一種汽輪發電機組的空氣冷卻系統的制作方法
【專利摘要】一種汽輪發電機組的空氣冷卻系統，包括汽輪機、間接冷卻凝汽器和凝結水精處理單元，汽輪機連接有發電機，直接空冷單元為直接空冷散熱器，直接空冷散熱器入口與汽輪機相連，出口與凝結水精處理單元相連，凝結水精處理單元連接有多級加熱器；間接冷卻凝汽器入口與汽輪機相連，出口與多級加熱器相連；間接冷卻凝汽器還與間接空冷單元相連。本實用新型將汽輪機排汽進行分流，一部分汽輪機排汽進入直接空冷凝汽器進行換熱，另一部分排汽進入間接空冷凝汽器進行換熱，復合循環冷卻系統能夠進一步降低汽輪機排汽背壓，提高機組真空，進而提高機組經濟性。
【專利說明】
一種汽輪發電機組的空氣冷卻系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種火力發電廠空冷機組建設、“上大壓小”機組技術改造以及惡劣環境地區燃煤發電機組技術改造，具體涉及一種汽輪發電機組的空氣冷卻系統。
【背景技術】
[0002]近年來，空冷機組在國外及我國東北、華北、西北地區得到了快速發展，相比較而言，空冷機組比傳統濕冷機組節水率達到80%，在富煤缺水地區顯示出極大的優勢。然而，由于在夏天環境溫度較高的情況下，直接空冷機組由于背壓較高而不能帶滿負荷，在電力需求較大的時候出現機組出力不夠的情況，導致機組運行經濟性較差，且由于自身背壓高而浪費了較多的上網電量。另外，冬季低負荷或機組啟動和停運中，由于直接空冷進汽量小極易發生凍結，對機組真空和帶負荷能力也極為不利，也容易發生空冷換熱器的凍裂損壞。
【實用新型內容】
[0003]為克服現有技術中的問題，本實用新型的目的在于提供一種汽輪發電機組的空氣冷卻系統，該冷卻系統能夠在提高機組真空的同時真正實現汽輪機排汽空氣冷卻的目的，為環境保護而發揮出空冷機組的優勢。
[0004]為實現上述目的，本實用新型采用如下的技術方案:
[0005]—種汽輪發電機組的空氣冷卻系統，包括汽輪機、間接冷卻凝汽器和凝結水精處理單元，汽輪機連接有發電機，直接空冷單元為直接空冷散熱器，直接空冷散熱器入口與汽輪機相連，出口與凝結水精處理單元相連，凝結水精處理單元連接有多級加熱器;間接冷卻凝汽器入口與汽輪機相連，出口與多級加熱器相連。
[0006]所述直接空冷散熱器入口處設置有第一電動閥、第二電動閥，出口處設置有第三電動閥、第四電動閥、第五電動閥、第六電動閥。
[0007]所述第三電動閥、第四電動閥、第五電動閥、第六電動閥均與間接空冷凝結水栗相連，間接空冷凝結水栗與凝結水精處理單元相連。
[0008]所述直接空冷散熱器包括若干空冷翅片管。
[0009]所述間接冷卻凝汽器還連接有間接空冷單元;在直接空冷單元和間接空冷單元入口處加裝有充氮接口。
[0010]所述多級加熱器包括相連的第一加熱器、第二加熱器和第三加熱器，第一加熱器與凝結水精處理單元相連，第三加熱器還連接有鍋爐省煤器。
[0011]所述直接空冷散熱器下方設置有空冷島風機群;所述空冷島風機群包括由若干第一空冷風機和第二空冷風機組合而成的N列N排空冷風機。
[0012]所述空冷島風機群底部加裝第一防風網，空冷島風機群頂部加裝第二防風網。
[0013]所述直接空冷單元入口處設置有空冷單元組入口膨脹節，空冷散熱單元凝結水出口處設置有空冷單元組出口膨脹節。
[0014]所述間接空冷單元為間接空冷塔，在間接空冷塔底部加裝了第一防風墻，頂部加裝第二防風墻。
[0015]與現有技術相比，本實用新型具有的有益效果:
