带余热回收系统的间接空冷系统及其控制方法与流程

文档序号:12442607阅读:281来源:国知局

本发明涉及火力发电厂空冷装置技术领域,特别是涉及一种带余热回收系统的间接空冷系统及其控制方法。



背景技术:

在我国西北、华北和东北地区,具有丰富的煤矿资源,且上述地区部分气候较为干燥,水资源缺乏,使火力发电得到大量推广。但气候干燥地区水资源缺乏的情况为火力发电厂冷凝系统提出了考验,针对上述情况,空冷系统得以快速发展。

目前,电站空冷系统按照冷却原理不同,可以分为直接空冷系统和间接空冷系统,而间接空冷系统又分为表面式凝汽器间接空冷装置和混合式凝汽器间接空冷装置。其中,表面式凝汽器间接空冷装置因循环泵扬程低、能耗少、无噪声、受自然因素影响小,且主厂房布置方位不受风向的影响、总平面布置灵活等优点而被广泛应用。

汽轮机排汽以循环冷却水为中间介质,将排汽与空气之间的热交换分为两次。一次为蒸汽与循环冷却水之间在表面式凝汽器中换热,另一次为循环冷却水和空气在空冷塔中换热。根据实际运行效果来看,在夏季高温时段,空冷塔换热效率下降,出现系统背压升高,发电负荷下降的现象,给发电厂的经济生产带来影响。



技术实现要素:

基于此,有必要针对传统的空冷系统在夏季高温时段,空冷塔换热效率下降,系统背压高,发电符合下降,影响发电厂的经济生产的问题,提供一种提高空冷塔的换热效率,降低系统背压,提高机组运行效率的带余热回收系统的间接空冷系统及其控制方法。

一种带余热回收系统的间接空冷系统,包括主机冷却水循环系统、引风机循环水系统及热网循环水系统;

所述主机冷却水循环系统包括两组汽轮机冷却水循环系统、多个循环水泵及空冷塔,每组汽轮机冷却水循环系统中吸热升温后的循环冷却水,经过对应的所述循环水泵加压后进入所述空冷塔,冷却后分为两路,一路返回至相应的所述汽轮机冷却水循环系统,另一路进入所述引风机循环水系统,并经过冷却后通过对应的所述循环水泵加压返回至所述空冷塔,从而形成循环回路;

所述热网循环水系统的进水口与所述引风机循环水系统的出水口连接,所述热网循环水系统的出水口与所述引风机循环水系统的进水口连接,从而形成循环回路;

其中,所述带余热回收系统的间接空冷系统还包括分别可通断的第一联络管路、第二联络管路及第三联络管路,所述第一联络管路用于连通所述主机冷却水循环系统与所述循环水泵的进水口之间的两路连接管路,所述第二联络管路用于连通所述循环水泵的出水口与所述空冷塔的进水口之间的两路连接管路,所述第三联络管路用于连通所述空冷塔的出水口与两组汽轮机冷却水循环系统的进水口之间的两路连接管路;

所述带余热回收系统的间接空冷系统还包括热网切换阀门,所述热网切换阀门设置于所述空冷塔的出水口与所述引风机循环水系统的进水口之间,以及所述引风机循环水系统的出水口与所述循环水泵的进水口之间;

所述带余热回收系统的间接空冷系统还包括热网接口阀门,所述热网接口阀门设置于所述热网循环系统中,以连通或断开所述热网循环系统与所述引风机循环水系统。

在其中一实施例中,所述主机冷却水循环系统包括:

第一汽轮机冷却水循环系统,包括第一汽轮机及第一表面式凝汽器冷却水系统,所述第一汽轮机的排汽进入所述第一表面式凝汽器冷却水系统被循环冷凝;

第二汽轮机冷却水循环系统,包括第二汽轮机及第二表面式凝汽器冷却水系统,所述第二汽轮机的排汽进入所述第二表面式凝汽器冷却水系统被循环冷凝。

在其中一实施例中,所述空冷塔包括第一汽轮机凝汽器及第二汽轮机凝汽器,相应的所述循环水泵的进水口与所述第一表面式凝汽器冷却水系统的出水口连接,出水口与所述第一汽轮机凝汽器的进水口连接,所述第一汽轮机凝汽器的出水口与所述第一表面式凝汽器冷却水系统的进水口连接;

相应的所述循环水泵的进水口与所述第二表面式凝汽器冷却水系统的出水口连接,出水口与所述第二汽轮机凝汽器的进水口连接,所述第二汽轮机凝汽器的出水口与所述第二表面式凝汽器冷却水系统的进水口连接。

