利用空冷器回收凝汽式機組潛熱的全封閉循環水系統的製作方法

2023-05-10 14:04:21

專利名稱：利用空冷器回收凝汽式機組潛熱的全封閉循環水系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及熱處理系統技術領域，特別是涉及一種利用空冷器回收凝汽式機組潛熱的全封閉循環水系統。
背景技術：
隨著社會的發展，人民生活水平的不斷提高，城市規模不斷增大，能耗也越來越大，同時一次性能源的日益枯竭，能源的供需矛盾日益突出。為了持續發展，國家對節能減排也越來越重視。電力是當今社會不可或缺的高級能源，現有的火力發電廠凝汽式機組使用表面式凝汽器，凝結蒸汽採用閉式或開式循環水系統。目前由於環保要求，新上機組基本採用閉式循環水系統，即循環水通過冷卻水塔來排放凝汽器的凝汽熱，然而冷卻水塔體積龐大，建造成本高。現有的開式循環水系統，利用水泵不斷地抽取江、河、海、湖等水源的水作為循環水，循環水進入凝汽器帶走蒸汽的熱能，然後排回水源，由於循環水水質較差，容易使循環水流經的管道、設備被腐蝕，凝汽器內部管壁結垢、滋生水生物，嚴重影響換熱效果。對於季節性蒸汽供暖機組，在提高了機組發電效率、降低了供電煤耗後，就可以使用戶以電取暖， 避免輸汽管道的建設和蒸汽高品質補水的流失。此外，上述兩種循環水系統都存在循環水質差、蒸汽凝結的循環水所帶走的熱能全部排向大氣或水體，不存在回收利用的事實。目前，火力發電廠的發電效率只有40%左右，這樣，近50%的熱量主要通過循環水排向大氣或者水體。大量的低溫熱能白白被循環水帶走，造成浪費和汙染，增加燃料的消耗。
發明內容本實用新型的目的是避免現有技術中的不足之處而提供一種換熱效果好，建造成本低且燃料消耗少的利用空冷器回收凝汽式機組潛熱的全封閉循環水系統。本實用新型為實現上述目的採用如下技術方案提供一種利用空冷器回收凝汽式機組潛熱的全封閉循環水系統，包括汽輪機和與汽輪機配合使用的鍋爐，所述汽輪機的排汽出口連接有凝汽器，還包括盛裝有處理後循環介質的匯水管、循環水泵、空冷器和分水管，所述凝汽器的循環水出水口與匯水管的進水口相連，所述匯水管的出水口與循環水泵的進水口相連，所述循環水泵的出水口與空冷器的進水口相連，所述空冷器的出水口與分水管的進水口相連，所述分水管的出水口與凝汽器的循環水進水口與相連，所述空冷器通過送風機與鍋爐連接。進一步地，所述匯水管內的循環介質為除鹽水。更進一步地，所述除鹽水為一級除鹽水、二級除鹽水或高純水。以上的，還包括有製冷器，所述製冷器包括凝結器和蒸發器，所述凝結器設置於空冷器與循環水泵之間，所述蒸發器設置於空冷器與分水管之間。進一步地，所述製冷器為空調。[0012]優選地，所述製冷器為熱泵。其中，所述分水管的出水口連接有工業水系統，所述工業水系統的出水口與匯水管的進水口相連。其中，所述分水管與空冷器之間設置有測溫器。其中，所述凝汽器為表面式凝汽器。