缺水寒冷地區(qū)直接空冷機組的余熱回收裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種回收電站空冷塔中的冷卻介質空氣帶走熱量的裝置，具體涉及北方缺水寒冷地區(qū)直接空冷機組的余熱回收裝置。由于中國北方地區(qū)缺水而冬季又十分寒冷，空氣預熱器容易發(fā)生低溫腐蝕，所以需要加裝暖風裝置從而提高空氣預熱器入口段空氣的溫度，但是加裝暖風裝置又會降低發(fā)電廠的經濟性。為此，本實用新型將空冷塔中散熱器加熱后的熱空氣回收利用并作為一級加熱器，當熱空氣溫度達到空氣預熱器所需的溫度時，可以直接引入空氣預熱器。當熱空氣溫度尚未達到空氣預熱器所需的溫度時，可將一級加熱器中的熱空氣引入二級加熱器，但二級加熱器的負荷較低，從而大幅度降低以至不用抽汽加熱空氣，提高發(fā)電廠的經濟性。
【專利說明】缺水寒冷地區(qū)直接空冷機組的余熱回收裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及能源【技術領域】，具體涉及一種缺水寒冷地區(qū)直接空冷機組的余熱回收裝置。

【背景技術】
[0002]人多水少，水資源分布不均是我國的基本國情、水情。我國目前人均水資源量不足世界人均水平的1/3，正常年份全國年缺水量達500多億立方米，近三分之二的城市不同程度地缺水。隨著社會經濟的快速發(fā)展，我國用水需求不斷增加，隨著人口峰值的到來，人均水資源量還會進一步下降，加之全球氣候變化的不利影響，在可預見的時期內，水資源供需矛盾將進一步加劇?；痣姀S是耗水大戶，按我國發(fā)電機組的耗水能力，使用一度電就要耗水0.4-0.6公斤水，而采用空冷機組能夠很好的解決這一問題，將電廠的耗水能力降至最低。
[0003]電站空冷系統(tǒng)的作用是使用空氣而不是水冷凝汽系統(tǒng)作為火力發(fā)電廠蒸汽輪機的冷端，采用空冷系統(tǒng)與常規(guī)濕冷系統(tǒng)相比，可節(jié)水3/4以上，隨著國家對淡水資源保護的愈加重視，電站空冷系統(tǒng)逐漸推廣應用，我國將在“十二五”期間實行更為嚴格的節(jié)水政策。同時，我國火電布局將向淡水資源匱乏的“三北”地區(qū)集中。這將為電站空冷系統(tǒng)帶來廣闊的市場發(fā)展空間。
[0004]在直接空冷機組的運行過程中，空氣作為直接空冷機組的冷卻介質，通過空冷塔吸收汽輪機排出的排汽的潛熱，將排汽冷卻凝結成水，而吸收了排汽潛熱的空氣，卻直接排放到了大氣中，這部分熱空氣的能量并沒有被有效地利用，而且造成了局部熱污染。
實用新型內容
[0005]為了解決現(xiàn)有技術中存在的問題，本實用新型的目的在于:針對我國北方地區(qū)氣候寒冷、干旱缺水的特點，提供一種直接空冷機組的余熱回收裝置，從而降低了機組發(fā)電的煤耗，提高發(fā)電廠的全廠效率。
[0006]為了達到上述目的，本實用新型所采用的技術方案是:
[0007]本實用新型提供的直接空冷機組的余熱回收裝置，包括汽輪機1、一級加熱器2、引風機3、二級加熱器4、空氣預熱器5、凝結水箱11、疏水箱12、溫度控制器14、止回閥15、空冷塔16及抽汽調節(jié)閥6、流量調節(jié)閥a 7、排汽調節(jié)閥8、流量調節(jié)閥b 9、流量調節(jié)閥c10，所述汽輪機I的排汽出口與所述空冷塔16的排汽入口連接，經空氣冷卻后的排汽以凝結水的形式送入凝結水箱11，所述汽輪機I的低壓蒸汽通過抽汽口與所述二級加熱器4的進汽口連接，低壓蒸汽通過所述二級加熱器4加熱空氣，該熱空氣送入空氣預熱器5，冷卻后的低壓蒸汽以疏水的形式送入疏水箱12。其特征在于，所述汽輪機I排汽排入空冷塔散熱器，還包括抽取空冷塔16內熱空氣的引風機3，所述引風機3安裝在空冷塔16的內部，所述溫度控制器14設置在引風機3的熱空氣出口處。在北方缺水寒冷的冬季，通過引風機3將空冷塔散熱器加熱后的熱空氣送入空氣預熱器5或二級加熱器4，通過溫度控制器14檢測空冷塔散熱器加熱后的熱空氣的溫度:若經過一級加熱器2加熱之后的熱空氣溫度達到空氣預熱器5所需的溫度，則可以直接將熱空氣送入空氣預熱器5，從而空冷塔的一級加熱器2完全取代了暖風裝置13 ;若空冷塔2加熱之后的熱空氣溫度尚未達到空氣預熱器5避免低溫腐蝕所必須的溫度，則將熱空氣送入二級加熱器4進一步加熱至空氣預熱器5所需的溫度，然后送入空氣預熱器5，從而部分取代了暖風裝置13加熱空氣的作用。
[0008]所述二級加熱器4的低壓蒸汽進口與汽輪機I的抽汽口連接管路上設有抽汽調節(jié)閥6。
[0009]所述引風機3熱空氣出口與二級加熱器4空氣入口的連接管路上設有流量調節(jié)閥a 7。
[0010]所述汽輪機I的排汽出口與空冷塔16的排汽入口連接管路上設有排汽調節(jié)閥8。
[0011]所述引風機3熱空氣的出口與空氣預熱器5空氣進口的連接管路上設有流量調節(jié)閥b 9。
[0012]所述二級加熱器4與空氣預熱器5的連接管路上設有止回閥15。
[0013]所述引風機3熱空氣的出口處設有溫度控制器14。
[0014]所述一級加熱器2熱空氣出口處設置一旁路管道，當空氣流量較大或空氣預熱器5需要的流量較小時，可以根據(jù)需要，通過旁路管道將多余的熱空氣排入外界環(huán)境中。
[0015]所述旁路管道出口處設有流量調節(jié)閥c 10。
[0016]和現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有以下優(yōu)點:
[0017]1、本實用新型提供的直接空冷機組的余熱回收裝置，汽輪機I將排汽排入空冷塔16，空氣作為冷卻介質吸收排汽的潛熱，通過引風機3收集空冷塔16排放至大氣的熱空氣并送入空氣預熱器5，有效地利用了被空氣帶走的熱能，從而降低了煤耗，提高了發(fā)電廠的全廠效率。
[0018]2、本實用新型提供的直接空冷機組的余熱回收裝置，在北方缺水寒冷的冬季，夕卜界環(huán)境溫度較低時，則需要將低溫空氣加熱至一定溫度送入空氣預熱器5，以防止空氣預熱器5的低溫腐蝕，若經空冷塔散熱器(也稱“一級加熱器2”)加熱后的熱空氣溫度達到空氣預熱器5所需的溫度，則可以直接將熱空氣送入空氣預熱器5，從而空冷塔16完全取代了暖風裝置13加熱空氣的作用。若空冷塔散熱器加熱后的熱空氣溫度尚未達到空氣預熱器5所需的溫度，則將熱空氣送入二級加熱器4進一步加熱至空氣預熱器5所需的溫度，再送入空氣預熱器5，但二級加熱器4的熱負荷較原暖風裝置13低，從而部分取代了暖風裝置13加熱空氣的作用，在保證了相同發(fā)電量和發(fā)熱量的同時，降低了發(fā)電廠的發(fā)電煤耗，提高了發(fā)電廠的全廠效率。
