一种火电厂间接空冷冷却柱防冻装置及方法与流程

【技术领域】

本发明涉及火力发电厂技术领域，尤其涉及一种火电厂间接空冷冷却柱防冻装置及方法。

背景技术：

富煤少水地区的火力发电厂采用间接空冷系统来冷却蒸汽，起到节水的目的，在国内北方地区应用广泛。而该系统在冬季运行(尤其在启动充水、停机排水期间)往往有被冻坏的风险，影响机组的安全运行，并造成极大的经济损失。虽然人们采取了各种防冻措施，但都不能完全的解决间接空冷冷却柱在设计、制造、安装、使用过程中难以避免的局部缝隙进入的冷空气对冷却柱的冻害和在严寒天气工况下的防冻问题。

现有防冻技术方案是在百叶窗完全关闭后“0”进风的理想状态下采取的措施。主要有：一是随着环境温度的降低，逐步调小百叶窗的开度，减小进风量，直至完全关闭；二是当百叶窗完全关闭后循环水温度扔低于正常值时通过解除部分冷却柱的运行，提高循环水温度；三是当处于严寒工况时采取完全关闭百叶窗并在百叶窗外挂帆布帘的方法提高密封性，通过减小进风量以减小冷却量。

以上三种方法并不能解决百叶窗存在局部缝隙进入的冷空气对冷却柱的冻坏和严寒天气情况下冷却柱的防冻。

由于间接空冷冷却柱在设计、制造、安装、使用过程中难以避免的局部缝隙。即使完全关闭百叶窗，在压差抽力的作用下，仍有冷空气通过局部缝隙穿过换热管束对冷却柱的换热管产生冻害。在百叶窗外挂帆布帘提高密封性的方法，实际操作起来很麻烦，受大风的影响难以密封，并易产生安全事故。

因此，有必要研究一种火电厂间接空冷冷却柱防冻装置及方法来应对现有技术的不足，以解决或减轻上述一个或多个问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种火电厂间接空冷冷却柱防冻装置及方法，能够通过降低塔内、外空气的温差，从而降低抽力，减小冷空气的流速，起到防止空冷冷却柱冻害的作用。

一方面，本发明提供一种火电厂间接空冷冷却柱防冻装置，其特征在于，所述装置包括环设在冷却塔底部的若干空冷冷却柱；所述空冷冷却柱的底部设有若干旁通口，所述旁通口上设有能够打开和关闭旁通口的旁通门。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述旁通口的数量和面积根据机组容量和当地最低环境温度进行调整。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述旁通门的形式为单扇平开、双扇平开或百叶窗。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述旁通门的侧边设有锁紧装置，用于将打开到某一程度的门固定在其当前位置。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述旁通门的开闭控制采用手动或电动形式。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述空冷冷却柱包括竖直设立的三根柱腿和三块长形的框架；三块所述框架分别设置在两两柱腿之间，且所述框架的底端与对应的柱腿的上端固定连接；处于外侧的所述框架上设有百叶窗，另外两块所述框架上设有供循环水流过的换热管束；处于外侧的两根柱腿之间设有用于封闭冷却柱的密封板，所述密封板上设有若干所述旁通口。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，三根所述柱腿呈三角形分布。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，设有换热管束的所述框架的底部和顶部分别设有热水进口和冷水出口；所述热水进口和所述冷水出口分别与换热管束的两端连通。

另一方面，本发明提供一种火电厂间接空冷冷却柱防冻方法，其特征在于，采用如上任一所述的火电厂间接空冷冷却柱防冻装置，通过向旁通口内注入降温空气起到减小空冷冷却塔内外温差、减小压差抽力的作用，进而降低冷空气流速，缓解空冷冷却柱的冻害。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，垂直于换热管束的所述冷空气流速最低为0。

与现有技术相比，本发明可以获得包括以下技术效果：本发明通过降低塔内、外空气的温差，从而降低抽力，减小冷空气的流速，起到防止空冷冷却柱冻害的作用；降低塔内、外温差的方式采用开设旁通口的方式，简单易行，可长久地发挥作用，且易于实现自动化。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明一个实施例提供的火电厂间接空冷系统正视结构示意图；

