用于火電廠小汽輪機(jī)乏汽冷凝的蒸發(fā)式冷凝器系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電站節(jié)能降耗領(lǐng)域，涉及蒸發(fā)式冷凝技術(shù)，具體涉及一種用于火電廠小汽輪機(jī)乏汽冷凝的蒸發(fā)式冷凝器系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]基于諸多原因，國內(nèi)投產(chǎn)的直接空冷機(jī)組給水泵驅(qū)動形式多為電動機(jī)驅(qū)動，相當(dāng)數(shù)量的濕冷機(jī)組給水泵驅(qū)動形式亦為電動機(jī)驅(qū)動。據(jù)統(tǒng)計(jì)，空冷機(jī)組滿負(fù)荷工況下廠用電率在8.5?9.5%之間，其中電動給水泵是最大的耗電設(shè)備，占總廠用電量的35%以上，其次是引風(fēng)機(jī)；而濕冷機(jī)組滿負(fù)荷工況下廠用電率在7?8%之間，其中電動給水泵亦為最大的耗電設(shè)備，廠用電率為2.8?3.1%之間，其次是引風(fēng)機(jī)。
[0003]近年來，發(fā)電企業(yè)旨在降低廠用電率，提高上網(wǎng)電量，以增加企業(yè)效益，將給水泵驅(qū)動改為由小汽輪機(jī)驅(qū)動，驅(qū)動汽源一般有汽輪機(jī)的四段抽汽供給，加以冷再蒸汽作為備用，小汽輪機(jī)驅(qū)動給水泵或引風(fēng)機(jī)，其排汽由冷凝系統(tǒng)冷凝，凝結(jié)水由升壓泵打壓回流至主機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)。濕冷機(jī)組凝汽器冷凝能力富裕，給水泵驅(qū)動汽輪機(jī)排汽可以直接排入主機(jī)凝汽器系統(tǒng)，但引風(fēng)機(jī)驅(qū)動汽輪機(jī)因距離主機(jī)凝汽器距離遠(yuǎn)(約30m)，因流動阻力等原因不宜將排汽引入主機(jī)凝汽器系統(tǒng)，需就地設(shè)置冷凝系統(tǒng)?？绽錂C(jī)組亦出現(xiàn)過少數(shù)將給水泵驅(qū)動汽輪機(jī)排汽直接排入主機(jī)空冷凝汽器系統(tǒng)，但因主機(jī)空冷凝汽器系統(tǒng)冷卻能力差，結(jié)果出現(xiàn)驅(qū)動汽輪機(jī)運(yùn)行背壓太高，性能差的現(xiàn)象；此外，同濕冷機(jī)組一樣，引風(fēng)機(jī)驅(qū)動汽輪機(jī)排汽亦要就地設(shè)置冷凝系統(tǒng)。簡而言之，濕冷機(jī)組的引風(fēng)機(jī)驅(qū)動汽輪機(jī)，空冷機(jī)組的給水泵驅(qū)動汽輪機(jī)以及引風(fēng)機(jī)驅(qū)動汽輪機(jī)，都需要單獨(dú)就地設(shè)置冷凝系統(tǒng)，現(xiàn)就目前出現(xiàn)的冷凝系統(tǒng)形式及特點(diǎn)簡要介紹如下:
[0004]I)借鑒濕冷凝汽器形式的尖峰濕冷凝汽器系統(tǒng)，這是驅(qū)動汽輪機(jī)排汽冷凝的基本形式。尖峰濕冷凝汽器類似于濕冷機(jī)組的表面式凝汽器，冷卻管束內(nèi)流經(jīng)循環(huán)冷卻水，管束外流經(jīng)驅(qū)動汽輪機(jī)排汽，兩者換熱排汽冷凝，冷凝后的凝結(jié)水經(jīng)升壓泵打壓后回流至主機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)，升溫后的循環(huán)冷卻水回流至冷卻設(shè)備進(jìn)行冷卻。其中，循環(huán)冷卻水可由電廠開式水(或主機(jī)循環(huán)冷卻水，僅限于濕冷機(jī)組)供給，其冷卻水的冷卻系統(tǒng)可以是濕冷機(jī)組的現(xiàn)有的冷卻塔(循環(huán)冷卻水取自主機(jī)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，僅限于濕冷機(jī)組)、新建的機(jī)力塔(空冷機(jī)組濕冷機(jī)組皆可)、新建的間接空冷塔(空冷機(jī)組濕冷機(jī)組皆可)；也可以是主機(jī)凝汽器的凝結(jié)水，來自凝結(jié)水泵之后，其作為循環(huán)冷卻水進(jìn)入表面式濕冷凝汽器與驅(qū)動汽輪機(jī)排汽換熱，吸熱后回流至主機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)。
