一種聯合循環電站入口空氣的冷卻方法與流程

2023-12-09 10:36:41

本發明屬於能源綜合利用領域，具體涉及一種利用鋼鐵廠新水冷卻聯合循環電站(ccpp)入口空氣，進而達到夏季提高ccpp發電量的方法。

背景技術：

某沿海鋼鐵公司裝配有150mw三菱701s(d)型ccpp機組，燃料為鋼廠富餘高、焦爐煤氣，承擔所屬公司自發電的57％比例，機組所處地理位置，年氣溫在-20～35℃，平均氣溫10℃，最大溼度為78％，平均溼度為66％。受氣溫影響，機組夏季最低發電負荷為134mw，氣溫15℃以上時，平均負荷只有139mw，極大影響了機組的發電效益。該鋼鐵廠所使用的新水水源為地區水庫來水，夏季來水最高溫度為16℃，與環境溫度差值在19℃，可以利用該溫度差值有效的降低ccpp機組入口空氣溫度的目的，進而增加機組的發電負荷。

技術實現要素：

本發明專利旨在提供一種利用鋼鐵廠新水與環境溫度的有效差值，來達到降低ccpp入口空氣溫度的工藝，使鋼鐵廠新水這一天然冷源能效得到最大利用。

為此，本發明所採取的解決方案是：

一種聯合循環電站入口空氣的冷卻方法，利用鋼鐵廠新水補水系統，將一部分新水引至聯合循環電站，經空氣冷卻器對聯合循環電站燃機入口空氣進行降溫後，再將升溫後的新水返回新水補水系統，通過降低聯合循環電站燃機入口空氣溫度來提高聯合循環電站機組發電量。其具體方法為：

(1)在鋼鐵廠新水泵站增設1臺流量為750～850t/h的加壓泵，加壓泵通過加壓管道與聯合循環電站燃機入口空氣冷卻器連接，空氣冷卻器回水管連接在新水用戶供水管線上。

(2)在空氣過濾器兩側吸氣口外側分別加裝帶有滑輪裝置的翅片式空氣冷卻器，空氣過濾器與空氣冷卻器本體之間設有吸水纖維濾芯，空氣冷卻器內布置有翅片管區域、隔離帶及波浪形除水板，底部設有排水管和滑輪裝置。

(3)降低燃機入口空氣溫度時，開啟加壓泵，使新水以0.4～0.6mpa的送出壓力經由加壓管道進入燃機入口空氣冷卻器。

(4)同時，啟動空氣過濾器兩側空氣冷卻器，空氣通過空氣冷卻器降溫冷卻後，再經由游離水隔離帶、吸水纖維濾芯後，以小於200pa的阻力進入空氣過濾器。

(5)被新水冷卻後的入口空氣會降溫冷卻至露點以下，空氣中形成游離狀態的水；游離狀態的水在隔離帶和除水板作用下，經由空氣冷卻器本體外側的排水管排出；未排出的38～ 42％的水在吸水纖維濾芯作用下，使吸入吸水纖維濾芯中游離態的水降至10％以下，從而使空壓機入口負壓保持在正常參數。

(6)完成聯合循環電站入口空氣冷卻後，再將升溫後達到18～19℃的新水通過回水管返回新水用戶供水管線，供鋼鐵廠用戶使用。

所述空氣冷卻器冷卻水量為780～820t/h，供水壓力為0.4～0.6mpa，散熱面積為24500～24600m2。

所述空氣冷卻器內隔離帶長度為900～1100mm，除水板寬度為190～200mm。

所述吸水纖維濾芯厚度為200～250mm。

本發明的有益效果為：

本發明利用新水與環境溫度最大溫差19℃這一天然條件，通過空氣冷卻器作用降低了ccpp燃機入口空氣溫度15℃，使燃機功率增加5000～6500kw，機組增加出力3～4％。新水在冷卻ccpp入口空氣後，返回鋼鐵廠新水管網，使新水管網整體溫升不超過4℃，未對用戶生產造成影響。該本發明無後期投資、無明顯維護成本，對ccpp機組燃機空壓機葉片無損傷，且ccpp發電有效功率增加較高，整體運行經濟效益原高於採用溴化鋰製冷、霧化式蒸發製冷、水膜式蒸發冷卻等其它方案，有效的提高了鋼鐵廠能源的利用效率。

附圖說明

圖1是聯合循環電站入口空氣冷卻系統示意圖；

圖2是空氣冷卻器與空氣過濾器連接剖面圖。

圖中：新水泵站1、加壓泵2、加壓管道3、空氣冷卻器4、空氣過濾器5、燃機6、空壓機7、排水管8、回水管9、新水用戶供水管線10、翅片管區域11、隔離帶12、除水板13、吸水纖維濾芯14、滑輪裝置15。

具體實施方式

本發明聯合循環電站入口空氣的冷卻方法，利用鋼鐵廠新水補水系統，將一部分新水引至聯合循環電站，經空氣冷卻器對聯合循環電站燃機入口空氣進行降溫後，再將升溫後的新水返回新水補水系統，通過降低聯合循環電站燃機入口空氣溫度來提高聯合循環電站機組發電量。

聯合循環電站入口空氣冷卻系統，包括新水泵站1、加壓泵2、加壓管道3、空氣冷卻器4、空氣過濾器5、排水管8、回水管9、新水用戶供水管線10、翅片管區域11、隔離帶12、除水板13、吸水纖維濾芯14及滑輪裝置15，在空氣過濾器5的後部設有燃機6和空壓機7。本發明是在鋼鐵廠新水泵站1增設1臺流量800t/h的加壓泵2，加壓泵2通過加壓管道3與 聯合循環電站燃機6入口的空氣冷卻器4連接，空氣冷卻器4的回水管9連接在新水用戶供水管線10上。空氣過濾器5兩側吸氣口外側分別加裝帶有滑輪裝置15的翅片式空氣冷卻器4，空氣過濾器5與空氣冷卻器4本體之間設有厚度230mm的吸水纖維濾芯14，空氣冷卻器4內布置有翅片管區域11、長度為1000mm的隔離帶12及寬度為200mm的波浪形除水板13，底部設有排水管9和滑輪裝置15。空氣冷卻器4冷卻水量為800t/h，供水壓力為0.5mpa，散熱面積為24600m2。空氣冷卻器4採用移動式結構，底部裝有滑輪裝置15，方便冷卻器檢修，保證空氣冷卻器4在非夏季能夠退出系統，不影響空壓機7的入口負壓。

聯合循環電站入口空氣冷卻過程為：

1、開啟加壓泵2，使新水以0.5mpa的送出壓力經由加壓管道3進入燃機6入口的空氣冷卻器4。

2、同時，啟動空氣過濾器5兩側的空氣冷卻器4，空氣通過空氣冷卻器4降溫冷卻後，再經由游離水隔離帶12、吸水纖維濾芯14後，以小於200pa的阻力進入空氣過濾器5。

3、被新水冷卻後的入口空氣會降溫冷卻至露點以下，空氣中形成游離狀態的水；游離狀態的水在隔離帶12和除水板13的作用下，經由空氣冷卻器4本體外側的排水管9排出；未排出的38～42％的水在吸水纖維濾芯14作用下，使吸入吸水纖維濾芯14中游離態的水降至10％以下，從而使空壓機7入口負壓保持在正常參數。

4、完成聯合循環電站入口空氣冷卻後，再將升溫後達到18～19℃的新水通過回水管9返回新水用戶供水管線10，供鋼鐵廠用戶使用。