[0019]3、本實用新型所述的引風機3有效地增強了空冷塔中空氣的流通能力，引風機3將熱空氣抽走，周圍環(huán)境中的冷空氣更加容易進入空冷塔進行換熱，進一步提高了空冷塔的散熱能力，從而進一步提高了發(fā)電廠的全廠效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為現(xiàn)有技術直接空冷機組的系統(tǒng)示意圖。
[0021]圖2為本實用新型北方缺水地區(qū)直接空冷機組的余熱回收裝置的系統(tǒng)示意圖。
[0022]圖中，1-汽輪機；2_—級加熱器；3_引風機；4_二級加熱器；5_空氣預熱器；6-抽汽調節(jié)閥；7_流量調節(jié)閥a ；8-排汽調節(jié)閥；9_流量調節(jié)閥b ;10_流量調節(jié)閥c ;11_凝結水箱；12-疏水箱；13-暖風裝置；14-溫度控制器；15-止回閥；16_空冷塔。

【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細說明。
[0024]如圖1，現(xiàn)有技術加裝暖風裝置的直接空冷機組，適合于北方缺水且外界環(huán)境溫度較低的地區(qū)，由于外界環(huán)境溫度較低，為了保護空氣預熱器5不被低溫腐蝕，需要通過暖風裝置13抽取汽輪機I的蒸汽加熱空氣，但通過暖風裝置13采用高品位的蒸汽加熱空氣必然降低電廠的經濟性，加熱后的空氣送入空氣預熱器5，蒸汽冷卻后以疏水的形式送入疏水箱12。而汽輪機I的排汽排入空冷塔的散熱器，經冷卻介質空氣的冷卻后以凝結水的形式送入凝結水箱11，而帶有大量熱能的空氣卻被直接排放至大氣中，這部分熱能不僅沒有被有效地利用，而且造成了嚴重的局部熱污染。
[0025]如圖2，本實用新型直接空冷機組的余熱回收裝置，包括汽輪機1、一級加熱器2、引風機3、二級加熱器4、空氣預熱器5、凝結水箱11、疏水箱12、溫度控制器14、止回閥15、空冷塔16及抽汽調節(jié)閥6、流量調節(jié)閥a 7、排汽調節(jié)閥8、流量調節(jié)閥b 9、流量調節(jié)閥c10，所述汽輪機I的排汽出口與所述空冷塔16的排汽入口連接，經空氣冷卻后的排汽以凝結水的形式送入凝結水箱11，所述汽輪機I的低壓抽汽通過低壓抽汽口與所述二級加熱器4的進汽口連接，低壓抽汽通過所述二級加熱器4加熱空氣并通過管道將熱空氣送入空氣預熱器5，冷卻后的抽汽以疏水的形式送入疏水箱12。將所述汽輪機I排汽排入空冷塔16，所述引風機3安裝在空冷塔16內部，通過引風機3將空冷塔16中的熱空氣送入空氣預熱器5或二級加熱器4。通過溫度控制器14檢測空冷塔散熱器加熱后的熱空氣的溫度，若空冷塔16加熱之后的熱空氣溫度達到空氣預熱器5所需的溫度，則可以直接將熱空氣送入空氣預熱器5，從而空冷塔完全取代了暖風裝置13。若空冷塔16加熱之后的熱空氣溫度尚未達到空氣預熱器5所需的溫度，則將熱空氣送入二級加熱器4進一步加熱至空氣預熱器5所需溫度，再送入空氣預熱器5，從而部分取代了暖風裝置13。如此，本實用新型所采用的新系統(tǒng)較原系統(tǒng)更節(jié)能，其經濟性包括兩部分:1、有效地回收排汽熱量；2、若一級加熱器2替代暖風裝置13，則不需要抽取高品質的蒸汽，大幅度節(jié)能；3、若一級加熱器2部分替代暖分裝置13，由于二級加熱器的熱負荷降低，則減少了高壓抽汽或用低壓抽汽替代高壓抽汽，同樣也節(jié)省了大量的熱能。
