专利名称：火电厂节水改造方案的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及现有火电厂的节水改造。
背景技术：
现有火电厂大多采用水冷塔对汽轮机排出的蒸汽进行冷却，这种冷却方式虽然能 够满足电厂运行的需要，但耗水量巨大。随着我国对水资源控制力度的逐步加强，工业用 水价格不断攀升，电厂对耗水大户水冷塔节水改造技术的需求也越来越迫切。由于目前正 在运行的水冷塔都是以前建造的，锅炉、汽轮机、水冷塔等几个大件设备都已运行多年，如 果能在满足几个大件设备现有工况的条件下进行节水改造，将会取得良好的经济和社会效
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实用新型内容针对现有火电厂水耗高的问题，本实用新型的目的在于提供一种冷却效果好、节 水、受外界因素影响较小的火电厂节水改造方案。为实现上述目的，本实用新型一种火电厂节水改造方案，具体包括汽轮机、凝汽 器、空冷塔，汽轮机排出的蒸汽在凝汽器中经冷却水冷凝成水后被送回汽轮机工作系统循 环使用，从凝汽器排出的与蒸汽进行热交换后的高温冷却水被分成两路，其中一路送往空 冷塔冷却系统进行冷却，另一路送往至少包括一个尖峰冷却器的尖峰冷却器组进行冷却， 从尖峰冷却器和空冷塔输出的经冷却的两路水再次汇集后作为蒸汽冷却水被送往凝汽器 循环使用；所述空冷塔冷却系统由空冷塔及其底部沿其周向布置的若干个冷却单元构成， 所述冷却单元包括轴流风扇、筒状进风通道和散热器，外界空气在轴流风机的作用下，穿过 筒状进风通道完成与散热器的热交换后进入空冷塔，并由空冷塔排入空中。进一步，所述散热器垂直布置在所述筒状进风通道的进风侧，轴流风扇设置在所 述筒状进风通道出风侧。进一步，所述空冷塔底部周向布置的冷却单元的筒状进风通道的轴线与空冷塔径 向夹有15° 75°的夹角，并且各冷却单元的夹角相同，由此使经冷却单元进入空冷塔的 气体呈螺旋状上升并最终排入空中。进一步，所述空冷塔底部周向布置的冷却单元的筒状进风通道均沿空冷塔径向设 置，空冷塔内在每个冷却单元的风道出口处均设置有与空冷塔径向夹有15° 75°的夹 角导流板，并且各导流板的夹角相同，由此使经冷却单元进入空冷塔的气体呈螺旋状上升 并最终排入空中。进一步，所述散热器包括由散热翅片管束构成的若干组冷却三角，每个散热翅片 管均由管和设置在管上的散热翅片构成，该散热翅片与管的轴线相垂直。进一步，所述冷却三角的开口部设置有百叶窗。进一步，所述凝汽器为表面式凝汽器。进一步，所述空冷塔内还设置有喷淋装置，该喷淋装置喷头的喷淋面积覆盖整个
3散热器下方的1/3 1/2，喷淋装置喷出的水量最优值为在满足冷却要求的情况下被全部 蒸发。本实用新型在不改变电厂现有的锅炉、汽轮机、冷却塔等大件设备的基础上，能够 确保原水冷系统汽轮机在安全的背压范围内运行，同时又达到了节水的目的，具有传热强 度大、降温效率高的优点，降低了环境风速、风向、温度对系统散热效率的影响，保证了对散 热翅片管束可靠、稳定的冷却，可为发电厂的稳定发电提供保障。
图1为本实用新型结构示意图；图2为空冷塔设置冷却单元后的结构俯视图；图3为空冷塔设置冷却单元后的另一结构俯视图；图4为空冷塔底部的冷却单元整体组合设置结构示意图；图5为单个冷却单元主视图；图6为单个冷却单元后视图。
具体实施方式
