一种间接空冷塔分压防冻装置及方法

1.本发明涉及火力发电厂空冷塔技术领域，具体涉及一种间接空冷塔分压防冻装置及方法。


背景技术：

2.冷端系统是火力发电厂的重要组成部分之一，该系统的正常运转是火电厂稳定、安全运行的基础。标准火力发电厂的冷端系统一般分为水冷和空气冷却两种方式。其中冷却效率最高的是水冷方式，但是水冷会消耗大量的水资源。由于我国北方地区在资源分布上有着“富煤缺水”的特点，火电厂的冷端系统一般都采用空气冷却的方式。同时，在空冷系统中，自然通风的空冷系统由于其耗电少、噪音低、运维简单等优点，在我国北方地区得到了广泛的应用。但是，我国北方大部分地区冬季气温较低，冷空气使空冷散热器的散热量急剧增加，再加上火电厂要承担供暖负荷、参与深度调峰，空冷塔的入口冷却水温也随之降低，以上两种因素使空冷散热管束内的循环水极易结冰，进而由于结冰产生的体积膨胀，使散热器管束发生堵塞与胀裂，严重威胁到间接空冷系统乃至整个电厂的安全运行。因此，如果能够解决间接空冷系统的结冰问题，就可以极大提升空冷电厂运行的经济性、稳定性与安全性。
3.在现有技术中，一般都是使用调节循环水流量、安装百叶窗与安装风机进行预暖等防冻措施，但是这些措施都有着较为明显的缺点。对于调节循环水流量的方法，在冬季温度极低或大风天气时，一般会抽出部分扇区的循环水，并停用该扇区，从而降低整个空冷塔的散热量。但是这种调节方式需要较长的操作时间，如果遇到突发的大风天气，可能无法进行及时的调节，进而导致冻结事故的发生。对于安装百叶窗的方法，其优点是正常运行时调节方便，可以控制空冷塔的空气流量。但是由于百叶窗是含有较多运动部件的机械结构，平时极易发生机械故障；并且由于空冷塔的抽吸力较大，在百叶窗全闭时，依然会有空气在抽吸力的作用下流过管束。对于安装预暖风机的方法，虽然可以较为有效的防止管束冻裂，但是会消耗额外的泵功，经济性较差。
4.在中国专利cn201510120578.5中，提出了一种多层冷却扇区的间接空冷塔及其防冻方法，其工作原理是在原扇区上方增设一至两个并列扇区，在正常运行时可降低管程阻力，在冬季则可关闭上方扇段，并打开百叶窗，降低冷却塔的抽力。但是该方法依然需要抽空对应扇段的冷却水，而且上方扇段虽然冷却水已排空，但是冷空气不断通过没有热源的管束，会使管束温度急剧降低，可能会引起材料脆断等事故；同时，温度极低的扇段短时间内无法投入使用，因为一旦热水进入温度极低的管束，温差引起的热胀冷缩会引起管束的损伤。同时，该方法对于已有的空冷系统来说改造难度也较大。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种间接空冷塔分压防冻装置及方法，以解决冬季空冷塔散热管束容易冻结胀裂的问题。
6.为了实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案。
7.一种间接空冷塔分压防冻装置，包括安装在空冷塔密封平台上的多个分压导流装置；所述分压导流装置包括安装框架、导流通道、密封盖板和驱动装置；
8.所述安装框架固定在空冷塔散热扇区上方的空冷塔密封平台上开设的孔内；所述导流通道一端与安装框架连接，另一端延伸至空冷塔密封平台下方的空冷塔x柱并与空冷塔x柱固定；
9.所述安装框架端口内侧设置有滑轨，所述密封盖板为折叠结构，密封盖板的端部设置有滑块，滑块设置在所述滑轨内；所述驱动装置连接所述密封盖板的滑块沿滑轨作直线运动，带动密封盖板打开或关闭安装框架端口。
10.作为本发明的进一步改进，所述驱动装置包括液压支柱，液压支柱底部铰接，液压支柱的液压杆与所述密封盖板的滑块连接。
11.作为本发明的进一步改进，所述密封盖板设置有两个，两个密封盖板设置在同一滑轨的两侧，两个密封盖板左右对开，两个密封盖板远离的一侧固定，靠近的一侧为自由端，两个所述驱动装置分别与一个密封盖板连接。
12.作为本发明的进一步改进，所述滑块上设置有滚动轴承，滚动轴承设置所述滑轨内。
13.作为本发明的进一步改进，所述导流通道通过安装支架与空冷塔x柱固定。
14.作为本发明的进一步改进，所述导流通道上下两个端口的中心线相互垂直。
15.作为本发明的进一步改进，所述导流通道上端口面积大于下端口面积。
16.作为本发明的进一步改进，所述空冷塔密封平台上设置2～4个所述分压导流装置。
17.一种间接空冷塔分压防冻装置的防冻方法，包括：
18.根据间接空冷塔的散热管束内的冷却水温情况，控制驱动装置带动密封盖板开启或关闭，使得空冷塔外的空气通过导流通道流入空冷塔内部空间，对散热管束的温度进行控制。
19.作为本发明的进一步改进，包括以下步骤：
