電廠蒸汽動力裝置系統(tǒng)中如何減少管道散熱

郭效軍 薛帥 程君 史家桐

摘 要：一種降低發(fā)電廠空冷機組排汽壓力的節(jié)能冷卻方法及系統(tǒng)，用于解決管道過多散熱問題。該方法通過設(shè)置制冷設(shè)備，同時采用三種措施降低空冷機組排汽壓力：a.水環(huán)式真空泵的工作液經(jīng)過冷卻器被制冷循環(huán)設(shè)備制取的冷凍水冷卻，溫度降低到設(shè)計值;b.工業(yè)除鹽水經(jīng)過冷卻器被制冷循環(huán)設(shè)備制取的冷凍水冷卻，一部分通過噴嘴對空冷機組軸流風機的出口空氣進行蒸發(fā)冷卻;另一部分進入汽輪機排汽管道;c.凝結(jié)水經(jīng)過凝結(jié)水泵分成兩部分，一部分進入汽輪機回熱器送往鍋爐，另一部分經(jīng)過冷卻器被制冷循環(huán)設(shè)備制取的冷凍水冷卻，進入汽輪機排汽管道與排汽混合，吸收汽化潛熱。上述改進可有效降低發(fā)電廠空冷機組排汽壓力，保證機組夏季安全經(jīng)濟運行。

關(guān)鍵詞：蒸汽管道應(yīng)力分析 節(jié)能減排 控制污染

（一）技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種發(fā)電節(jié)能技術(shù)，尤其是能夠在蒸汽動力裝置系統(tǒng)提高空冷機組熱經(jīng)濟性、降低發(fā)電廠空冷機組排汽壓力的節(jié)能冷卻方法及系統(tǒng)。

（二）背景技術(shù)

其中直接空冷機組以空氣為冷卻介質(zhì)通過翅片管束直接冷卻汽輪機的乏汽，由于具有節(jié)水性好、對環(huán)境污染小、運行相對穩(wěn)定、初投資少以及可適用于大中小型機組等優(yōu)點，所以得到了重點推廣，在目前已建成的空冷機組中，采用直冷系統(tǒng)的比例已超過了 50%。但是，直接空冷機組在夏季高溫季節(jié)普遍存在出力受阻、不能滿發(fā)、運行經(jīng)濟性差、受風向風力影響出力波動明顯等一系列問題。由于直接空冷機組的冷卻能力取決于進入空冷器空氣的干球溫度，因而受環(huán)境氣溫的影響較大。另外，夏季處于用電負荷需求高峰期，需要機組維持較高負荷運行，因而形成了夏季機組出力受阻與發(fā)電負荷需求高的尖銳矛盾。以某電廠200 MW直接空冷機組為例，每年夏季由于氣溫高，使機組背壓升高超限，導(dǎo)致機組不能帶滿負荷運行，夏季高溫時段的機組負荷常被限制在180 MW以下。直接空冷機組空冷凝汽器空間巨大，處于負壓狀態(tài)，因此空氣進入汽輪機排汽空間的幾率大大增加，形成氣阻，大大降低了換熱效果，進一步推高了排汽壓力。而抽吸不凝性氣體的水環(huán)真空泵由于工作液的溫度過高，超過飽和而汽化，嚴重影響了真空泵的抽真空能力，致使空冷器內(nèi)不凝結(jié)氣體不能及時被抽走，如果長時間運行在汽化工況下，不但空冷散熱器換熱惡化，真空變差，還會引起真空泵葉輪氣蝕，影響設(shè)備安全運行。為了提高直接空冷機組夏季的出力，有些電廠采用提高空冷風機轉(zhuǎn)速的方法來改善換熱效果，但由于在夏季空冷風機基本上已處于全速運行，提速空間不大，即使能夠有所提高也增加了電耗，但效果卻不明顯;也有電廠采用直接向翅片管束散熱器噴淋大量除鹽水的方式來強化換熱效果。這種方式雖然可以提高機組的真空，但由于水溫仍然較高，因此需要噴入較多的化學水，由于制水成本高，浪費嚴重;發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明用于克服已有技術(shù)的缺陷而提供一種解決空冷機組夏季出力受阻的降低發(fā)電廠空冷機組排汽壓力的節(jié)能冷卻方法及系統(tǒng)。

本發(fā)明所稱問題是由以下技術(shù)方案解決的：

a.將空冷機組的水環(huán)式真空泵的工作液經(jīng)過冷卻器被制冷循環(huán)設(shè)備制取的冷凍水冷卻，溫度降低到設(shè)計值，提高真空泵的出力;

b.將空冷機組所用的工業(yè)除鹽水經(jīng)過冷卻器被制冷循環(huán)設(shè)備制取的冷凍水冷卻，經(jīng)水泵加壓，一部分通過噴嘴對空冷機組軸流風機的出口空氣進行蒸發(fā)冷卻，以降低空冷散熱器的入口空氣溫度，從而降低排汽壓力;另一部分進入汽輪機排氣管道與排汽混合，吸收汽化潛熱，維持空冷器真空;