[0016]本實用新型通過設置汽輪機、間接冷卻凝汽器和凝結水精處理單元，汽輪機連接有發電機，直接空冷單元為直接空冷散熱器，直接空冷散熱器入口與汽輪機相連，出口與凝結水精處理單元相連，凝結水精處理單元連接有多級加熱器；間接冷卻凝汽器入口與汽輪機相連，出口與多級加熱器相連;間接冷卻凝汽器還與間接空冷單元相連。該冷卻系統能夠將汽輪機排汽進行分流，一部分進入原設計的直接空冷凝汽器進行換熱，另一部分進入間接空冷凝汽器進行換熱，該復合冷卻系統能夠進一步降低汽輪機排汽背壓，在提高機組真空的同時真正實現汽輪機排汽空氣冷卻的目的，為環境保護而發揮出空冷機組應有的優勢和特點。
[0017]本實用新型中汽輪機排汽一部分進入直接空冷單元，在直接空冷單元進口處設置第一電動閥、第二電動閥，直接空冷單元出口處也設置第三電動閥、第四電動閥、第五電動閥、第六電動閥，排汽經直接空冷單元凝結后形成凝結水，凝結水通過直接空冷凝結水栗輸送到凝結水精處理單元后進入各級加熱器;另一部分汽輪機排汽經過逆止閥進入間接空冷凝汽器，循環水通過間接空冷循環水栗輸送到間接空冷塔進行二次換熱，汽輪機排汽凝結后，通過間接空冷凝結水栗將凝結水輸送至精處理單元，然后進入各級加熱器最后進入鍋爐省煤器。通過工藝控制，該系統還能夠實現機組在停備用期間空冷設備的防腐保養，以及負荷變動工況下空冷散熱單元良好的水動力特性，實現復合空冷機組安全、經濟、連續、穩定、高效地運行。
[0018]進一步的，本實用新型的冷卻系統中汽輪機排汽進行了分流，進入直接空冷島的蒸汽流量減少后空冷風機變頻轉速可降的更低，能夠降低廠用電率及供電煤耗，同時也有效降低了空冷風機運行噪聲。同時該系統設計了防風擋板及防風圍帶，能夠有效降低環境溫度變化及環境側風等對直接空冷島及間接空冷塔流場的影響，提高換熱效率，確保運行背壓。
[0019]進一步的，通過在直接空冷散熱器入口處設置有第一電動閥、第二電動閥，出口處設置有第三電動閥、第四電動閥、第五電動閥、第六電動閥，該系統能夠獨立控制冷卻流量及運行背壓，這樣就能夠確保在環境溫度較低的情況下空冷散熱器內凝結水的流動特性，防止凍融或結冰使空冷散熱器傳熱惡化，甚至損壞空冷設備，危及汽輪機安全穩定運行。
[0020]進一步的，在直接空冷單元和間接空冷單元入口處加裝有充氮接口，當區域隔離閥將部分換熱單元隔離后，充氮保護裝置自動對已經隔離的換熱單元進行充氮，充氮壓力可控，從而保證空冷散熱單元在停備用、檢修、臨時隔離工況下的安全可靠性。
【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0022]圖2為直接空冷島防風結構示意圖。
[0023]圖3為間接空冷塔結構示意圖。
[0024]圖中，I為汽輪機，2為發電機，3為第一電動閥，4為第二電動閥，5為第三電動閥，6為第四電動閥，7為第五電動閥，8為第六電動閥，9為第一空冷風機，10為第二空冷風機，11為空冷翅片管，12為間接空冷逆止閥，13為間接冷卻冷凝器，14為間接空冷單元，15為間接空冷循環水栗，16為間接空冷凝結水栗，17為直接空冷凝結水栗，18為凝結水精處理單元，19為第一加熱器，20為第二加熱器，21為第三加入器，22為空冷單元組入口膨脹節，23為空冷單元組出口膨脹節，24為直接空冷島及空冷風機群，25為空冷島底部防風網，26為空冷島頂部防風網，27為間接空冷塔，28為間接空冷塔頂部防風墻，29為間接空冷塔底部防風墻。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖對本實用新型進行詳細說明。
[0026]如圖1所示，本實用新型包括汽輪機1、間接冷卻凝汽器13和凝結水精處理單元18，汽輪機I連接有發電機2，直接空冷單元為直接空冷散熱器，直接空冷散熱器下方設置有空冷島風機群24。
