一种直接空冷燃煤发电机组高背压供热兼尖峰冷却系统的制作方法

1.本实用新型涉及电力领域，具体涉及直接空冷燃煤发电机组。

背景技术：

2.直接空冷燃煤发电机组节水效果明显，适合北方缺水地区，并且北方地区冬季供热需求量大，直接空冷发电机组高背压供热改造后，运行能耗大幅降低。但是在供热期结束进入夏季后，随着环境温度升高，空冷机组运行背压升高，能耗大幅增加，甚至有限制机组最大出力的现象。为降低供热停运期间直接空冷燃煤机组的能耗，当前部分机组采取了尖峰冷却提效改造，主要技术路线有：空冷岛尖峰喷淋改造技术，蒸发式尖峰冷却器改造技术，湿式冷却塔改造技术。
3.一、空冷岛尖峰喷淋改造技术
4.空冷岛尖峰喷淋改造技术是直接向直接空冷机组的空冷岛冷却管束散热片喷水雾，冷却进入空冷岛管束的汽轮机乏汽，为了防止喷水造成管束和散热片结垢腐蚀，喷淋用的水选用除盐水。该方法优点是改造系统简单，只需要增加喷淋水管网喷头，喷淋泵组，利用发电厂原有的除盐水制备系统和储存水箱就可以满足喷淋用水，改造投资小。缺点是一般在环境温度低于20℃时，喷淋投运时机组背压降低不明显，并且喷淋到空冷岛散热片上的除盐水最终大部分落到地面，利用效率不高。
5.二、蒸发式尖峰冷却器改造技术
6.蒸发式尖峰冷却器改造是将直接空冷机组汽轮机部分乏汽直接引入板式或者管式换热器模组，冷却水经过供水系统均匀喷淋在板式或者管式换热器模组管束表面，利用冷却水的蒸发潜热吸收汽轮机乏汽携带的热量使汽轮机乏汽进行冷凝，凝结水沿管道回收到汽轮机排汽装置。该方法优点是改造后投运初期冷却效果较好，机组背压降低明显，能耗降低明显。但在该系统投运三五年后，会不同程度出现管式或者板式换热器模组结垢堵塞，冷却效果大幅降低，并且维护工作量随着投运年限增加大幅增加，严重时冷却模组出现泄漏退出运行。
7.三、湿式冷却塔改造技术
8.湿式冷却塔改造技术主要设备有凝汽器、循环水泵及管道系统、湿式冷却塔。投运时直接空冷机组的汽轮机部分乏汽进入凝汽器被循环水冷却，冷凝水沿管道回收到汽轮机排汽装置。加热后的循环水在湿式冷却塔冷却。该方法是冷却效果好，机组背压减低明显，系统在环境温度较低也可投运，并且有条件的发电厂可以利用关停的小机组的湿式冷却塔系统。缺点是冷却塔耗水量很大。
9.以上三种直接空冷机组尖峰冷却提效改造技术各有优缺点，需要开发一种冷却效果好，耗水量小，改造工程量小，投资收益合理的尖峰冷却技术。
10.随着国家节能减排工作的深入推进，北方城市的集中供热需求增加，部分直接空冷燃煤机组开始实施高背压供热改造，高背压供热需要增设高背压凝汽器以及引入汽轮机乏汽的管道，但在供热期结束后，高背压凝汽器以及引入汽轮机乏汽的管道闲置，利用直接
空冷燃煤机组高背压凝汽器开发一种新的尖峰冷却改造技术具备了条件。

