專利名稱：熱電乃至火電廠凝汽成套技術和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明為一種用于熱電廠乃至火電廠低溫凝汽充分利用的成套技術和設備。
電廠的汽輪機是以蒸汽為工質(zhì)的旋轉(zhuǎn)式熱能動力機械，按熱力特性分為凝汽式、抽汽式、背壓式、抽汽背壓式、乏汽式、多壓式汽輪機。國內(nèi)外的汽輪機必須與鍋爐、發(fā)電機、凝汽器、冷卻塔、加熱器、除氧器和泵等輔機組成成套設備，配合協(xié)調(diào)工作?；驹硎钦羝M入汽輪機后作功，將其熱能轉(zhuǎn)換成推動汽輪機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的機械功，膨脹作功后的蒸汽由汽輪機排汽部分排出，常用的凝汽式汽輪機，其排汽被引入凝汽器，通過冷卻塔散熱而凝結(jié)，凝結(jié)水再經(jīng)泵輸送至加熱器中加熱后作為鍋爐給水循環(huán)工作。
電站的熱力循環(huán)，目前凝汽式汽輪機裝置的熱效率約為35％～45％，而卡諾循環(huán)工作的理想熱機的最高熱效率為55％～65％，即現(xiàn)實中仍有二十個百分點的熱效率有待提高。
為了多發(fā)電，通常是采用水冷或風冷來降低排汽壓力。電站汽輪機組的背壓與凝汽器的冷卻水溫、水量、冷卻面積、冷卻方式以及功率等級有著直接關系，在沒有冷卻水資源的條件下必須采用風冷式冷卻塔，在夏季和南方高溫地區(qū)的冷卻塔要建的更龐大一些。
為了多利用一些熱能，從汽輪機的某些中間級后抽出部分作過功的蒸汽，用以加熱給水。對于給水回熱循環(huán)，將汽輪機抽汽的熱量用于提高鍋爐給水溫度，使抽汽對冷卻放出的熱量減少。采用給水回熱，在保持汽輪機末級流量和排汽面積不變的情況下，可增大汽輪機的功率，采用多級回熱，并盡可能利用較低壓力的抽汽來加熱給水，可使回熱抽汽量的份額和抽汽汽流在汽輪機中的作功量最大。
采用熱電聯(lián)供，背壓式汽輪機雖可取得較高系統(tǒng)熱效率，但它的熱電比固定不變，不增加熱能輸出，就不可能增加電能輸出，熱用戶用熱不穩(wěn)定，熱電聯(lián)供的質(zhì)量無法確定。抽汽背壓式、單抽凝汽式、雙抽凝汽式雖然應用靈活，卻仍要將乏汽排入凝汽器中，向冷卻塔的冷卻水放熱，大量的熱能依然浪費，造成熱污染。
本發(fā)明的目的就是將熱電站乃至大型火電廠的凝汽器雙曲線冷卻塔去掉。耗巨資建的雙曲線冷卻塔，就是為了浪費掉低溫乏汽的熱能，保證發(fā)電機效率。雖然乏汽溫度很低，甚至只有30～40℃，但焓值卻很高，浪費掉電廠40％以上的燃料，應該肯定的是，浪費永遠是不合理的!本發(fā)明就是用一種新的理論指導下的成套新技術和設備來實現(xiàn)上述目的。
火電廠的熱電系統(tǒng)存在著幾個世界課題，一是冷卻塔排除的低品位熱能無法利用，因為溫差太小，輸送到熱用戶已沒有任何加熱價值了，故只有浪費掉，要想回收這部分低溫熱，除了熱泵，其它回收方式理論上不通；二是采用背壓式汽輪機發(fā)電量小，采用抽汽式汽輪機只有浪費凝汽熱量才能保證較高的發(fā)電量；三是電廠由電力部門管理，而供熱到市區(qū)則由市政工程管理，或工廠的其它行業(yè)用熱，跨行業(yè)難以調(diào)配；四是這一系統(tǒng)需要解決高溫水對水泵汽蝕破壞--“泵癌”世界難題，解決高低壓管路共網(wǎng)和背壓管路汽蝕撞擊難題，解決疏水閥易壞的技術難題，解決鍋爐除氧不達標或達標而浪費新蒸汽量太大，實現(xiàn)低位布置有壓除氧的理想效果。