本實用新型的有益效果本實用新型包括汽輪機和與汽輪機配合使用的鍋爐，所述汽輪機的排汽出口連接有凝汽器，還包括盛裝有處理後循環介質的匯水管、循環水泵、空冷器和分水管，所述凝汽器的循環水出水口與匯水管的進水口相連，所述匯水管的出水口與循環水泵的進水口相連，所述循環水泵的出水口與空冷器的進水口相連，所述空冷器的出水口與分水管的進水口相連，所述分水管的出水口與凝汽器的循環水進水口與相連，所述空冷器通過送風機與鍋爐連接；以匯水管內盛裝的處理後的循環介質代替工業水，確保循環介質水質純淨，有效避免循環介質流經的管道或設備被腐蝕、避免凝汽器內部管壁結垢、滋生水生物，且有利於避免凝汽器內漏汙染凝結水質，確保凝結效果好，從而有效保證換熱效果；送風機的送風與流經空冷器的循環介質進行熱交換，提高送風的溫度，從而加熱鍋爐燃燒所需要的空氣，煤等燃料消耗減少30%，實現回收汽輪機排向凝汽器的蒸汽凝結放出的熱能，滿足節能減排的要求。換熱降溫後的循環介質流到分水管，供給凝汽式機組等用戶循環使用，節約用水。空冷器相對比冷卻塔構造、維護簡單，體積小，連接管道短、消耗的金屬少，布置更容易，建造成本低。本系統全封閉正壓運行，改變循環介質水質以及通過空冷器和送風機換熱給鍋爐以達到回收汽輪機凝汽式機組潛熱的目的，具有結構簡單、建造成本低、換熱效果好、節能降耗且環境汙染少的特點。

利用附圖對本實用新型作進一步說明，但附圖中的實施例不構成對本實用新型的任何限制。圖1是本實用新型利用空冷器回收凝汽式機組潛熱的全封閉循環水系統的實施例一的結構示意圖。圖2是本實用新型利用空冷器回收凝汽式機組潛熱的全封閉循環水系統的實施例二的結構示意圖。在圖1和圖2中包括有1—汽輪機2——一凝汽器3——循環水泵[0022]4——匯水管5———鍋爐6——一分水管[0023]7——工業水系統8——一空冷器9——一送風機[0024]10—製冷器11—一凝結器12—一蒸發器。
具體實施方式
結合以下實施例對本實用新型作進一步描述。實施例一本實用新型的利用空冷器回收凝汽式機組潛熱的全封閉循環水系統如圖1所示， 它包括汽輪機1和與汽輪機1配合使用的鍋爐5，所述汽輪機1的排汽出口連接有凝汽器2，還包括盛裝有處理後循環介質的匯水管4、循環水泵3、空冷器8和分水管6，所述凝汽器 2的循環水出水口與匯水管4的進水口相連，所述匯水管4的出水口與循環水泵3的進水口相連，所述循環水泵3的出水口與空冷器8的進水口相連，所述空冷器8的出水口與分水管 6的進水口相連，所述分水管6的出水口與凝汽器2的循環水進水口與相連，所述空冷器8 通過送風機9與鍋爐5連接。使用時，先將處理後的循環介質通過匯水管4經循環水泵3加壓後，通過空冷器8 然後進入分水管6，循環介質流過凝汽式機組的凝汽器2等用戶之後流回匯水管4，確保本系統的全封閉正壓運行，鍋爐5將煤等燃料的化學能轉化為蒸汽的熱能並提供給汽輪機1 發電，這些推動汽輪機1發電的蒸汽在通過汽輪機1做功發電後成為不能再做功的乏汽，凝汽器2將汽輪機1排出的乏汽冷凝成水，在循環水泵3的作用下，把冷凝蒸汽得到熱能的循環介質流至空冷器8，在送風機9的作用下，循環介質帶來的熱能通過空冷器8的管壁交換熱給空氣，送風機9將換熱後溫度升高的空氣吹到鍋爐5，從而實現利用空冷器8回收凝汽式機組吸收的潛熱並交換熱給送風機9的送風，從而加熱鍋爐5燃燒所需要的空氣，鍋爐 5利用已加熱的空氣與煤等燃料的化學能轉化為蒸汽的熱能，繼續提供給汽輪機1發電，循環利用；換熱後的水經過冷卻降溫後流到分水管6，供給凝汽器2使用，這些水流過凝汽器2 後在循環水泵3前的匯水管4匯合，如此循環即可實現本實用新型的全封閉正壓運行的循環水系統的潛熱回收和換熱。