
【附圖說明】
[0021]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2為直接空冷島防風(fēng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖3為間接空冷塔結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖中，I為汽輪機(jī)，2為發(fā)電機(jī)，3為第一電動(dòng)閥，4為第二電動(dòng)閥，5為第三電動(dòng)閥，6為第四電動(dòng)閥，7為第五電動(dòng)閥，8為第六電動(dòng)閥，9為第一空冷風(fēng)機(jī)，10為第二空冷風(fēng)機(jī)，11為空冷翅片管，12為間接空冷逆止閥，13為間接冷卻冷凝器，14為間接空冷單元，15為間接空冷循環(huán)水栗，16為間接空冷凝結(jié)水栗，17為直接空冷凝結(jié)水栗，18為凝結(jié)水精處理單元，19為第一加熱器，20為第二加熱器，21為第三加入器，22為空冷單元組入口膨脹節(jié)，23為空冷單元組出口膨脹節(jié)，24為直接空冷島及空冷風(fēng)機(jī)群，25為空冷島底部防風(fēng)網(wǎng)，26為空冷島頂部防風(fēng)網(wǎng)，27為間接空冷塔，28為間接空冷塔頂部防風(fēng)墻，29為間接空冷塔底部防風(fēng)墻。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0026]如圖1所示，本實(shí)用新型包括汽輪機(jī)1、間接冷卻凝汽器13和凝結(jié)水精處理單元18，汽輪機(jī)I連接有發(fā)電機(jī)2，直接空冷單元為直接空冷散熱器，直接空冷散熱器下方設(shè)置有空冷島風(fēng)機(jī)群24。
[0027]直接空冷散熱器入口與汽輪機(jī)I相連，出口與凝結(jié)水精處理單元18相連，其中，所述直接空冷散熱器入口處設(shè)置有第一電動(dòng)閥3、第二電動(dòng)閥4，出口處設(shè)置有第三電動(dòng)閥5、第四電動(dòng)閥6、第五電動(dòng)閥7、第六電動(dòng)閥8，第三電動(dòng)閥5、第四電動(dòng)閥6、第五電動(dòng)閥7、第六電動(dòng)閥8均與間接空冷凝結(jié)水栗16相連，間接空冷凝結(jié)水栗16與凝結(jié)水精處理單元18相連。凝結(jié)水精處理單元18連接有多級(jí)加熱器;間接冷卻凝汽器13入口與汽輪機(jī)I相連，出口與多級(jí)加熱器相連，所述多級(jí)加熱器包括相連的第一加熱器19、第二加熱器20和第三加熱器21，第一加熱器19與凝結(jié)水精處理單元18相連，第三加熱器21還連接有鍋爐省煤器。間接冷卻凝汽器13還連接有間接空冷單元14 ο所述間接空冷單元14為間接空冷塔27。
[0028]所述直接空冷散熱器包括若干空冷翅片管11。
[0029]如圖2所示，空冷島風(fēng)機(jī)群24由若干第一空冷風(fēng)機(jī)9、第二空冷風(fēng)機(jī)10組合而成的N列N排空冷風(fēng)機(jī)，空冷島風(fēng)機(jī)群24受環(huán)境風(fēng)影響，會(huì)使空冷風(fēng)機(jī)入口風(fēng)速及風(fēng)量產(chǎn)生變化，從而使直接空冷散熱器入口風(fēng)向及風(fēng)速等均發(fā)生變化，嚴(yán)重情況下會(huì)極大削弱空冷翅片管11傳熱效率，針對(duì)此問題，可在空冷島底部加裝第一防風(fēng)網(wǎng)25，更進(jìn)一步，為防止環(huán)境風(fēng)對(duì)直接空冷散熱器出口流場(chǎng)的影響，可在空冷島頂部加裝第二防風(fēng)網(wǎng)26，這樣，就能夠保證直接空冷散熱單元在設(shè)計(jì)工況下運(yùn)行，有效地解決夏季空冷島背壓高和冬季空冷島防凍問題。
[0030]如圖3所示，間接空冷單元14為間接空冷塔27，在間接空冷塔27底部加裝了第一防風(fēng)墻29，頂部加裝第二防風(fēng)墻28，加裝防風(fēng)墻能夠保證雙曲線空冷塔內(nèi)空氣動(dòng)力場(chǎng)，減小環(huán)境風(fēng)對(duì)間接空冷塔通風(fēng)量及風(fēng)速和風(fēng)向的影響，保證間接空冷塔內(nèi)空氣流動(dòng)及傳熱性能。
[0031]在直接空冷單元和間接空冷單元14入口處加裝有充氮接口，當(dāng)區(qū)域隔離閥將部分換熱單元隔離后，充氮保護(hù)裝置自動(dòng)對(duì)已經(jīng)隔離的換熱單元進(jìn)行充氮，充氮壓力可控，從而保證空冷散熱單元在停備用、檢修、臨時(shí)隔離工況下的安全可靠性。
