燃煤電廠海水脫硫系統后排水余能回收利用系統的制作方法

本發明涉及燃煤電廠節能研究領域，特別涉及一種燃煤電廠海水脫硫系統后排水余能回收利用系統。

背景技術：

濱海電廠常規的循環冷卻供水系統為海水直流供水系統，其循環水泵靜揚程均按虹吸井堰上水位來設計，通過優化虹吸井設計標高來實現節能目的。虹吸井設計標高一般按可利用虹吸高度7.5m設計，根據場坪標高，虹吸井堰上水頭與外海潮位之間有部分水能可供利用。根據這一原理，目前已有電廠設有余能回收利用系統。

海水直流供水系統通過單獨的取水口和循環水泵房從海域中提取低溫水通過壓力管道送至凝汽器，在凝汽器內完成熱交換后再通過虹吸井排至附近海域。現有供水系統主要能量消耗為循環水泵消耗的電能，降低能量消耗的主要途徑為降低循環水泵揚程。循環水泵揚程由靜揚程和系統阻力兩部分組成。靜揚程為水源與虹吸井水位差，降低虹吸井堰前水位，可降低靜揚程。虹吸井一般布置在地坪標高以下1～2m，而地坪標高則根據百年一遇高潮位加防風浪超高確定。現有余能回收利用系統主要通過在虹吸井后設置水輪發電機組，回收虹吸井堰上水位與外海水位之間的水能。余能回收利用系統參見圖1，軸伸貫流式水輪發電機組1設置在溢流道2中，用于實現余能回收利用，通過在水輪機旁設置固定式溢流堰4和旁路閘門井3來降低水輪機啟停和故障對汽輪發電機運行的影響。同時，對于設有海水脫硫系統的濱海燃煤發電廠脫硫海水恢復系統的曝氣池溢流堰上水位按10％高潮位工況下自由出流設計，其堰上水位與外海潮位之間也有部分水能可供利用。

但上述系統存在下列缺陷：

1)軸伸貫流式水輪發電機組占地面積大。

2)固定式溢流堰和旁路閘門井組合，在水輪發電機組故障停機時，會導致上游虹吸井堰前水位升高，從而影響凝汽器頂管壓力波動。

3)軸伸貫流式水輪發電機組與海水接觸面大，防腐難度大。

4)現有布置方式與脫硫曝氣池銜接難度較大。水輪機故障停機時，導致海水脫硫曝氣池水位升高，風機出力不足，影響脫硫海水恢復系統的正常運行。

5)檢修閘門位于室外，需另設起吊設施，增加工程投資。

為此，尋求一種用于燃煤電廠海水脫硫系統后，占地面積小，且成本低，不影響汽輪機和脫硫海水恢復系統運行的余能回收利用系統，具有重要的研究價值。

技術實現要素：

本發明的目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種燃煤電廠海水脫硫系統后排水余能回收利用系統，該系統可在不影響汽輪發電機和脫硫海水曝氣池的運行條件下，實現帶海水脫硫系統的燃煤發電廠循環水余能回收利用，具有占地面積小、安全、成本低的優點。

本發明的目的通過以下的技術方案實現：燃煤電廠海水脫硫系統后排水余能回收利用系統，包括排水電站進水口、水輪發電機組和排水電站排水口，海水脫硫系統中脫硫曝氣池的排水經過排水電站進水口輸入到水輪發電機組，水輪發電機組布置在海水脫硫系統中脫硫曝氣池溢流堰側短邊外，水輪發電機組軸線與脫硫曝氣池短邊平行，排水電站進水口設在脫硫曝氣池短邊上，排水電站排水口與脫硫曝氣池排水口平行設置。

本發明中海水脫硫系統是指在常規海水直流供水系統的虹吸井后面循環水排水管上增設脫硫曝氣池，通過該脫硫曝氣池對煙氣脫硫海水進行摻混、曝氣和恢復。曝氣池溢流堰上水位是按10％高潮位工況下自由出流設計，因此其堰上水位與外海潮位之間有部分水能可供利用。本發明所述的排水余能回收利用系統正是對上述水能進行回收利用。

優選的，所述水輪發電機組采用軸流式水輪發電機組。

優選的，所述排水電站進水口后采用90°彎道式進水流道，在彎道后的廠房內設有進水檢修閘門。本發明取消了水輪機常見的水輪機層，實現水輪機層與運轉層合二為一的緊湊型布置方式，減小了工程量。

