一种管式蒸发冷却系统及蒸汽冷却方法与流程

本发明属于火电厂供热、灵活性及安全运行领域，具体涉及一种管式蒸发冷却系统及蒸汽冷却方法。

背景技术：

为提高机组供热能力及供热机组深度调峰能力，部分机组进行了低压缸零出力供热改造，低压缸零出力供热技术改造成本较低，运行方式灵活，热经济性较好，综合优势大。

低压缸零出力供热技术，打破原有的汽轮机低压缸最小冷却流量限值理论，在供热期间切除原低压缸进汽，通过设置旁路冷却蒸汽管道仅保持少量的冷却蒸汽(300mw等级机组约20t/h左右)，使低压缸在高真空条件下“零出力”运行，将原低压缸进汽用于对外供热，增大对外供热量并降低机组电负荷，从而提高机组的供热能力和调峰能力。

直接空冷热电联产机组在我国“三北”地区有着广泛应用，直接空冷机组低压缸零出力改造后，理论上进入空冷凝汽器的蒸汽流量(热负荷)极少，低温低热负荷条件下极易发生换热管束冻结现象，严重影响机组的安全可靠运行。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种应用于直接空冷机组低压缸零出力供热改造的乏汽冷却系统及蒸汽冷却方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种管式蒸发冷却系统，包括高中压缸、低压缸、排汽装置、空冷凝汽器、管式蒸发冷却器、管式蒸发冷却器进汽阀、空冷凝汽器凝结水疏水阀、管式蒸发冷却器凝结水疏水阀、空冷凝汽器抽空气阀以及管式蒸发冷却器抽空气阀，所述高中压缸与低压缸之间设置有连通管和冷却蒸汽旁路，连通管上设置有供热蝶阀，冷却蒸汽旁路上设置有蒸汽调节阀，低压缸与排汽装置的第一入口相连，排汽装置的第一出口分为两路，一路经空冷凝汽器进汽阀与空冷凝汽器相连，另一路经管式蒸发冷却器进汽阀与管式蒸发冷却器的汽体入口相连，管式蒸发冷却器的出口经管式蒸发冷却器凝结水疏水阀与排汽装置的第一入口相连，空冷凝汽器的一路出口经空冷凝汽器凝结水疏水阀与排汽装置的第二入口相连。

本发明进一步的改进在于，空冷凝汽器的抽空气出口经空冷凝汽器抽空气阀与抽空气设备相连。

本发明进一步的改进在于，管式蒸发冷却器的抽空气出口经管式蒸发冷却器抽空气阀与抽空气设备相连。

本发明进一步的改进在于，管式蒸发冷却器的顶部设置有风机，管式蒸发冷却器内部设置有循环冷却水池，循环冷却水池的出口经设置在管式蒸发冷却器外侧的管道从管式蒸发冷却器的顶部进行喷淋。

本发明进一步的改进在于，低压缸连接有发电机。

一种蒸发冷却方法，汽轮机低压缸零出力供热运行期间，供热蝶阀关闭，蒸汽调节阀开启，少量蒸汽经冷却蒸汽旁路进入低压缸，管式蒸发冷却器进汽阀、管式蒸发冷却器凝结水疏水阀和管式蒸发冷却器抽空气阀开启，空冷凝汽器进汽阀、空冷凝汽器凝结水疏水阀和空冷凝汽器抽空气阀关闭，机组排汽全部进入管式蒸发冷却器进行冷凝，凝结水回流至主机排汽装置。

本发明进一步的改进在于，蒸汽调节阀开启后供热蒸汽经对外抽汽供热管道对外供热。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果：

本发明通过在汽轮机排汽至空冷岛的排汽管道上设置一条与管式蒸发冷凝器系统乏汽入口相连通的管道，在空冷凝汽器蒸汽分配管上均装置关断阀，在冬季供热季直接空冷机组低压缸零出力运行期间，关闭空冷凝汽器蒸汽分配管进汽阀门、凝结水疏水阀门、抽空气管道阀门，隔离空冷凝汽器，将汽轮机组乏汽全部引入管式蒸发冷凝器组，主要由环境空气冷凝，辅助由循环冷却水喷淋蒸发冷凝，凝结水回流至主机排汽装置。本发明的结构简单，易于实现。

本发明在冬季供热季直接空冷机组低压缸零出力运行期间，关闭空冷凝汽器蒸汽进汽阀门、凝结水疏水阀门、抽空气管道阀门，隔离空冷凝汽器，机组排汽全部进入管式蒸发冷却系统冷凝后回流至主机排汽装置，达到有效防止空冷凝汽器换热管束冻结问题，彻底解决直接空冷机组冬季低压缸零出力供热运行时的空冷凝汽器冻结问题。

