CN103628939B - 一种提高汽轮机组余热利用的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高汽轮机组余热利用的方法，所述方法基于发电厂内共存的直接空冷机组和湿冷机组，在直接空冷机组的排汽装置内增设有换热器，将湿冷机组的给水引至直接空冷机组排汽装置内设置的换热器上进行循环流动，利用直接空冷机组排汽装置内的高温蒸汽加热湿冷机组的给水。本发明合理、有效、可靠地利用了直接空冷机组的余热，降低了直接空冷机组和湿冷机组的能耗，增加了湿冷机组的出力，大幅降低了发电厂的发电成本，节能环保，收益大幅且可靠地提高。

Description

一种提高汽轮机组余热利用的方法

技术领域

本发明涉及汽轮机组的运行方法，具体是一种提高汽轮机组余热利用的方法。

背景技术

目前，关于汽轮机组冷端排汽乏热的利用措施主要为采暖期热网加热，以此减少汽轮机组冷端排汽乏热的损失，提高电厂热效率。然而，这种汽轮机组的乏热利用是基于供热需求的存在而实现的，若无供热需求的纯发电汽轮机组，则因缺乏需求对象而使汽轮机组的冷端乏热不能得到利用，导致汽轮机组的冷端乏汽被白白浪费，电厂的热效率低下，增加了发电成本。

直接空冷机组和湿冷机组属于上述的无供热需求的纯发电汽轮机组。所谓直接空冷机组是指汽轮机组的排汽直接用空气来冷凝，空气与蒸汽间进行热交换，其工艺流程为：汽轮机组冷端排汽通过排汽装置（通常为大管径排汽管道）排至室外的空冷凝汽器内，轴流冷却风机使空气流过空冷凝汽器的外表面，将排汽冷凝成水，凝结水通过泵送经末级低压加热器等加热后送回锅炉。所谓湿冷机组是指汽轮机组的排汽通过循环的冷却水进行冷凝，其工艺流程为：汽轮机组冷端排汽引至湿冷塔，湿冷塔上的循环冷却水喷淋而下，与向上流动的蒸汽发生换热直至凝结成水，凝结水中含有大量的循环冷却水，温度很低，凝结水通过泵送经末级低压加热器等加热后送回锅炉。

通过直接空冷机组的工艺流程可以清楚的看出：经排汽装置排至空冷凝汽器的蒸汽温度很高，空冷凝汽器的热负荷高，蒸汽凝结效率低，需要加大轴流冷却风机的做功效率，以此增大空气流动量来冷却空冷凝汽器，这不仅使汽轮机组冷端排汽的大量未经利用的余热，直接排入大气中，造成浪费并对大气造成严重热污染，不利于节能环保，而且轴流冷却风机的高效率做功势必导致电厂的用电量大幅增加，增加了运行成本。通过湿冷机组的工艺流程可以清楚的看出：湿冷塔凝结后形成的给水温度很低，需要增大抽汽在末级低压加热器处对给水进行加热，加热后的给水再送入高压加热器进行加热，这不仅使湿冷机组的高品质蒸汽造成了浪费，降低了湿冷机组的出力，而且增大了湿冷机组的能耗，使运行成本被大幅增加。

综上所述，鉴于直接空冷机组和湿冷机组属于无供热需求的纯发电汽轮机组，现有技术中还未出现过对其冷端排汽乏热利用的技术，它们的冷端排汽乏热不能得到利用，持续浪费，电厂的热效率低下，发电成本高。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述发电厂共存的直接空冷机组和湿冷机组的各自运行特性，提供一种能够有效地提高汽轮机组余热利用的方法，该方法利用直接空冷机组排汽装置内的高温蒸汽加热湿冷机组的给水，使无供热需求的纯发电汽轮机组的余热得到合理、有效、可靠地利用，降低能耗，增加出力，大幅降低发电成本。

本发明采用的技术方案是：一种提高汽轮机组余热利用的方法，所述方法基于发电厂内共存的直接空冷机组和湿冷机组，在直接空冷机组的排汽装置内增设有换热器，将湿冷机组的给水引至直接空冷机组排汽装置内设置的换热器上进行循环流动，利用直接空冷机组排汽装置内的高温蒸汽加热湿冷机组的给水。

进一步的，所述换热器为换热管制成的表面式换热器。

进一步的，所述给水是从湿冷机组轴封加热器后的给水管上引出的，在该给水管上引有给水换热进水管和给水换热回水管，给水换热进水管和给水换热回水管经直接空冷机组排汽装置内设置的换热器在给水管上构成给水回路。

再进一步的，所述给水换热进水管和给水换热回水管之间的给水管上设有阀门。

更进一步的，所述给水换热进水管和给水换热回水管上分别设有阀门。

本发明的有益效果是，在直接空冷机组和湿冷机组共存的发电厂内，利用直接空冷机组比湿冷机组排汽背压高的这一特性（饱和温度差约为15～25℃），在直接空冷机组的排汽装置内增设换热器，将湿冷机组的给水引至前述换热器上进行循环流动，利用直接空冷机组排汽装置内的高温蒸汽加热湿冷机组的给水，这一措施的优点在于：

对于直接空冷机组而言，排汽装置内的高温蒸汽与加热器内循环流动的湿冷机组给水进行热交换，排汽装置内汽轮机组冷端排汽乏热被合理、有效、可靠地利用，避免了热能浪费，进入空冷凝汽器的蒸汽温度相对很低，空冷凝汽器的热负荷随之降低，蒸汽的凝结效率大幅提高，对轴流冷却风机的做功效率要求也随之相应降低，大幅降低了电厂的用电量，有效降低了发电厂的发电成本；并且，温度相对很低的蒸汽与空气换热凝结后，排入大气中的热量很小，减轻了热污染，节能环保；

