缺水寒冷地区直接空冷机组的余热回收装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种回收电站空冷塔中的冷却介质空气带走热量的装置，具体涉及北方缺水寒冷地区直接空冷机组的余热回收装置。由于中国北方地区缺水而冬季又十分寒冷，空气预热器容易发生低温腐蚀，所以需要加装暖风装置从而提高空气预热器入口段空气的温度，但是加装暖风装置又会降低发电厂的经济性。为此，本实用新型将空冷塔中散热器加热后的热空气回收利用并作为一级加热器，当热空气温度达到空气预热器所需的温度时，可以直接引入空气预热器。当热空气温度尚未达到空气预热器所需的温度时，可将一级加热器中的热空气引入二级加热器，但二级加热器的负荷较低，从而大幅度降低以至不用抽汽加热空气，提高发电厂的经济性。
【专利说明】缺水寒冷地区直接空冷机组的余热回收装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及能源【技术领域】，具体涉及一种缺水寒冷地区直接空冷机组的余热回收装置。
【背景技术】
[0002]人多水少，水资源分布不均是我国的基本国情、水情。我国目前人均水资源量不足世界人均水平的1/3，正常年份全国年缺水量达500多亿立方米，近三分之二的城市不同程度地缺水。随着社会经济的快速发展，我国用水需求不断增加，随着人口峰值的到来，人均水资源量还会进一步下降，加之全球气候变化的不利影响，在可预见的时期内，水资源供需矛盾将进一步加剧。火电厂是耗水大户，按我国发电机组的耗水能力，使用一度电就要耗水0.4-0.6公斤水，而采用空冷机组能够很好的解决这一问题，将电厂的耗水能力降至最低。
[0003]电站空冷系统的作用是使用空气而不是水冷凝汽系统作为火力发电厂蒸汽轮机的冷端，采用空冷系统与常规湿冷系统相比，可节水3/4以上，随着国家对淡水资源保护的愈加重视，电站空冷系统逐渐推广应用，我国将在“十二五”期间实行更为严格的节水政策。同时，我国火电布局将向淡水资源匮乏的“三北”地区集中。这将为电站空冷系统带来广阔的市场发展空间。
[0004]在直接空冷机组的运行过程中，空气作为直接空冷机组的冷却介质，通过空冷塔吸收汽轮机排出的排汽的潜热，将排汽冷却凝结成水，而吸收了排汽潜热的空气，却直接排放到了大气中，这部分热空气的能量并没有被有效地利用，而且造成了局部热污染。
实用新型内容
[0005]为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于:针对我国北方地区气候寒冷、干旱缺水的特点，提供一种直接空冷机组的余热回收装置，从而降低了机组发电的煤耗，提高发电厂的全厂效率。
[0006]为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是:
[0007]本实用新型提供的直接空冷机组的余热回收装置，包括汽轮机1、一级加热器2、引风机3、二级加热器4、空气预热器5、凝结水箱11、疏水箱12、温度控制器14、止回阀15、空冷塔16及抽汽调节阀6、流量调节阀a 7、排汽调节阀8、流量调节阀b 9、流量调节阀c10，所述汽轮机I的排汽出口与所述空冷塔16的排汽入口连接，经空气冷却后的排汽以凝结水的形式送入凝结水箱11，所述汽轮机I的低压蒸汽通过抽汽口与所述二级加热器4的进汽口连接，低压蒸汽通过所述二级加热器4加热空气，该热空气送入空气预热器5，冷却后的低压蒸汽以疏水的形式送入疏水箱12。其特征在于，所述汽轮机I排汽排入空冷塔散热器，还包括抽取空冷塔16内热空气的引风机3，所述引风机3安装在空冷塔16的内部，所述温度控制器14设置在引风机3的热空气出口处。在北方缺水寒冷的冬季，通过引风机3将空冷塔散热器加热后的热空气送入空气预热器5或二级加热器4，通过温度控制器14检测空冷塔散热器加热后的热空气的温度:若经过一级加热器2加热之后的热空气温度达到空气预热器5所需的温度，则可以直接将热空气送入空气预热器5，从而空冷塔的一级加热器2完全取代了暖风装置13 ;若空冷塔2加热之后的热空气温度尚未达到空气预热器5避免低温腐蚀所必须的温度，则将热空气送入二级加热器4进一步加热至空气预热器5所需的温度，然后送入空气预热器5，从而部分取代了暖风装置13加热空气的作用。