[0032]—種汽輪發(fā)電機(jī)組的空氣冷卻系統(tǒng)的控制方法:汽輪機(jī)I排汽一部分進(jìn)入直接空冷單元，在直接空冷單元進(jìn)口處設(shè)置第一電動(dòng)閥3、第二電動(dòng)閥4，直接空冷單元出口處也設(shè)置第三電動(dòng)閥5、第四電動(dòng)閥6、第五電動(dòng)閥7、第六電動(dòng)閥8，排汽經(jīng)直接空冷單元凝結(jié)后形成凝結(jié)水，凝結(jié)水通過直接空冷凝結(jié)水栗17輸送到凝結(jié)水精處理單元18后進(jìn)入各級(jí)加熱器；另一部分汽輪機(jī)排汽經(jīng)過逆止閥12進(jìn)入間接空冷凝汽器13，循環(huán)水通過間接空冷循環(huán)水栗15輸送到間接空冷塔14進(jìn)行二次換熱，汽輪機(jī)排汽凝結(jié)后，通過間接空冷凝結(jié)水栗16將凝結(jié)水輸送至精處理單元，然后進(jìn)入各級(jí)加熱器最后進(jìn)入鍋爐省煤器。
[0033]為防止直接空冷散熱單元11與間接空冷散熱單元14在環(huán)境溫度較低時(shí)發(fā)生凍融或凍結(jié)危害，設(shè)置了區(qū)域隔離閥，具體的，在直接空冷散熱器蒸汽入口加裝第一電動(dòng)閥3，在散熱器凝結(jié)水出口加裝第三電動(dòng)閥5、第四電動(dòng)閥6，當(dāng)環(huán)境溫度、機(jī)組負(fù)荷率較低，或直接空冷散熱器容易發(fā)生凍結(jié)時(shí)，可關(guān)閉進(jìn)口第一電動(dòng)閥3，延時(shí)關(guān)閉出口第三電動(dòng)閥5、第四電動(dòng)閥6，對(duì)可能發(fā)生凍結(jié)危險(xiǎn)的散熱單元進(jìn)行區(qū)域隔離防護(hù)，解決極端環(huán)境狀況下空冷島機(jī)群防凍問題。
[0034]在對(duì)直接空冷散熱單元進(jìn)行區(qū)域隔離過程中，除了設(shè)置若干電動(dòng)閥外，還在每個(gè)電動(dòng)閥附近設(shè)置充氮接口，當(dāng)對(duì)可能發(fā)生凍結(jié)的直接空冷單元進(jìn)行區(qū)域隔離后及時(shí)進(jìn)行充氮保護(hù)，防止空冷翅片管腐蝕、變形等危害的發(fā)生。同時(shí)，在空冷散熱單元入口處設(shè)置有空冷單元組入口膨脹節(jié)22，空冷散熱單元凝結(jié)水出口處設(shè)置有空冷單元組出口膨脹節(jié)23，以防止冬季極寒天氣狀況下冷凝管拉裂問題。
[0035]為防止直接空冷單元和間接空冷單元14受環(huán)境側(cè)風(fēng)的影響，本實(shí)用新型還加裝了防風(fēng)墻和防風(fēng)網(wǎng)，直接空冷島底部和頂部均加裝防風(fēng)網(wǎng)，間接空冷塔底部和頂部加裝防風(fēng)墻，結(jié)合進(jìn)風(fēng)口設(shè)置的可調(diào)節(jié)式百葉結(jié)構(gòu)風(fēng)門，根據(jù)需要進(jìn)行開關(guān)風(fēng)門調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)量，從而保證空冷島和空冷塔內(nèi)流場(chǎng)穩(wěn)定性，提高空冷散熱單元傳熱效率。
[0036]本實(shí)用新型將汽輪機(jī)排汽進(jìn)行分流，一部分汽輪機(jī)排汽進(jìn)入直接空冷凝汽器進(jìn)行換熱，另一部分排汽進(jìn)入間接空冷凝汽器進(jìn)行換熱，復(fù)合循環(huán)冷卻系統(tǒng)能夠進(jìn)一步降低汽輪機(jī)排汽背壓，提高機(jī)組真空，進(jìn)而提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性。為解決直接空冷和間接空冷散熱器防凍問題，本實(shí)用新型設(shè)置了區(qū)域隔離閥及充氮保護(hù)接口，更好地解決目前空冷機(jī)組運(yùn)行中出現(xiàn)的冬季防凍難題。另外，本實(shí)用新型還對(duì)直接空冷島加裝防風(fēng)網(wǎng)，間接空冷塔加裝防風(fēng)墻，避免環(huán)境側(cè)風(fēng)對(duì)空冷島和空冷塔內(nèi)流場(chǎng)的干擾，保證空冷單元換熱效率，在我國(guó)三北地區(qū)及相應(yīng)的機(jī)組建設(shè)和改造過程中發(fā)揮空冷機(jī)組應(yīng)有的優(yōu)勢(shì)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種汽輪發(fā)電機(jī)組的空氣冷卻系統(tǒng)，其特征在于，包括汽輪機(jī)(I)、間接冷卻凝汽器(13)和凝結(jié)水精處理單元(18)，汽輪機(jī)(I)連接有發(fā)電機(jī)(2)，直接空冷單元為直接空冷散熱器，直接空冷散熱器入口與汽輪機(jī