直接利用發電廠汽輪機排汽冷凝熱的裝置的製作方法
2023-09-16 02:03:20 2
專利名稱：直接利用發電廠汽輪機排汽冷凝熱的裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種發電廠汽輪機系統的節能裝置，尤其是涉及一種直接利用發電廠汽輪機排汽冷凝熱的裝置。
背景技術：
發電廠汽輪機排汽冷凝損失是發電廠兩大熱能損失之一 ，這兩大熱能
損失導致發電廠總體熱能利用率只有35%-40%。汽輪機排汽冷凝是火力發電廠生產中非常重要的環節。凝汽器中真空的形成主要原因是由於汽輪機的排汽被冷卻成凝結水，其比容急劇縮小。如蒸汽在絕對壓力4kPa時蒸汽的體積比水的體積大3萬多倍。當排汽凝結成水後，體積就大為縮小，使凝汽器內形成高度真空。
根據火力發電廠汽輪機尾部排出乏汽的冷卻方式不同， 一般將火力發電機組分為溼冷機組和空冷機組，而空冷機組又分為直接空冷機組和間接空冷機組。溼冷系統利用循環水冷卻乏汽，再通過循環水與空氣直接換熱達到冷卻循環水的目的。間接空冷系統則是將循環水密閉，空氣與循環水間接換熱，達到冷卻目的。直接空冷系統簡化掉循環水系統，利用空冷島對汽輪機尾部排汽直接進行全封閉冷卻。火電廠用水量很大，水的問題往往成了建設、發展電力工業的制約因素，很多情況下不得不以水量決定電廠容量。溼冷機組發電水耗量為3.84kg/kwh,而空冷機組發電水耗量僅為0.8 kg/kwh,節水率達到80%。因此，在"富煤缺水"的地區發展電力工業，採用空冷技術，建設節水型電廠是非常有效的節水途徑。
目前溼冷系統的存在的缺點是(O冷卻水帶走了汽輪機排汽冷凝熱，造成一次能源的很大浪費，使發電廠總體熱能利用率只有35%-40%，汽輪機排汽冷凝熱沒有被合理利用；(2)浪費大量的廠用電來維持冷卻塔的循環水泵工作，循環水供水系統通常採用擴大單元制，2臺機組循環水出口設有聯絡管，每臺機組設2臺雙速循環水泵，循環水泵夏季運行工況是一機兩泵，春秋季運行工況是二機三泵，冬季運行工況是一機一泵；(3)浪費大量的水，溼冷機組發電水耗量為3.84 kg/kwh，冷卻塔是利用水和空氣的接觸，在蒸發過程中水的浪費相當嚴重。
目前空冷系統存在的缺點是(1)熱效率低直接空冷系統散熱目前 均採用大直徑軸流風機強制通風，這樣不但消耗大量廠用電；以350MW 超臨界機組計算，要用30個軸流風機，每個132千瓦，而且低溫散熱損 失造成一次能源的很大浪費，使發電廠總體熱能利用率只有35%-40%，汽 輪機排汽冷凝熱沒有被合理利用；(2)熱風再回流電廠運行時，冷空氣 通過散熱器排出的熱氣上升，呈現羽流狀況。當大風從爐後吹向平臺散熱 器，風速度超出8m/s,羽流狀況要被破壞而出現熱風再回流。熱氣上升 氣流被爐後來風壓下至鋼平臺以下，這樣的熱風又被風機吸入，形式熱風 再循環；(3)噪音近年來，國內直接空冷電站對風機所產生的噪音日益
嚴重，按照環保標準工業區三類標準要求在距空冷凝汽器平臺150m處的 風機噪音聲壓水平，白天不得超過65dB(A)，夜間不得超過55dB(A)。 發明內容
本實用新型的目的是克服現有技術的不足，提供一種結構簡單獨特、 可以降低鍋爐的發電煤耗、提高了火力發電廠的整體經濟效率、使發電廠 總體熱能利用率提高的直接利用發電廠汽輪機排汽冷凝熱的裝置。
本實用新型通過如下方式實現
一種直接利用發電廠汽輪機排汽冷凝熱的裝置，包括冷卻器、鍋爐送 風機、鍋爐空氣預熱器以及連接它們之間的管道，其特徵在於有一換熱 器通過管道連接在上述冷卻器與鍋爐送風機之間；
有一循環水泵的出水端通過管道依次與一凝汽器和所述換熱器相連， 循環水泵的進水端通過管道與所述冷卻器相連；
所述冷卻器為冷卻塔；
所述冷卻器為空冷島；
所述換熱器為鍋爐暖風器。
本實用新型有如下效果