如图1、图4、图5、图6所示，本实用新型火电厂节水改造方案，包括汽轮机8、凝汽 器13、双曲线空冷塔1，空冷塔1的底部外侧沿其周向均布设置有冷却单元2，凝汽器13为 表面式凝汽器，汽轮机8排出的蒸汽在凝汽器13中经冷却水冷凝成水后被送回汽轮机8工 作系统循环使用，从凝汽器13排出的与蒸汽进行热交换后的高温冷却水被分成两路，其中 一路通过收集管道9送往空冷塔冷却系统进行冷却，其冷却后的水通过第二回流管路7输 出；另一路通过分流管道14送往至少包括一个尖峰冷却器15的尖峰冷却器组进行冷却，其 冷却后的水通过第一回流管路16输出；第二回流管路7和第一回流管路16所输出的两路 水再次汇集后作为蒸汽冷却水被送往凝汽器13循环使用。空冷塔冷却系统由空冷塔1及其底部沿其周向布置的若干个冷却单元2构成，冷 却单元2包括第二轴流风扇21、筒状进风通道4和散热器3，第二轴流风扇21设置在筒状 进风通道4的出风侧，散热器3设置在筒状进风通道4的进风侧。轴流风扇21沿进风通道 4轴线配置，冷却单元2工作时使得散热器3内的热量快速排放到空冷塔1中，并且通过冷 却单元2吹入的冷风与散热器3进行热交换后进入空冷塔1内以螺旋状气流向上空排出。 冷却水进入冷却单元2进行散热的效率可达到75%左右。尖峰冷却器15是目前电厂普遍应用的设备，其包括第一轴流风扇和散热器，该散 热器的结构与冷却单元中散热器3的结构相通，冷却水进入尖峰冷却器15进行散热的效率 可达到25%左右。散热器3散热器包括由散热翅片管束构成的若干组冷却三角11，本发明中冷却三 角11采用标准产品，每组冷却三角11均由水管和设置在水管上的散热翅片构成，散热翅片 与水管的轴线相垂直。水管竖直设置，相邻的两个水管及两者之间包含的散热翅片共同构 成管束面结构，散热翅片管束组均排列成平面。冷却三角11的开口部设置有百叶窗(图中未示出)，百叶窗根据气候不同，来选择 张开或关闭，如在夏季气温较高时，百叶窗将完全打开，以达到最大散热效果；在冬季气温较低时，百叶窗将关闭，以防止外界冷空气冻结散热翅片与水管。为了有效克服自然风对空冷系统的不利影响，充分发挥了空冷塔1对气流的抬 升、整流作用，本实用新型中在空冷塔1内形成螺旋状排出气流。同时对于地理位置的不 同，该螺旋状排出气流的旋转方向要求不同，本实用新型的火电厂水冷塔设置在地球赤道 以北时，螺旋状气流的旋转方向为逆时针方向；本实用新型的火电厂水冷塔设置在地球赤 道以南时，螺旋状气流的旋转方向为顺时针方向。为了在空冷塔1内形成螺旋状排出气流，本实用新型中设计了两套相应结构1、进风通道4沿空冷塔1的径线方向设置。如图2所示，空冷塔1底部周向布置的进风通道4均沿空冷塔1径向设置，空冷塔 1内在每个冷却单元2的风道出口处均设置有与空冷塔1径向夹有15° 75°的夹角导流 板5，并且各导流板5的夹角相同，导流板5与进风通道4等高，从进风通道4进入空冷塔1 内的气流在导流板5的导流下，呈螺旋状上升并最终排入空中。2、进风通道4的轴线与空冷塔1的径线夹有夹角。如图3所示，空冷塔1底部周向布置的冷却单元2的进风通道4的轴线与空冷塔 1径向夹有15° 75°的夹角，并且各冷却单元的夹角相同，这样轴流风扇21通过进风通 道4吹入的冷风与空冷塔1的径线方向夹有夹角，由此使从进风通道4进入空冷塔1内的 气流呈螺旋状上升并最终排入空中。本实用新型利用塔外的环境风在塔和风机的共同作用下，从冷却三角吹过，换热 后的空气升温而管道内的水降温，达到冷却的目的，加热的空气经风机由塔顶排出。本实用新型在空冷塔底部周向布置若干个相互独立的封闭式通风单元，每个单元 的出风侧与通风塔进风口相连，在通风单元出风侧内设有1 2台(或3台)并联罗列在同 一截面的轴流风机；通风单元的进风侧内垂直设有若干组间冷散热翅片组成的冷却三角， 完全覆盖了封闭式通风单元的进风口 ；每个通风单元之间垂直隔开。冷却三角和风机均采 用标准产品。本实用新型将散热效率75%左右的冷却单元2与散热效率25%左右的尖峰冷却 器15相组合，在一定气温气象条件下，当单元冷却单元2已经满负荷工作仍达不到要求时， 尖峰冷却器15将开始工作，两者组合后的散热效率达到了 100%左右，有效的解决了现有 的老设备的工况不能满足工作要求的问题，并且其改造简单、改造成本低，不需要对改变现 有设备进行改造，具有良好的经济和社会效益。