)(I)相連，出口與凝結(jié)水精處理單元(18)相連，凝結(jié)水精處理單元(18)連接有多級(jí)加熱器;間接冷卻凝汽器(13)入口與汽輪機(jī)(I)相連，出口與多級(jí)加熱器相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽輪發(fā)電機(jī)組的空氣冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述直接空冷散熱器入口處設(shè)置有第一電動(dòng)閥(3)、第二電動(dòng)閥(4)，出口處設(shè)置有第三電動(dòng)閥(5)、第四電動(dòng)閥(6)、第五電動(dòng)閥(7)、第六電動(dòng)閥(8)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種汽輪發(fā)電機(jī)組的空氣冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述第三電動(dòng)閥(5)、第四電動(dòng)閥(6)、第五電動(dòng)閥(7)、第六電動(dòng)閥(8)均與間接空冷凝結(jié)水栗(16)相連，間接空冷凝結(jié)水栗(16)與凝結(jié)水精處理單元(18)相連。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽輪發(fā)電機(jī)組的空氣冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述直接空冷散熱器包括若干空冷翅片管(11)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽輪發(fā)電機(jī)組的空氣冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述間接冷卻凝汽器(13)還連接有間接空冷單元(14)相連;在直接空冷單元和間接空冷單元(14)入口處加裝有充氮接口。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽輪發(fā)電機(jī)組的空氣冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述多級(jí)加熱器包括相連的第一加熱器(19)、第二加熱器(20)和第三加熱器(21)，第一加熱器(19)與凝結(jié)水精處理單元(18)相連，第三加熱器(21)還連接有鍋爐省煤器。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽輪發(fā)電機(jī)組的空氣冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述直接空冷散熱器下方設(shè)置有空冷島風(fēng)機(jī)群(24);所述空冷島風(fēng)機(jī)群(24)包括由若干第一空冷風(fēng)機(jī)(9)和第二空冷風(fēng)機(jī)(10)組合而成的N列N排空冷風(fēng)機(jī)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽輪發(fā)電機(jī)組的空氣冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述空冷島風(fēng)機(jī)群(24)底部加裝第一防風(fēng)網(wǎng)(25)，空冷島風(fēng)機(jī)群(24)頂部加裝第二防風(fēng)網(wǎng)(26)。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽輪發(fā)電機(jī)組的空氣冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述直接空冷單元入口處設(shè)置有空冷單元組入口膨脹節(jié)(22)，空冷散熱單元凝結(jié)水出口處設(shè)置有空冷單元組出口膨脹節(jié)(23)。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽輪發(fā)電機(jī)組的空氣冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述間接空冷單元(14)為間接空冷塔(27)，在間接空冷塔(27)底部加裝了第一防風(fēng)墻(29)，頂部加裝第二防風(fēng)墻(28)。
【文檔編號(hào)】F01K19/00GK205445702SQ201620222981
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年3月22日
【發(fā)明人】黨黎軍, 劉麗春, 崔光明
【申請(qǐng)人】西安熱工研究院有限公司