[0008]所述二级加热器4的低压蒸汽进口与汽轮机I的抽汽口连接管路上设有抽汽调节阀6。
[0009]所述引风机3热空气出口与二级加热器4空气入口的连接管路上设有流量调节阀a 7。
[0010]所述汽轮机I的排汽出口与空冷塔16的排汽入口连接管路上设有排汽调节阀8。
[0011]所述引风机3热空气的出口与空气预热器5空气进口的连接管路上设有流量调节阀b 9。
[0012]所述二级加热器4与空气预热器5的连接管路上设有止回阀15。
[0013]所述引风机3热空气的出口处设有温度控制器14。
[0014]所述一级加热器2热空气出口处设置一旁路管道，当空气流量较大或空气预热器5需要的流量较小时，可以根据需要，通过旁路管道将多余的热空气排入外界环境中。
[0015]所述旁路管道出口处设有流量调节阀c 10。
[0016]和现有技术相比，本实用新型具有以下优点:
[0017]1、本实用新型提供的直接空冷机组的余热回收装置，汽轮机I将排汽排入空冷塔16，空气作为冷却介质吸收排汽的潜热，通过引风机3收集空冷塔16排放至大气的热空气并送入空气预热器5，有效地利用了被空气带走的热能，从而降低了煤耗，提高了发电厂的全厂效率。
[0018]2、本实用新型提供的直接空冷机组的余热回收装置，在北方缺水寒冷的冬季，夕卜界环境温度较低时，则需要将低温空气加热至一定温度送入空气预热器5，以防止空气预热器5的低温腐蚀，若经空冷塔散热器(也称“一级加热器2”)加热后的热空气温度达到空气预热器5所需的温度，则可以直接将热空气送入空气预热器5，从而空冷塔16完全取代了暖风装置13加热空气的作用。若空冷塔散热器加热后的热空气温度尚未达到空气预热器5所需的温度，则将热空气送入二级加热器4进一步加热至空气预热器5所需的温度，再送入空气预热器5，但二级加热器4的热负荷较原暖风装置13低，从而部分取代了暖风装置13加热空气的作用，在保证了相同发电量和发热量的同时，降低了发电厂的发电煤耗，提高了发电厂的全厂效率。
[0019]3、本实用新型所述的引风机3有效地增强了空冷塔中空气的流通能力，引风机3将热空气抽走，周围环境中的冷空气更加容易进入空冷塔进行换热，进一步提高了空冷塔的散热能力，从而进一步提高了发电厂的全厂效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为现有技术直接空冷机组的系统示意图。
[0021]图2为本实用新型北方缺水地区直接空冷机组的余热回收装置的系统示意图。
[0022]图中，1-汽轮机；2_—级加热器；3_引风机；4_二级加热器；5_空气预热器；6-抽汽调节阀；7_流量调节阀a ；8-排汽调节阀；9_流量调节阀b ;10_流量调节阀c ;11_凝结水箱；12-疏水箱；13-暖风装置；14-温度控制器；15-止回阀；16_空冷塔。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细说明。
[0024]如图1，现有技术加装暖风装置的直接空冷机组，适合于北方缺水且外界环境温度较低的地区，由于外界环境温度较低，为了保护空气预热器5不被低温腐蚀，需要通过暖风装置13抽取汽轮机I的蒸汽加热空气，但通过暖风装置13采用高品位的蒸汽加热空气必然降低电厂的经济性，加热后的空气送入空气预热器5，蒸汽冷却后以疏水的形式送入疏水箱12。而汽轮机I的排汽排入空冷塔的散热器，经冷却介质空气的冷却后以凝结水的形式送入凝结水箱11，而带有大量热能的空气却被直接排放至大气中，这部分热能不仅没有被有效地利用，而且造成了严重的局部热污染。