本實用新型的優點在於1、以處理後的循環介質作為本系統的水源，全系統的投入注水、補充水從處理後的水質純淨的水系統進入匯水管4，不需要設置二次濾網、衝洗凝汽器2的管道和設備，降低建造成本，有效避免循環介質流經的管道或設備被腐蝕、避免凝汽器2內部管壁結垢、滋生水生物，且有利於避免凝汽器2內漏汙染凝結水質，確保凝結效果好，從而有效保證換熱效果。此外，當凝汽器2內漏時，不需要排補大量的凝結水即可防止鍋爐5受熱面、汽輪機1葉片結垢或損壞，提高凝汽式機組的使用可靠性。循環水的水質純淨，使製造設備的金屬材料要求降低，節省投資，減少工業水系統7的冷卻器、水箱等的投資。2、送風機9的送風與流經空冷器8的循環介質進行熱交換，提高送風的溫度，從而加熱鍋爐5燃燒所需要的空氣，煤等燃料消耗減少30%，實現回收汽輪機1排向凝汽器2的循環水的潛熱，滿足節能減排的要求，以達到節能降耗的目的。另外，換熱降溫後的循環介質流到分水管6，給凝汽式機組或其他工業設備等用戶分水，節約用水，水量消耗少，經濟性能高，環境汙染少。3、利用空冷器8代替體積龐大、造價昂貴的冷卻水塔，有效降低建造成本，且空冷器8的構造、維護簡單，體積小，連接管道短、消耗的金屬少，布置更容易，投資成本低，經濟性好。4、本系統充分利用現有的設備，改變循環介質水質以及改變火力發電廠凝汽式機組的熱交換方式，將流經空冷器8的循環介質通過送風機9的送風換熱給鍋爐5，以達到回收汽輪機1凝汽式機組潛熱的目的，具有結構簡單、建造成本低、換熱效果好、節能降耗且環境汙染少的特點。另外，本系統是全封閉正壓運行，注水量充滿系統即可，水量消耗非常少。因為隔絕了汙染物、水質純淨、低壓運行，對系統、設備衝刷衝擊小、損壞少，正常維護情況下，維修、檢修就少，減少影響到機組啟、停、限出力等的內部因素，實用性強。[0033]作為一個優選的實施方式，本實施例的凝汽器2為表面式凝汽器。在表面式凝汽器中，與循環介質隔開的汽輪機1排出的乏汽在冷卻壁面上被冷凝成液體，便於循環介質把吸收乏汽的凝結放熱提供給空冷器8，從而實現熱交換，實用性強。表面式凝汽器有利於在汽輪機1的排汽處建立真空和維持真空、控制凝汽器2的熱水井水位，有利於汽輪機1做功發電，增強汽輪機1的使用效果。進一步地，凝汽器2和分水管6之間的連接管道設置有流量控制閥，便於根據汽輪機1排汽量的大小合理調節凝汽器2的循環水的進水量，從而方便將汽輪機1排出的乏汽冷凝成水，換熱效果理想，且有利於在汽輪機1的排汽出口形成穩定的真空環境，進一步增強本實用新型的換熱效果。本實施例的匯水管4內的循環介質為除鹽水。循環介質採用除鹽水，滿足凝汽器 2、鍋爐5的補水要求水質的要求，是保證凝汽器2的冷卻管道內壁潔淨的有效方法，有效避免凝汽器2內漏汙染凝結水質，避免循環水系統開口處外來汙染物進入，也是減少投資二次濾網、衝洗設備等設施和降低換熱熱阻的最佳辦法。另外，良好的水質使循環水達到或接近凝汽器2、鍋爐5所需補水水質，確保凝汽器2的凝結效果更好，能夠更好地控制凝結水溫在最佳範圍。進一步地，本實施例的除鹽水為一級除鹽水、二級除鹽水或高純水。