20.在间接空冷塔的散热管束内的冷却水温度降低至警戒值时，根据电厂的实时运行数据，控制迎风扇区对应的液压支柱减压，进而开启对应的密封盖板，使得空冷塔外的空气通过导流通道流入空冷塔内部空间，散热管束内部的冷却水温度得到控制；当塔外冷空气经由分压防冻装置流入空冷塔内部空间，空冷塔内的气温降低，进而空冷塔总体抽吸力降低，并且分压防冻装置的导流通道也能起到分担空冷塔抽吸力的作用；此时控制液压支柱加压，减小密封盖板的开度，使作用在散热管束上的抽吸力趋于稳定；
21.继续监测空冷塔各扇段的散热管束中的冷却水温度，如果出现其他扇段中的冷却水温低于警戒值，则控制对应扇段的液压支柱减压，开启密封盖板，分担对应扇段上的抽吸力，进而减少对应扇段散热管束的散热量，使管束中的冷却水温度得到控制以防止管束发生冻结开裂。
22.现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
23.本发明结构简单，功能可靠，可以实时调节作用在空冷塔散热管束上的抽吸力，进而调节散热管束的散热量，防止冻裂。本发明采用液压支柱来调节密封盖板的开闭，相较于
百叶窗的纯机械联动结构要更加稳定可靠；并且密封盖板全开时的空气阻力很小，可以起到显著的分压作用。存在排空冷却水的扇段时，本发明可以有效防止散热管束温度过低，进而防止散热管束脆断及短时间内无法重新投入使用的问题。
24.进一步，在突遇大风天气时，可以立即做出反应，打开迎风扇段的密封盖板，防止突发的散热管束冻裂；并且相对于百叶窗，液压支柱和密封盖板机械强度更高，可以在大风天气下正常工作。由于本发明中的分压防冻装置安装在空冷塔密封平台上，独立于散热管束之外，与百叶窗等防冻装置互不干扰，所以本发明提出的分压防冻措施可以与其它防冻措施联用，从而获得更好的防冻效果。
附图说明
25.在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。在附图中：
26.图1是本发明的整体结构示意图。
27.图2是本发明的分离结构示意图。
28.图3是本发明的安装示意图(视角一)。
29.图4是本发明的安装示意图(视角二)。
30.其中：1
‑
螺栓，2
‑
安装框架，3
‑
液压支柱3，4
‑
导流通道，5
‑
密封盖板5，6
‑
滚动轴承6，7
‑
滑轨，8
‑
安装支架，9
‑
铰链轴，10
‑
铰链固定块，11
‑
空冷塔塔身，12
‑
空冷塔空冷塔密封平台12，13
‑
空冷塔x柱。
具体实施方式
31.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清除、完整地描述，显然，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做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
32.需要说明的是，当元件被称为“设置于”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，并不表示是唯一的实施例。
33.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“和/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。
34.本发明一种空冷塔分压防冻装置，该装置安装在原本空冷塔管束与塔身之间的空冷塔密封平台12处，该空冷塔密封平台12原本是用于封闭散热管束与塔身之间缝隙的圆环形钢结构，作用是将空冷塔的抽吸力集中到散热管束上。
35.如图1至图4所示，本发明提一个目的是提供一种间接空冷塔分压防冻装置，包括安装在空冷塔密封平台12上的多个分压散热装置；所述分压散热装置包括安装框架2、导流通道4、密封盖板5和驱动装置；
36.所述安装框架2固定在迎风扇区的空冷塔密封平台12上开设的孔内；所述导流通道4一端与安装框架2连接，另一端延伸至空冷塔密封平台12下方的空冷塔x柱并与空冷塔x柱固定。
37.所述安装框架2端口内侧设置有滑轨7，所述密封盖板5为折叠结构，密封盖板5的端部设置有滑块，滑块设置在所述滑轨7内；所述驱动装置连接所述密封盖板5的滑块沿滑轨7作直线运动，带动密封盖板5打开或关闭安装框架2端口。
38.作为优选实施例，所述驱动装置包括液压支柱3，液压支柱3底部铰接，液压支柱3的液压杆与所述密封盖板5的滑块连接。
