基于变频泵和倒U型虹吸管的直流循环供水系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于变频泵和倒U型虹吸管的直流循环供水系统，包括循环水泵前池、循环水泵、凝汽器、真空泵、排水井和倒U型虹吸管；其中，循环水泵将循环水泵前池内的水送入凝汽器，真空泵连接在凝汽器的出水端，凝汽器的出水端与排水井连接，排水井连接倒U型虹吸管的一端，倒U型虹吸管的另一端连接排水管，排水管中的液体排进大海或江河；所述循环水泵为变频调节的变速泵。本实用新型专利技术采用变频调节的变速泵、倒U型虹吸管以代替虹吸井的方案，通过规定的节能控制方法实现在低循环水水温(凝汽器进口)、低机组负荷或低潮位(或河水低水位)的时候，也能够使总耗电量居于全厂第二位的循环水泵，节省数量可观的厂用电量和厂用电费。

【技术实现步骤摘要】
基于变频泵和倒U型虹吸管的直流循环供水系统
本技术涉及一种基于变频泵和倒U型虹吸管的直流循环供水系统。
技术介绍
中国人口众多、资源相对不足，要实现能源资源有效利用和经济社会可持续发展，必须走节约能源的道路，提高能源使用和利用效率。近年来，国家相继修订出台了《节约能源法》、《可再生能源法》、《循环经济促进法》、《石油天然气管道保护法》以及《民用建筑节能条例》、《公共机构节能条例》等法律法规。《能源发展“十二五”规划》提出:“十二五”时期，要加快能源生产和利用方式变革，强化节能优先战略，全面提高能源开发转化和利用效率，合理控制能源消费总量。” 节约能源是指加强用能管理，釆取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可以承受的措施，从能源生产到消费的各个环节，降低消耗、减少损失和制止浪费，有效合理地利用能源，这是国家发展经济的一项长远战略方针，是全面贯彻落实科学发展观，提高能源利用效率，又好又快建设社会主义和谐社会的基本国策。 为贯彻国家节能方针，现在设计的电厂许多大容量辅机都采取了节能措施，其中电厂所谓“三大机三大泵”中，送风机、引风机、一次风机均采用动叶可调风机，在低负荷时调节动叶角度可节省厂用电，凝结水泵采用变频调节，给水泵采用液力偶合器或汽动给水泵，在低负荷时可降低转速节省厂用电，唯有总耗电量居于全厂第二位的循环水泵未采用变频调节节能措施，少数电厂采用双速电机，节能效果有限。实际上，优化传统的直流循环水系统，节省循环水泵厂用电尚有很大的开挖潜力。 传统的直流循环水系统循环水泵采用定速泵。循环水泵供水的几何高度(或称泵对水的提升高度)为循环水泵前池的水位至虹吸井溢流堰上液面的高度。上述液面的高度需满足两个条件:一是要保证I %高潮位、机组满负荷运行时，能克服虹吸井后的管道阻力，水自流入海并保持机组满负荷时的循环水量；二是该液面至凝汽器水室循环水出水管不大于7m的高差，否则由于水室真空泵运行造成的真空受限，不能形成虹吸作用。由于上述两个条件的限制，循环水泵供水的几何高度受到1%高潮位的限制，不能太小。 正常运行时，海面的运行水位均低于I %高潮位，水在虹吸井后产生了水头跌落损失，一部分发生在虹吸井溢流堰后，一部分发生在入海的排水口处，由于循环水量较大，造成了较大的能量损失。
技术实现思路
本技术为了解决上述问题，提出了一种基于变频泵和倒U型虹吸管的直流循环供水系统，本系统采用变频调节的变速泵、倒U型虹吸管以代替虹吸井的方案，实现在运行水位低于I %高潮位的时候，也能进行循环供水，节省数量可观的厂用电量和厂用电费。 为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案: 一种基于变频泵和倒U型虹吸管的直流循环供水系统，包括循环水泵前池、循环水泵、凝汽器、真空泵、排水井和倒U型虹吸管；其中，循环水泵将循环水泵前池内的水送入凝汽器，真空泵连接在凝汽器的出水端，凝汽器的出水端与排水井连接，排水井连接倒U型虹吸管的一端，倒U型虹吸管的另一端连接排水管，排水管中的液体排进大海；所述循环水泵为变频调节的变速泵。 所述排水管为无泄漏的钢管。 所述倒U型虹吸管的管顶高度高于当地I %高潮位，所述排水管入海口的高度低于97%低潮位。 所述循环水泵的转速根据凝汽器循环水的进口水温、机组负荷、潮位(或河水水位)而改变，自动调节从而维持汽轮机背压至设定值。 所述倒U型虹吸管的顶高满足保证I %高潮位机组启动后，倒U型虹吸管工作后管内的水能自流入海。 倒U型虹吸管的顶高>凝汽器水室出水管最高点的标高一7m。其中，7m为最大允许虹吸利用高度。 所述排水井在初次使用时，需要充满水，且其容量需确保循环水泵和真空泵启动后，凝汽器水室和出水管只进水不漏进空气。 