一種采用板式蒸發(fā)冷凝器組的直接空冷機(jī)組系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種采用板式蒸發(fā)冷凝器組的直接空冷機(jī)組系統(tǒng)，包括低壓缸、空氣冷凝汽器以及板式蒸發(fā)冷凝器組；排汽管道還通過(guò)管道與板式蒸發(fā)冷凝器組的乏汽入口相連通，用于將汽輪機(jī)排出的一部分乏汽送入板式蒸發(fā)冷凝器組進(jìn)行冷卻；空氣冷凝汽器與板式蒸發(fā)冷凝器組各自的凝結(jié)水出口均通過(guò)管道與設(shè)置在低壓缸下方的凝結(jié)水箱相連通。本發(fā)明將汽輪機(jī)排汽通過(guò)與低壓缸相連的排汽管道引入空冷凝汽器進(jìn)行冷凝，同時(shí)在排汽管道上設(shè)置一條與板式蒸發(fā)冷凝器組乏汽入口相連通的管道，將一部分汽輪機(jī)乏汽引入板式蒸發(fā)冷凝器組進(jìn)行冷凝，減少進(jìn)入空冷凝汽器熱負(fù)荷，從而降低汽輪機(jī)排汽壓力。
【專利說(shuō)明】一種采用板式蒸發(fā)冷凝器組的直接空冷機(jī)組系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于熱能動(dòng)力工程、火力發(fā)電廠、直接空冷發(fā)電機(jī)組提高出力和節(jié)能降耗領(lǐng)域，具體涉及一種采用板式蒸發(fā)冷凝器組的直接空冷機(jī)組系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前已投運(yùn)的直接空冷機(jī)組，普遍存在夏季高溫時(shí)段運(yùn)行真空低、機(jī)組出力下降；運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性低，發(fā)電煤耗高等問(wèn)題?，F(xiàn)階段采取的措施主要是在空冷島上采用尖峰冷卻裝置。
[0003]尖峰冷卻裝置有兩種:
[0004]一種是蒸發(fā)冷卻，將霧化的除鹽水直接噴在換熱器表面，利用水汽化吸熱降低換熱器表面溫度，從而降低凝結(jié)水溫度、降低機(jī)組背壓。這種方法通常利用空冷凝汽器清洗裝置，在夏季高溫時(shí)段，對(duì)逐個(gè)空冷單元空氣側(cè)出口表面進(jìn)行噴淋除鹽水。由于空冷單元數(shù)量多，而噴淋降溫時(shí)，只能對(duì)每個(gè)單元逐次進(jìn)行，所以噴淋降溫對(duì)整個(gè)空冷凝汽器的性能提高作用不大。
[0005]另一種是噴霧冷卻，將霧化的除鹽水噴在空冷風(fēng)機(jī)的出口，利用水汽化吸熱降低散熱器進(jìn)氣溫度；另外沒(méi)有汽化的水滴依靠空氣流動(dòng)攜帶進(jìn)入散熱器表面吸熱；從而提高散熱器換熱性能，降低機(jī)組運(yùn)行背壓。
[0006]以上兩種技術(shù)均存在如下缺點(diǎn):
[0007]除鹽水浪費(fèi)大，冷卻水噴淋到大氣中，不能回收；使機(jī)組耗水率增大,增加運(yùn)行成本；
[0008]噴水后冷卻空氣濕度加大、散熱器翅片管表面濕度增加，使空氣中的灰塵更容易粘附在散熱器翅片管上，造成翅片管贓污程度加大，換熱效率下降；
[0009]除鹽水與空氣溫差較小，效果差。在較低的環(huán)境溫度下(春、秋季節(jié))，幾乎沒(méi)有效果O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的在于解決上述問(wèn)題，提供一種采用板式蒸發(fā)冷凝器組的直接空冷機(jī)組系統(tǒng)，該系統(tǒng)能更大的提高空冷凝汽器性能，降低機(jī)組運(yùn)行背壓，達(dá)到節(jié)能降耗的目的；同時(shí)降低機(jī)組發(fā)電水耗，消除現(xiàn)有技術(shù)所產(chǎn)生的運(yùn)行成本大及維護(hù)難等缺陷的直接空冷系統(tǒng)節(jié)能冷卻技術(shù)。
