专利名称：热电乃至火电厂凝汽成套技术和设备的制作方法
技术领域：
本发明为一种用于热电厂乃至火电厂低温凝汽充分利用的成套技术和设备。
电厂的汽轮机是以蒸汽为工质的旋转式热能动力机械，按热力特性分为凝汽式、抽汽式、背压式、抽汽背压式、乏汽式、多压式汽轮机。国内外的汽轮机必须与锅炉、发电机、凝汽器、冷却塔、加热器、除氧器和泵等辅机组成成套设备，配合协调工作。基本原理是蒸汽进入汽轮机后作功，将其热能转换成推动汽轮机转子旋转的机械功，膨胀作功后的蒸汽由汽轮机排汽部分排出，常用的凝汽式汽轮机，其排汽被引入凝汽器，通过冷却塔散热而凝结，凝结水再经泵输送至加热器中加热后作为锅炉给水循环工作。
电站的热力循环，目前凝汽式汽轮机装置的热效率约为35％～45％，而卡诺循环工作的理想热机的最高热效率为55％～65％，即现实中仍有二十个百分点的热效率有待提高。
为了多发电，通常是采用水冷或风冷来降低排汽压力。电站汽轮机组的背压与凝汽器的冷却水温、水量、冷却面积、冷却方式以及功率等级有着直接关系，在没有冷却水资源的条件下必须采用风冷式冷却塔，在夏季和南方高温地区的冷却塔要建的更庞大一些。
为了多利用一些热能，从汽轮机的某些中间级后抽出部分作过功的蒸汽，用以加热给水。对于给水回热循环，将汽轮机抽汽的热量用于提高锅炉给水温度，使抽汽对冷却放出的热量减少。采用给水回热，在保持汽轮机末级流量和排汽面积不变的情况下，可增大汽轮机的功率，采用多级回热，并尽可能利用较低压力的抽汽来加热给水，可使回热抽汽量的份额和抽汽汽流在汽轮机中的作功量最大。
采用热电联供，背压式汽轮机虽可取得较高系统热效率，但它的热电比固定不变，不增加热能输出，就不可能增加电能输出，热用户用热不稳定，热电联供的质量无法确定。抽汽背压式、单抽凝汽式、双抽凝汽式虽然应用灵活，却仍要将乏汽排入凝汽器中，向冷却塔的冷却水放热，大量的热能依然浪费，造成热污染。
本发明的目的就是将热电站乃至大型火电厂的凝汽器双曲线冷却塔去掉。耗巨资建的双曲线冷却塔，就是为了浪费掉低温乏汽的热能，保证发电机效率。虽然乏汽温度很低，甚至只有30～40℃，但焓值却很高，浪费掉电厂40％以上的燃料，应该肯定的是，浪费永远是不合理的!本发明就是用一种新的理论指导下的成套新技术和设备来实现上述目的。
火电厂的热电系统存在着几个世界课题，一是冷却塔排除的低品位热能无法利用，因为温差太小，输送到热用户已没有任何加热价值了，故只有浪费掉，要想回收这部分低温热，除了热泵，其它回收方式理论上不通；二是采用背压式汽轮机发电量小，采用抽汽式汽轮机只有浪费凝汽热量才能保证较高的发电量；三是电厂由电力部门管理，而供热到市区则由市政工程管理，或工厂的其它行业用热，跨行业难以调配；四是这一系统需要解决高温水对水泵汽蚀破坏--“泵癌”世界难题，解决高低压管路共网和背压管路汽蚀撞击难题，解决疏水阀易坏的技术难题，解决锅炉除氧不达标或达标而浪费新蒸汽量太大，实现低位布置有压除氧的理想效果。
本发明的热电乃至火电厂凝汽新技术和设备，是将
图1中的凝汽器8、凝结水泵9、低压增压器10、高位除氧器11、锅炉给水泵13、驱动给水泵的小汽轮机14、小汽轮机凝汽器15、疏水泵16、冷却塔17、甚至包括高压加热器12等一套先散热再加热的浪费热能的结构淘汰掉。取而代之的是图2中的配套设备为汽水混合器23、凝结水回收器(包括高温高压)18和19、换热器20、低位有压除氧器21、热用户的各种用热设备22。同时在系统工程中还必须解决多相流应用各个环节问题的配套技术，配套解决汽水猛烈撞击问题、水泵汽蚀问题、疏水阀易坏难题的技术，配套解决高位除氧器土建造价高、吊装费用大、施工期长、维修不便等难题的技术，才能去掉发电厂的象征--双曲线冷却塔。
本发明的基本工艺流程是将汽轮机中压缸5和低压缸6产生的低温低压蒸汽或中压蒸汽，利用高低压管路共网技术引进到汽水混合器23、经特制的凝结水回收器18，通过18中的高温泵泵入汽水混合器23后将汽水混合物送到换热器20，换热器20将高、中、低压蒸汽输送到远近不同的各种用热设备22而供热，换热器的水降温后进入凝结水回收器19，19中的泵将水打入低位有压除氧器21，或19和21为一台或多台低位有压除氧器21。18和19的泵打出的水一部分用于循环。本发明的系统还包括用热设备22配套的管路调压阀门、带变频调速(或差压变送器、调节阀)的电气自动控制装置和安全保护装置。基本原理是多相流变态应用，实现热在汽-液-汽-液的随意变化，用以满足各种条件下的不同需求。
本发明攻克了国内外公认的超低温蒸汽热量无法利用，只有排放掉的技术难关，去掉热电乃至火电厂的象征--双曲线冷却塔，这一重大国际课题的解决，必然给火电厂系统带来一场革命，使电厂管理者获得巨大的节能经济效益，由于锅炉燃料大幅度的减少，直接减少了燃烧后产生的CO2、SO2、TSP等温室效应、酸雨的有害气体排放，有利于保护我们的地球家园。
权利要求
1.一种用于热电乃至火电厂的凝汽成套新技术和设备，它包括汽水混合器(23)，特制的凝结水回收器(18)，换热器(20)，低位有压除氧器(21)，各种用热设备(22)，配套的管路调压阀门、相应的变频调速(或差压变送器、调节阀)的电气自动化控制装置和安全保护装置。
2.由上述新技术和设备替代了热电乃至火电厂的散热器、双曲线冷却塔，用物理方法将负压下低温汽变成正压下较高温度的蒸汽加以利用的结构和原理，首次在国际上实现了真空下低温汽大量热能的闭式回收利用。
全文摘要
热电乃至火电厂凝汽成套新技术和设备。本发明用于热电乃至火电厂替代冷却塔的新技术——凝汽成套技术和设备。它包括凝结水回收器,换热器,一套管路调压阀件和相应的变频调速电气自控装置。将火电厂的凝汽器、冷却塔、增热器和加热器淘汰,把由冷却塔散失掉的锅炉出力40%以上的能量充分利用,实现热电高效,是电厂的一次革命。
文档编号F01K9/00GK1290805SQ0010986
公开日2001年4月11日 申请日期2000年7月10日 优先权日2000年7月10日
发明者李树生 申请人:李树生