[0025]如图2，本实用新型直接空冷机组的余热回收装置，包括汽轮机1、一级加热器2、引风机3、二级加热器4、空气预热器5、凝结水箱11、疏水箱12、温度控制器14、止回阀15、空冷塔16及抽汽调节阀6、流量调节阀a 7、排汽调节阀8、流量调节阀b 9、流量调节阀c10，所述汽轮机I的排汽出口与所述空冷塔16的排汽入口连接，经空气冷却后的排汽以凝结水的形式送入凝结水箱11，所述汽轮机I的低压抽汽通过低压抽汽口与所述二级加热器4的进汽口连接，低压抽汽通过所述二级加热器4加热空气并通过管道将热空气送入空气预热器5，冷却后的抽汽以疏水的形式送入疏水箱12。将所述汽轮机I排汽排入空冷塔16，所述引风机3安装在空冷塔16内部，通过引风机3将空冷塔16中的热空气送入空气预热器5或二级加热器4。通过温度控制器14检测空冷塔散热器加热后的热空气的温度，若空冷塔16加热之后的热空气温度达到空气预热器5所需的温度，则可以直接将热空气送入空气预热器5，从而空冷塔完全取代了暖风装置13。若空冷塔16加热之后的热空气温度尚未达到空气预热器5所需的温度，则将热空气送入二级加热器4进一步加热至空气预热器5所需温度，再送入空气预热器5，从而部分取代了暖风装置13。如此，本实用新型所采用的新系统较原系统更节能，其经济性包括两部分:1、有效地回收排汽热量；2、若一级加热器2替代暖风装置13，则不需要抽取高品质的蒸汽，大幅度节能；3、若一级加热器2部分替代暖分装置13，由于二级加热器的热负荷降低，则减少了高压抽汽或用低压抽汽替代高压抽汽，同样也节省了大量的热能。
[0026]如图2，在所述二级加热器4的低压蒸汽进口与汽轮机I的抽汽口连接管路上设有抽汽调节阀6，所述引风机3热空气出口与二级加热器4空气入口的连接管路上设有流量调节阀a 7，所述汽轮机I的排汽出口与空冷塔16的排汽入口连接管路上设有排汽调节阀8，所述引风机3热空气的出口与空气预热器5空气进口的连接管路上设有流量调节阀b9，所述旁路管道出口处设有流量调节阀c 10，所述二级加热器4与空气预热器5连接管路上设有止回阀15。
[0027]上述连接管道中的抽汽调节阀、流量调节阀、排汽调节阀，可根据流量大小及实际情况进行相应的调节。
[0028]如图2，所述一级加热器2热空气出口处设置一旁路管道，当空气流量较大或空气预热器5需要的空气流量较小时，可以根据需要，通过旁路管道设有的流量调节阀c 10将多余的热空气排向外界环境中。
[0029]本实用新型北方缺水地区直接空冷机组的余热回收装置的节能方法如下:
[0030]1、当在寒冷的冬季外界环境温度较低时，则需要将低温空气加热至一定温度送入空气预热器5，通过温度控制器14检测空冷塔散热器加热后的热空气的温度。若经空冷塔16加热后的热空气温度达到空气预热器5所需的温度，则关闭抽汽调节阀6和空气流量调节阀a 7，可以直接将空冷塔散热器加热后的热空气送入空气预热器5，通过空气流量调节阀b 9控制空气预热器5进气的流量大小，若空气流量较大或空气预热器5所需流量较小时可以打开空气流量调节阀clO，排出部分热空气，此时，空冷塔16完全取代了原暖风装置13加热空气的作用。若空冷塔16加热后的热空气温度尚未达到空气预热器5所需的温度，则需打开抽汽调节阀6和空气流量调节阀a 7，同时关闭空气流量调节阀b 9，通过二级加热器4将空冷塔16加热后的热空气进一步加热至空气预热器5所需的温度，可以控制空气预热器5进气的流量大小，若空气流量较大或空气预热器5所需流量较小时可以打开流量调节阀c 10，排出部分热空气，从而空冷塔16部分取代了暖风装置13，可以大幅度降低发电厂的发电煤耗，提高了发电厂的全厂效率。
