一种循环水冬季启动防冻系统及运行方法与流程

本发明涉及电站循环水及间接空冷系统技术领域，特别涉及一种循环水冬季启动防冻系统及运行方法。

背景技术：

我国是一个水资源较为匮乏的国家，但火力发电厂对于水资源的消耗十分巨大，因此，电站的节水技术也在不断地优化，间接空冷机组由此应运而生。在我国北方地区及缺水地区，间接空冷机组数量日益增加。

在新疆，甘肃，内蒙及东北部分地区，冬季环境温度可能会低至零下二三十度。对于在建的间接空冷机组，这样的环境温度对循环水系统试运造成了巨大的挑战，严重影响了电厂的投运进度，在调试试运阶段如何处理间接冷却塔的防冻问题成为了当务之急。

技术实现要素：

为了解决以上技术问题，本发明的目的在于提供一种循环水冬季启动防冻系统及运行方法，提高循环水的温度，使其满足循环水系统的试运温度，同时对间冷塔的冬季防冻有明显的增益效果。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案和本发明的有益效果是：

一种循环水冬季启动防冻系统，包括间接空冷塔1，所述间接空冷塔1输出端通过主机循环水冷水回水管19连接凝汽器6，凝汽器6的输出端通过主机循环水热水出水管18连接间接空冷塔1，凝汽器6输入端通过疏水管连接水-水换热器11的输出端，水-水换热器11的输入端通过疏水管连接汽-水换热器10的输出端，所述汽-水换热器10通过蒸汽管道连接辅助蒸汽联箱7，所述水-水换热器11分别通过循环水加热冷水管20和循环水加热热水管21与主机循环水冷水回水管19和主机循环水热水出水管18相连接，从而形成一个循环回路。

所述循环水加热热水管21中引出一根管道与除盐水至间接空冷塔补水管道相连接，所述管道上设置有联络门17。

所述除盐水至间接空冷塔补水管道上设置有电动门一2和逆止门二22。

所述主机循环水热水出水管18管路上装有主机循环水泵4，位于主机循环水泵4的入口和出口分别设置主机循环水泵入口蝶阀5和主机循环水泵出口蝶阀3。

所述循环水加热冷水管20管路上设置有循环水加热循环泵13，位于循环水加热循环泵13入口及出口分别设置了电动门三14和电动门四15。

所述循环水加热热水管21上设置热水管出口电动门四15和逆止门一16。

所述辅助蒸汽联箱7与汽-水换热器10相连接的蒸汽管道设置电动门五8和电动调节门9。

所述水-水换热器11与凝汽器6之间的疏水管连接至凝汽器6的疏水扩容器上。

所述汽-水换热器10的汽源来源于辅助蒸汽，水源来源于厂区采暖水，水-水换热器11的水源分别是辅助蒸汽经过汽-水换热器10后的疏水和循环水。

一种循环水冬季启动防冻系统的运行方法，包括以下步骤；

i.循环水系统尚未投运工况；

冬季工况下，电站的采暖换热站开始工作，大约300℃左右的辅助蒸汽从辅助蒸汽联箱7被抽出在汽-水换热器10中进行换热用于加热采暖循环水，通过调节电动调门9的开度来控制采暖水的供水温度。换热后的辅助蒸汽冷凝变成温度大约有80～90℃左右的疏水，流经水-水换热器11后通过与凝汽器6疏水扩容器相连的疏水管道流至疏水扩容器；

此工况可以保证对厂区的日常供暖；

ii.循环水系统试运工况；

冬季该工况下，i工况正常运行；

当间接空冷机组循环水系统首次进水试运时，首先通过开启除盐水至间接空冷塔补水管上的电动门一2，主机循环水泵入口蝶阀5，主机循环水泵出口蝶阀3，电动门二12，电动门三14，电动门四15，电动门五17，向循环水系统进行注水；

当循环水系统注满水时，关闭电动门一2，系统停止注水，此时关闭电动门二12和电动门五17。启动循环水加热循环泵13，泵出口电动门二12缓慢打开，接近0℃的循环水开始在循环水加热循环管路中，经过水-水换热器11与来自汽-水换热器10余温80～90℃的疏水换热后，循环水的温度可以被加热至30～40℃；通过一段时间的换热后，循环水系统内的循环水整体温度明显提升，待循环水的整体水温被加热至30～40℃后，关闭主机循环水泵出口蝶阀3，启动主机循环水泵4，主机循环水泵出口蝶阀3打开，此时，循环水系统开始正式试运；