除鹽水 (desalted water)，是指利用各種水處理工藝，除去懸浮物、膠體和無機的陽離子、陰離子等水中雜質後，所得到的成品水。通常將電導率小於5uS/cm (25°0、3102含量小於IOOug/ L的水稱為一級除鹽水，電導率小於0. 2us/cm(25°C ) ,SiO2含量小於20ug/L的水稱為二級除鹽水，電導率小於0. 2us/cm (25°C )，Cu,Fe,Na含量小於3ug/L, SiO2含量小於3ug/L的水稱為高純水或超純水。作為一個優選的實施方式，本實施例的除鹽水為一級除鹽水，一級除鹽水滿足凝汽器2、鍋爐5的補水要求水質的要求，確保本實用新型的換熱效果好。作為另一個優選方式，匯水管4內的循環介質為軟水。軟水(soft water)指的是不含或含較少可溶性鈣、鎂化合物的水。循環介質為軟水有利於減少凝汽器2管道等維修維護，減少投資二次濾網等設施，提高熱效率，保證凝汽器2的換熱效果，水質處理成本低。本實施例的分水管6的出水口連接有工業水系統7，所述工業水系統7的出水口與匯水管4的進水口相連。將循環介質與工業水合併，即工業水系統7各設備全部使用本系統的循環介質，循環介質通過匯水管4經循環水泵3加壓後，通過空冷器8然後進入分水管 6，循環介質流過工業水系統7之後流回匯水管4，循環介質對工業水系統7的用戶設備進行冷卻所帶走的熱量帶回匯水管4，通過空冷器8加熱鍋爐5燃燒所需要的空氣，實現回收工業水系統7通過循環介質冷卻設備後帶來的熱能，並交換熱給送風機9的送風，從而加熱鍋爐5燃燒所需要的空氣，鍋爐5利用已加熱的空氣與煤等燃料的化學能轉化為蒸汽的熱能， 繼續提供給汽輪機1發電，循環利用，節約用水、減少煤等燃料的消耗、降低對環境的汙染。 循環水與工業水系統7合併，是回收工業水系統7各用戶散熱產生的熱能的前提，當使用循環水壓力較低不能夠滿足工業水壓力時，可以在工業水系統7的分支處加裝工業水泵。本實施例的分水管6與空冷器8之間設置有測溫器。測溫器的設置有利於檢查通過空冷器8和送風機9換熱後的循環水的溫度，提高本實用新型的使用可靠性。優選地，本實施例的測溫器為溫度計，方便準確測量和讀取循環介質的溫度，成本低，操作簡單。實施例二[0041]如圖2所示，本實施例與實施例一的不同之處在於，本實施例還包括有製冷器10， 所述製冷器10包括凝結器11和蒸發器12，所述凝結器11設置於空冷器8與循環水泵3之間，所述蒸發器12設置於空冷器8與分水管6之間。當夏天較熱時，製冷器10的設置有利於對循環介質進一步地冷卻，使凝汽器2內真空能夠保持在最經濟狀態，而且製冷器10的凝結器11和蒸發器12分列在空冷器8兩側， 當流經空冷器8後的水溫度沒有達到凝汽式機組的需要時才啟動使用製冷器10，蒸發器12 所吸收的熱能通過凝結器11帶給循環水，再在空冷器8內交換給送風。在空冷器8的前、 後分別增加的製冷器10的凝結器11、蒸發器12是保證控制凝結水溫的關鍵，在夏天可以保證凝結水溫在最佳狀態，提高本實用新型的使用可靠性，實用性強。優選地，所述製冷器10為空調或熱泵。本實施例中，製冷器10為熱泵，熱泵是指將外界空氣(或循環水)中的熱量「泵」入溫度較高的室內的設備，當流經空冷器8後的水溫度較高不滿足凝汽式機組的需要時，啟動熱泵，即可將升溫後的水通過空冷器8換熱給送風，使流經蒸發器12後的水溫降至能夠滿足機組要求的經濟範圍，增強本實用新型的使用效果，設備成本低。