一種用于火電廠小汽輪機乏汽冷凝的蒸發式冷凝器系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于電站節能降耗領域，涉及蒸發式冷凝技術，具體涉及一種用于火電廠小汽輪機乏汽冷凝的蒸發式冷凝器系統。
【背景技術】
[0002]基于諸多原因，國內投產的直接空冷機組給水泵驅動形式多為電動機驅動，相當數量的濕冷機組給水泵驅動形式亦為電動機驅動。據統計，空冷機組滿負荷工況下廠用電率在8.5?9.5%之間，其中電動給水泵是最大的耗電設備，占總廠用電量的35%以上，其次是引風機；而濕冷機組滿負荷工況下廠用電率在7?8%之間，其中電動給水泵亦為最大的耗電設備，廠用電率為2.8?3.1%之間，其次是引風機。
[0003]近年來，發電企業旨在降低廠用電率，提高上網電量，以增加企業效益，將給水泵驅動改為由小汽輪機驅動，驅動汽源一般有汽輪機的四段抽汽供給，加以冷再蒸汽作為備用，小汽輪機驅動給水泵或引風機，其排汽由冷凝系統冷凝，凝結水由升壓泵打壓回流至主機回熱系統。濕冷機組凝汽器冷凝能力富裕，給水泵驅動汽輪機排汽可以直接排入主機凝汽器系統，但引風機驅動汽輪機因距離主機凝汽器距離遠(約30m)，因流動阻力等原因不宜將排汽引入主機凝汽器系統，需就地設置冷凝系統。空冷機組亦出現過少數將給水泵驅動汽輪機排汽直接排入主機空冷凝汽器系統，但因主機空冷凝汽器系統冷卻能力差，結果出現驅動汽輪機運行背壓太高，性能差的現象；此外，同濕冷機組一樣，引風機驅動汽輪機排汽亦要就地設置冷凝系統。簡而言之，濕冷機組的引風機驅動汽輪機，空冷機組的給水泵驅動汽輪機以及引風機驅動汽輪機，都需要單獨就地設置冷凝系統，現就目前出現的冷凝系統形式及特點簡要介紹如下:
[0004]I)借鑒濕冷凝汽器形式的尖峰濕冷凝汽器系統，這是驅動汽輪機排汽冷凝的基本形式。尖峰濕冷凝汽器類似于濕冷機組的表面式凝汽器，冷卻管束內流經循環冷卻水，管束外流經驅動汽輪機排汽，兩者換熱排汽冷凝，冷凝后的凝結水經升壓泵打壓后回流至主機回熱系統，升溫后的循環冷卻水回流至冷卻設備進行冷卻。其中，循環冷卻水可由電廠開式水(或主機循環冷卻水，僅限于濕冷機組)供給，其冷卻水的冷卻系統可以是濕冷機組的現有的冷卻塔(循環冷卻水取自主機循環冷卻水系統，僅限于濕冷機組)、新建的機力塔(空冷機組濕冷機組皆可)、新建的間接空冷塔(空冷機組濕冷機組皆可)；也可以是主機凝汽器的凝結水，來自凝結水泵之后，其作為循環冷卻水進入表面式濕冷凝汽器與驅動汽輪機排汽換熱，吸熱后回流至主機回熱系統。
[0005]循環冷卻水取自開式水(或主機循環冷卻水，僅限于濕冷機組)，優點是冷凝效果較好，驅動汽輪機運行背壓較低，經濟性較好；缺點是均需設置和濕冷機組冷端系統一樣的系統，主要包括凝汽器、抽真空系統、循環冷卻水系統、循環冷卻水的冷卻系統、凝結水系統、循環水泵、凝結水升壓泵、各種閥門和管道，系統復雜，投資巨大。更重要的是已投產的發電機組，廠區空間十份有限，若要設置如此復雜的系統，對于電廠而言實為難題。
[0006]循環冷卻水取自主機凝結水，優點是省去了循環冷卻水冷卻系統，只需設置凝汽器、抽真空系統、凝結水系統；缺點是主機凝結水自身溫度高，導致驅動汽輪機排汽壓力高，經濟性較差。
[0007]2)借鑒空冷凝汽器的尖峰干式凝汽器系統。尖峰干式凝汽器系統類似于直接空冷凝汽器，在驅動汽輪機附近設置尖峰干式凝汽器，由軸流風機產生的強制空氣流經凝汽器外部，與流經凝汽器內部的排汽對流換熱，乏汽冷凝后經升壓泵打壓后回流至主機回熱系統。同直接空冷凝汽器一樣，散熱面積大從而占地面積巨大，現場布置成為難題；此外，干式凝汽器散熱能力差導致驅動汽輪機排汽壓力高，兩者綜合使得該尖峰干式凝汽器系統應用存在困難。
[0008]綜上所述，對于運行的發電機組而言，電動驅動改為汽動驅動的現存的汽輪機排汽冷凝技術要么存在系統復雜、占地面積大、初投資大、維護工作量大，要么存在冷凝效果差、經濟性差的問題。