[0026]如圖2，在所述二級加熱器4的低壓蒸汽進口與汽輪機I的抽汽口連接管路上設有抽汽調節(jié)閥6，所述引風機3熱空氣出口與二級加熱器4空氣入口的連接管路上設有流量調節(jié)閥a 7，所述汽輪機I的排汽出口與空冷塔16的排汽入口連接管路上設有排汽調節(jié)閥8，所述引風機3熱空氣的出口與空氣預熱器5空氣進口的連接管路上設有流量調節(jié)閥b9，所述旁路管道出口處設有流量調節(jié)閥c 10，所述二級加熱器4與空氣預熱器5連接管路上設有止回閥15。
[0027]上述連接管道中的抽汽調節(jié)閥、流量調節(jié)閥、排汽調節(jié)閥，可根據(jù)流量大小及實際情況進行相應的調節(jié)。
[0028]如圖2，所述一級加熱器2熱空氣出口處設置一旁路管道，當空氣流量較大或空氣預熱器5需要的空氣流量較小時，可以根據(jù)需要，通過旁路管道設有的流量調節(jié)閥c 10將多余的熱空氣排向外界環(huán)境中。
[0029]本實用新型北方缺水地區(qū)直接空冷機組的余熱回收裝置的節(jié)能方法如下:
[0030]1、當在寒冷的冬季外界環(huán)境溫度較低時，則需要將低溫空氣加熱至一定溫度送入空氣預熱器5，通過溫度控制器14檢測空冷塔散熱器加熱后的熱空氣的溫度。若經空冷塔16加熱后的熱空氣溫度達到空氣預熱器5所需的溫度，則關閉抽汽調節(jié)閥6和空氣流量調節(jié)閥a 7，可以直接將空冷塔散熱器加熱后的熱空氣送入空氣預熱器5，通過空氣流量調節(jié)閥b 9控制空氣預熱器5進氣的流量大小，若空氣流量較大或空氣預熱器5所需流量較小時可以打開空氣流量調節(jié)閥clO，排出部分熱空氣，此時，空冷塔16完全取代了原暖風裝置13加熱空氣的作用。若空冷塔16加熱后的熱空氣溫度尚未達到空氣預熱器5所需的溫度，則需打開抽汽調節(jié)閥6和空氣流量調節(jié)閥a 7，同時關閉空氣流量調節(jié)閥b 9，通過二級加熱器4將空冷塔16加熱后的熱空氣進一步加熱至空氣預熱器5所需的溫度，可以控制空氣預熱器5進氣的流量大小，若空氣流量較大或空氣預熱器5所需流量較小時可以打開流量調節(jié)閥c 10，排出部分熱空氣，從而空冷塔16部分取代了暖風裝置13，可以大幅度降低發(fā)電廠的發(fā)電煤耗，提高了發(fā)電廠的全廠效率。
[0031]2、當在其他季節(jié)外界環(huán)境溫度較高時，外界空氣不需要加熱，就可以滿足空氣預熱器5避免低溫腐蝕所需的溫度時，為了充分利用空冷塔16中冷卻介質空氣所帶的大量熱能，本實用新型通過引風機收集并將熱空氣直接送入空氣預熱器5，同時關閉抽汽調節(jié)閥6和空氣流量調節(jié)閥a 7，打開空氣流量調節(jié)閥b 9，通過空氣流量調節(jié)閥b 9控制空氣預熱器5進氣的流量大小，若空氣流量較大或空氣預熱器5所需流量較小時可以打開流量調節(jié)閥c 10，排出部分熱空氣，如此，提高了空氣預熱器5入口段的溫度，降低了煤耗，提高了發(fā)電廠的全廠效率。
【權利要求】
