雙背壓凝汽器多級蒸汽噴射器抽真空系統的製作方法

2023-04-26 00:11:01 3

雙背壓凝汽器多級蒸汽噴射器抽真空系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種雙背壓凝汽器多級蒸汽噴射器抽真空系統，包括：汽輪機(1)、第一凝汽器(2)、第二凝汽器(3)、低壓凝汽器熱井(4)、動力蒸汽穩壓源(6)、排氣消音器(10)、第一蒸汽噴射器(11)、第二蒸汽噴射器(12)、第三蒸汽噴射器(13)、蒸汽冷凝器(14)、水環真空泵(15)，和設置於上述各個部件之間的多個控制閥和管路。該系統採用設置兩臺蒸汽噴射器對高低壓側進行分別抽吸，蒸汽噴射器採用高壓蒸汽為動力，出力穩定，能夠維持凝汽器的最佳真空，而且無需廠用電。蒸汽噴射器為靜設備，幾乎為「零維護」。加設蒸汽噴射器系統後，提高了水環真空泵的入口壓力，改善了水環真空泵的工作環境，延長了水環真空泵的使用壽命。
【專利說明】雙背壓凝汽器多級蒸汽噴射器抽真空系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種發電廠內的抽真空系統，尤其是涉及一種雙背壓凝汽器多級蒸汽噴射器抽真空系統。
【背景技術】
[0002]凝汽器是發電廠最重要的設備之一，凝汽器背壓對汽輪機發電機組運行的經濟性有重要影響，凝汽式汽輪發電機組凝汽器真空的好壞，直接影響發電廠汽輪機的經濟運行。影響凝汽器真空的因素很多，包括與凝汽器真空相關的系統設計布置，該設計布置影響凝汽器真空的好壞。多個凝汽器具有降低汽輪機組熱耗率、減少冷卻面積和冷卻水量，改善凝汽器布置等優點，各凝汽器的背壓值是在給定的汽輪機組熱力特性、循環水溫、循環水量、換熱系統等條件下，通過技術經濟比較確定的。在實際運行時，各凝汽器的最佳背壓值也是隨著機組負荷、循環水溫和水量、凝汽器清潔程度等因素而隨時改變，而最佳背壓值要通過對汽輪機和凝汽器的相關熱力參數進行計算才能得出。
[0003]目前，多數機組的凝汽器為雙背壓設計，圖1顯示了一種現有技術的雙背壓設計方案。其中抽汽系統是把高壓凝汽器201、低壓凝汽器101的抽汽管路並聯起來通過同一根母管與三個並聯的真空泵801相連接。這樣，母管的均壓作用會使高壓凝汽器201和低壓凝汽器101的抽汽管阻力趨於相等。由於凝汽器壓力差的原因，必然是高壓凝汽器201的抽汽管路抽汽量增加，低壓凝汽器101的抽汽管路抽汽量受限，兩條抽汽管路阻力達到一個平衡狀態，因此，在真空嚴密性較好的情況下，高壓凝汽器201和低壓凝汽器101的壓力會基本相同，其壓力接近於高壓凝汽器201的壓力，無法實現理想的雙背壓運行。為解決這一問題，圖2顯示了另一種現有技術的雙背壓設計方案，其中部分機組將高壓凝汽器201和低壓凝汽器101的抽空氣管路301、401與真空泵801分別連接，這樣雖然實現機組的雙背壓運行，但存在以下三個問題:一、機組運行的安全性下降，一般600MW以上機組配三臺真空泵，1-2臺真空泵運行，其餘備用，當一臺真空泵與一臺凝汽器連接時，當真空泵故障時無備用泵，易造成事故擴大；二、機組的經濟性不能保持最佳狀態，當循環水溫度較低時，低壓凝汽器會超過極限真空，高壓凝汽器真空偏低，使得兩側都不能在最佳真空下運行。三、真空泵之間的負荷分配不靈活，一臺真空泵對應一臺凝汽器，當真空泵出力下降或某一側凝汽器真空嚴密性較差時，無法將負荷轉移給其它真空泵，也會造成凝汽器壓力的升高。