【發明內容】

[0009]本發明的目的在于解決現有發電機組占地面積大、運行成本大及系統復雜運行維護工作量大等缺陷，提供一種用于火電廠小汽輪機乏汽冷凝的蒸發式冷凝器系統，該系統可用于直接空冷機組驅動汽輪機排汽冷端系統，也可用于濕冷機組驅動汽輪機排汽冷端系統。
[0010]為達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現:
[0011]一種用于火電廠小汽輪機乏汽冷凝的蒸發式冷凝器系統，包括發電機組的高壓缸、中壓缸、低壓缸、驅動汽輪機以及凝汽器；驅動汽輪機的排汽口通過管道連接用于冷凝小汽輪機排汽的蒸發式冷凝器，蒸發式冷凝器的凝結水出口接凝結水母管，經升壓泵回流至主機回熱系統；蒸發式冷凝器的頂部連接有用于將不凝結氣體抽出排入大氣的真空泵。
[0012]進一步的，蒸發式冷凝器包括殼體，殼體內部分為左右兩側，其中一側的上部設置換熱器，另一側的頂部設置軸流風機；換熱器的下方設置有用于冷卻未蒸發的冷卻水的填料塔；殼體的底部設置有用于收集冷卻水的集水盤；換熱器的上方設置有噴淋水管，噴淋水管通過循環水泵與集水盤相連通，噴淋水管將冷卻水噴淋至換熱器上，在換熱器的換熱外表面形成一層均勻水膜；凝結水由換熱器的底部集管流出，回流至主機回熱系統。
[0013]進一步的，殼體的左右兩側之間設置有用于實現氣液兩相的分離并控制飄水率的除水器。
[0014]進一步的，換熱器為板片式或者管束式。
[0015]進一步的，中壓缸排氣分為兩路一路與低壓缸相連，另一路通過手動閥和調節閥與小汽輪機相連；小汽輪機上連接有引風機或給水泵；低壓缸上連接有發電機，低壓缸的排汽口與凝汽器相連通，凝汽器下部熱井中的凝結水通過凝結水泵進入主機回熱系統。
[0016]與現有技術相比，本發明具有以下有益效果:
[0017]本發明在驅動汽輪機的排汽口通過管道連接用于冷凝小汽輪機排汽的蒸發式冷凝器，蒸發式冷凝器具有占地面積小、集傳統的乏汽冷凝設備(如濕冷凝汽器)和循環水冷卻設備(如冷卻水塔)合二為一、單元模塊化程度高、水質要求低、換熱系數較高、便于清洗和維護、及環境適應性強等特點，根據驅動汽輪機排汽熱負荷進行蒸發式冷凝器單元有機組合。本發明系統簡單、占地面積小，尤其適用于已投產機組給水泵或引風機由電動機驅動改為小汽輪機驅動的排汽冷凝。本發明初期投資較小，環境適應性高，且傳熱系數較大，換熱效果好；冬季低溫時，可作為直接空冷凝汽器使用，水耗率為零。
[0018]進一步的，本發明蒸發式冷凝器的工作介質循環冷卻水經噴淋水管，均勻地噴淋在換熱器的外表面，并使之形成一層很薄的均勻水膜小汽輪機排汽從上部集管進入換熱管束內或板片內，在整個流程中能使流體流態均勻。排汽將熱量通過換熱器傳遞給水膜，并通過軸流風機的強勁引風下，強化了空氣流動，促進換熱器表面水膜的蒸發，強化了排汽的放熱。凝結水從換熱器底部集管流出。部分循環冷卻水因吸熱汽化變成水蒸氣被軸流通風機引走排入大氣，沒有被蒸發的循環冷卻水流過填料時被側面新風再次冷卻，滴落在下部的集水盤內，供水泵循環使用。
[0019]進一步的，本發明蒸發式冷凝器的左右兩室中間裝有除水器，工作時能有效地實現氣液兩相的分離并控制飄水率。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發明的整體結構示意圖。
[0021]其中，I為高壓缸；2為中壓缸；3為低壓缸；4為發電機；5為手動閥；6為調節閥；7為驅動汽輪機；8為引風機；9為給水泵；10為蒸發式冷凝器10 ;11為真空泵；12為升壓泵；13為凝汽器；14為熱井；15為凝結水泵。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附