1)結構獨特本實用新型提供的裝置是在鍋爐送風機出口至鍋爐空 氣預熱器入口處安裝一個封閉的表面式熱交換器，利用鍋爐送風機的機械 風來冷卻汽輪機尾部排出乏汽。這個過程是利用鍋爐送風機的機械風來冷 卻汽輪機尾部排出乏汽從而節省了冷卻系統的冷卻介質。
42) 對於溼冷機組的冷卻系統由於循環水溫度已經在封閉的表面式 熱交換器冷卻，從而可以降低循環水的流速，節省泵的廠用電率；由於循
環水的溫度已經在封閉的表面式熱交換器冷卻，從而可以減少水和空氣的 接觸，降低蒸發過程中水的浪費。
3) 對於間接空冷機組的冷卻系統由於循環水溫度已經在封閉的表 面式熱交換器冷卻，從而可以降低空冷島軸流風機強制通風的流速，節省 飛機的廠用電率；由於循環水的溫度已經在封閉的表面式熱交換器冷卻， 從而可以降低空冷島軸流風機強制通風的流速，減少了空冷島軸流風機的 噪音；由於大量熱風通過封閉的表面式熱交換器進入鍋爐內部助燃後，從 鍋爐的煙窗排向大氣，從而避免了熱風再回流。
4) 對於直接空冷機組的冷卻系統由於汽輪機尾部排出乏汽溫度已 經在封閉的表面式熱交換器冷卻，從而可以降低空冷島軸流風機強制通風 的流速，節省飛機的廠用電率；由於汽輪機尾部排出乏汽溫度已經在封閉 的表面式熱交換器冷卻，從而可以降低空冷島軸流風機強制通風的流速， 減少了空冷島軸流風機的噪音；由於大量熱風通過封閉的表面式熱交換器 進入鍋爐內部助燃後，從鍋爐的煙窗排向大氣，從而避免了熱風再回流。
5) 鍋爐送風機的機械風通過封閉的表面式熱交換器加熱升溫後再送 入鍋爐的氣預熱器入口供鍋爐燃燒利用。這個過程是利用汽輪機尾部排出 乏汽的熱能來加熱鍋爐送風溫度，使鍋爐效率提高，相當於將汽輪機排汽 冷凝熱回收再利用給鍋爐。鍋爐送風溫度的提高，可以降低鍋爐的發電煤 耗，提高了火力發電廠的整體經濟效率，使發電廠總體熱能利用率達到 60%-65% 。
圖1為本實用新型實施例一的結構示意圖； 圖2為本實用新型實施例二的結構示意圖； 圖3為本實用新型實施例三的結構示意圖。
具體實施方式
實施例一 一種直接利用發電廠汽輪機排汽冷凝熱的裝置，包括冷卻 器7、鍋爐送風機10、鍋爐空氣預熱器12以及連接它們之間的管道，如 圖1所示有一換熱器5通過管道連接在上述冷卻器7與鍋爐送風機10200920144188. 之間，所述冷卻器7為空冷島，該換熱器5為鍋爐暖風器。
如圖l所示汽輪機低壓缸排氣直接進入鍋爐暖風器5 ，空氣與蒸汽
間進行表面熱交換，凝結後經過連接管道回收進入凝結水疏水連通管，一
部分未凝結蒸汽經過連接管道進入空冷島7空氣與蒸汽間進行表面熱交 換，蒸汽凝結後再經連接管道回收進入凝結水泵入口，所需冷卻空氣，通 常由機械通風方式供應。鍋爐送風系統是由大氣引入鍋爐送風機入口經過 鍋爐送風機10將鍋爐助燃風通過連接管道送入鍋爐暖風器5，空氣與熱循 環水間進行表面熱交換，升溫後的熱空氣進入鍋爐空氣預熱器12加熱使 用。
該裝置適合現直接空冷機組的節能減排技術改造，也可以作為新工程 的設計方案。工程改造成本低，只需要增加安裝一個表面式換熱器；效果 明顯，汽輪機低壓缸排氣經過鍋爐暖風器冷卻後，可以凝結大部分蒸汽， 少部分未凝結蒸汽經過連接管道進入空冷島大量節約廠用電，另外鍋爐送 風經過鍋爐暖風器加熱後升溫，使發電廠總體熱能利用率達到60%-65%; 運行安全性能高，安裝時可加設旁路系統，方便在機組運行中檢修鍋爐暖 風器。
實施例二 一種直接利用發電廠汽輪機排汽冷凝熱的裝置，包括冷卻
器7、送風機10以及連接它們之間的管道，如圖2所示有一換熱器5 通過管道連接在上述冷卻器7與送風機10之間，有一循環水泵l的出水 端通過管道依次與一凝汽器3和換熱器5相連，'循環水泵1的進水端通過 管道與所述冷卻器7相連，所述冷卻器7為空冷島，換熱器5為鍋爐暖風
器o
如圖2所示循環水泵1通過連接管道將循環水打至表面式凝汽器3