图2是本发明一个实施例提供的火电厂间接空冷系统俯视图；

图3是本发明一个实施例提供的空冷冷却柱的正视图；

图4是本发明一个实施例提供的空冷冷却柱的俯视图；

图5是本发明一个实施例提供的空冷冷却柱的a向视图。

其中，图中：

1-空冷塔；2-空冷冷却柱；3-旁通口；4-百叶窗；5-降温空气；6-冷空气；7-热空气；8-循环水热水；9-循环水冷水；21-柱腿；22-框架；23-冷水出口；24-换热管束；25-热水进口。

【具体实施方式】

为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

图1是本发明一个实施例提供的火电厂间接空冷系统正视结构示意图。如图1所示，空冷系统包括冷却塔1，环冷却塔1的底部设有一圈空冷冷却柱2，空冷冷却柱2的数量不限，围绕冷却塔底部均匀设置。空冷冷却柱2的外围对应设有百叶窗4，通常，每根空冷冷却柱2对应设置一竖列百叶窗4。

空冷系统的工作原理是从汽轮机凝汽器来的循环水热水8进入冷却柱换热管内，冷空气6在垂直换热管外侧流动；被冷空气6冷却后的循环水热水成为循环水冷水9，从冷却管内侧流回凝汽器；而冷空气流经冷却柱后被加热成热空气7，在冷却塔1内上升排入空中。

循环水被冷却的速度与冷空气流量和温度有密切关系。冷空气流量一般用调节百叶窗的开度从而调节空气流通面积来实现。在一定的温度和空气流通面积下，塔内、外的大气压差产生的抽力是决定冷空气流量的主要因素，而压差的大小又主要受塔内空气平均温度高低影响。

本发明基于空冷塔散热原理，在冷却柱的底部侧壁设置若干旁通口3。旁通口3上设有可打开和关闭旁通口的门。

旁通口3正常时处于关闭状态，当需要时打开。用于降温的冷空气，即降温空气5，通过旁通口3进入塔内，起到如下作用：(1)由于旁通口进入的冷空气不直接吹向冷却柱换热管束，故不会对换热管束产生明显的降温作用，有效缓解换热管束被冻坏的风险；(2)而由于大量冷空气的进入，塔内空气平均温度降低，内外温差减小，压差抽力减小，冷却柱局部缝隙进入的冷空气速度降低，甚至降到“0”；(3)由于压差抽力减小，空气流速降低(最小可降为“0”)，冷却柱换热管外表面附近温度增高，降低了换热管束的冷却速度。由于上述作用，可以起到空冷冷却柱存在局部间隙和在严寒工况情况下的防冻问题。

如图3-5所示，空冷冷却柱2包括竖直设立的三根柱腿21和三块长形的框架22(可选用长方形)，三块框架22分别设置在两两柱腿之间，且框架22的下端角与对应的两根柱腿的上端固定连接。三根柱腿21可呈三角形设置。处于外侧的框架上设有百叶窗4，另外两块框架上设有供循环水流过的换热管束24，框架支撑用于换热冷却的换热管束。设有换热管束的框架的底部设有热水进口25，顶部设有冷水出口23。热水进口25和冷水出口23分别与换热管束的两端连通。相邻的两根柱腿21之间设有用于封闭冷却柱的密封板，密封板上设有若干旁通口3。

换热管束由若干根换热管组成。换热管束垂直置放在框架上。管束的两端分别设有供循环水进、出的管口，即热水进口25和冷水出口23。

在空冷冷却柱柱腿部位设置旁通门，旁通门的数量和面积根据机组容量和当地最低环境温度的因素、结合经验综合考虑。比如，旁通门可设计成高800mm、宽800mm。门的形式可采用单扇平开或双扇平开，宜向塔外开。并设置锁紧装置，关闭和开启后能固定到相关位置。旁通门还可以采用百叶窗的形式，开闭操作起来更简单。旁通门的开闭控制可以采用手动或电动形式。

本发明专利通过降低塔内、外空气的温差，从而降低抽力，减小冷空气的流速，起到防止空冷冷却柱冻害的作用。其优点包括：

(1)可以从根本上解决间接空冷冷却柱在设计、制造、安装、使用过程中难以避免的局部缝隙进入的冷空气对冷却柱的冻害，以及可以在严寒天气工况下运行冷却柱时，起到防止冷却柱被冻坏的风险；

(2)本发明的方法相较于现有技术简单易行，可长久地发挥作用；

(3)本发明便于实现自动化。

以上对本申请实施例所提供的一种火电厂间接空冷冷却柱防冻装置及方法，进行了详细介绍。以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

如在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求书当中所提及的“包含”、“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含/包括但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求书的保护范围内。