[0011]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:包括低壓缸、空氣冷凝汽器以及板式蒸發(fā)冷凝器組；低壓缸的排汽口與汽輪機(jī)的乏汽出口相連通，低壓缸通過(guò)排汽管道將乏汽輸送至空冷凝汽器的乏汽入口 ；排汽管道還通過(guò)管道與板式蒸發(fā)冷凝器組的乏汽入口相連通，用于將汽輪機(jī)排出的一部分乏汽送入板式蒸發(fā)冷凝器組進(jìn)行冷凝；空氣冷凝汽器與板式蒸發(fā)冷凝器組各自的凝結(jié)水出口均通過(guò)管道與設(shè)置在低壓缸下方的凝結(jié)水箱相連通。
[0012]所述的板式蒸發(fā)冷凝器包括殼體以及設(shè)置在殼體內(nèi)的板片換熱器組；殼體內(nèi)部通過(guò)除水器分為左右兩個(gè)腔室，其中一個(gè)腔室的頂部設(shè)置有軸流風(fēng)機(jī)；板片換熱器組設(shè)置在另一個(gè)腔室的上部；板片換熱器組的上方設(shè)置有噴淋水管，下方設(shè)置有填料塔；填料塔的下方設(shè)置有冷卻水池，冷卻水池通過(guò)循環(huán)水泵與噴淋水管相連通。
[0013]所述的循環(huán)水泵設(shè)置于進(jìn)風(fēng)口的外側(cè)。
[0014]所述的冷卻水池上開設(shè)有循環(huán)冷卻水補(bǔ)水入口，且補(bǔ)水入口處設(shè)置有浮球閥。
[0015]所述的凝結(jié)水箱的出水管道上依次設(shè)置有凝結(jié)水泵和軸封加熱器。
[0016]所述的板片換熱器組為能夠組裝或拆卸的若干單個(gè)板式蒸發(fā)冷凝器，這些單個(gè)的板式蒸發(fā)冷凝器通過(guò)蒸汽母管進(jìn)行依次分配。
[0017]所述的板式蒸發(fā)冷凝器的換熱板流道為波紋狀，且以規(guī)則的網(wǎng)點(diǎn)狀布置。
[0018]還包括用于同時(shí)抽取板片換熱器組上聚集的不凝結(jié)氣體以及空冷凝汽器內(nèi)部聚集空氣的真空泵；真空泵通過(guò)設(shè)置在空冷凝汽器內(nèi)的抽真空管道抽取空冷凝汽器內(nèi)部聚集的空氣。
[0019]所述板式蒸發(fā)冷凝器乏汽入口與排汽管道相連通的管道上還設(shè)置有用于控制進(jìn)入板式蒸發(fā)冷凝器組的乏汽的膨脹節(jié)、手動(dòng)調(diào)節(jié)閥以及電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。
[0020]所述的排汽管道上還設(shè)置有將排汽管道的蒸汽疏水輸送至凝結(jié)水箱的疏水管道。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0022]本發(fā)明將汽輪機(jī)排汽通過(guò)與低壓缸相連的排汽管道引入空冷凝汽器進(jìn)行冷凝，同時(shí)在排汽管道上設(shè)置一條與板式蒸發(fā)冷凝器組乏汽入口相連通的管道，將一部分汽輪機(jī)乏汽引入板式蒸發(fā)冷凝器組進(jìn)行冷凝，減少進(jìn)入空冷凝汽器熱負(fù)荷，從而降低汽輪機(jī)排汽壓力。