[0005]循環(huán)冷卻水取自開式水(或主機(jī)循環(huán)冷卻水，僅限于濕冷機(jī)組)，優(yōu)點(diǎn)是冷凝效果較好，驅(qū)動汽輪機(jī)運(yùn)行背壓較低，經(jīng)濟(jì)性較好；缺點(diǎn)是均需設(shè)置和濕冷機(jī)組冷端系統(tǒng)一樣的系統(tǒng)，主要包括凝汽器、抽真空系統(tǒng)、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)、循環(huán)冷卻水的冷卻系統(tǒng)、凝結(jié)水系統(tǒng)、循環(huán)水泵、凝結(jié)水升壓泵、各種閥門和管道，系統(tǒng)復(fù)雜，投資巨大。更重要的是已投產(chǎn)的發(fā)電機(jī)組，廠區(qū)空間十份有限，若要設(shè)置如此復(fù)雜的系統(tǒng)，對于電廠而言實(shí)為難題。
[0006]循環(huán)冷卻水取自主機(jī)凝結(jié)水，優(yōu)點(diǎn)是省去了循環(huán)冷卻水冷卻系統(tǒng)，只需設(shè)置凝汽器、抽真空系統(tǒng)、凝結(jié)水系統(tǒng)；缺點(diǎn)是主機(jī)凝結(jié)水自身溫度高，導(dǎo)致驅(qū)動汽輪機(jī)排汽壓力高，經(jīng)濟(jì)性較差。
[0007]2)借鑒空冷凝汽器的尖峰干式凝汽器系統(tǒng)。尖峰干式凝汽器系統(tǒng)類似于直接空冷凝汽器，在驅(qū)動汽輪機(jī)附近設(shè)置尖峰干式凝汽器，由軸流風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的強(qiáng)制空氣流經(jīng)凝汽器外部，與流經(jīng)凝汽器內(nèi)部的排汽對流換熱，乏汽冷凝后經(jīng)升壓泵打壓后回流至主機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)。同直接空冷凝汽器一樣，散熱面積大從而占地面積巨大，現(xiàn)場布置成為難題；此外，干式凝汽器散熱能力差導(dǎo)致驅(qū)動汽輪機(jī)排汽壓力高，兩者綜合使得該尖峰干式凝汽器系統(tǒng)應(yīng)用存在困難。
[0008]綜上所述，對于運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組而言，電動驅(qū)動改為汽動驅(qū)動的現(xiàn)存的汽輪機(jī)排汽冷凝技術(shù)要么存在系統(tǒng)復(fù)雜、占地面積大、初投資大、維護(hù)工作量大，要么存在冷凝效果差、經(jīng)濟(jì)性差的問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0009]本實(shí)用新型的目的在于解決現(xiàn)有發(fā)電機(jī)組占地面積大、運(yùn)行成本大及系統(tǒng)復(fù)雜運(yùn)行維護(hù)工作量大等缺陷，提供一種用于火電廠小汽輪機(jī)乏汽冷凝的蒸發(fā)式冷凝器系統(tǒng)，該系統(tǒng)可用于直接空冷機(jī)組驅(qū)動汽輪機(jī)排汽冷端系統(tǒng)，也可用于濕冷機(jī)組驅(qū)動汽輪機(jī)排汽冷端系統(tǒng)。
[0010]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
[0011]用于火電廠小汽輪機(jī)乏汽冷凝的蒸發(fā)式冷凝器系統(tǒng)，包括發(fā)電機(jī)組的高壓缸、中壓缸、低壓缸、驅(qū)動汽輪機(jī)以及凝汽器；驅(qū)動汽輪機(jī)的排汽口通過管道連接用于冷凝小汽輪機(jī)排汽的蒸發(fā)式冷凝器，蒸發(fā)式冷凝器的凝結(jié)水出口接凝結(jié)水母管，經(jīng)升壓泵回流至主機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)；蒸發(fā)式冷凝器的頂部連接有用于將不凝結(jié)氣體抽出排入大氣的真空泵。