39.作为优选实施例，所述密封盖板5设置有两个，两个密封盖板5设置在同一滑轨7的两侧，两个密封盖板5左右对开，两个密封盖板5远离的一侧固定，靠近的一侧为自由端，两个所述驱动装置分别与一个密封盖板5连接。可以实现开度的准确控制，例如通过液压力度和滑轨的长度关系，可以进行精确控制开度，进而控制进风量。
40.优选的，所述滑块上设置有滚动轴承6，滚动轴承6设置所述滑轨7内。所述导流通道4通过安装支架8与空冷塔x柱固定。
41.其中，为了更好的保证通风效果，所述导流通道4上下两个端口的中心线相互垂直。所述导流通道4上端口面积大于下端口面积。所述空冷塔各扇区的空冷塔密封平台12上设置2～4个所述安装框架2。
42.本发明提出的防冻分压装置是在空冷塔密封平台12上开出矩形的孔，每个空冷扇段开出2至4个孔，并将防冻装置的入口(即密封盖板5所在位置)安装在矩形开孔中，而后将防冻装置的出口固定在空冷塔的x柱上。防冻装置中的液压支柱3一端由滚动轴承6固定在导流装置外侧，另一端使用滚动轴承6固定在密封盖板5上，在液压支柱3加压时，可以将密封盖板5向两边折起，外界空气即可从矩形开孔流入空冷塔内。按照每个扇段安装2至4个防冻装置的方式，就组成了空冷塔整体的分压防冻装置。
43.基于以上的分压防冻装置，本发明提出了一种空冷塔分压防冻方法，根据间接空冷塔的散热管束内的冷却水温情况，控制驱动装置带动密封盖板5开启或关闭，使得空冷塔外的空气通过导流通道4流入空冷塔内部空间，对散热管束的温度进行控制。
44.具体包括以下步骤：
45.(1)在完成空冷塔分压防冻装置的安装后，根据电厂的运行数据，在散热管束内循环水温度低于警戒值的时候启动分压防冻装置。同时，根据电厂的实时风向与风速数据，使迎风面扇段对应的液压支柱3减压，开启密封盖板5，使空气流入空冷塔，并分担作用在散热管束上的抽吸力，减少经过散热管束的空气流量；
46.(2)外界空气由防冻装置导入空冷塔后，塔内气温逐渐下降，由空气密度差产生的抽吸力也逐渐下降，此时控制液压支柱3适当加压，使作用在管束上的抽吸力保持稳定；
47.(3)继续监测各扇段散热管束内循环水温，发现水温低于警戒线的扇段后，控制对应扇段的液压支柱3减压，开启密封盖板5，降低该扇段管束的空气流量，起到保护管束防止冻裂的作用。
48.遵从上述技术方案，如图1至图4所示，本发明给出一种空冷塔分压防冻装置及方法，在空冷散热器内部循环水温度过低时，打开分压防冻装置，分担作用在散热管束上的抽吸力，进而减少散热管束的散热量，防止管束进一步冻结开裂。
49.实施例
50.本发明提出的空冷塔分压防冻装置：
51.首先，在空冷塔密封平台12上开出矩形的孔，对应每个扇段上方的空冷塔密封平台12上开2至4个矩形的孔。而后利用螺栓1将安装框架2安装在开好的矩形孔中，而后再利用螺栓1将除去安装支架8的其余部件安装在安装框架2中，最后使用安装支架8通过螺栓1将整个装置进一步固定在空冷塔x柱13上。其中液压支柱3一端连接在密封盖板5上、另一端连接在导流通道4的外表面，密封盖板5的另一端通过滚动轴承6连接在滑轨7上。密封盖板5开启的方式是左右对开，每侧的两块密封盖板5通过铰链轴9与铰链固定块10安装在一起。以上部件共同组成了单个扇段中的一侧分压散热装置，每个扇段上方的空冷塔密封平台12上安装有2至4个上述的单个分压散热装置，整个空冷塔所有扇段的单个分压散热装置组合在一起，就是空冷塔的整体分压散热装置。
52.本发明的工作过程如下所示：
53.在散热管束内的冷却水温度降低至警戒值时，根据电厂的实时运行数据，控制迎风扇区对应的液压支柱3减压，进而开启对应的密封盖板5，此时空冷塔外的空气通过导流通道4流入空冷塔内部空间，由于此时空冷塔中出现了阻力十分小的区域，作用在散热管束上的抽吸力会被分流，流过散热管束的空气流量减小，进而其散热量也进一步减少，散热管束内部的冷却水温度得到控制。当塔外冷空气流入空冷塔内部空间，空冷塔内的气温降低，进而空冷塔总体抽吸力降低，此时控制液压支柱3适当加压，减小密封盖板5的开度，使作用在散热管束上的抽吸力趋于稳定。
54.进一步的，继续监测空冷塔各扇段的散热管束中的冷却水温度，如果出现其他扇段中的冷却水温低于警戒值，则控制对应扇段的液压支柱3减压，开启密封盖板5，分担对应扇段上的抽吸力，进而减少对应扇段散热管束的散热量，使管束中的冷却水温度得到控制，防止管束发生冻结开裂。
55.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
56.应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施例和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的发明主题的一部分。