在其中一实施例中,所述第一联络管路一端与连通所述第一表面式凝汽器冷却水系统的出水口和相应的所述循环水泵的进水口的连接管路连接,另一端与连通所述第二表面式凝汽器冷却水系统的出水口和相应的所述循环水泵的进水口的连接管路连接;

所述第二联络管路一端与连通相应的所述循环水泵的出水口和所述第一汽轮机凝汽器的进水口的连接管路连接,另一端与连通相应的所述循环水泵的出水口和所述第二汽轮机凝汽器的进水口的连接管路连接;

所述第三联络管路一端与连通所述第一表面式凝汽器冷却水系统的进水口和所述第一汽轮机凝汽器的出水口之间连接管路连接,另一端与连通所述第二表面式凝汽器冷却水系统的进水口和所述第二汽轮机凝汽器的出水口之间的连接管路连接。

在其中一实施例中,所述第一联络管路、所述第二联络管路及第三联络管路上设置有可控制通断的控制阀。

在其中一实施例中,所述引风机循环水系统包括第一引风机凝汽器及第二引风机凝汽器,所述第一引风机凝汽器的进水口与所述第一汽轮机凝汽器的出水口连接,所述第一引风机凝汽器的出水口与相应的所述循环水泵的进水口连接;

所述第二引风机凝汽器的进水口与所述第二汽轮机凝汽器的出水口连接,所述第二引风机凝汽器的出水口与相应的所述循环水泵的进水口连接;

所述热网切换阀门包括四个,分别设置于所述第一引风机凝汽器的进水口与所述第一汽轮机凝汽器的出水口之间的连接管路上,所述第一引风机凝汽器的出水口与相应的所述循环水泵的进水口之间的连接管路上,所述第二引风机凝汽器的进水口与所述第二汽轮机凝汽器的出水口之间的连接管路上,以及所述第二引风机凝汽器的出水口与相应的所述循环水泵的进水口之间的连接管路上。

在其中一实施例中,所述热网循环水系统包括两条一端与热网用户管路连通的进水管路,以及两条一端与热网用户管路连通的出水管路,两条所述进水管路的另一端分别与所述第一引风机凝汽器的出水口及所述第二引风机凝汽器的出水口连接,两条所述出水管路的另一端分别与所述第一引风机凝汽器的进水口及所述第二引风机凝汽器的进水口连接;

所述热网接口阀门包括四个,分别设置于两条所述进水管路及两条所述出水管路上。

在其中一实施例中,所述热网循环水系统还包括热网循环水泵,所述两条进水管路汇聚连接于所述热网用户,所述两条出水管路汇聚连接于所述热网用户,所述热网循环水泵设置于所述两条进水管路与热网用户连接的汇聚管路上,以提供热网循环水的循环动力。

一种如上述的带余热回收系统的间接空冷系统的控制方法,所述带余热回收系统的间接空冷系统包括第一工作模式、第二工作模式及第三工作模式,所述带余热回收系统的间接空冷系统的控制方法包括以下步骤:

当所述带余热回收系统的间接空冷系统处于第一工作模式时,所述两组汽轮机冷却水循环系统正常运行时,停运热网循环水系统,关闭所述热网接口阀门,打开所述热网切换阀门,关闭所述第一联络管路、第二联络管路及所述第三联络管路;

当所述带余热回收系统的间接空冷系统处于第二工作模式时,停运其中一组所述汽轮机冷却水循环系统,关闭所述热网接口阀门,打开所述热网切换阀门,打开所述第一联络管路、第二联络管路及所述第三联络管路。

在其中一实施例中,还包括以下步骤:

当所述带余热回收系统的间接空冷系统处于第三工作模式时,启动热网循环水系统,打开所述热网接口阀门,关闭所述热网切换阀门,关闭所述第一联络管路、第二联络管路及所述第三联络管路。

上述的带余热回收系统的间接空冷系统及其控制方法,通过三根联络管路的通断,以及热网切换阀门的切换,以及热网接口阀门的通断,扩大了循环水流量的调节范围,在夏季充分利用空冷塔的散热能力,降低汽轮机组的背压和能耗,在冬季充分利用引风机汽轮机产生的余热给厂外用户供热,降低机组的背压和能耗。

附图说明

图1为本发明一实施方式中的带余热回收系统的间接空冷系统的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示,本发明一实施例中的带余热回收系统的间接空冷系统10,包括主机冷却水循环系统(图未标)、引风机循环水系统14及热网循环水系统(图未标)。其中,该带余热回收系统的间接空冷系统10适用于“两机一塔”的间接空冷电厂,即包括两个汽轮机组及一个间接空冷塔的间接空冷电厂,该间接空冷塔包括两组相同的空冷系统。