本實施例其餘部分與實施例一相同，這裡不再贅述。最後應當說明的是，以上實施例僅用於說明本實用新型的技術方案而非對本實用新型保護範圍的限制，儘管參照較佳實施例對本實用新型作了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的實質和範圍。
權利要求1.一種利用空冷器回收凝汽式機組潛熱的全封閉循環水系統，包括汽輪機和與汽輪機配合使用的鍋爐，所述汽輪機的排汽出口連接有凝汽器，其特徵在於還包括盛裝有處理後循環介質的匯水管、循環水泵、空冷器和分水管，所述凝汽器的循環水出水口與匯水管的進水口相連，所述匯水管的出水口與循環水泵的進水口相連，所述循環水泵的出水口與空冷器的進水口相連，所述空冷器的出水口與分水管的進水口相連，所述分水管的出水口與凝汽器的循環水進水口與相連，所述空冷器通過送風機與鍋爐連接。
2.根據權利要求1所述的利用空冷器回收凝汽式機組潛熱的全封閉循環水系統，其特徵在於所述匯水管內的循環介質為除鹽水。
3.根據權利要求2所述的利用空冷器回收凝汽式機組潛熱的全封閉循環水系統，其特徵在於所述除鹽水為一級除鹽水、二級除鹽水或高純水。
4.根據權利要求1 3中任意一項所述的利用空冷器回收凝汽式機組潛熱的全封閉循環水系統，其特徵在於還包括有製冷器，所述製冷器包括凝結器和蒸發器，所述凝結器設置於空冷器與循環水泵之間，所述蒸發器設置於空冷器與分水管之間。
5.根據權利要求4所述的利用空冷器回收凝汽式機組潛熱的全封閉循環水系統，其特徵在於所述製冷器為空調。
6.根據權利要求4所述的利用空冷器回收凝汽式機組潛熱的全封閉循環水系統，其特徵在於所述製冷器為熱泵。
7.根據權利要求4所述的利用空冷器回收凝汽式機組潛熱的全封閉循環水系統，其特徵在於所述分水管的出水口連接有工業水系統，所述工業水系統的出水口與匯水管的進水口相連。
8.根據權利要求1所述的利用空冷器回收凝汽式機組潛熱的全封閉循環水系統，其特徵在於所述分水管與空冷器之間設置有測溫器。
9.根據權利要求1所述的利用空冷器回收凝汽式機組潛熱的全封閉循環水系統，其特徵在於所述凝汽器為表面式凝汽器。
專利摘要本實用新型涉及熱處理系統技術領域，特別涉及利用空冷器回收凝汽式機組潛熱的全封閉循環水系統，包括汽輪機和鍋爐，汽輪機與凝汽器連接，還包括盛裝有處理後循環介質的匯水管、循環水泵、空冷器和分水管，凝汽器的循環水出水口與匯水管的進水口相連，匯水管的出水口與循環水泵的進水口相連，循環水泵的出水口與空冷器的進水口相連，空冷器的出水口與分水管的進水口相連，分水管的出水口與凝汽器的循環水進水口與相連，空冷器通過送風機與鍋爐連接；以處理後的循環介質代替工業水，水質純淨，換熱效果好，送風機和空冷器連接，提高送風的溫度，加熱鍋爐燃燒所需要的空氣，有效減少燃料消耗，具有建造成本低、節能降耗且環境汙染少的特點。
文檔編號F01K17/06GK202202905SQ201120257368
公開日2012年4月25日 申請日期2011年7月20日 優先權日2011年7月20日
發明者李德軍 申請人:李德軍