技术实现要素：

11.本实用新型的目的是提供一种直接空冷燃煤发电机组高背压供热兼尖峰冷却系统，使直接空冷燃煤发电机组提效改造时高背压供热改造和尖峰冷却改造一并实施，合理利用现场空间，设备兼容使用，降低改造费用，提高空冷机组运行经济性。耗水量小，改造工程量小，投资收益合理。
12.为达到该目的，本实用新型的技术方案是：一种直接空冷燃煤发电机组高背压供热兼尖峰冷却系统，其特征是包括凝汽器、热网循环水系统和闭式冷循环水系统；
13.其中热网循环水系统包括热网循环水供水管道及热网循环水供水隔离阀、热网循环水回水管道及热网循环水回水隔离阀、热网循环水供水和回水联通管道及热网循环水供水和回水联络阀；
14.闭式冷循环水系统包括闭式循环水供水管道、闭式循环水回水管道、储水箱、闭冷水循环水泵、闭式冷却塔，储水箱进水侧和热网循环水回水管道连接，储水箱出水侧和闭冷水循环水泵入口连接；
15.凝汽器上部通过空冷岛乏汽去凝汽器管道及汽轮机乏汽至凝汽器隔离阀与汽轮机乏汽至空冷岛管道连接，凝汽器底部通过冷凝水输送泵和凝汽器冷凝水管道与空冷岛冷凝水去排汽装置管道连接；
16.凝汽器冷凝管束通过热网循环水供水管道和热网循环水回水管道分别与热网循环水系统和闭式冷循环水系统连接；冬季供热时，关闭闭式冷循环水系统和凝汽器的连接，投运热网循环水系统；供热结束后，关闭热网循环水系统和凝汽器的连接，投入闭式冷循环水系统；
17.闭式循环水供水管道在热网循环水回水隔离阀前与热网循环水供水管道连接，闭式循环水回水管道在热网循环水回水隔离阀前与热网循环水回水管道连接。
18.进一步地，在汽轮机乏汽通过排汽装置排入空冷岛前，分流部分蒸汽进入凝汽器，进入凝汽器的汽轮机乏汽即可以被热网循环水系统冷却，也可以被闭式冷循环水系统冷却。
19.进一步地，在闭式冷却塔顶部安装一台轴流风机，闭式冷却塔内设有喷淋管网和冷却盘管，闭式冷却塔底部设有喷淋蓄水池和喷淋泵，闭式冷却塔塔壁设有进风口。
20.进一步地，冷却盘管上端通过闭式循环水供水管道与凝汽器连接，冷却盘管下端通过闭冷水循环水泵水管道与闭冷水循环水泵连接。
21.本实用新型具有以下有益效果：
22.1、在直接空冷燃煤机组增加与空冷岛并联的凝汽器，供热时关闭空冷岛进汽，把汽轮机乏汽引入凝汽器，通过进入凝汽器的热网循环水冷凝乏汽，从而使热网循环水温度升高，实现供热；在非供热期，开启空冷岛进汽和凝汽器并联运行，停运进入凝汽器的热网循环水，投运进入凝汽器的闭式循环水系统，冷却进入凝汽器的汽轮机乏汽，降低机组运行背压，提高机组运行效率。
23.2、在直接空冷燃煤机组开展高背压供热改造工作时，一并实施尖峰冷却改造，统一设计，一并实施，可以合理利用空间位置，降低改造费用，并且使机组运行能效在不同时
期都处于相对较优水平。
24.3、凝汽器既可以作为高背压供热系统的凝汽器，也可以作为闭式循环冷却水系统的凝汽器。
25.4、在夏季环境温度较高时打开喷淋管网投入闭式塔喷淋水，对循环水冷却盘管进行冷却。闭式循环水系统在环境温度较低时不需要投运喷淋，靠风冷就能满足，比较节水，并且对水质要求不是很严格，普通工业水就可以满足要求。
附图说明
26.图1是本实用新型的系统结构示意图；
27.图中标号：1-汽轮机低压缸；2-汽轮机乏汽；3-汽轮机排汽装置；4-凝结水管；5-汽轮机乏汽至空冷岛隔离阀；6-空冷岛；7-汽轮机乏汽至空冷岛管道；8-空冷岛冷凝水隔离阀；9-空冷岛冷凝水去排汽装置管道；10-空冷岛乏汽去凝汽器管道；11-汽轮机乏汽至凝汽器隔离阀；12-凝汽器冷凝水管道；13-冷凝水输送泵；14-凝汽器冷凝管束；15-凝汽器；16-热网循环水供水管道；17-热网循环水供水隔离阀；18-热网循环水供水和回水联络阀；19-热网循环水供水和回水联通管道；20-热网循环水回水管道；21-热网循环水回水隔离阀；22-闭式循环水供水管道；23-闭式循环水回水管道；24-闭式循环水回水隔离阀；25-储水箱；26-闭式循环水供水隔离阀；27-闭式循环泵入口隔离阀；28-闭冷水循环水泵；29-闭式循环泵出口隔离阀；30-闭冷水循环水泵水管道；31-喷淋管网；32-闭式冷却塔进风口；33-轴流风机；34-闭式冷却塔；35-冷却盘管；36-喷淋泵；37-喷淋蓄水池。
具体实施方式
28.为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所得到的所有其他实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
29.凝汽器15在供热时作为高背压凝汽器，停止供热后用作空冷岛尖峰冷却凝汽器是本实用新型的核心部分。
30.如图1所示，汽轮机低压缸1排出的汽轮机乏汽2通过汽轮机排汽装置3进入空冷岛6冷凝，冷凝水通过空冷岛冷凝水去排汽装置管道9进入汽轮机排汽装置3，汽轮机排汽装置3收集的冷凝水进入凝结水管4去机组凝结水系统。
31.直接空冷燃煤机组供热时，打开热网循环水供水隔离阀17和热网循环水回水隔离阀21，关闭热网循环水供水和回水联络阀18，热网循环水在凝汽冷凝管束14流动后，打开汽轮机乏汽至凝汽器隔离阀11，关闭汽轮机乏汽至空冷岛隔离阀5，汽轮机乏汽进入凝汽器15，和凝汽器冷凝管束14内流动的热网循环水发生换热冷凝，冷凝水通过冷凝水输送泵13进入汽轮机排汽装置3。热网循环水在凝汽器冷凝管束14流动被加热后参与供热。
32.机组停止供热时，打开汽轮机乏汽至空冷岛隔离阀5，关闭汽轮机乏汽至凝汽器隔离阀11，开启热网循环水供和回水联络阀18，关闭热网循环水供水隔离阀17和热网循环水回水隔离阀21。
33.开启闭式循环水供水隔离阀26和闭式循环水回水隔离阀24，开启闭式循环泵入口
隔离阀27和闭式循环泵出口隔离阀29，储水箱25注水到设计水位，启动闭冷水循环水泵28，建立水循环。
34.启动轴流风机33，打开汽轮机乏汽至凝汽器隔离阀11，部分汽轮机乏汽进入凝汽器15，和凝汽器冷凝管束15内流动的闭式冷却循环水发生换热，被加热的闭式冷却循环水进入闭式冷却塔34内冷却盘管35，在轴流风机33抽吸下，空气从闭式冷却塔进风口32进入，和冷却盘管35流动的闭式冷却循环水换热后排入大气。在夏季环境温度较高时，启动闭式冷却塔喷淋泵36，把闭式冷却塔底部喷淋蓄水池37存水通过喷淋管网31喷到冷却盘管35，和冷却盘管换热后，落下汇集到喷淋蓄水池37。
35.由于凝汽器15分流了部分进入空冷岛6的汽轮机乏汽2使直接空冷机组机组运行背压大幅降低，从而使机组运行能耗降低。
36.本实用新型就是将直接空冷燃煤发电机组高背压供热改造和尖峰冷却改造相整合，在工程实施时，可以统筹考虑空间布置，一并实施，降低改造费用，并且结合当前空冷尖峰改造的现状，提出了新的改造技术方案。
37.以上所述，仅仅是本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