[0027]直接空冷散熱器入口與汽輪機I相連，出口與凝結水精處理單元18相連，其中，所述直接空冷散熱器入口處設置有第一電動閥3、第二電動閥4，出口處設置有第三電動閥5、第四電動閥6、第五電動閥7、第六電動閥8，第三電動閥5、第四電動閥6、第五電動閥7、第六電動閥8均與間接空冷凝結水栗16相連，間接空冷凝結水栗16與凝結水精處理單元18相連。凝結水精處理單元18連接有多級加熱器;間接冷卻凝汽器13入口與汽輪機I相連，出口與多級加熱器相連，所述多級加熱器包括相連的第一加熱器19、第二加熱器20和第三加熱器21，第一加熱器19與凝結水精處理單元18相連，第三加熱器21還連接有鍋爐省煤器。間接冷卻凝汽器13還連接有間接空冷單元14 ο所述間接空冷單元14為間接空冷塔27。
[0028]所述直接空冷散熱器包括若干空冷翅片管11。
[0029]如圖2所示，空冷島風機群24由若干第一空冷風機9、第二空冷風機10組合而成的N列N排空冷風機，空冷島風機群24受環境風影響，會使空冷風機入口風速及風量產生變化，從而使直接空冷散熱器入口風向及風速等均發生變化，嚴重情況下會極大削弱空冷翅片管11傳熱效率，針對此問題，可在空冷島底部加裝第一防風網25，更進一步，為防止環境風對直接空冷散熱器出口流場的影響，可在空冷島頂部加裝第二防風網26，這樣，就能夠保證直接空冷散熱單元在設計工況下運行，有效地解決夏季空冷島背壓高和冬季空冷島防凍問題。
[0030]如圖3所示，間接空冷單元14為間接空冷塔27，在間接空冷塔27底部加裝了第一防風墻29，頂部加裝第二防風墻28，加裝防風墻能夠保證雙曲線空冷塔內空氣動力場，減小環境風對間接空冷塔通風量及風速和風向的影響，保證間接空冷塔內空氣流動及傳熱性能。
[0031]在直接空冷單元和間接空冷單元14入口處加裝有充氮接口，當區域隔離閥將部分換熱單元隔離后，充氮保護裝置自動對已經隔離的換熱單元進行充氮，充氮壓力可控，從而保證空冷散熱單元在停備用、檢修、臨時隔離工況下的安全可靠性。
[0032]—種汽輪發電機組的空氣冷卻系統的控制方法:汽輪機I排汽一部分進入直接空冷單元，在直接空冷單元進口處設置第一電動閥3、第二電動閥4，直接空冷單元出口處也設置第三電動閥5、第四電動閥6、第五電動閥7、第六電動閥8，排汽經直接空冷單元凝結后形成凝結水，凝結水通過直接空冷凝結水栗17輸送到凝結水精處理單元18后進入各級加熱器；另一部分汽輪機排汽經過逆止閥12進入間接空冷凝汽器13，循環水通過間接空冷循環水栗15輸送到間接空冷塔14進行二次換熱，汽輪機排汽凝結后，通過間接空冷凝結水栗16將凝結水輸送至精處理單元，然后進入各級加熱器最后進入鍋爐省煤器。
[0033]為防止直接空冷散熱單元11與間接空冷散熱單元14在環境溫度較低時發生凍融或凍結危害，設置了區域隔離閥，具體的，在直接空冷散熱器蒸汽入口加裝第一電動閥3，在散熱器凝結水出口加裝第三電動閥5、第四電動閥6，當環境溫度、機組負荷率較低，或直接空冷散熱器容易發生凍結時，可關閉進口第一電動閥3，延時關閉出口第三電動閥5、第四電動閥6，對可能發生凍結危險的散熱單元進行區域隔離防護，解決極端環境狀況下空冷島機群防凍問題。
[0034]在對直接空冷散熱單元進行區域隔離過程中，除了設置若干電動閥外，還在每個電動閥附近設置充氮接口，當對可能發生凍結的直接空冷單元進行區域隔離后及時進行充氮保護，防止空冷翅片管腐蝕、變形等危害的發生。同時，在空冷散熱單元入口處設置有空冷單元組入口膨脹節22，空冷散熱單元凝結水出口處設置有空冷單元組出口膨脹節23，以防止冬季極寒天氣狀況下冷凝管拉裂問題。