根据汽轮机背压设定值与凝汽器进口循环水水温的关系曲线，确定在该水温下合适的汽轮机背压设定值，以汽轮机运行背压为信号，调节循环水泵的转速来改变循环水冷却水量，在各种不同工况下维持汽轮机背压为设定值。 本技术的特征及有益效果为: (I)电厂循环冷却供水系统采用变频调节的循环水泵，在低循环水水温(凝汽器进口)、低机组负荷或低潮位(低河水水位)时，均可有效节省厂用电； (2)提出汽轮机背压设定值与冷却水温度关系曲线，按汽轮机运行背压维持设定值来控制循环水泵转速，节省厂用电； (3)电厂直流循环供水系统，取消虹吸井，采用倒U形虹吸管。 【附图说明】 图1为传统直流循环供水系统结构示意图； 图2为本技术的直流循环供水系统的结构示意图； 图3为本技术的汽轮机背压设定值Pk = f(to)曲线图； 图4为本技术的循环水泵降速运行参数变化图； 图5为本技术的相同负荷下循环水泵供水几何高度降低时参数变化图。 其中=Li为循环水系统始端水位，m ； Lf为循环水系统终端水位，m ； L2为凝结器水室出水管最闻点标闻，m ； L1为倒U型虹吸管最闻点标闻，m ; Δ h为倒U型虹吸管后排水管总阻力，m ； Lfh 为 I % 高潮位，m。 【具体实施方式】 : 下面结合附图与实施例对本技术作进一步说明。 如图1所示，传统的直流循环水系统循环水泵采用定速泵。 循环水泵供水的几何高度(或称泵对水的提升高度)为循环水泵前池的水位至虹吸井溢流堰上液面的高度。上述液面的高度需满足两个条件:一是要保证1%高潮位、机组满负荷运行时，能克服虹吸井后的管道阻力，水自流入海并保持机组满负荷时的循环水量；二是该液面至凝汽器水室循环水出水管不大于7m的高差，否则由于水室真空泵运行造成的真空受限(如30kPa绝对压力)，不能形成虹吸作用(虹吸作用的利用高度一般取不大于7m。由于上述两个条件的限制，循环水泵供水的几何高度受到1%高潮位的限制，不能太小。 正常运行时，海面的运行水位均低于I %高潮位，水在虹吸井后产生了水头跌落损失，一部分发生在虹吸井溢流堰后，一部分发生在入海的排水口处，由于循环水量较大，造成了较大的能量损失。 如图2所示，一种基于变频泵和倒U型虹吸管的直流循环供水系统，包括循环水泵前池、循环水泵、凝汽器、真空泵、排水井和倒U型虹吸管；其中，循环水泵将循环水泵前池内的水送入凝汽器，真空泵连接在凝汽器的出水端，凝汽器的出水端与排水井连接，排水井连接倒U型虹吸管的一端，倒U型虹吸管的另一端连接排水管，排水管中的液体排进大海；所述循环水泵为变频调节的变速泵。 排水管为无泄漏的钢管。 倒U型虹吸管的管顶高度高于当地I %高潮位，所述排水管入海口的高度低于97%低潮位。 循环水泵的转速根据凝汽器循环水的进口水温、机组负荷、潮位(河水水位)而改变，自动调节从而维持汽轮机背压至设定值。 倒U型虹吸管的顶高满足保证I %高潮位机组启动后，倒U型虹吸管工作后管内的水能自流入海。 倒U型虹吸管的顶高>凝汽器水室出水管最高点的标高一7m。其中，7m为最大允许虹吸利用高度。 排水井在初次使用时，需要充满水，且其容量需确保循环水泵和真空泵启动后，凝汽器水室和出水管只进水不漏进空气。 与传统的直流循环水系统相比，该系统有如下特点: 1、循环水泵由定速泵改为变频调节的变速泵； 2、取消本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于变频泵和倒U型虹吸管的直流循环供水系统，其特征是：包括循环水泵前池、循环水泵、凝汽器、真空泵、排水井和倒U型虹吸管；其中，循环水泵将循环水泵前池内的水送入凝汽器，真空泵连接在凝汽器的出水端，凝汽器的出水端与排水井连接，排水井连接倒U型虹吸管的一端，倒U型虹吸管的另一端连接排水管，排水管中的液体排进大海；所述循环水泵为变频调节的变速泵。

【技术特征摘要】
1.一种基于变频泵和倒U型虹吸管的直流循环供水系统，其特征是:包括循环水泵前池、循环水泵、凝汽器、真空泵、排水井和倒U型虹吸管；其中，循环水泵将循环水泵前池内的水送入凝汽器，真空泵连接在凝汽器的出水端，凝汽器的出水端与排水井连接，排水井连接倒U型虹吸管的一端，倒U型虹吸管的另一端连接排水管，排水管中的液体排进大海；所述循环水泵为变频调节的变速泵。2.如权利要求1所述的一种基于变频泵和倒U型虹吸管的直流循环供水系统，其特征是:所述排水管为无泄漏的钢...

【专利技术属性】
技术研发人员：张磊，李临临，于连海，赵佰波，
申请(专利权)人：山东电力工程咨询院有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37