用于汽轮机配套直接空冷凝汽器的冷却降温系统的制作方法

本发明属于热电厂发电汽轮机和煤化工、冶金等行业驱动汽轮机蒸汽循环系统技术领域，具体涉及一种用于汽轮机配套直接空冷凝汽器冷却降温系统。

背景技术：

在我国华北、西北地区，由于水资源的缺乏，热电厂发电汽轮机、冶金、煤化工工业驱动汽轮机的乏气冷凝通常用直接空冷凝汽器代替传统的水冷凝汽器，以节约水资源利用。

传统的水冷凝汽器是用循环水来冷凝汽轮机排气，直接空冷凝汽器是以空气代替循环水来冷却汽轮机排气，因此直接空冷凝汽器的冷却能力取决于进入空冷器的温度，也就是工作点的环境温度。

空冷凝汽器的设计温度一般不会取夏季最高温度，那么在超出设计点温度的工况下，汽轮机排汽压力升高，造成能耗增加或者被动地降低运行负荷，这时就需要采取一定的措施来减少空冷凝汽器的热负荷或增加空冷凝汽器的冷却能力，保证汽轮机的真空度和背压，使汽轮机在夏季高温天气下也能安全、经济、高效地运行。

业内通常采取的措施有三种：一种是通过加装外部喷淋装置来提高空冷凝汽器在高温环境下的换热能力，另一种是增加一套水冷凝汽器装置来分担空冷凝汽器的部分负荷。还有一种是在空冷凝汽器蒸汽入口管内部设置喷淋设施，引入脱盐水雾化后直接与蒸汽进行换热，以降低空冷凝汽器的热负荷。

外部喷淋装置是目前最常用的一种措施，从外部引入脱盐水，利用喷淋系统将脱盐水雾化后直接喷在直接空冷器管束的迎风面，利用水汽化吸热降低空冷凝汽器进风温度，另外一部分没有汽化的水雾由空冷风机送入管束，与管束表面翅片进行蒸发热交换，达到快速降低管束表面温度的目的。该措施的不足是脱盐水不能回收，浪费严重，并且容易造成空冷凝汽器翅片脏污，降低换热效率。

增加水冷凝汽器措施是将汽轮机排汽抽取部分比例的蒸汽引入水冷凝汽器中，利用循环水换热使蒸汽冷凝，该装置在夏季高温天气投用，可以补偿空冷凝汽器冷却能力的不足，保证汽轮机背压和真空度。该措施的不足是水冷凝汽器造价较高，初期设备投资较大。

内部喷淋装置目前还没有广泛投入应用，它是从外部引入温度较低的脱盐水或凝结水，引入空冷凝汽器蒸汽入口管内部，雾化后直接与蒸汽接触换热，降低蒸汽焓值，提高汽轮机真空度。该措施的不足是设计安装协调工作量大；由于将脱盐水直接引入空冷凝汽器蒸汽管道，受蒸汽管道直径限制，降温效果有限；另外后期调试、检修维护也不方便。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种用于汽轮机配套直接空冷凝汽器的冷却降温系统，结构简单，实用性强。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种用于汽轮机配套直接空冷凝汽器的冷却降温系统，包括汽轮机，所述汽轮机通过汽轮机排气主管与空冷凝汽器连接，空冷凝汽器下端通过空冷凝汽器回水管道与凝结水箱连接，空冷凝汽器上端设有空冷凝汽器不凝气体管道，所述汽轮机排气主管通过蒸汽引出管与节能凝汽器连接，所述节能凝汽器上端设有真空管道，真空管道与空冷凝汽器不凝气体管道连通，所述凝结水箱下部设有凝结水引出管，所述节能凝汽器上方设有喷淋设备，节能凝汽器与凝结水循环系统连通。

所述凝结水循环系统包括凝结水回水管、凝结水箱、凝结水引出管和凝结水冷却器，其中节能凝汽器下端通过凝结水回水管与凝结水箱连接，所述凝结水引出管分为支路A和支路B，其中路A与节能凝汽器连通，位于节能凝汽器上方的喷淋设备与支路A相通，支路A上依次设有凝结水上水阀、凝结水冷却器和Y型过滤器，凝结水引出管的支路B通往凝结水系统。

所述凝结水循环系统包括凝结水循环管、凝结水回水管和凝结水箱，所述凝结水循环管连通节能凝汽器的上、下端且凝结水循环管上依次设有循环水泵、凝结水上水阀、凝结水冷却器和Y型过滤器，所述喷淋设备与凝结水循环管相通，位于循环水泵与凝结水上水阀之间的凝结水循环管通过凝结水回水管与凝结水箱连接，所述节能凝汽器通过凝结水补水管与凝结水引出管连通，所述凝结水补水管上设有补水阀。