水側入口，與汽輪機排汽間接換熱後溫度升高至45X:後，經過連接管道將 熱循環水打至鍋爐暖風器5的循環水側入口 ，空氣與熱循環水間進行表面 熱交換，熱循環水降溫至35"C後再經過連接管道進入空冷島7熱循環水流 經填料表面時形成水膜和空氣進行熱交換，高溼度高晗值的熱風從頂部抽 出，冷卻水滴入底盆內，經連接管道流入循環水泵入口，反覆循環。鍋爐 送風系統是由大氣引入鍋爐送風機入口經過鍋爐送風機10將鍋爐助燃風 通過連接管道送入鍋爐暖風器5，空氣與熱循環水間進行表面熱交換，升溫後的熱空氣進入鍋爐空氣預熱器12加熱使用。
該裝置適合現溼冷機組的節能減排技術改造；工程改造成本低，只需 要增加安裝一個表面式換熱器；效果明顯，循環水經過鍋爐暖風器冷卻後， 可以大量降低循環水的流速，大量減少循環水的蒸發流失，另外鍋爐送風 經過鍋爐暖風器加熱後升溫，使發電廠總體熱能利用率達到60%-65%;運 行安全性能高，安裝時可加設旁路系統，方便在機組運行中檢修鍋爐暖風 器。
實施例三 一種直接利用發電廠汽輪機排汽冷凝熱的裝置，包括冷卻 器7、送風機10以及連接它們之間的管道，如圖3所示有一換熱器5 通過管道連接在上述冷卻器7與送風機10之間，有一循環水泵l的出水 端通過管道依次與一凝汽器3和換熱器5相連，循環水泵1的進水端通過 管道與所述冷卻器7相連，冷卻器7為冷卻塔，換熱器5為鍋爐暖風器。
如圖3所示循環水泵1通過連接管道將循環水打至表面式凝汽器3 水側入口，與汽輪機排汽間接換熱後溫度升高至45t:後，經過連接管道將 熱循環水打至鍋爐暖風器5的循環水側入口，空氣與熱循環水間進行表面 熱交換，熱循環水降溫至35-C後再經過連接管道進入冷卻塔7熱水送入由 翅片管束組成的冷卻器管內，由翅片管外側的空氣進行冷卻後經連接管道 流入循環水泵入口，熱風排向大氣，反覆循環。鍋爐送風系統是由大氣引 入鍋爐送風機入口經過鍋爐送風機10將鍋爐助燃風通過連接管道送入鍋 爐暖風器5，空氣與熱循環水間進行表面熱交換，升溫後的熱空氣進入鍋 爐空氣預熱器12加熱使用。
該裝置適合現間接空冷機組的節能減排技術改造，也可以作為新工程 的設計方案。工程改造成本低，只需要增加安裝一個表面式換熱器；效果 明顯，循環水經過鍋爐暖風器冷卻後，可以大量降低循環水的流速，大量 節約廠用電，另外鍋爐送風經過鍋爐暖風器加熱後升溫，使發電廠總體熱 能利用率達到60%-65%;運行安全性能高，安裝時可加設旁路系統，方便 在機組運行中檢修鍋爐暖風器。
權利要求1.一種直接利用發電廠汽輪機排汽冷凝熱的裝置，包括冷卻器(7)、鍋爐送風機(10)、鍋爐空氣預熱器(12)以及連接它們之間的管道，其特徵在於有一換熱器(5)通過管道連接在上述冷卻器(7)與鍋爐送風機(10)之間。
2. 如權利要求1所述的直接利用發電廠汽輪機排汽冷凝熱的裝置，其特徵在於有一循環水泵(1 )的出水端通過管道依次與一凝汽器(3 )和所述換熱器(5)相連，循環水泵(1 )的進水端通過管道與所述冷卻器(7 )相連。
3. 如權利要求1或2所述的直接利用發電廠汽輪機排汽冷凝熱的裝置，其特徵在於所述冷卻器(7 )為冷卻塔。
4. 如權利要求1所述的直接利用發電廠汽輪機排汽冷凝熱的裝置，其特徵在於所述冷卻器(7)為空冷島。
5. 如權利要求1所述的直接利用發電廠汽輪機排汽冷凝熱的裝置，其特徵在於所述換熱器(5 )為鍋爐暖風器。
專利摘要本實用新型涉及一種發電廠汽輪機系統的節能裝置，尤其是涉及一種直接利用發電廠汽輪機排汽冷凝熱的裝置，包括冷卻器、鍋爐送風機、鍋爐空氣預熱器以及連接它們之間的管道，其特徵在於有一換熱器通過管道連接在上述冷卻器與鍋爐送風機之間；有一循環水泵的出水端通過管道依次與一凝汽器和換熱器相連，循環水泵的進水端通過管道與所述冷卻器相連；本實用新型結構簡單獨特、可以降低鍋爐的發電煤耗、提高了火力發電廠的整體經濟效率、使發電廠總體熱能利用率提高。
文檔編號F01K17/06GK201412195SQ200920144188
公開日2010年2月24日 申請日期2009年6月17日 優先權日2009年6月17日
發明者趙永權, 閆麗芬 申請人:趙永權