[0012]進(jìn)一步的，蒸發(fā)式冷凝器包括殼體，殼體內(nèi)部分為左右兩側(cè)，其中一側(cè)的上部設(shè)置換熱器，另一側(cè)的頂部設(shè)置軸流風(fēng)機(jī)；換熱器的下方設(shè)置有用于冷卻未蒸發(fā)的冷卻水的填料塔；殼體的底部設(shè)置有用于收集冷卻水的集水盤；換熱器的上方設(shè)置有噴淋水管，噴淋水管通過循環(huán)水泵與集水盤相連通，噴淋水管將冷卻水噴淋至換熱器上，在換熱器的換熱外表面形成一層均勻水膜；凝結(jié)水由換熱器的底部集管流出，回流至主機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)。
[0013]進(jìn)一步的，殼體的左右兩側(cè)之間設(shè)置有用于實(shí)現(xiàn)氣液兩相的分離并控制飄水率的除水器。
[0014]進(jìn)一步的，換熱器為板片式或者管束式。
[0015]進(jìn)一步的，中壓缸排氣分為兩路一路與低壓缸相連，另一路通過手動閥和調(diào)節(jié)閥與小汽輪機(jī)相連；小汽輪機(jī)上連接有引風(fēng)機(jī)或給水泵；低壓缸上連接有發(fā)電機(jī)，低壓缸的排汽口與凝汽器相連通，凝汽器下部熱井中的凝結(jié)水通過凝結(jié)水泵進(jìn)入主機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0017]本實(shí)用新型在驅(qū)動汽輪機(jī)的排汽口通過管道連接用于冷凝小汽輪機(jī)排汽的蒸發(fā)式冷凝器，蒸發(fā)式冷凝器具有占地面積小、集傳統(tǒng)的乏汽冷凝設(shè)備(如濕冷凝汽器)和循環(huán)水冷卻設(shè)備(如冷卻水塔)合二為一、單元模塊化程度高、水質(zhì)要求低、換熱系數(shù)較高、便于清洗和維護(hù)、及環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，根據(jù)驅(qū)動汽輪機(jī)排汽熱負(fù)荷進(jìn)行蒸發(fā)式冷凝器單元有機(jī)組合。本實(shí)用新型系統(tǒng)簡單、占地面積小，尤其適用于已投產(chǎn)機(jī)組給水泵或引風(fēng)機(jī)由電動機(jī)驅(qū)動改為小汽輪機(jī)驅(qū)動的排汽冷凝。本實(shí)用新型初期投資較小，環(huán)境適應(yīng)性高，且傳熱系數(shù)較大，換熱效果好；冬季低溫時，可作為直接空冷凝汽器使用，水耗率為零。
[0018]進(jìn)一步的，本實(shí)用新型蒸發(fā)式冷凝器的工作介質(zhì)循環(huán)冷卻水經(jīng)噴淋水管，均勻地噴淋在換熱器的外表面，并使之形成一層很薄的均勻水膜小汽輪機(jī)排汽從上部集管進(jìn)入換熱管束內(nèi)或板片內(nèi)，在整個流程中能使流體流態(tài)均勻。排汽將熱量通過換熱器傳遞給水膜，并通過軸流風(fēng)機(jī)的強(qiáng)勁引風(fēng)下，強(qiáng)化了空氣流動，促進(jìn)換熱器表面水膜的蒸發(fā)，強(qiáng)化了排汽的放熱。凝結(jié)水從換熱器底部集管流出。部分循環(huán)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，沒有被蒸發(fā)的循環(huán)冷卻水流過填料時被側(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。
[0019]進(jìn)一步的，本實(shí)用新型蒸發(fā)式冷凝器的左右兩室中間裝有除水器，工作時能有效地實(shí)現(xiàn)氣液兩相的分離并控制飄水率。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]其中，I為高壓缸；2為中壓缸；3為低壓缸；4為發(fā)電機(jī)；5為手動閥；6為調(diào)節(jié)閥；7為驅(qū)動汽輪機(jī)；8為引風(fēng)機(jī)；9為給水泵；10為蒸發(fā)式冷凝器10 ;11為真空泵；12為升壓泵；13為凝汽器；14為熱井；15為凝結(jié)水泵。
【具體實(shí)施方式】
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