本發(fā)明的熱電乃至火電廠凝汽新技術和設備，是將

圖1中的凝汽器8、凝結(jié)水泵9、低壓增壓器10、高位除氧器11、鍋爐給水泵13、驅(qū)動給水泵的小汽輪機14、小汽輪機凝汽器15、疏水泵16、冷卻塔17、甚至包括高壓加熱器12等一套先散熱再加熱的浪費熱能的結(jié)構(gòu)淘汰掉。取而代之的是圖2中的配套設備為汽水混合器23、凝結(jié)水回收器(包括高溫高壓)18和19、換熱器20、低位有壓除氧器21、熱用戶的各種用熱設備22。同時在系統(tǒng)工程中還必須解決多相流應用各個環(huán)節(jié)問題的配套技術，配套解決汽水猛烈撞擊問題、水泵汽蝕問題、疏水閥易壞難題的技術，配套解決高位除氧器土建造價高、吊裝費用大、施工期長、維修不便等難題的技術，才能去掉發(fā)電廠的象征--雙曲線冷卻塔。
本發(fā)明的基本工藝流程是將汽輪機中壓缸5和低壓缸6產(chǎn)生的低溫低壓蒸汽或中壓蒸汽，利用高低壓管路共網(wǎng)技術引進到汽水混合器23、經(jīng)特制的凝結(jié)水回收器18，通過18中的高溫泵泵入汽水混合器23后將汽水混合物送到換熱器20，換熱器20將高、中、低壓蒸汽輸送到遠近不同的各種用熱設備22而供熱，換熱器的水降溫后進入凝結(jié)水回收器19，19中的泵將水打入低位有壓除氧器21，或19和21為一臺或多臺低位有壓除氧器21。18和19的泵打出的水一部分用于循環(huán)。本發(fā)明的系統(tǒng)還包括用熱設備22配套的管路調(diào)壓閥門、帶變頻調(diào)速(或差壓變送器、調(diào)節(jié)閥)的電氣自動控制裝置和安全保護裝置?；驹硎嵌嘞嗔髯儜B(tài)應用，實現(xiàn)熱在汽-液-汽-液的隨意變化，用以滿足各種條件下的不同需求。
本發(fā)明攻克了國內(nèi)外公認的超低溫蒸汽熱量無法利用，只有排放掉的技術難關，去掉熱電乃至火電廠的象征--雙曲線冷卻塔，這一重大國際課題的解決，必然給火電廠系統(tǒng)帶來一場革命，使電廠管理者獲得巨大的節(jié)能經(jīng)濟效益，由于鍋爐燃料大幅度的減少，直接減少了燃燒后產(chǎn)生的CO2、SO2、TSP等溫室效應、酸雨的有害氣體排放，有利于保護我們的地球家園。
權利要求
1.一種用于熱電乃至火電廠的凝汽成套新技術和設備，它包括汽水混合器(23)，特制的凝結(jié)水回收器(18)，換熱器(20)，低位有壓除氧器(21)，各種用熱設備(22)，配套的管路調(diào)壓閥門、相應的變頻調(diào)速(或差壓變送器、調(diào)節(jié)閥)的電氣自動化控制裝置和安全保護裝置。
2.由上述新技術和設備替代了熱電乃至火電廠的散熱器、雙曲線冷卻塔，用物理方法將負壓下低溫汽變成正壓下較高溫度的蒸汽加以利用的結(jié)構(gòu)和原理，首次在國際上實現(xiàn)了真空下低溫汽大量熱能的閉式回收利用。
全文摘要
熱電乃至火電廠凝汽成套新技術和設備。本發(fā)明用于熱電乃至火電廠替代冷卻塔的新技術——凝汽成套技術和設備。它包括凝結(jié)水回收器,換熱器,一套管路調(diào)壓閥件和相應的變頻調(diào)速電氣自控裝置。將火電廠的凝汽器、冷卻塔、增熱器和加熱器淘汰,把由冷卻塔散失掉的鍋爐出力40%以上的能量充分利用,實現(xiàn)熱電高效,是電廠的一次革命。
文檔編號F01K9/00GK1290805SQ0010986
公開日2001年4月11日 申請日期2000年7月10日 優(yōu)先權日2000年7月10日
發(fā)明者李樹生 申請人:李樹生