[0004]還有一些包括600MW及以上凝汽式汽輪發電機組的發電廠，其凝汽式汽輪發電機組採用的雙背壓凝汽器，通常具有單母管雙吸真空泵抽真空系統或雙母管單吸真空泵抽真空系統。單母管雙吸真空泵抽真空系統能節約用電，但是對凝汽器的平均真空有一定的影響；雙母管單吸真空泵抽真空系統不影響凝汽器的平均真空，但是其系統複雜，採用四臺真空泵，必須兩臺真空泵同時運行，增加投資及用電費用。為了克服該問題，現有技術還提供了一種雙背壓凝汽器的抽真空系統，即雙母管雙吸真空泵的抽真空系統，這是在凝汽器至水環真空泵之間設置雙母管的抽真空系統。但是採用水環真空泵作為抽吸設備存在下面的缺點:[0005]一、水環真空泵以水作為工作液，工作液的溫度受冷卻水(循環水或開始水)的控制，冷卻水溫度受到氣候條件影響，溫度變化較大，特別是夏天，循環水溫度可能達到三十多度，再加上一定的傳熱溫差，工作液溫度有可能達到四十多度，在真空下工作液大量汽化造成真空泵氣蝕並產生高噪音，抽氣能力下降，無法維持凝汽器最低真空，嚴重影響了機組的經濟性和安全運行。
[0006]二、直接使用水環真空泵抽吸，其入口壓力較低，工作環境較差，接近水環真空泵的極限工況壓力，水環真空泵內部壓縮比大，葉片承受的壓差較大，振動較高，使得水環真空泵的使用壽命受到影響。
[0007]因此，需要提出一種凝汽器的雙背壓設計方案，以解決上述問題。
實用新型內容
[0008]本實用新型提供了一種雙背壓凝汽器多級蒸汽噴射器抽真空系統，其採用設置兩臺蒸汽噴射器對高低壓側進行分別抽吸，可以解決上述問題。
[0009]本實用新型提供了一種雙背壓凝汽器多級蒸汽噴射器抽真空系統，所述抽真空系統包括:汽輪機、第一凝汽器、第二凝汽器、低壓冷凝器熱井、動力蒸汽穩壓源、第一蒸汽噴射器、第二蒸汽噴射器、蒸汽冷凝器、第一水環真空泵、第二水環真空泵、第三水環真空泵，和設置於上述各個部件之間的多個控制閥和管路，其中
[0010]汽輪機的出口同時與第一凝汽器和第二凝汽器的入口相連；
[0011]第一蒸汽噴射器的第一入口連接動力蒸汽穩壓源，第一蒸汽噴射器的第二入口連接第一凝汽器，第一蒸汽噴射器的第一出口連接蒸汽冷凝器；
[0012]第二蒸汽噴射器的第一入口連接動力蒸汽穩壓源，第二蒸汽噴射器的第二入口連接第二凝汽器，第二蒸汽噴射器的第一出口連接蒸汽冷凝器；
[0013]蒸汽冷凝器的第一入口連接冷卻水入口，蒸汽冷凝器的第一出口連接冷卻水出口，蒸汽冷凝器的第二出口連接第一水環真空泵的第一入口，蒸汽冷凝器的第三出口連接低壓凝汽器熱井；
[0014]第一水環真空泵的第一入口連接蒸汽冷凝器的第二出口，第一水環真空泵的第一出口排大氣；
[0015]第二水環真空泵的第一入口連接蒸汽冷凝器第二出口，第二水環真空泵的第一出口排大氣；
[0016]第三水環真空泵的第一入口連接蒸汽冷凝器第二出口，第三水環真空泵的第一出口排大氣；
[0017]第一水環真空泵、第二水環真空泵、第三水環真空泵並聯連接。
[0018]根據本實用新型所述的雙背壓凝汽器多級蒸汽噴射器抽真空系統，其中
[0019]在第一凝汽器和第一蒸汽噴射器的第二入口之間設置有第一蒸汽噴射器的吸氣口閥門；
[0020]在第二凝汽器和第二蒸汽噴射器的第二入口之間設置有第二蒸汽噴射器的吸氣口閥門。