该主机冷却水循环系统包括两组汽轮机冷却水循环系统(图未示)、多个循环水泵124及空冷塔126。间接空冷电厂包括两个汽轮机组,因此,需要两组汽轮机冷却水循环系统对汽轮机组产生的高温蒸汽进行换热,吸热后的冷却水升温引出经过空冷塔126进行二次换热降温,并重新进入汽轮机冷却水循环系统。如此,形成循环换热,保证了汽轮机组的散热能力,提高机组的运行效率。

其中,每组汽轮机冷却水循环系统中吸热升温后的循环冷却水,经过对应的循环水泵124加压后进入空冷塔126,冷却后分为两路。一路返回至相应的汽轮机冷却水循环系统,另一路进入引风机循环水系统14,并经过冷却后通过对应的循环水泵124返回至空冷塔126,从而形成循环回路。

需要指出的是,引风机用于将汽轮机组的炉膛内产生的烟气顺利排出,并使炉膛内维持一定的负压,使炉膛内有足够的氧气,并得到充分的燃烧。例如,在夏季,气温较高,引风机循环水系统14可将高温烟气与空冷塔126引出的冷却水进行换热,换热后的冷却水重新进入空冷塔126循环换热。如此,保证了引风机组的正常运行。

热网循环水系统的进水口与引风机循环水系统14的出水口连接,热网循环水系统的出水口与引风机循环水系统14的进水口连接,从而形成循环水路。如此,经过引风机循环水系统14的循环换热,使冷却水得到升温,符合热网用户20的需求,且冷却了引风机机组,保证了引风机机组的正常运行。

其中,该带余热回收系统的间接空冷系统10还包括分别可通断的第一联络管路11、第二联络管路13及第三联络管路15。该第一联络管路11用于连通汽轮机冷却水循环系统与循环水泵124进水口之间的两路连接管路;该第二联络管路13用于连通循环水泵124的出水口与空冷塔126的进水口之间的两路连接管路;该第三联络管路15用于连通空冷塔126的出水口与两组汽轮机冷却水循环系统的进水口之间的两路连接管路。

该带余热回收系统的间接空冷系统10还包括热网切换阀门18,热网切换阀门18设置于空冷塔126的出水口与引风机循环水系统14的进水口之间,以及引风机循环水系统14的出水口与循环水泵124的进水口之间;带余热回收系统的间接空冷系统10还包括热网接口阀门19,热网接口阀门19设置于热网循环系统中,以连通或断开热网循环系统与引风机循环水系统14。

本实施例中,该带余热回收系统的间接空冷系统10包括第一工作模式、第二工作模式及第三工作模式,下面将结合本发明中的带余热回收系统的间接空冷系统10的控制方法,对该带余热回收系统的间接空冷系统10进行说明:

该带余热回收系统的间接空冷系统10的控制方法包括步骤:

当所述带余热回收系统的间接空冷系统10处于第一工作模式时,即在夏季,两组汽轮机冷却水循环系统正常运行,热网循环水系统停运。关闭所述热网接口阀门19,打开所述热网切换阀门18,关闭所述第一联络管路11、第二联络管路13及所述第三联络管路15。

具体地,两组汽轮机冷却水循环系统的冷却水分别进入空冷塔126内,并进行换热后返回汽轮机冷却水循环系统。空冷塔126冷却后的冷却水另一路进入引风机循环水系统14进行换热后返回空冷塔126再次进行换热。此时,空冷系统正常运行。

在其中一实施方式中,当所述带余热回收系统的间接空冷系统10处于第二工作模式时,即停运其中一组汽轮机冷却水循环系统时,关闭所述热网接口阀门19,打开所述热网切换阀门18,打开所述第一联络管路11、第二联络管路13及所述第三联络管路15。

具体地,另一组汽轮机循环水系统中的冷却水进入空冷塔126内,并可通过整个空冷塔126进行冷却,从而降低机组的运行背压,节约电厂的能耗。

在其中一实施方式中,当所述带余热回收系统的间接空冷系统10处于第三工作模式时,即在冬季,启动热网循环水系统时,打开所述热网接口阀门19,关闭所述热网切换阀门18,关闭所述第一联络管路11、第二联络管路13及所述第三联络管路15。

具体地,空冷塔126的冷却水无法进入引风机循环水系统14。此时,可通过热网系统中的自来水回收引风机汽轮机的热量,通过热网循环水系统给热网用户20供热,且在循环水泵124的功率不变的情况下,空冷塔126的循环水量将增加,汽轮机组的背压降低,节约了电厂的能耗。