对于湿冷机组而言，直接空冷机组排汽装置内的高温蒸汽对湿冷机组的低温给水进行了加热（给水吸热升温约10～15℃），从而降低了在末级低压加热器处对给水加热的抽汽，有效降低了湿冷机组的高品质蒸汽浪费，增加了湿冷机组的出力，提升了发电量，大幅降低了湿冷机组的能耗，使湿冷机组的运行成本被大幅降低；

综前所述，本发明合理、有效、可靠地利用了直接空冷机组的余热，降低了直接空冷机组和湿冷机组的能耗，增加了湿冷机组的出力，大幅降低了发电厂的发电成本，节能环保，收益大幅且可靠的提高。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的一种原理框图。

图中代号含义：1—直接空冷机组；2—湿冷机组；3—高背压排汽装置；4—低背压凝汽器；5—空冷凝汽器；6—换热器；7—给水管；8—给水换热进水管；9—给水换热回水管；v1、v2、v3—阀门。

具体实施方式

参见图1：本发明是基于发电厂内共存的直接空冷机组1和湿冷机组2而实现。在不影响直接空冷机组1的高背压排汽装置3（通常为大管径排汽管道）密封性能的前提下，在直接空冷机组1的高背压排汽装置3内增设有换热器6，将湿冷机组2的给水引至直接空冷机组1的高背压排汽装置3内设置的换热器6上进行循环流动，利用直接空冷机组1的高背压排汽装置3内的高温蒸汽加热湿冷机组2的给水，具体措施如下。

直接空冷机组1的高背压排汽装置3将汽轮机组冷端排汽排至空冷凝汽器5内进行凝结，那么高背压排汽装置3内的汽轮机组冷端排汽相对而言为高温蒸汽，具有很高的利用价值。为了利用它，在不影响高背压排汽装置3密封性能的前提下，在高背压排汽装置3内增设一换热管制成的表面式换热器，其形状并无特定要求，只要其能满足壁面分流、换热就行。

湿冷机组2的给水主要为通过低背压凝汽器4（即湿冷塔）凝结而得到的凝结水（混有冷却水）。湿冷机组2进入直接空冷机组1高背压排汽装置3内设置的换热器9的给水是从湿冷机组2的轴封加热器后给水管7上引出的，在该给水管7上依次引有给水换热进水管8和给水换热回水管9，给水换热进水管8和给水换热回水管9连接在高背压排汽装置3内设置的换热器6上，经高背压排汽装置3内设置的换热器6在给水管7上构成给水回路，即湿冷机组2给水管7内的低温给水经给水换热进水管8进入高背压排汽装置3内设置的换热器6内，与直接空冷机组1冷端排汽进行热交换，被加热后通过给水换热回水管9进入给水管7，并通过给水管7流经末级低压加热器进行加热。为了确保从给水管7上游出来的低温给水能够全部进入高背压排汽装置3内设置的换热器6内，在给水换热进水管8和给水换热回水管9之间的给水管7上设有阀门v1，也为了控制进入高背压排汽装置3内流量和从高背压排汽装置3内回到给水管7的流量，在给水换热进水管8和给水换热回水管9上分别设有阀门，即阀门v2、v3。

本发明的运行过程是：收集直接空冷机组1和湿冷机组2的运行情况，分析背压、负荷、排汽流量等数据（基于现有常规技术实现），根据这些运行情况确定出直接空冷机组1与湿冷机组2之间的换热调节工况。

打开湿冷机组2的给水换热进水管8和给水换热回水管9上的阀门，即阀门v2和阀门v3，并关闭给水换热进水管8和给水换热回水管9之间给水管7上的阀门，即阀门v1，使机组投入运行，湿冷机组2的给水通过给水回路被直接空冷机组1高背压排汽装置3内的高温蒸汽进行加热，湿冷机组2的给水加热升温后，流回湿冷机组2的末级低压加热器进行加热，同时高背压排汽装置3排至空冷凝汽器5的蒸汽温度被换热降低。

当直接空冷机组1停机后，全开湿冷机组2给水管7上的阀门v1，关闭给水换热进水管8上的阀门v2和给水换热回水管9上的阀门v3，湿冷机组2运行复原。

当湿冷机组2停机后，无需任何操作，直接空冷机组1运行复原。

Claims (4)

1.一种提高汽轮机组余热利用的方法，其特征在于：所述方法基于发电厂内共存的直接空冷机组和湿冷机组，在直接空冷机组的排汽装置内增设有换热器，将湿冷机组的给水引至直接空冷机组排汽装置内设置的换热器上进行循环流动，利用直接空冷机组排汽装置内的高温蒸汽加热湿冷机组的给水；所述给水是从湿冷机组轴封加热器后的给水管上引出的，在该给水管上引有给水换热进水管和给水换热回水管，给水换热进水管和给水换热回水管经直接空冷机组排汽装置内设置的换热器在给水管上构成给水回路。

2.根据权利要求1所述提高汽轮机组余热利用的方法，其特征在于：所述换热器为换热管制成的表面式换热器。

3.根据权利要求1所述提高汽轮机组余热利用的方法，其特征在于：所述给水换热进水管和给水换热回水管之间的给水管上设有阀门。

4.根据权利要求1或3所述提高汽轮机组余热利用的方法，其特征在于：所述给水换热进水管和给水换热回水管上分别设有阀门。