降低發(fā)電廠空冷機組排汽壓力的節(jié)能冷卻方法及系統(tǒng)，所述排汽管道凝結(jié)水冷卻裝置包括空冷機組的凝結(jié)水箱及排汽凝結(jié)水管路、凝結(jié)水泵、排汽凝結(jié)水冷卻支路、凝結(jié)水霧化噴嘴，排汽凝結(jié)水管路連接凝結(jié)水箱，凝結(jié)水泵位于排汽凝結(jié)水管路上，排汽凝結(jié)水冷卻支路連通排汽凝結(jié)水管路，排氣凝結(jié)水冷卻支路經(jīng)凝結(jié)水冷卻器連通凝結(jié)水霧化噴嘴，凝結(jié)水霧化噴嘴位于空冷機組的排汽管道處。

同時采用三種措施降低空冷機組排汽壓力，解決空冷機組夏季出力不足、負荷不穩(wěn)定和經(jīng)濟性差等問題，在現(xiàn)有空冷機組設(shè)備的基礎(chǔ)上增設(shè)制冷設(shè)備和相應(yīng)的冷卻器、冷卻循環(huán)管路。其改進要點如下：1.水環(huán)真空泵工作液冷卻裝置將水環(huán)式真空泵工作液由制冷循環(huán)設(shè)備冷凍水冷卻，工作液的溫度接近設(shè)計值，提高真空泵的出力;2.工業(yè)除鹽水冷卻裝置將工業(yè)除鹽水由制冷循環(huán)設(shè)備冷凍水冷卻，一部分對空冷散熱器入口空氣進行霧化加濕，可以降低入口空氣溫度，降低空冷機組排汽壓力;另一部分進入汽輪機排汽管道，與排汽混合，吸收汽化潛熱;3.排汽管道凝結(jié)水冷卻裝置將排汽管道凝結(jié)水由制冷循環(huán)設(shè)備制取的冷凍水冷卻，與排汽混合吸收汽化潛熱，更好的維持空冷器的真空。上述三種冷卻裝置共同作用，有效降低發(fā)電廠空冷機組的排汽壓力，保證機組的夏季安全經(jīng)濟運行。

（三）具體實施方式本發(fā)明的方法

在空冷機組中設(shè)置制冷設(shè)備，將制冷設(shè)備制取的冷凍水分為三路對空冷機組的相關(guān)部分進行冷卻。其一：水環(huán)式真空泵的工作液經(jīng)過冷卻器被冷凍水冷卻，溫度降低到設(shè)計值，能夠提高真空泵的出力;其二：工業(yè)除鹽水經(jīng)過冷卻器被冷凍水冷卻，通過水泵加壓，一部分通過噴嘴對空冷機組軸流風機的出口空氣進行蒸發(fā)冷卻，降低空冷散熱器的入口空氣溫度，從而降低排汽壓力;另一部分進入汽輪機排汽管道，與排汽直接混合，吸收汽化潛熱;其三：凝結(jié)水經(jīng)過凝結(jié)水泵分成兩部分，一部分凝結(jié)水進入汽輪機回熱器送往鍋爐，另一部分經(jīng)過冷卻器被冷凍水冷卻，進入汽輪機排汽管道與排汽混合，吸收汽化潛熱，維持空冷器真空。

結(jié) 論

1.一種降低發(fā)電廠空冷機組排汽壓力的節(jié)能冷卻系統(tǒng)，其特征在于，它包括制冷設(shè)備、冷凍水循環(huán)泵、水環(huán)真空泵工作液冷卻裝置、工業(yè)除鹽水冷卻裝置、排汽管道凝結(jié)水冷卻裝置，其中，水環(huán)真空泵工作液冷卻裝置中設(shè)置真空泵冷卻器，工業(yè)除鹽水冷卻裝置中設(shè)置除鹽水冷卻器，排汽管道凝結(jié)水冷卻裝置中設(shè)置凝結(jié)水冷卻器，所述冷凍水循環(huán)泵位于連通制冷設(shè)備的冷凍水管路）上，冷凍水管路并聯(lián)真空泵冷卻器、除鹽水冷卻器和排汽管道凝結(jié)水冷卻器并形成循環(huán)回路; 所述水環(huán)真空泵工作液冷卻裝置包括水環(huán)式真空泵和汽水分離器，由水環(huán)式真空泵、汽水分離器、真空泵冷卻器和管路、閥門構(gòu)成水環(huán)真空泵工作液冷卻回路; 所述工業(yè)除鹽水冷卻裝置包括由管路連接的除鹽水箱、除鹽水加壓泵、除鹽水冷卻器、除鹽水霧化加濕噴嘴、除鹽水霧化冷卻噴嘴，除鹽水霧化加濕噴嘴位于空冷機組的軸流風機空氣出口處，除鹽水霧化冷卻噴嘴位于空冷機組的排氣管道處; 所述排汽管道凝結(jié)水冷卻裝置包括空冷機組的凝結(jié)水箱及排氣凝結(jié)水管路、凝結(jié)水泵、排氣凝結(jié)水冷卻支路、凝結(jié)水霧化噴嘴，排氣凝結(jié)水管路連接凝結(jié)水箱，凝結(jié)水泵位于排氣凝結(jié)水管路上，排氣凝結(jié)水冷卻支路連通排氣凝結(jié)水管路，排氣凝結(jié)水冷卻支路經(jīng)凝結(jié)水冷卻器連通凝結(jié)水霧化噴嘴，凝結(jié)水霧化噴嘴位于空冷機組的排氣管道處。

參考文獻

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