本实施例中,该主机冷却水循环系统包括第一汽轮机冷却水循环系统及第二汽轮机冷却水循环系统。该第一汽轮机冷却水循环系统包括第一汽轮机及第一表面式凝汽器冷却水系统1222,该第一汽轮机的排汽进入第一表面式凝汽器冷却水系统1222被循环冷凝。该第二汽轮机冷却水循环系统包括第二汽轮机及第二表面式凝汽器冷却水系统1224,该第二汽轮机的排汽进入第二表面式凝汽器冷却水系统1224被循环冷凝。

该空冷塔126包括第一汽轮机凝汽器(图未示)及第二汽轮机凝汽器(图未示)。相应的循环水泵124的进水口与第一表面式凝汽器冷却水系统1222的出水口连接,出水口与第一汽轮机凝汽器的进水口连接,第一汽轮机凝汽器的出水口与第一表面式凝汽器冷却水系统1222的进水口连接。相应的循环水泵124的进水口与第二表面式凝汽器冷却水系统1224的出水口连接,出水口与第二汽轮机凝汽器的进水口连接,第二汽轮机凝汽器的出水口与第二表面式凝汽器冷却水系统1224的进水口连接。

本实施例中,该第一联络管路11一端与连通第一表面式凝汽器冷却水系统1222的出水口和相应的循环水泵124的进水口的连接管路连接,另一端与连通所述第二表面式凝汽器冷却水系统1224的出水口和相应的循环水泵124的进水口的连接管路连接。第二联络管路13一端与连通相应的循环水泵124的出水口和所述第一汽轮机凝汽器的的进水口的连接管路连接,另一端与连通相应的循环水泵124的出水口和所述第二汽轮机凝汽器的进水口的连接管路连接。第三联络管路15一端与连通第一表面式凝汽器冷却水系统1222的进水口和第一汽轮机凝汽器的出水口之间连接管路连接,另一端与连通第二表面式凝汽器冷却水系统1224的进水口和第二汽轮机凝汽器的出水口之间的连接管路连接。

其中,该第一联络管路11、第二联络管路13及第三联络管路15上设置有可控制通断的控制阀,以实现可通断,从而控制流量。具体到一个实施例中,该控制阀为电动蝶阀。

本实施例中,该引风机循环水系统14包括第一引风机凝汽器142及第二引风机凝汽器146,该第一引风机凝汽器142的进水口与所述第一汽轮机凝汽器的出水口连接,该第一引风机凝汽器142的出水口与相应的循环水泵124的进水口连接。该第二引风机凝汽器146的进水口与第二汽轮机凝汽器的出水口连接,该第二引风机凝汽器146的出水口与相应的循环水泵124的进水口连接。

该热网切换阀门18包括四个,分别设置于第一引风机凝汽器142的进水口与第一汽轮机凝汽器的出水口之间的连接管路上、第一引风机凝汽器142的出水口与相应的循环水泵124的进水口之间的连接管路上、第二引风机凝汽器146的进水口与所述第二汽轮机凝汽器的出水口之间的连接管路上,以及第二引风机凝汽器146的出水口与相应的循环水泵124的进水口之间的连接管路上。也就是说,该热网切换阀门18用于控制引风机循环水系统14与空冷系统的接入。本实施例中,该热网切换阀门18包括两个电动阀及一个止回阀,即每一个热网切换阀门18都是单向的。

本实施例中,该热网循环水系统包括两条一端与热网用户20管路连通的进水管路,以及两条一端与热网用户20管路连通的出水管路。两条进水管路的另一端分别与第一引风机凝汽器142的出水口及第二引风机凝汽器146的出水口连接,两条出水管路的另一端分别与第一引风机凝汽器142的进水口及第二引风机凝汽器146的进水口连接。该热网接口阀门19包括四个,分别设置于所述进水管路及两条出水管路上,从而控制热网循环水系统与引风机循环水系统14的通断。

本实施例中,该热网循环水系统还包括热网循环水泵162,该两条进水管路汇聚连接于热网用户20,该两条出水管路汇聚连接于热网用户20。该热网循环水泵162设置于两条进水管路与热网用户20连接的汇聚管路上,以提供热网循环水的循环动力。也就是说,在冬季,当关闭热网切换阀门18时,自来水通过与引风机循环水系统14的换热,从而实现升温,并供给热网用户20使用。

上述的带余热回收系统的间接空冷系统10及其控制方法,通过联络管的通断,以及阀门的切换,扩大了循环水流量的调节范围,在夏季充分利用空冷塔126的散热能力,降低汽轮机组的背压和能耗,在冬季充分利用引风机汽轮机产生的余热给厂外用户供热,降低机组的背压和能耗。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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