[0021]根據本實用新型所述的雙背壓凝汽器多級蒸汽噴射器抽真空系統，其中
[0022]在動力蒸汽穩壓源和第一蒸汽噴射器的第一入口之間設置有第一蒸汽噴射器的動力蒸汽入口閥；
[0023]在動力蒸汽穩壓源和第二蒸汽噴射器的第一入口之間設置有第二蒸汽噴射器的動力蒸汽入口閥。
[0024]根據本實用新型所述的雙背壓凝汽器多級蒸汽噴射器抽真空系統，其中
[0025]所述抽真空系統還包括設置在動力蒸汽穩壓源之前的動力蒸汽入口隔離閥。
[0026]根據本實用新型所述的雙背壓凝汽器多級蒸汽噴射器抽真空系統，其中
[0027]在蒸汽冷凝器和低壓凝汽器熱井之間設置有蒸汽冷凝器的冷凝液排液閥。
[0028]根據本實用新型所述的雙背壓凝汽器多級蒸汽噴射器抽真空系統，其中
[0029]在第一、第二和第三水環泵和蒸汽冷凝器第二出口之間的管路上設置有蒸汽冷凝器的排氣閥門。
[0030]本實用新型所述的雙背壓凝汽器多級蒸汽噴射器抽真空系統，其中:
[0031]在蒸汽冷凝器和低壓凝汽器熱井之間設置有蒸汽冷凝器的冷凝液排液閥；
[0032]本實用新型所述的雙背壓凝汽器多級蒸汽噴射器抽真空系統，採用高壓側蒸汽噴射器及低壓側蒸汽噴射器分別對高背壓側凝汽器和低背壓側凝汽器抽吸，維持兩臺凝汽器的最低背壓。高壓側蒸汽噴射器及低壓側蒸汽噴射器公用一臺冷凝器。採用動力蒸汽穩壓源，穩壓源系統由壓力變送器、進汽調節閥，壓力緩衝罐組成。實現穩定入口壓力，為蒸汽噴射器提高穩定的動力，保證蒸汽噴射器穩定出力。另外，壓力緩衝罐底部設有自動疏水閥，避免動力蒸汽中夾雜的液態水進入蒸汽噴射器而鎖壞動力噴嘴。
[0033]本實用新型所述的雙背壓凝汽器多級蒸汽噴射器抽真空系統採用設置兩臺蒸汽噴射器對高低壓側進行分別抽吸，蒸汽噴射器採用高溫蒸汽為動力，出力穩定，能夠維持凝汽器的最佳真空；不會像水環真空泵一樣，出力隨著外界水溫的變化而變化，蒸汽噴射器採用高溫蒸汽為動力，無需廠用電。加設蒸汽噴射器之後，只運行一臺水環真空泵即可滿足系統的要求，水環真空泵由原先的2用I備，轉成I用2備，可節省I臺水環真空泵的耗電量。蒸汽噴射器為靜設備，幾乎為「零維護」。加設蒸汽噴射器系統後，提高了水環真空泵的入口壓力，改善了水環真空泵的工作環境，並且大大延長了水環真空泵的使用壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]下面將參考附圖對根據本實用新型的構思的【具體實施方式】做進一步地詳細解釋，其中:
[0035]圖1顯示了一種現有技術的雙背壓設計方案；
[0036]圖2顯示了另一種現有技術的雙背壓設計方案；
[0037]圖3顯示根據本實用新型的雙背壓凝汽器多級蒸汽噴射器抽真空系統的設計方案。
[0038]圖中的附圖標記注釋如下:
[0039]1、汽輪機
[0040]2、第一凝汽器
[0041]3、第二凝汽器
[0042]4、低壓凝汽器熱井
[0043]5、動力蒸汽的入口隔離閥[0044]6、動力蒸汽穩壓源
[0045]7、第二蒸汽噴射器的動力蒸汽入口閥
[0046]8、第一蒸汽噴射器的動力蒸汽入口閥
[0047]9、第一蒸汽噴射器吸氣口閥門
[0048]10、第二蒸汽噴射器吸氣口閥門
[0049]11、第一蒸汽噴射器
[0050]111、第一蒸汽噴射器的第一入口
[0051]112、第一蒸汽噴射器的第二入口