试运前期，要对管道进行冲洗，采用边补边排的方式，开启电动门一2，而此时补水的水温较低，可以通过开启电动门五17，将加热后的热水混入补水中，以提升补水温度，从而维持整个系统温度恒定；

当循环水系统不需要补水时，关闭电动门一2以及电动门五17；

此工况下，当循环水温度达到要求，不仅可以对间接冷却塔内循环水的环管进行冲洗，而且可以待冲洗水质合格后，利用该工况对间冷塔扇区进行上水冲洗；

iii.机组正常带负荷运行工况；

冬季该工况下，i工况正常运行；

机组带负荷时，循环水系统内的循环水不需要加热，停止循环水加热循环泵13运行，关闭电动门三14及电动门四15；循环水系统仅通过凝汽器6→主机循环水热水出水管18→间接空冷塔1→主机循环水冷水回水管19这一回路进行循环换热，以保证机组正常的背压。

本发明的有益效果：

冬季工况下利用电站采暖换热器的疏水余热来加热循环水，可以使间接冷却机组在寒冷的环境温度下安全的进行调试运行，保证了系统设备的安全，有效保障了机组的投产进度。另外，在冬季工况下，该系统在投产机组停机时，对间接空冷塔系统有一定防冻作用。

在试运过程中对间冷塔防冻有增益效果。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图。

其中，1-间接空冷塔，2-电动门一，3-主机循环水泵出口蝶阀，4-主机循环水泵，5-主机循环水泵入口蝶阀，6-凝汽器，7-辅助蒸汽联箱，8-电动门五，9-电动调节门，10-汽-水换热器，11-水-水换热器，12-电动门二，13-循环水加热循环泵，14-电动门三，15-热水管出口电动门四，16-逆止门一，17-联络电动门五，18-主机循环水热水出水管，19-主机循环水冷水回水管，20-循环水加热冷水管，21-循环水加热热水管，22-逆止门二。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图所示，一种循环水冬季启动防冻系统主要包括了凝汽器6，主机循环水泵4，间接空冷塔1，水-水换热器11，汽-水换热器10，辅助蒸汽联箱7，循环水加热循环泵13，主机循环水热水出水管18，主机循环水冷水回水管19，循环水加热冷水管20，循环水加热热水管21以及一系列连接管道及阀门构成。

凝汽器6与间接空冷塔1之间的连接是通过主机循环水热水出水管18和主机循环水冷水回水管19相连接。辅助蒸汽联箱7通过蒸汽管道与汽-水换热器10相连接。汽-水换热器10则通过一根疏水管与水-水换热器11相连接。水-水换热器11与凝汽器6之间通过一根疏水管相连接。另外，水-水换热器11分别通过循环水加热冷水管20和循环水加热热水管21与主机循环水冷水回水管19和主机循环水热水出水管18相连接，从而形成一个循环回路。在该循环回路中，从循环水加热热水管21中引出一根管道与除盐水至间接空冷塔补水管道相连接。

主机循环水热水出水管18管路上装有主机循环水泵4，同时在泵的入口和出口分别设置主机循环水泵入口蝶阀5和主机循环水泵出口蝶阀3。

循环水加热冷水管20管路上装有一台循环水加热循环泵13，在循环水加热循环泵13入口及出口分别设置了电动门三14和电动门二12。

循环水加热热水管21上设置了一个热水管出口电动门四15和一个逆止门一16。

连接循环水加热热水管21与除盐水至间接空冷塔补水管的管道上设置了一台联络电动门五17。

辅助蒸汽联箱7与汽-水换热器10相连接的蒸汽管道设置有一台电动门五8和一台电动调节门9。

水-水换热器11与凝汽器6之间的疏水管连接至凝汽器6的疏水扩容器上。

除盐水至间接空冷塔补水管道上设置有一台电动门一2和一个逆止门二22。

汽-水换热器10的汽源来源于辅助蒸汽，水源来源于厂区采暖水。

水-水换热器11的水源分别是辅助蒸汽经过汽-水换热器10后的疏水和循环水。

在北方地区，冬季时，在建机组的厂区采暖系统最先投入，然而，300℃左右的辅助蒸汽经过采暖换热站后所凝结的疏水温度仍然具有80～90℃的余热。因此这部分疏水的余热可以用来加热水温接近0℃的循环水，从而提高循环水的温度，使其满足循环水系统的试运温度，同时对间冷塔的冬季防冻有明显的增益效果。并且这一系统在机组投运后依然可以使用。