技术特征：

1.一种直接空冷燃煤发电机组高背压供热兼尖峰冷却系统，其特征是包括凝汽器（15）、热网循环水系统和闭式冷循环水系统；其中热网循环水系统包括热网循环水供水管道（16）及热网循环水供水隔离阀（17）、热网循环水回水管道（20）及热网循环水回水隔离阀（21）、热网循环水供水和回水联通管道（19）及热网循环水供水和回水联络阀（18）；闭式冷循环水系统包括闭式循环水供水管道（22）、闭式循环水回水管道（23）、储水箱（25）、闭冷水循环水泵（28）、闭式冷却塔（34），储水箱（25）进水侧和热网循环水回水管道（20）连接，储水箱（25）出水侧和闭冷水循环水泵（28）入口连接；凝汽器（15）上部通过空冷岛乏汽去凝汽器管道（10）及汽轮机乏汽至凝汽器隔离阀（11）与汽轮机乏汽至空冷岛管道（7）连接，凝汽器（15）底部通过冷凝水输送泵（13）和凝汽器冷凝水管道（12）与空冷岛冷凝水去排汽装置管道（9）连接；凝汽器冷凝管束（14）通过热网循环水供水管道（16）和热网循环水回水管道（20）分别与热网循环水系统和闭式冷循环水系统连接；闭式循环水供水管道（22）在热网循环水回水隔离阀（21）前与热网循环水供水管道（16）连接，闭式循环水回水管道（23）在热网循环水回水隔离阀（21）前与热网循环水回水管道（20）连接。2.如权利要求1所述的一种直接空冷燃煤发电机组高背压供热兼尖峰冷却系统，其特征是在汽轮机乏汽（2）通过排汽装置（3）排入空冷岛（6）前，分流部分蒸汽进入凝汽器（15），进入凝汽器的汽轮机乏汽（2）被热网循环水系统冷却，或被闭式冷循环水系统冷却。3.如权利要求2所述的一种直接空冷燃煤发电机组高背压供热兼尖峰冷却系统，其特征是在闭式冷却塔（34）顶部安装一台轴流风机（33），闭式冷却塔（34）内设有喷淋管网（31）和冷却盘管（35），闭式冷却塔（34）底部设有喷淋蓄水池（37）和喷淋泵（36），闭式冷却塔塔壁设有进风口（32）。4.如权利要求3所述的一种直接空冷燃煤发电机组高背压供热兼尖峰冷却系统，其特征是冷却盘管（35）上端通过闭式循环水供水管道（22）与凝汽器（15）连接，冷却盘管（35）下端通过闭冷水循环水泵水管道（30）与闭冷水循环水泵（28）连接。

技术总结

本实用新型公开了一种直接空冷燃煤发电机组高背压供热兼尖峰冷却系统，在实施直接空冷燃煤发电机组高背压供热改造工程的同时实施提效改造，统筹利用现场空间布置设备系统，使机组即可以在冬季供热期间高效运行，又可以实现供热停运后机组的高效运行。该方法在直接空冷燃煤机组增加与空冷岛并联的凝汽器，供热时关闭空冷岛进汽，把汽轮机乏汽引入凝汽器，通过进入凝汽器的热网循环水冷凝乏汽，从而使热网循环水温度升高，实现供热；在非供热期，开启空冷岛进汽和凝汽器并联运行，停运进入凝汽器的热网循环水，投运进入凝汽器的闭式循环水，冷却进入凝汽器的汽轮机乏汽，降低机组运行背压，提高机组运行效率。提高机组运行效率。提高机组运行效率。