附图说明

图1是本发明的整体系统示意图。

图中，1、高中压缸；2、低压缸；3、发电机；4、供热蝶阀；5、冷却蒸汽调节阀；6、排汽装置；7、空冷凝汽器；8、管式蒸发冷却器；9、空冷凝汽器进汽阀；10、管式蒸发冷却器进汽阀；11、空冷凝汽器凝结水疏水阀；12、管式蒸发冷却器凝结水疏水阀；13、空冷凝汽器抽空气阀；14、管式蒸发冷却器抽空气阀，15、风机。

具体实施方式

下面结合图1对本发明作进一步详细说明。

参见图1，本发明包括高中压缸1、低压缸2、供热蝶阀4、冷却蒸汽调节阀5、排汽装置6、空冷凝汽器7、管式蒸发冷却器8、空冷凝汽器进汽阀9、管式蒸发冷却器进汽阀10、空冷凝汽器凝结水疏水阀11、管式蒸发冷却器凝结水疏水阀12、空冷凝汽器抽空气阀13以及管式蒸发冷却器抽空气阀14，其中，所述高中压缸1与低压缸2之间设置有连通管和冷却蒸汽旁路，连通管上设置有供热蝶阀4，冷却蒸汽旁路上设置有蒸汽调节阀5，低压缸2连接有发电机3。低压缸2与排汽装置6的第一入口相连，排汽装置6的第一出口分为两路，一路经空冷凝汽器进汽阀9与空冷凝汽器7相连，另一路经管式蒸发冷却器进汽阀10与管式蒸发冷却器8的汽体入口相连，管式蒸发冷却器8的出口经管式蒸发冷却器凝结水疏水阀12与排汽装置6的第一入口相连，空冷凝汽器7的一路出口经空冷凝汽器凝结水疏水阀11与排汽装置6的第二入口相连；空冷凝汽器7的抽空气出口经空冷凝汽器抽空气阀13与抽空气设备相连。管式蒸发冷却器8的抽空气出口经管式蒸发冷却器抽空气阀14与抽空气设备相连。

管式蒸发冷却器8的顶部设置有风机15，管式蒸发冷却器8内部设置有循环冷却水池，循环冷却水池的出口经设置在管式蒸发冷却器8外侧的管道从管式蒸发冷却器8的顶部进行喷淋。

本发明通过在汽轮机排汽至空冷岛的排汽管道上设置一条与管式蒸发冷凝器系统乏汽入口相连通的管道，在空冷凝汽器蒸汽分配管上均装置关断阀，在冬季供热季直接空冷机组低压缸零出力运行期间，关闭空冷凝汽器蒸汽分配管进汽阀门、凝结水疏水阀门、抽空气管道阀门，隔离空冷凝汽器，将汽轮机组乏汽全部引入管式蒸发冷凝器组，主要由环境空气冷凝，辅助由循环冷却水喷淋蒸发冷凝，凝结水回流至主机排汽装置。

冷却方法基于上述系统的冷却方法为：汽轮机低压缸零出力供热运行期间，高中压缸1和低压缸2之间的连通管上设置的供热蝶阀4关闭，少量蒸汽经冷却蒸汽旁路进入低压缸2，此时冷却蒸汽旁路上的蒸汽调节阀5开启。供热蒸汽经对外抽汽供热管道对外供热。管式蒸发冷却系器8的管式蒸发冷却器进汽阀10、管式蒸发冷却器凝结水疏水阀12和管式蒸发冷却器抽空气阀14开启，空冷凝汽器7的蒸汽分配管上部的所有的空冷凝汽器进汽阀9、空冷凝汽器凝结水疏水阀11和空冷凝汽器抽空气阀13关闭，机组排汽全部进入管式蒸发冷却器8进行冷凝，凝结水回流至主机排汽装置6。

投运效果

在冬季供热季直接空冷机组低压缸零出力运行期间，关闭空冷凝汽器蒸汽所有进汽阀门，机组排汽进入管式蒸发冷却系统冷凝后回流至主机热力系统，达到有效防止空冷凝汽器换热管束冻结问题。作用明显，效果显著。

本发明公开了一种应用于直接空冷机组低压缸零出力供热改造的管式蒸发冷却系统，包括相应的管道、阀门等。直接空冷机组实施低压缸零出力供热改造后，汽轮机低压缸排汽流量明显降低，为防止空冷换热管束冻结，供热季直接空冷机组低压缸零出力供热运行时关闭空冷凝汽器蒸汽分配管所有进汽阀门，隔离空冷凝汽器，机组排汽全部进入管式蒸发冷却系统冷凝后回流至主机排汽装置。