本发明的工作原理如下：

i.循环水系统尚未投运工况；

冬季工况下，电站的采暖换热站开始工作，大约300℃左右的辅助蒸汽从辅助蒸汽联箱7被抽出在汽-水换热器10中进行换热用于加热采暖循环水，，通过调节电动调门9的开度来控制采暖水的供水温度。换热后的辅助蒸汽冷凝变成温度大约有80～90℃左右的疏水，流经水-水换热器11后通过与凝汽器6疏水扩容器相连的疏水管道流至疏水扩容器。

此工况可以保证对厂区的日常供暖。

ii.循环水系统试运工况

冬季该工况下，i工况正常运行。

当间接空冷机组循环水系统首次进水试运时，首先通过开启除盐水至间接空冷塔补水管上的电动门一2，主机循环水泵入口蝶阀5，主机循环水泵出口蝶阀3，电动门二12，电动门三14，电动门四15，电动门五17，向循环水系统进行注水。当循环水系统注满水时，关闭电动门一2，系统停止注水。此时关闭电动门二12和电动门五17。启动循环水加热循环泵13，泵出口电动门二12缓慢打开，接近0℃的循环水开始在循环水加热循环管路中，经过水-水换热器11与来自汽-水换热器10余温80～90℃的疏水换热后，循环水的温度可以被加热至30～40℃。通过一段时间的换热后，循环水系统内的循环水整体温度明显提升。待循环水的整体水温被加热至30～40℃后，关闭主机循环水泵出口蝶阀3，启动主机循环水泵4，主机循环水泵出口蝶阀3打开，此时，循环水系统开始正式试运。

试运前期，要对管道进行冲洗，可以采用边补边排的方式，因此要开启电动门一2，而此时补水的水温较低，可以通过开启电动门五17，将加热后的热水混入补水中，以提升补水温度，从而维持整个系统温度恒定。当循环水系统不需要补水时，可以关闭电动门一2以及电动门五17。

此工况下，当循环水温度达到要求，不仅可以对间接冷却塔内循环水的环管进行冲洗，而且可以待冲洗水质合格后，利用该工况对间冷塔扇区进行上水冲洗。

iii.机组正常带负荷运行工况

冬季该工况下，i工况正常运行。

机组带负荷时，循环水系统内的循环水不需要加热，停止循环水加热循环泵13运行，关闭电动门三14及电动门四15。循环水系统仅通过凝汽器6→主机循环水热水出水管18→间接空冷塔1→主机循环水冷水回水管19这一回路进行循环换热，以保证机组正常的背压。

本发明中所涉及的一种循环水冬季启动防冻系统，利用辅助蒸汽在汽-水换热器换热后的疏水余热加入循环水，有效的利用了疏水余热，提高了热经济性的同时保障了冬季循环水系统的正常试运。试运后期，循环水温度及水质可以满足间冷扇区的上水条件后就可以对间冷扇区进行冲洗，有效防止了水温过低造成间冷扇区结冰冻裂的现象发生。该循环水冬季启动防冻系统有效的保证了循环水在高寒地区的试运，克服了寒冷季节对循环水系统试运的温度限制，对工程进度以及缩短冬季调试工期有一定的增益效果。

本发明对间冷机组循环水系统在冬季的试运行的安全性及间冷塔的防冻提出了一些思路与方法，适用于北方冬季高寒地区的超临界或超超临界的间冷机组，但不仅限于这些机组。以上的所有描述阐述了本发明的基本原理、主要特征以及本发明的优点。本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书只是说明本发明的原理。本发明会根据实际设计施工过程中存在各种变化和改进，这些变化和改进均属于本发明要求保护的范围内。