[0052]113、第一蒸汽噴射器的第一出口
[0053]12、第二蒸汽噴射器
[0054]121、第二蒸汽噴射器的第一入口
[0055]122、第二蒸汽噴射器的第二入口
[0056]123、第二蒸汽噴射器的第一出口
[0057]13、蒸汽冷凝器
[0058]131、蒸汽冷凝器的第一入口
[0059]132、蒸汽冷凝器的第一出口
[0060]133、蒸汽冷凝器的第二出口
[0061]134、蒸汽冷凝器的第三出口
[0062]14、蒸汽冷凝器的排氣閥門
[0063]15、蒸汽冷凝器的冷凝液排液閥
[0064]16、第二凝汽器的來氣管線隔離閥
[0065]17、第一凝汽器的來氣管線隔離閥
[0066]18、第一水環真空泵
[0067]181、第一水環真空泵的第一入口
[0068]182、第一水環真空泵的第一出口
[0069]19、第二水環真空泵
[0070]20、第三水環真空泵
【具體實施方式】
[0071]下面將結合本申請的附圖，在參考本實用新型構思的情況下，對【具體實施方式】進行解釋。
[0072]參考圖3，在本實用新型的雙背壓凝汽器多級蒸汽噴射器抽真空系統中，汽輪機I的出口同時與第一凝汽器2 (也稱為高壓側凝汽器)和第二凝汽器3 (也稱為低壓側凝汽器)的入口相連。
[0073]第一蒸汽噴射器11的第一入口 111連接動力蒸汽穩壓源6，第一蒸汽噴射器11的第二入口 112連接第一凝汽器2，第一蒸汽噴射器的第一出口 113連接蒸汽冷凝器13。
[0074]第二蒸汽噴射器12的第一入口 121連接動力蒸汽穩壓源6，第二蒸汽噴射器12的第二入口 122連接第二凝汽器3，第二蒸汽噴射器的第一出口 123連接蒸汽冷凝器13。
[0075]蒸汽冷凝器13的第一入口 131連接冷卻水入口，蒸汽冷凝器13的第一出口 132連接冷卻水出口，蒸汽冷凝器13的第二出口 133連接第一水環真空泵第一入口 181，蒸汽冷凝器13的第三出口 134連接第二凝汽器熱井4。
[0076]第一水環真空泵18的第一入口 181連接蒸汽冷凝器第二出口 133，第一水環真空泵18的第一出口 182排大氣。第二水環真空泵19的第一入口連接蒸汽冷凝器第二出口133，第二水環真空泵19的第一出口排大氣，第三水環真空泵20的第一入口連接蒸汽冷凝器第二出口 133，第三水環真空泵20的第一出口排大氣；第一水環真空泵18、第二水環真空泵19、第三水環真空泵20並聯聯接。
[0077]在第一凝汽器2和第一蒸汽噴射器11的第二入口 112之間設置有第一蒸汽噴射器的吸氣口閥門9 ;在第二凝汽器3和第二蒸汽噴射器12的第二入口 122之間設置有第二蒸汽噴射器的吸氣口閥門10。
[0078]在動力蒸汽穩壓源6和第一蒸汽噴射器11的第一入口 111之間設置有第一蒸汽噴射器的動力蒸汽入口閥8 ;在動力蒸汽穩壓源6和第二蒸汽噴射器12的第一入口 121之間設置有第二蒸汽噴射器的動力蒸汽入口閥7。
[0079]所述抽真空系統還包括設置在動力蒸汽穩壓源6之前的動力蒸汽入口隔離閥5。
[0080]在蒸汽冷凝器13和低壓凝汽器熱井4之間設置有蒸汽冷凝器的冷凝液排液閥15。
[0081]在第一、第二和第三水環泵18、19、20和蒸汽冷凝器第二出口 133之間的管路上設置有蒸汽冷凝器的排氣閥門14。
[0082]本實用新型的雙背壓凝汽器多級蒸汽噴射器抽真空系統的運行情況如下:
[0083](I)汽輪機I將做功後廢蒸汽排到第一、第二凝汽器2、3，凝汽器將廢蒸汽冷凝，冷凝液收集到熱井。剩餘的不凝結氣體需要由設置的蒸汽噴射器抽真空系統排出。
[0084](2)水環真空泵運行:凝汽器2、3系統投運前需將裡面的大量空氣排出建立真空環境，此時需要運行3臺水環真空泵18、19、20。打開第一凝汽器的來氣管線隔離閥17、第二凝汽器的來氣管線隔離閥16，其他閥門關閉。經過三臺液環真空泵的預抽真空後，汽輪機和凝汽器投入運行。
[0085](3)第一蒸汽噴射器運行:打開第一蒸汽噴射器動力蒸汽入口閥8，第二蒸汽噴射器動力蒸汽入口閥7，第一蒸汽噴射器吸氣口閥門9，第二蒸汽噴射器吸氣口閥門10;關閉第一凝汽器的來氣管線隔離閥17、第二凝汽器的來氣管線隔離閥16。投運第一蒸汽噴射器12，第二蒸汽噴射器13。
[0086]動力蒸汽通過動力蒸汽穩壓源6經由第一蒸汽噴射器第一入口 111進入第二蒸汽噴射器11，通過第一蒸汽噴射器的內部噴嘴形成超音速氣流建立內部真空環境抽吸進入第一蒸汽噴射器第二入口 112的氣體。第一蒸汽噴射器第二入口 112連接高壓凝汽器2，使得凝汽器的不凝氣不斷抽出維持真空。第一蒸汽噴射器通過第一出口 113將混合氣體排到蒸汽冷凝器13。
[0087]第二蒸汽噴射器運行:動力蒸汽通過動力蒸汽穩壓源6經由第二蒸汽噴射器第一入口 121進入第二蒸汽噴射器12，通過第二蒸汽噴射器的內部噴嘴形成超音速氣流建立內部真空環境抽吸進入第二蒸汽噴射器第二入口 122的氣體。第二蒸汽噴射器第二入口 122連接低壓凝汽器3，使得凝汽器的不凝氣不斷抽出維持真空。第二蒸汽噴射器通過第一出口123將混合氣體排到蒸汽冷凝器13。
[0088]蒸汽冷凝器13運行:冷卻水通過第一入口 131蒸汽冷凝器將來自第一、第二蒸汽噴射器排出的混合氣體冷卻，冷凝水通過第三出口 134回流到熱井4，循環利用。剩餘的少量不可冷凝的氣體，第二出口 1343排大氣，冷卻水通過一出口 132排到冷卻水系統。
[0089]水環真空泵運行:停運水環真空泵19、20，只運行水環真空泵18，水環真空泵18通過第一入口 181抽吸來自蒸汽冷凝器13的不可凝氣體，通過水環真空泵的壓縮將氣體通過第一出口 182排到大氣。
[0090]本實用新型的雙背壓凝汽器多級蒸汽噴射器抽真空系統，具有如下優點:
[0091]1、採用設置2臺蒸汽噴射器對高低壓側進行分別抽吸。蒸汽噴射器採用高溫蒸汽為動力，出力穩定，能夠維持凝汽器的最佳真空；不會像水環真空泵一樣，出力隨著外界水溫的變化而變化。
[0092]2、蒸汽噴射器採用高溫蒸汽為動力，無需廠用電。
[0093]3、蒸汽噴射器為靜設備，幾乎為「零維護」。
[0094]4、加設蒸汽噴射器系統後，提高了水環真空泵的入口壓力，改善了水環真空泵的工作環境，而且延長了水環真空泵的使用壽命。
[0095]顯而易見的是，本領域技術人員可以對公開的抽真空系統作出不同的修改和變化。在考慮本文中公開的抽真空系統的說明書和慣例的情況下，本領域技術人員可以顯而易見地得到其他實施例，這樣的修改、變化和得到的其他實施例仍然應當認為包括在本實用新型的保護範圍內。應當理解到的是，說明書和實施例僅僅被認為是示例性的，其真實的保護範圍由權利要求限定。
【權利要求】
