用于火电厂小汽轮机乏汽冷凝的蒸发式冷凝器系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种用于火电厂小汽轮机乏汽冷凝的蒸发式冷凝器系统，包括直接空冷机组的高压缸、中压缸、低压缸、驱动汽轮机以及凝汽器；小汽轮机的排汽口通过管道连接用于冷凝小汽轮机排汽的蒸发式冷凝器，蒸发式冷凝器的凝结水出口接凝结水母管，经升压泵回流至主机回热系统。本实用新型专利技术系统简单、占地面积小，尤其适用于已投产机组给水泵或引风机由电动机驱动改为小汽轮机驱动的排汽冷凝。本实用新型专利技术初期投资较小，环境适应性高，且传热系数较大，换热效果好；冬季低温时，可作为直接空冷凝汽器使用，水耗率为零。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电站节能降耗领域，涉及蒸发式冷凝技术，具体涉及一种用于火电厂小汽轮机乏汽冷凝的蒸发式冷凝器系统。
技术介绍
基于诸多原因，国内投产的直接空冷机组给水泵驱动形式多为电动机驱动，相当数量的湿冷机组给水泵驱动形式亦为电动机驱动。据统计，空冷机组满负荷工况下厂用电率在8.5?9.5%之间，其中电动给水泵是最大的耗电设备，占总厂用电量的35%以上，其次是引风机；而湿冷机组满负荷工况下厂用电率在7?8%之间，其中电动给水泵亦为最大的耗电设备，厂用电率为2.8?3.1%之间，其次是引风机。近年来，发电企业旨在降低厂用电率，提高上网电量，以增加企业效益，将给水泵驱动改为由小汽轮机驱动，驱动汽源一般有汽轮机的四段抽汽供给，加以冷再蒸汽作为备用，小汽轮机驱动给水泵或引风机，其排汽由冷凝系统冷凝，凝结水由升压泵打压回流至主机回热系统。湿冷机组凝汽器冷凝能力富裕，给水泵驱动汽轮机排汽可以直接排入主机凝汽器系统，但引风机驱动汽轮机因距离主机凝汽器距离远(约30m)，因流动阻力等原因不宜将排汽引入主机凝汽器系统，需就地设置冷凝系统。空冷机组亦出现过少数将给水泵驱动汽轮机排汽直接排入主机空冷凝汽器系统，但因主机空冷凝汽器系统冷却能力差，结果出现驱动汽轮机运行背压太高，性能差的现象；此外，同湿冷机组一样，引风机驱动汽轮机排汽亦要就地设置冷凝系统。简而言之，湿冷机组的引风机驱动汽轮机，空冷机组的给水泵驱动汽轮机以及引风机驱动汽轮机，都需要单独就地设置冷凝系统，现就目前出现的冷凝系统形式及特点简要介绍如下:I)借鉴湿冷凝汽器形式的尖峰湿冷凝汽器系统，这是驱动汽轮机排汽冷凝的基本形式。尖峰湿冷凝汽器类似于湿冷机组的表面式凝汽器，冷却管束内流经循环冷却水，管束外流经驱动汽轮机排汽，两者换热排汽冷凝，冷凝后的凝结水经升压泵打压后回流至主机回热系统，升温后的循环冷却水回流至冷却设备进行冷却。其中，循环冷却水可由电厂开式水(或主机循环冷却水，仅限于湿冷机组)供给，其冷却水的冷却系统可以是湿冷机组的现有的冷却塔(循环冷却水取自主机循环冷却水系统，仅限于湿冷机组)、新建的机力塔(空冷机组湿冷机组皆可)、新建的间接空冷塔(空冷机组湿冷机组皆可)；也可以是主机凝汽器的凝结水，来自凝结水泵之后，其作为循环冷却水进入表面式湿冷凝汽器与驱动汽轮机排汽换热，吸热后回流至主机回热系统。循环冷却水取自开式水(或主机循环冷却水，仅限于湿冷机组)，优点是冷凝效果较好，驱动汽轮机运行背压较低，经济性较好；缺点是均需设置和湿冷机组冷端系统一样的系统，主要包括凝汽器、抽真空系统、循环冷却水系统、循环冷却水的冷却系统、凝结水系统、循环水泵、凝结水升压泵、各种阀门和管道，系统复杂，投资巨大。更重要的是已投产的发电机组，厂区空间十份有限，若要设置如此复杂的系统，对于电厂而言实为难题。循环冷却水取自主机凝结水，优点是省去了循环冷却水冷却系统，只需设置凝汽器、抽真空系统、凝结水系统；缺点是主机凝结水自身温度高，导致驱动汽轮机排汽压力高，经济性较差。2)借鉴空冷凝汽器的尖峰干式凝汽器系统。尖峰干式凝汽器系统类似于直接空冷凝汽器，在驱动汽轮机附近设置尖峰干式凝汽器，由轴流风机产生的强制空气流经凝汽器外部，与流经凝汽器内部的排汽对流换热，乏汽冷凝后经升压泵打压后回流至主机回热系统。同直接空冷凝汽器一样，散热面积大从而占地面积巨大，现场布置成为难题；此外，干式凝汽器散热能力差导致驱动汽轮机排汽压力高，两者综合使得该尖峰干式凝汽器系统应用存在困难。综上所述，对于运行的发电机组而言，电动驱动改为汽动驱动的现存的汽轮机排汽冷凝技术要么存在系统复杂、占地面积大、初投资大、维护工作量大，要么存在冷凝效果差、经济性差的问题。