对于极端的天气，如天气过热时，为了进一步提高改造后设备的散热效率，本实用 新型中还设置有喷淋装置17，喷淋装置17安装在散热器3的下部，其喷头的喷淋面积覆盖 整个散热器3下部的1/3 1/2，喷淋装置17喷出的水量最优值为其工作时水被全部蒸发 时的水量，散热器3的下方还设置有水池10，水池10内的水可供喷淋装置17循环利用。在 极端气象条件下，喷喷淋装置3开始工作，确保汽轮机的安全背压。本实用新型具有传热强度大、降温效率高的优点，通过与轴流风机、导流板配合， 使得空冷塔内的气体成螺旋涡流上升，排放顺畅，在有限的交换空间和时间内，带走更大的 热量。本实用新型采用风机辅助通风，可以对进风量进行有效控制，满足机组的稳定运行的 要求。本实用新型中由于空冷塔内的气体成螺旋涡流上升，其基本消除了外界风对于空
5冷塔的散热影响，更加合理的利用了塔内的空间。本实用新型的风机余量可弥补塔抽吸力 不足情况。
权利要求火电厂节水改造方案，其特征在于，该方案包括汽轮机、凝汽器、空冷塔，汽轮机排出的蒸汽在凝汽器中经冷却水冷凝成水后被送回汽轮机工作系统循环使用，从凝汽器排出的与蒸汽进行热交换后的高温冷却水被分成两路，其中一路送往空冷塔冷却系统进行冷却，另一路送往至少包括一个尖峰冷却器的尖峰冷却器组进行冷却，从尖峰冷却器和空冷塔输出的经冷却的两路水再次汇集后作为蒸汽冷却水被送往凝汽器循环使用；所述空冷塔冷却系统由空冷塔及其底部沿其周向布置的若干个冷却单元构成，所述冷却单元包括轴流风扇、筒状进风通道和散热器，外界空气在轴流风机的作用下，穿过筒状进风通道完成与散热器的热交换后进入空冷塔，并由空冷塔排入空中。
2.如权利要求1所述的火电厂节水改造方案，其特征在于，所述散热器垂直布置在所 述筒状进风通道的进风侧，轴流风扇设置在所述筒状进风通道出风侧。
3.如权利要求1所述的火电厂节水改造方案，其特征在于，所述空冷塔底部周向布置 的冷却单元的筒状进风通道的轴线与空冷塔径向夹有15° 75°的夹角，并且各冷却单 元的夹角相同，由此使经冷却单元进入空冷塔的气体呈螺旋状上升并最终排入空中。
4.如权利要求1所述的火电厂节水改造方案，其特征在于，所述空冷塔底部周向布置 的冷却单元的筒状进风通道均沿空冷塔径向设置，空冷塔内在每个冷却单元的风道出口处 均设置有与空冷塔径向夹有15° 75°的夹角导流板，并且各导流板的夹角相同，由此使 经冷却单元进入空冷塔的气体呈螺旋状上升并最终排入空中。
5.如权利要求2所述的火电厂节水改造方案，其特征在于，所述散热器包括由散热翅 片管束构成的若干组冷却三角，每个散热翅片管均由管和设置在管上的散热翅片构成，该 散热翅片与管的轴线相垂直。
6.如权利要求5所述的火电厂节水改造方案，其特征在于，所述冷却三角的开口部设 置有百叶窗。
7.如权利要求1所述的火电厂节水改造方案，其特征在于，所述凝汽器为表面式凝汽器。
8.如权利要求1所述的火电厂节水改造方案，其特征在于，所述空冷塔内还设置有喷 淋装置，该喷淋装置喷头的喷淋面积覆盖整个散热器下方的1/3 1/2，喷淋装置喷出的水 量最优值为在满足冷却要求的情况下被全部蒸发。
专利摘要本实用新型公开了火电厂节水改造方案，包括凝汽器、空冷塔，其中，凝汽器的冷却水出口分流为两路，一路流向空冷塔底部的冷却单元，另一路流向尖峰冷却器，经尖峰冷却器冷却的水通过管路与凝汽器的冷却水进口相连通，两路水混合后流入凝汽器，以形成冷却循环回路。本实用新型在不改变电厂现有的锅炉、汽轮机、冷却塔等大件设备的基础上，能够确保原水冷系统汽轮机在安全的背压范围内运行，同时又达到了节水的目的，具有传热强度大、降温效率高的优点，降低了环境风速、风向、温度对系统散热效率的影响，保证了对散热翅片管束可靠、稳定的冷却，可为发电厂的稳定发电提供保障。
文档编号F01K11/02GK201627607SQ20102013451
公开日2010年11月10日 申请日期2010年3月16日 优先权日2010年3月16日
发明者刘杰克, 郝德麟 申请人:北京布鲁斯盖环保科技发展有限公司