優選的，所述水輪發電機組和排水電站排水口之間的尾水管上設有排水檢修閘門，所述排水檢修閘門設置在廠房內。

更進一步的，所述排水檢修閘門后的排水管軸線與尾水管的軸線成一角度，向遠離脫硫曝氣池排水流道的一側偏離。

更進一步的，所述進水檢修閘門、排水檢修閘門由同一臺起重機控制上下運動。因此不需另設電動葫蘆，減少了設備投資和設備維護費用。

優選的，脫硫曝氣池排水口前方的排水渠道上設有水力自動翻板閘門，閘門上的翻板固定在一橫軸上，橫軸在一阻尼反饋系統作用下發生旋轉。其工作原理是杠桿平衡與轉動，利用水力和閘門重量相互制衡，通過增設阻尼反饋系統來達到調控水位的目的：當上游水位升高則閘門繞"橫軸"逐漸開啟泄流；反之，上游水位下降則閘門逐漸回關蓄水，使上游水位始終保持在設計要求的范圍內。該閘門在水輪發電機組故障停機時打開，從而保證不影響汽輪發電機和海水脫硫曝氣池的正常運行。

更進一步的，所述水力自動翻板閘門上設有一液壓系統，液壓系統設置在翻板的一側，液壓系統控制翻板的旋轉。當水力自動閘門因故障無法自動打開時，人工可通過該液壓系統頂起翻板進行旋轉。

本發明與現有技術相比，具有如下優點和有益效果：

1、針對脫硫曝氣池溢流堰上水位與外海潮位之間的水能，本發明提出排水余能回收利用系統，通過該系統可以實現帶海水脫硫系統的燃煤發電廠循環水余能回收利用，節省能源。

2、本發明中的水輪發電機組采用軸流式水輪發電機，其軸線與曝氣池短邊平行，節約用地，占地面積小。水輪機與海水接觸面積小，可減少防腐費用和難度。

3、本發明采用水力、液壓雙控自動翻板閘門，實現余能利用的同時不會影響汽輪發電機和海水脫硫曝氣池的運行。

4、本發明進水檢修閘門、排水檢修閘門均設置在同一廠房內，可以由同一臺起重機控制上下運動，節省了起吊設備臺數，節省工程投資。

5、本發明優化軸流式水輪發電機組布置型式，實現水輪機層和運轉層合二為一，節約工程投資，且機組檢修、啟停期間均不影響汽輪發電機組和脫硫曝氣池的正常運行。

附圖說明

圖1是現有技術中海水直流供水系統中余能回收利用系統的結構示意圖。

圖2是本實施例系統的平面布置圖。

圖3是本實施例中水輪發電機組的剖面圖。

圖4是本實施例中水力自動翻板閘門處的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合實施例及附圖對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限于此。

實施例1

圖2是本實施例燃煤電廠海水脫硫系統后排水余能回收利用系統的平面布置圖，圖中包括：海水脫硫曝氣池5、曝氣池溢流堰6、曝氣池排水流道7、排水電站進水口8、進水檢修閘門9、水輪發電機組10、排水檢修閘門11、排水電站排水口12、水力自動翻板閘門13。

本實施例系統中，海水脫硫系統中脫硫曝氣池的排水經過排水電站進水口輸入到水輪發電機組，水輪發電機組布置在海水脫硫系統中脫硫曝氣池溢流堰側短邊外，水輪發電機組軸線與脫硫曝氣池短邊平行，排水電站進水口設在脫硫曝氣池短邊上，排水電站排水口與脫硫曝氣池排水口平行設置。

同時，參見圖3，本實施例中水輪發電機組采用軸流式水輪發電機組。排水電站進水口后采用90°彎道式進水流道，在彎道后的廠房內設有進水檢修閘門。水輪發電機組和排水電站排水口之間的尾水管15上設有排水檢修閘門，所述排水檢修閘門設置在廠房內。進水檢修閘門、排水檢修閘門由同一臺起重機14控制上下運動。

另外，參見圖2，本實施例中述排水檢修閘門后的排水管軸線與尾水管的軸線成一角度，向遠離脫硫曝氣池排水流道的一側偏離。

圖4是本實施例中水力自動翻板閘門處的結構示意圖，水力自動翻板閘門設置在脫硫曝氣池排水口前方的排水渠道上，用來保證水輪發電機組故障停機時不影響汽輪發電機和海水脫硫曝氣池的正常運行。該閘門包括翻板1302、橫軸1303、阻尼反饋系統1301和液壓系統(圖中未示出)。其工作原理是杠桿平衡與轉動，利用水力和閘門重量相互制衡，通過阻尼反饋系統來達到調控水位的目的：當上游水位升高則翻板繞"橫軸"逐漸開啟泄流；反之，上游水位下降則翻板逐漸回關蓄水，使上游水位始終保持在設計要求的范圍內。本發明中對水力自動翻板閘門進行改造，增加一套液壓系統，其作用是：當水力自動翻板閘門因故障無法自動打開時，人工可通過液壓系統進行開啟；原有功能為當上游水位下降時，閘門會自動關閉，而本發明中水力自動翻板閘門的關閉需人工確認后方可關閉，以防止出現閘門反復啟閉情況。在水輪發電機故障停機時，上游水位升高，達到設計水位時，水力自動翻板閘門自動瞬間開啟，實現對汽輪發電機和海水脫硫曝氣池的保護。

上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍之內。