[0031]2、当在其他季节外界环境温度较高时，外界空气不需要加热，就可以满足空气预热器5避免低温腐蚀所需的温度时，为了充分利用空冷塔16中冷却介质空气所带的大量热能，本实用新型通过引风机收集并将热空气直接送入空气预热器5，同时关闭抽汽调节阀6和空气流量调节阀a 7，打开空气流量调节阀b 9，通过空气流量调节阀b 9控制空气预热器5进气的流量大小，若空气流量较大或空气预热器5所需流量较小时可以打开流量调节阀c 10，排出部分热空气，如此，提高了空气预热器5入口段的温度，降低了煤耗，提高了发电厂的全厂效率。
【权利要求】
1.直接空冷机组的余热回收装置，包括汽轮机(I)、一级加热器(2)、引风机(3)、二级加热器(4)、空气预热器(5)、及抽汽调节阀￠)、流量调节阀a(7)、排汽调节阀(8)、流量调节阀b (9)、流量调节阀c (10)、凝结水箱(11)、疏水箱(12)、温度控制器(14)、止回阀(15)、空冷塔(16)，所述汽轮机⑴的排汽出口与所述空冷塔(16)连接，经空气冷却后的排汽以凝结水的形式送入凝结水箱(11)，所述汽轮机(I)的低压蒸汽通过低压排汽口与所述二级加热器(4)的进汽口连接，低压蒸汽通过所述二级加热器(4)进一步加热空气并将其送入空气预热器(5)，冷却后的低压蒸汽以疏水的形式送入疏水箱(12)，其特征在于，所述汽轮机(I)排汽引入空冷塔的散热器，环境空气经过所述散热器加热为热空气，该散热器也可以称之为一级加热器(2)，还包括抽取空冷塔(16)内热空气的引风机(3)，所述引风机(3)安装在空冷塔内部，在北方缺水寒冷的冬季，可通过引风机(3)将空冷塔(16)中经过一级加热器(2)加热的热空气送入空气预热器(5)或二级加热器(4)，从而部分或全部取代暖风装置，降低机组发电煤耗，提高发电厂能量转化效率。
2.根据权利要求1所述的直接空冷机组的余热回收装置，其特征在于:二级加热器(4)的低压蒸汽进口与汽轮机(I)的抽汽口的连接管路上设有抽汽调节阀(6)。
3.根据权利要求1所述的直接空冷机组的余热回收装置，其特征在于:引风机(3)热空气出口与二级加热器(4)入口的连接管路上设有流量调节阀a(7)。
4.根据权利要求1所述的直接空冷机组的余热回收装置，其特征在于:汽轮机(I)的排汽出口与空冷塔(16)的排汽入口的连接管路上设有排汽调节阀(8)。
5.根据权利要求1所述的直接空冷机组的余热回收装置，其特征在于:引风机(3)热空气的出口与空气预热器(5)空气进口的连接管路上设有流量调节阀b (9)。
6.根据权利要求1所述的直接空冷机组的余热回收装置，其特征在于:一级加热器(2)热空气出口处设置一旁路管道，当空气流量较大时，可以通过旁路管道将多余的热空气排入外界环境中。
7.根据权利要求1所述的直接空冷机组的余热回收装置，其特征在于:所述温度控制器(14)设置在引风机(3)热空气出口处，通过温度控制器(14)检测空冷塔散热器加热后的热空气的温度。
8.根据权利要求1所述的直接空冷机组的余热回收装置，其特征在于:所述二级加热器(4)与空气预热器(5)的连接管道上设有止回阀(15)，当二级加热器(4)停止工作时，防止一级加热器(2)加热后的热空气回流至二级加热器(4)。
9.根据权利要求1所述的直接空冷机组的余热回收装置，其特征在于:通过温度控制器(14)检测空冷塔散热器加热后的热空气的温度，若一级加热器(2)之后的热空气温度达到空气预热器(5)所需的温度，则可以直接将热空气送入空气预热器(5)，若一级加热器(2)之后的热空气温度尚未达到空气预热器(5)避免低温腐蚀所需的温度，则将热空气送入二级加热器(4)进一步加热至空气预热器(5)所需的温度。
【文档编号】F01K17/02GK204113364SQ201420296358
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年5月29日 优先权日:2014年5月29日
【发明者】吴东垠, 陈红, 张涛, 赵东洋, 张一帆, 王可可, 付娇娇 申请人:西安交通大学