技术实现思路
本技术的目的在于解决现有发电机组占地面积大、运行成本大及系统复杂运行维护工作量大等缺陷，提供一种用于火电厂小汽轮机乏汽冷凝的蒸发式冷凝器系统，该系统可用于直接空冷机组驱动汽轮机排汽冷端系统，也可用于湿冷机组驱动汽轮机排汽冷端系统。为达到上述目的，本技术采用以下技术方案予以实现:用于火电厂小汽轮机乏汽冷凝的蒸发式冷凝器系统，包括发电机组的高压缸、中压缸、低压缸、驱动汽轮机以及凝汽器；驱动汽轮机的排汽口通过管道连接用于冷凝小汽轮机排汽的蒸发式冷凝器，蒸发式冷凝器的凝结水出口接凝结水母管，经升压泵回流至主机回热系统；蒸发式冷凝器的顶部连接有用于将不凝结气体抽出排入大气的真空泵。进一步的，蒸发式冷凝器包括壳体，壳体内部分为左右两侧，其中一侧的上部设置换热器，另一侧的顶部设置轴流风机；换热器的下方设置有用于冷却未蒸发的冷却水的填料塔；壳体的底部设置有用于收集冷却水的集水盘；换热器的上方设置有喷淋水管，喷淋水管通过循环水泵与集水盘相连通，喷淋水管将冷却水喷淋至换热器上，在换热器的换热外表面形成一层均匀水膜；凝结水由换热器的底部集管流出，回流至主机回热系统。进一步的，壳体的左右两侧之间设置有用于实现气液两相的分离并控制飘水率的除水器。进一步的，换热器为板片式或者管束式。进一步的，中压缸排气分为两路一路与低压缸相连，另一路通过手动阀和调节阀与小汽轮机相连；小汽轮机上连接有引风机或给水泵；低压缸上连接有发电机，低压缸的排汽口与凝汽器相连通，凝汽器下部热井中的凝结水通过凝结水泵进入主机回热系统。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果:本技术在驱动汽轮机的排汽口通过管道连接用于冷凝小汽轮机排汽的蒸发式冷凝器，蒸发式冷凝器具有占地面积小、集传统的乏汽冷凝设备(如湿冷凝汽器)和循环水冷却设备(如冷却水塔)合二为一、单元模块化程度高、水质要求低、换热系数较高、便于清洗和维护、及环境适应性强等特点，根据驱动汽轮机排汽热负荷进行蒸发式冷凝器单元有机组合。本技术系统简单、占地面积小，尤其适用于已投产机组给水泵或引风机由电动机驱动改为小汽轮机驱动的排汽冷凝。本技术初期投资较小，环境适应性高，且传热系数较大，换热效果好；冬季低温时，可作为直接空冷凝汽器使用，水耗率为零。进一步的，本技术蒸发式冷凝器的工作介质循环冷却水经喷淋水管，均匀地喷淋在换热器的外表面，并使之形成一层很薄的均匀水膜小汽轮机排汽从上部集管进入换热管束内或板片内，在整个流程中能使流体流态均匀。排汽将热量通过换热器传递给水膜，并通过轴流风机的强劲引风下，强化了空气流动，促进换热器表面水膜的蒸发，强化了排汽的放热。凝结水从换热器底部集管流出。部分循环冷却水因吸热汽化变成水蒸气被轴流通风机引走排入大气，没有被蒸发的循环冷却水流过填料时被侧面新风再次冷却，滴落在下部的集水盘内，供水泵循环使用。进一步的，本技术蒸发式冷凝器的左右两室中间装有除水器，工作时能有效地实现气液两相的分离并控制飘水率。【附图说明】图1为本技术的整体结构示意图。其中，I为高压缸；2为中压缸；3为低压缸；4为发电机；5为手动阀；6为调节阀；7为驱动汽轮机；8为引风机；9为给水泵；10为蒸发式冷凝器10 ;11为真空泵；12为升压泵；13为凝汽器；14为热井；15为凝结水泵。【具体实施方式】[0当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于火电厂小汽轮机乏汽冷凝的蒸发式冷凝器系统，其特征在于：包括发电机组的高压缸(1)、中压缸(2)、低压缸(3)、驱动汽轮机(7)以及凝汽器(13)；驱动汽轮机(7)的排汽口通过管道连接用于冷凝小汽轮机(7)排汽的蒸发式冷凝器(10)，蒸发式冷凝器(10)的凝结水出口接凝结水母管，经升压泵(12)回流至主机回热系统；蒸发式冷凝器(10)的顶部连接有用于将不凝结气体抽出排入大气的真空泵(11)。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吕凯，荆涛，李高潮，万超，章治国，穆琳，程小飞，陈胜利，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61