1.一種雙背壓凝汽器多級蒸汽噴射器抽真空系統，所述抽真空系統包括:汽輪機(I)、第一凝汽器(2)、第二凝汽器(3)、低壓冷凝器熱井(4)、動力蒸汽穩壓源(6)、第一蒸汽噴射器(11)、第二蒸汽噴射器(12)、蒸汽冷凝器(13)、第一水環真空泵(18)、第二水環真空泵(19)、第三水環真空泵(20)，和設置於上述各個部件之間的多個控制閥和管路； 其特徵在於: 汽輪機(I)的出口同時與第一凝汽器(2)和第二凝汽器(3)的入口相連； 第一蒸汽噴射器(11)的第一入口(111)連接動力蒸汽穩壓源(6)，第一蒸汽噴射器的第二入口(112)連接第一凝汽器(2)，第一蒸汽噴射器的第一出口(113)連接蒸汽冷凝器(13)； 第二蒸汽噴射器(12)的第一入口(121)連接動力蒸汽穩壓源(6)，第二蒸汽噴射器的第二入口(122)連接第二凝汽器(3)，第二蒸汽噴射器的第一出口(123)連接蒸汽冷凝器(13)； 蒸汽冷凝器(13)的第一入口(131)連接冷卻水入口，蒸汽冷凝器(13)的第一出口(132)連接冷卻水出口，蒸汽冷凝器(13)的第二出口(133)連接第一水環真空泵的第一入口(181)，蒸汽冷凝器(13)的第三出口(134)連接低壓凝汽器熱井(4)； 第一水環真空泵(18)的第一入口(181)連接蒸汽冷凝器的第二出口(133)，第一水環真空泵的第一出口(182)排大氣； 第二水環真空泵(19)的第一入口連接蒸汽冷凝器第二出口(133)，第二水環真空泵的第一出口排大氣； 第三水環真空泵(20)的第一入口連接蒸汽冷凝器第二出口(133)，第三水環真空泵(20)的第一出口排大氣； 第一水環真空泵(18)、第二水環真空泵(19)、第三水環真空泵(20)並聯連接。
2.根據權利要求1所述的雙背壓凝汽器多級蒸汽噴射器抽真空系統，其特徵在於: 在第一凝汽器(2)和第一蒸汽噴射器(11)的第二入口(112)之間設置有第一蒸汽噴射器的吸氣口閥門(9)； 在第二凝汽器(3)和第二蒸汽噴射器(12)的第二入口(122)之間設置有第二蒸汽噴射器的吸氣口閥門(10)。
3.根據權利要求2所述的雙背壓凝汽器多級蒸汽噴射器抽真空系統，其特徵在於: 在動力蒸汽穩壓源(6)和第一蒸汽噴射器(11)的第一入口(111)之間設置有第一蒸汽噴射器的動力蒸汽入口閥(8)； 在動力蒸汽穩壓源(6)和第二蒸汽噴射器(12)的第一入口(121)之間設置有第二蒸汽噴射器的動力蒸汽入口閥(7)。
4.根據權利要求3所述的雙背壓凝汽器多級蒸汽噴射器抽真空系統，其特徵在於: 所述抽真空系統還包括設置在動力蒸汽穩壓源(6)之前的動力蒸汽入口隔離閥(5)。
5.根據權利要求4所述的雙背壓凝汽器多級蒸汽噴射器抽真空系統，其特徵在於: 在蒸汽冷凝器(13)和低壓凝汽器熱井(4)之間設置有蒸汽冷凝器的冷凝液排液閥(15)。
6.根據權利要求5所述的雙背壓凝汽器多級蒸汽噴射器抽真空系統，其特徵在於: 在第一、第二和第三水環泵(18、19、20)和蒸汽冷凝器第二出口(133)之間的管路上設置有蒸汽 冷凝器的排氣閥門(14)。
【文檔編號】F28B9/10GK203772051SQ201420174124
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年4月11日 優先權日:2014年4月11日
【發明者】張曙光 申請人:張曙光, 普瑞森能源科技(北京)有限公司