所述空冷凝汽器不凝气体管道上设有真空泵。

所述真空管道上设有真空阀。

所述蒸汽引出管上设有蒸汽控制阀。

所述凝结水回水管上设有凝结水回水阀。

所述凝结水引出管上设有凝结水泵。

本实用新型的有益效果：1、本实用新型将汽轮机凝结水箱的凝结水引入节能凝汽器中，由于凝结水箱的凝结水经换热器换热后温度远远低于节能凝汽器进汽温度，利用节能凝汽器上部的喷淋设备（雾化喷水装置），凝结水吸收进汽热量，冷却进汽，降低空冷凝汽器热负荷，提高汽轮机真空度。2、未汽化的凝结水和被冷凝下来的凝结水通过凝结水回水管道进入凝结水箱，节能凝汽器中的不凝汽利用空冷凝汽器的真空系统抽出，保证节能凝汽器的真空度。3、本实用新型利用汽轮机排汽冷凝的凝结水经换热来冷却汽轮机排汽，整个系统处于密闭状态，理论耗水量为0。凝结水换热器的冷却介质可根据现场具体情况灵活配置：有富裕循环水量可采用常规循环水上水，没有富裕循环水还可以使用机组冷却器回水，或采用冷水机组给凝结水直接降温，甚至可以采用生活用水，其水质和温度比常规循环冷却水更佳，能将凝结水冷却到较低的温度，更好冷凝汽轮机排汽。换热后的生活用水直接进入生活热水系统，达到节能利用的效果。4、本实用新型节能凝汽器结构简单，投资小，可根据现场情况灵活配置一台或多台。5、本实用新型的节能凝汽器独立设置，安装、检修维护方便，不影响空冷凝汽器的正常运行。6、本实用新型不改动空冷凝汽器的设计安装，在新设备安装和旧设备改造在商务和技术上都给了用户较大的主动权，方便用户技术交流及谈判工作。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的结构示意图。

附图标记说明：

1、汽轮机；2、汽轮机排汽主管；3、空冷凝汽器；4、空冷凝汽器回水管道；5、凝结水箱；6、空冷凝汽器不凝气管道；7、节能凝汽器；8、蒸汽引出管；9、蒸汽控制阀；10、凝结水引出管；11、凝结水冷却器；12、凝结水上水阀；13、真空管道；14、真空阀；15、凝结水回水管；16、凝结水回水阀；17、凝结水泵；18、Y形过滤器；19、真空泵；101、支路A；

102、支路B；24、喷淋设备。

图2为本实用新型实施例2的结构示意图。

1、汽轮机；2、汽轮机排汽主管；3、空冷凝汽器；4、空冷凝汽器回水管道；5、凝结水箱；6、空冷凝汽器不凝气管道；7、节能凝汽器；8、蒸汽引出管；9、蒸汽控制阀；10、凝结水引出管；11、凝结水冷却器；12、凝结水上水阀；13、真空管道；14、真空阀；15、凝结水回水管；16、凝结水回水阀；17、凝结水泵；18、Y形过滤器；19、真空泵；20、循环水泵

21、凝结水补水管；22、凝结水补水阀；23、凝结水循环管；24、喷淋设备。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围，该领域的技术熟练人员可以根据上述发明的内容作出一些非本质的改进和调整。

实施例1

本实施例的用于汽轮机配套直接空冷凝汽器的冷却降温系统，包括汽轮机1，所述汽轮机1通过汽轮机排气主管2与空冷凝汽器3连接，空冷凝汽器3下端通过空冷凝汽器回水管道4与凝结水箱5连接，空冷凝汽器3上端设有空冷凝汽器不凝气体管道6，空冷凝汽器不凝气体管道6上设有真空泵19；

所述汽轮机排气主管2通过蒸汽引出管8与节能凝汽器7连接，蒸汽引出管8上设有蒸汽控制阀9，所述节能凝汽器7上端设有真空管道13，真空管道13上设有真空阀14，真空管道13与空冷凝汽器不凝气体管道6连通，所述凝结水箱5下部设有凝结水引出管10，所述凝结水引出管10上设有凝结水泵17，所述节能凝汽器7上方设有喷淋设备24，喷淋设备可设置为圆环型、方框型、网状等形式。