[0035]為防止直接空冷單元和間接空冷單元14受環境側風的影響，本實用新型還加裝了防風墻和防風網，直接空冷島底部和頂部均加裝防風網，間接空冷塔底部和頂部加裝防風墻，結合進風口設置的可調節式百葉結構風門，根據需要進行開關風門調節進風量，從而保證空冷島和空冷塔內流場穩定性，提高空冷散熱單元傳熱效率。
[0036]本實用新型將汽輪機排汽進行分流，一部分汽輪機排汽進入直接空冷凝汽器進行換熱，另一部分排汽進入間接空冷凝汽器進行換熱，復合循環冷卻系統能夠進一步降低汽輪機排汽背壓，提高機組真空，進而提高機組經濟性。為解決直接空冷和間接空冷散熱器防凍問題，本實用新型設置了區域隔離閥及充氮保護接口，更好地解決目前空冷機組運行中出現的冬季防凍難題。另外，本實用新型還對直接空冷島加裝防風網，間接空冷塔加裝防風墻，避免環境側風對空冷島和空冷塔內流場的干擾，保證空冷單元換熱效率，在我國三北地區及相應的機組建設和改造過程中發揮空冷機組應有的優勢。
【主權項】
1.一種汽輪發電機組的空氣冷卻系統，其特征在于，包括汽輪機(I)、間接冷卻凝汽器(13)和凝結水精處理單元(18)，汽輪機(I)連接有發電機(2)，直接空冷單元為直接空冷散熱器，直接空冷散熱器入口與汽輪機(I)相連，出口與凝結水精處理單元(18)相連，凝結水精處理單元(18)連接有多級加熱器;間接冷卻凝汽器(13)入口與汽輪機(I)相連，出口與多級加熱器相連。2.根據權利要求1所述的一種汽輪發電機組的空氣冷卻系統，其特征在于，所述直接空冷散熱器入口處設置有第一電動閥(3)、第二電動閥(4)，出口處設置有第三電動閥(5)、第四電動閥(6)、第五電動閥(7)、第六電動閥(8)。3.根據權利要求2所述的一種汽輪發電機組的空氣冷卻系統，其特征在于，所述第三電動閥(5)、第四電動閥(6)、第五電動閥(7)、第六電動閥(8)均與間接空冷凝結水栗(16)相連，間接空冷凝結水栗(16)與凝結水精處理單元(18)相連。4.根據權利要求1所述的一種汽輪發電機組的空氣冷卻系統，其特征在于，所述直接空冷散熱器包括若干空冷翅片管(11)。5.根據權利要求1所述的一種汽輪發電機組的空氣冷卻系統，其特征在于，所述間接冷卻凝汽器(13)還連接有間接空冷單元(14)相連;在直接空冷單元和間接空冷單元(14)入口處加裝有充氮接口。6.根據權利要求1所述的一種汽輪發電機組的空氣冷卻系統，其特征在于，所述多級加熱器包括相連的第一加熱器(19)、第二加熱器(20)和第三加熱器(21)，第一加熱器(19)與凝結水精處理單元(18)相連，第三加熱器(21)還連接有鍋爐省煤器。7.根據權利要求1所述的一種汽輪發電機組的空氣冷卻系統，其特征在于，所述直接空冷散熱器下方設置有空冷島風機群(24);所述空冷島風機群(24)包括由若干第一空冷風機(9)和第二空冷風機(10)組合而成的N列N排空冷風機。8.根據權利要求1所述的一種汽輪發電機組的空氣冷卻系統，其特征在于，所述空冷島風機群(24)底部加裝第一防風網(25)，空冷島風機群(24)頂部加裝第二防風網(26)。9.根據權利要求1所述的一種汽輪發電機組的空氣冷卻系統，其特征在于，所述直接空冷單元入口處設置有空冷單元組入口膨脹節(22)，空冷散熱單元凝結水出口處設置有空冷單元組出口膨脹節(23)。10.根據權利要求1所述的一種汽輪發電機組的空氣冷卻系統，其特征在于，所述間接空冷單元(14)為間接空冷塔(27)，在間接空冷塔(27)底部加裝了第一防風墻(29)，頂部加裝第二防風墻(28)。
【文檔編號】F01K19/00GK205445702SQ201620222981
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月22日
【發明人】黨黎軍, 劉麗春, 崔光明
【申請人】西安熱工研究院有限公司