[0023]進(jìn)一步的，本發(fā)明板式蒸發(fā)冷凝器的換熱部分為由若干單個(gè)板式蒸發(fā)冷凝器組成的板片換熱器組，同時(shí)在板片換熱器組的上方設(shè)置噴淋水管，將冷卻水均勻噴淋在換熱板片的外表面，并使之形成一層很薄的均勻水膜，提高了板片換熱器組的換熱效率；另外，在板片換熱器組的上方設(shè)置了填料塔，吸熱后的冷卻水從板片換熱器組底部流出，進(jìn)入填料塔，填料塔對(duì)高溫冷卻水起到類似于噴霧的作用，使得高溫冷卻水進(jìn)一步冷卻，流入下方的冷卻水池。
[0024]進(jìn)一步的，本發(fā)明汽輪機(jī)乏汽進(jìn)入板片換熱器組的波紋換熱板流道內(nèi)，且換熱板流道程規(guī)則的網(wǎng)點(diǎn)狀布置，在整個(gè)流程中能使流體流態(tài)均勻，提高換熱效果。
[0025]進(jìn)一步的，本發(fā)明在板式蒸發(fā)冷凝器上設(shè)置軸流風(fēng)機(jī)，在軸流風(fēng)機(jī)的強(qiáng)勁引風(fēng)下，強(qiáng)化了空氣流動(dòng)，促進(jìn)板片表面水膜的蒸發(fā)，強(qiáng)化了乏汽的放熱；軸流風(fēng)機(jī)引風(fēng)形成的空氣自下而上與噴淋水形成逆流或者橫向流，從而形成交叉流動(dòng)，使得液膜與乏汽得以充分換熱，不斷蒸發(fā)為水蒸汽，被快速流動(dòng)的空氣流帶走，未蒸發(fā)的高溫冷卻水流過(guò)填料時(shí)被側(cè)面新風(fēng)再次冷卻，滴落在下部的集水盤內(nèi)，供水泵循環(huán)使用。
[0026]進(jìn)一步的，本發(fā)明在板式蒸發(fā)冷凝器的下方設(shè)置冷卻水池，通過(guò)循環(huán)水泵將冷卻水池內(nèi)的冷卻水引入噴淋水管循環(huán)使用，實(shí)現(xiàn)了水資源的循環(huán)利用，達(dá)到了節(jié)約資源環(huán)保的目的。
[0027]進(jìn)一步的，本發(fā)明板式蒸發(fā)冷凝器殼體的左右兩室中間裝有除水器，工作時(shí)能有效地實(shí)現(xiàn)氣液兩相的分離并控制飄水率。
[0028]進(jìn)一步的，本發(fā)明水盤內(nèi)設(shè)置浮球閥，當(dāng)水分不斷蒸發(fā)消耗，浮球閥就自動(dòng)打開， 補(bǔ)充冷卻水至正常水位。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1是本發(fā)明的整體系統(tǒng)示意圖。
[0030]其中，I為低壓缸；2為空氣冷凝汽器；3為排汽管道；4為凝結(jié)水箱；5為殼體；6為板片換熱器組；7為除水器；8為軸流風(fēng)機(jī)；9為噴淋水管；10為填料塔；11為冷卻水池；12為循環(huán)水泵；13為膨脹節(jié)；14為手動(dòng)調(diào)節(jié)閥；15為電動(dòng)調(diào)節(jié)閥；16為真空泵；17為凝結(jié)水泵；18為軸封加熱器；19為抽真空管道。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明:
[0032]參見(jiàn)圖1，本發(fā)明包括低壓缸1、空氣冷凝汽器2以及板式蒸發(fā)冷凝器組；低壓缸I的排汽口與汽輪機(jī)的乏汽出口相連通，低壓缸I通過(guò)排汽管道3將乏汽輸送至空冷凝汽器2的乏汽入口 ；排汽管道3還通過(guò)管道與板式蒸發(fā)冷凝器的乏汽入口相連通，用于將汽輪機(jī)排出的一部分乏汽送入板式蒸發(fā)冷凝器組進(jìn)行冷卻，板式蒸發(fā)冷凝器組乏汽入口與排汽管道3相連通的管道上還設(shè)置有用于控制進(jìn)入板式蒸發(fā)冷凝器的乏汽的膨脹節(jié)13、手動(dòng)調(diào)節(jié)閥14以及電動(dòng)調(diào)節(jié)閥15，排汽管道3上還設(shè)置有將排汽管道3的乏汽疏水輸送至凝結(jié)水箱4的疏水管道；板式蒸發(fā)冷凝器包括殼體5以及設(shè)置在殼體5內(nèi)的板片換熱器組6，板片換熱器組6為能夠組裝或拆卸的若干單個(gè)板式蒸發(fā)冷凝器，這些單個(gè)的板式蒸發(fā)冷凝器通過(guò)蒸汽母管進(jìn)行依次分配。