节能凝汽器7下端通过凝结水回水管15与凝结水箱5连接，凝结水回水管15上设有凝结水回水阀16，所述凝结水引出管10分为支路A101和支路B102，其中支路A101与节能凝汽器7连通，位于节能凝汽器7上方的喷淋设备24与支路A101相通，支路A101上依次设有凝结水上水阀12、凝结水冷却器11和Y型过滤器18，凝结水引出管的支路B102通往凝结水系统。

节能凝汽器通过蒸汽引出管与汽轮机排汽主管相连，节能凝汽器内的凝结水通过凝结水回水管、凝结水回水阀进入凝结水箱，凝结水箱内的凝结水上水通过凝结水泵、凝结水上水管（凝结水引出管的支路A）、凝结水上水阀、凝结水冷却器、Y形过滤器进入节能凝汽器中经喷雾冷却汽轮机乏汽，节能凝汽器中的不凝气通过真空管道和真空阀排入直接空冷凝汽器不凝气排气系统经真空泵抽出，各管路中还包括真空隔离阀、流量调节阀、流量计、压力表、温度计等附件。

根据环境温度和空冷凝汽器负荷计算出需要节能凝汽器分流的凝汽量，由自动控制程序和蒸汽控制阀、凝结水上水阀、凝结水回水阀自动调节分配。根据空冷凝汽器设计温度的选择，需节能凝汽器冷却的蒸汽量一般为蒸汽总量的5～30%左右。

本实施方式适用于空冷平台能设置节能凝汽器时，使节能凝汽器位置比凝结水箱高，凝结水靠重力作用能够流入凝结水箱。

实施例2

本实施例的用于汽轮机配套直接空冷凝汽器的冷却降温系统，包括汽轮机1，所述汽轮机1通过汽轮机排气主管2与空冷凝汽器3连接，空冷凝汽器3下端通过空冷凝汽器回水管道4与凝结水箱5连接，空冷凝汽器3上端设有空冷凝汽器不凝气体管道6，空冷凝汽器不凝气体管道6上设有真空泵19；

所述汽轮机排气主管2通过蒸汽引出管8与节能凝汽器7连接，蒸汽引出管8上设有蒸汽控制阀9，所述节能凝汽器7上端设有真空管道13，真空管道上设有真空阀，真空管道13与空冷凝汽器不凝气体管道6连通，所述凝结水箱5下部设有凝结水引出管10，凝结水引出管10上设有凝结水泵17，凝结水引出管10通往凝结水系统；所述节能凝汽器7上方设有喷淋设备24，节能凝汽器7与凝结水循环系统连通。

所述凝结水循环系统包括凝结水循环管23、凝结水回水管15和凝结水箱5，所述凝结水循环管24连通节能凝汽器7的上、下端且凝结水循环管24上依次设有循环水泵20、凝结水上水阀12、凝结水冷却器11和Y型过滤器18，所述喷淋设备24与凝结水循环管23相通，位于循环水泵20与凝结水上水阀12之间的凝结水循环管23通过凝结水回水管15与凝结水箱5连接，凝结水回水管15上设有冷凝水回水阀16，所述节能凝汽器7通过凝结水补水管21与凝结水引出管10连通，所述凝结水补水管10上设有补水阀22。

本实施方式适用于受现场条件限制，节能凝汽器只能设置在地面，与凝结水箱同高，凝结水靠循环水泵的压力进入凝结水箱；节能凝汽器与直接空冷凝汽器共用凝结水箱、凝结水泵和不凝气抽真空系统。节能凝汽器的不凝气抽出口设置在最高点。在冷凝水喷淋管的上方还要铺设高效不锈钢水雾捕捉器，防止水雾和不凝汽一起被真空系统抽出。

考虑到运输宽度的限制，单台节能凝汽器直径一般为1.5～5米，或根据生产现场实际情况做成小直径节能凝汽器，设置一台或多台以满足实际生产需要。

除了在夏季高温天气投用外，节能凝汽器也适合在非夏季高温天气投用，以充分发挥其水、汽直接接触，换热效率高的特点，可以降低汽轮机背压，或者减少直接空冷风机的运行台数，降低汽轮机运行能耗，同时经过凝结水换热器换热得到生活用热水，得到了节能减排的综合效果。

节能凝汽器系统关闭时，要排净凝结水，关闭蒸汽控制阀、凝结水上水阀、凝结水回水阀、真空阀，必要时加盲板隔离，加以充氮保护，保证直接空冷凝汽器的正常运行。

综上所述，仅是本实用新型中较佳实施方式而已，并非是对本实用新型的技术范围作任何限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上的实施方式所做的任何修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。