1.直接空冷機組的余熱回收裝置，包括汽輪機(I)、一級加熱器(2)、引風機(3)、二級加熱器(4)、空氣預熱器(5)、及抽汽調節(jié)閥￠)、流量調節(jié)閥a(7)、排汽調節(jié)閥(8)、流量調節(jié)閥b (9)、流量調節(jié)閥c (10)、凝結水箱(11)、疏水箱(12)、溫度控制器(14)、止回閥(15)、空冷塔(16)，所述汽輪機⑴的排汽出口與所述空冷塔(16)連接，經空氣冷卻后的排汽以凝結水的形式送入凝結水箱(11)，所述汽輪機(I)的低壓蒸汽通過低壓排汽口與所述二級加熱器(4)的進汽口連接，低壓蒸汽通過所述二級加熱器(4)進一步加熱空氣并將其送入空氣預熱器(5)，冷卻后的低壓蒸汽以疏水的形式送入疏水箱(12)，其特征在于，所述汽輪機(I)排汽引入空冷塔的散熱器，環(huán)境空氣經過所述散熱器加熱為熱空氣，該散熱器也可以稱之為一級加熱器(2)，還包括抽取空冷塔(16)內熱空氣的引風機(3)，所述引風機(3)安裝在空冷塔內部，在北方缺水寒冷的冬季，可通過引風機(3)將空冷塔(16)中經過一級加熱器(2)加熱的熱空氣送入空氣預熱器(5)或二級加熱器(4)，從而部分或全部取代暖風裝置，降低機組發(fā)電煤耗，提高發(fā)電廠能量轉化效率。
2.根據(jù)權利要求1所述的直接空冷機組的余熱回收裝置，其特征在于:二級加熱器(4)的低壓蒸汽進口與汽輪機(I)的抽汽口的連接管路上設有抽汽調節(jié)閥(6)。
3.根據(jù)權利要求1所述的直接空冷機組的余熱回收裝置，其特征在于:引風機(3)熱空氣出口與二級加熱器(4)入口的連接管路上設有流量調節(jié)閥a(7)。
4.根據(jù)權利要求1所述的直接空冷機組的余熱回收裝置，其特征在于:汽輪機(I)的排汽出口與空冷塔(16)的排汽入口的連接管路上設有排汽調節(jié)閥(8)。
5.根據(jù)權利要求1所述的直接空冷機組的余熱回收裝置，其特征在于:引風機(3)熱空氣的出口與空氣預熱器(5)空氣進口的連接管路上設有流量調節(jié)閥b (9)。
6.根據(jù)權利要求1所述的直接空冷機組的余熱回收裝置，其特征在于:一級加熱器(2)熱空氣出口處設置一旁路管道，當空氣流量較大時，可以通過旁路管道將多余的熱空氣排入外界環(huán)境中。
7.根據(jù)權利要求1所述的直接空冷機組的余熱回收裝置，其特征在于:所述溫度控制器(14)設置在引風機(3)熱空氣出口處，通過溫度控制器(14)檢測空冷塔散熱器加熱后的熱空氣的溫度。
8.根據(jù)權利要求1所述的直接空冷機組的余熱回收裝置，其特征在于:所述二級加熱器(4)與空氣預熱器(5)的連接管道上設有止回閥(15)，當二級加熱器(4)停止工作時，防止一級加熱器(2)加熱后的熱空氣回流至二級加熱器(4)。
9.根據(jù)權利要求1所述的直接空冷機組的余熱回收裝置，其特征在于:通過溫度控制器(14)檢測空冷塔散熱器加熱后的熱空氣的溫度，若一級加熱器(2)之后的熱空氣溫度達到空氣預熱器(5)所需的溫度，則可以直接將熱空氣送入空氣預熱器(5)，若一級加熱器(2)之后的熱空氣溫度尚未達到空氣預熱器(5)避免低溫腐蝕所需的溫度，則將熱空氣送入二級加熱器(4)進一步加熱至空氣預熱器(5)所需的溫度。
【文檔編號】F01K17/02GK204113364SQ201420296358
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年5月29日 優(yōu)先權日:2014年5月29日
【發(fā)明者】吳東垠, 陳紅, 張濤, 趙東洋, 張一帆, 王可可, 付嬌嬌 申請人:西安交通大學