板式蒸發(fā)冷凝器的換熱板流道為波紋狀，且以規(guī)則的網(wǎng)點(diǎn)狀布置；殼體5內(nèi)部通過(guò)除水器7分為左右兩個(gè)腔室，其中一個(gè)腔室的頂部設(shè)置有軸流風(fēng)機(jī)8 ;板片換熱器組6設(shè)置在另一個(gè)腔室的上部；板片換熱器組6的上方設(shè)置有噴淋水管9，下方設(shè)置有填料塔10 ;填料塔10的下方設(shè)置有冷卻水池11，冷卻水池11上開設(shè)有循環(huán)冷卻水補(bǔ)水入口，且補(bǔ)水入口處設(shè)置有浮球閥；冷卻水池11通過(guò)循環(huán)水泵12與噴淋水管9相連通，循環(huán)水泵12設(shè)置于進(jìn)風(fēng)口的外側(cè)?？諝饫淠?與板式蒸發(fā)冷凝器各自的凝結(jié)水出口均通過(guò)管道與設(shè)置在低壓缸I下方的凝結(jié)水箱4相連通，凝結(jié)水箱4的出水管道上依次設(shè)置有凝結(jié)水泵17和軸封加熱器18。整個(gè)系統(tǒng)中還設(shè)置有用于同時(shí)抽取板片換熱器組6上聚集的不凝結(jié)氣體以及空冷凝汽器2內(nèi)部聚集空氣的真空泵16 ;真空泵16通過(guò)設(shè)置在空冷凝汽器2內(nèi)的抽真空管道19抽取空冷凝汽器2內(nèi)部聚集的空氣。
[0033]本發(fā)明的原理:
[0034]本發(fā)明將部分汽輪機(jī)排汽引入板式蒸發(fā)冷凝器組進(jìn)行冷凝，減少進(jìn)入空冷凝汽器熱負(fù)荷，從而降低汽輪機(jī)排汽壓力。
[0035]板式蒸發(fā)冷凝器組是將具有單元模塊化程度高、水質(zhì)要求低、換熱系數(shù)高、便于清洗和維護(hù)、水耗低及環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)的板式蒸發(fā)冷凝器根據(jù)具體冷凝任務(wù)進(jìn)行有機(jī)組合，其工作介質(zhì)冷卻水經(jīng)噴淋水管，均勻地噴淋在換熱板片的外表面，并使之形成一層很薄的均勻水膜。汽輪機(jī)乏汽從上部集管進(jìn)入波紋換熱板流道內(nèi)，規(guī)則的網(wǎng)點(diǎn)狀布置，在整個(gè)流程中能使流體流態(tài)均勻。乏汽將熱量通過(guò)傳熱板片傳遞給水膜，并通過(guò)軸流風(fēng)機(jī)的強(qiáng)勁引風(fēng)下，強(qiáng)化了空氣流動(dòng)，促進(jìn)板片表面水膜的蒸發(fā)，強(qiáng)化了乏汽的放熱。凝結(jié)水從板片底部集管流出。部分冷卻水因吸熱汽化變成水蒸氣被軸流通風(fēng)機(jī)引走排入大氣，沒(méi)有被蒸發(fā)的高溫冷卻水流過(guò)填料時(shí)被側(cè)面新風(fēng)再次冷卻，滴落在下部的集水盤內(nèi)，供水泵循環(huán)使用。
[0036]本發(fā)明的工作過(guò)程是這樣的:
[0037]如圖1中虛線框所示，板式蒸發(fā)冷凝器組主要由板片換熱器、軸流風(fēng)機(jī)、循環(huán)水泵、填料塔等組成。頂部右上側(cè)的軸流風(fēng)機(jī)處于負(fù)壓狀態(tài)工作；左下側(cè)為空氣對(duì)流腔，高效填料塔設(shè)置在空氣對(duì)流腔內(nèi)；左上側(cè)是板片換熱器，其頂上部裝有噴淋水分配系統(tǒng)，循環(huán)水泵置于進(jìn)風(fēng)口外側(cè)，設(shè)備底部為循環(huán)水池。左右兩室中間裝有除水器，工作時(shí)能有效地實(shí)現(xiàn)氣液兩相的分離并控制飄水率。
[0038]夏季高溫時(shí)段機(jī)組高背壓運(yùn)行時(shí)，啟用板式蒸發(fā)冷凝器組，部分汽輪機(jī)排汽經(jīng)抽汽管道導(dǎo)入各板式蒸發(fā)冷凝器進(jìn)汽集管，在波紋換熱板流道分布均勻；冷卻水由循環(huán)水泵打入噴淋水管進(jìn)行噴淋布液，在換熱板片外表面形成一層很薄的均勻水膜；軸流風(fēng)機(jī)引風(fēng)形成的空氣自下而上與噴淋水形成逆流或者橫向流，從而形成交叉流動(dòng)，使得液膜與乏汽得以充分換熱，不斷蒸發(fā)為水蒸汽，被快速流動(dòng)的空氣流帶走，未蒸發(fā)的高溫冷卻水流過(guò)填料時(shí)被側(cè)面新風(fēng)再次冷卻，滴落在下部的集水盤內(nèi)，供水泵循環(huán)使用。凝結(jié)水匯流至凝結(jié)水母管后回流至排汽裝置，板式蒸發(fā)冷凝器聚集的不凝結(jié)氣體由真空泵抽吸至抽真空母管；水盤內(nèi)設(shè)置浮球閥，當(dāng)水分不斷蒸發(fā)消耗，浮球閥就自動(dòng)打開，補(bǔ)充冷卻水至正常水位。
[0039]本發(fā)明相對(duì)于尖峰冷卻裝置，可更大幅度提高機(jī)組夏季運(yùn)行真空。蒸發(fā)式凝汽器采用單元式設(shè)計(jì)，要提高機(jī)組真空，可增加蒸發(fā)式凝汽器單元。另外，還可使用其它工業(yè)用水，不用除鹽水，降低運(yùn)行成本。本發(fā)明傳熱系數(shù)大，換熱效果好，便于清洗和維護(hù)，環(huán)境適應(yīng)性高，且水耗較低。
[0040]應(yīng)用效果:以300MW直接空冷為例，加裝板片式蒸發(fā)凝汽器組，經(jīng)過(guò)計(jì)算，在夏季環(huán)境溫度30°C時(shí)，機(jī)組額定負(fù)荷下，真空提高3kPa，水耗約40t/h。
【權(quán)利要求】
1.一種采用板式蒸發(fā)冷凝器組的直接空冷機(jī)組系統(tǒng)，其特征在于:包括低壓缸(I)、空氣冷凝汽器(2 )以及板式蒸發(fā)冷凝器組；低壓缸(I)通過(guò)排汽管道(3 )將乏汽輸送至空冷凝汽器(2 )的乏汽入口 ；排汽管道(3 )還通過(guò)管道與板式蒸發(fā)冷凝器組的乏汽入口相連通，用于將汽輪機(jī)排出的一部分乏汽送入板式蒸發(fā)冷凝器組進(jìn)行冷凝；空氣冷凝汽器(2)與板式蒸發(fā)冷凝器組各自的凝結(jié)水出口均通過(guò)管道與設(shè)置在低壓缸(I)下方的凝結(jié)水箱(4)相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用板式蒸發(fā)冷凝器組的直接空冷機(jī)組系統(tǒng)，其特征在于:所述的板式蒸發(fā)冷凝器包括殼體(5)以及設(shè)置在殼體(5)內(nèi)的板片換熱器組(6);殼體(5)內(nèi)部通過(guò)除水器(7)分為左右兩個(gè)腔室，其中一個(gè)腔室的頂部設(shè)置有軸流風(fēng)機(jī)(8);板片換熱器組(6)設(shè)置在另一個(gè)腔室的上部；板片換熱器組(6)的上方設(shè)置有噴淋水管(9)，下方設(shè)置有填料塔(10);填料塔(10)的下方設(shè)置有冷卻水池(11 )，冷卻水池(11)通過(guò)循環(huán)水泵(12)與噴淋水管(9)相連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的采用板式蒸發(fā)冷凝器組的直接空冷機(jī)組系統(tǒng)，其特征在于:所述的循環(huán)水泵(12)設(shè)置于進(jìn)風(fēng)口的外側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的采用板式蒸發(fā)冷凝器組的直接空冷機(jī)組系統(tǒng)，其特征在于:所述的冷卻水池(11)上開設(shè)有循環(huán)冷卻水補(bǔ)水入口，且補(bǔ)水入口處設(shè)置有浮球閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的采用板式蒸發(fā)冷凝器組的直接空冷機(jī)組系統(tǒng)，其特征在于:所述的凝結(jié)水箱(4)的出水管道上依次設(shè)置有凝結(jié)水泵(17)和軸封加熱器(18)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的采用板式蒸發(fā)冷凝器組的直接空冷機(jī)組系統(tǒng)，其特征在于:所述的板片換熱器組(6)為能夠組裝或拆卸的若干單個(gè)板式蒸發(fā)冷凝器，這些單個(gè)的板式蒸發(fā)冷凝器通過(guò)蒸汽母管進(jìn)行依次分配。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的采用板式蒸發(fā)冷凝器組的直接空冷機(jī)組系統(tǒng)，其特征在于:所述的板式蒸發(fā)冷凝器的換熱板流道為波紋狀，且以規(guī)則的網(wǎng)點(diǎn)狀布置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的采用板式蒸發(fā)冷凝器組的直接空冷機(jī)組系統(tǒng)，其特征在于:還包括用于同時(shí)抽取板片換熱器組(6)上聚集的不凝結(jié)氣體以及空冷凝汽器(2)內(nèi)部聚集空氣的真空泵(16);真空泵(16)通過(guò)設(shè)置在空冷凝汽器(2)內(nèi)的抽真空管道(19)抽取空冷凝汽器(2)內(nèi)部聚集的空氣。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的采用板式蒸發(fā)冷凝器組的直接空冷機(jī)組系統(tǒng)，其特征在于:所述板式蒸發(fā)冷凝器乏汽入口與排汽管道(3)相連通的管道上還設(shè)置有用于控制進(jìn)入板式蒸發(fā)冷凝器組的乏汽的膨脹節(jié)(13)、手動(dòng)調(diào)節(jié)閥(14)以及電動(dòng)調(diào)節(jié)閥(15)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的采用板式蒸發(fā)冷凝器組的直接空冷機(jī)組系統(tǒng)，其特征在于:所述的排汽管道(3)上還設(shè)置有將排汽管道(3)的蒸汽疏水輸送至凝結(jié)水箱(4)的疏水管道。
【文檔編號(hào)】F28B7/00GK103527267SQ201310478931
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月14日
【發(fā)明者】陳勝利, 呂凱, 李高潮, 荊濤, 萬(wàn)超 申請(qǐng)人:西安熱工研究院有限公司