电厂空冷用闭式蒸发冷却冷水机组喷雾降温系统

摘要

本发明公开的电厂空冷用闭式蒸发冷却冷水机组喷雾降温系统，包括有闭式蒸发冷却冷水机组，闭式蒸发冷却冷水机组通过管道与储水箱连接，储水箱通过管道、喷雾管道a与喷嘴a连接；闭式蒸发冷却冷水机组通过凝水回水管a与给水泵连接，给水泵通过管道与高压加热器、锅炉、过热器及汽轮机连接，汽轮机连接有乏汽管，乏汽管分别通过乏汽支管与空冷散热器、凝汽器、混合式凝汽器连接，直接空冷装置通过管道与凝水回水管b、管道、凝水回水管a连接。本发明的降温系统利用蒸发冷却技术，与火力发电厂空冷装置结合，在一定的耗水量下，保证高温时段电厂空冷系统安全、高效、经济的运行，提高电厂发电机组高温时段发电负荷，提高电厂发电效益。

说明书

技术领域

本发明属于空调设备技术领域，涉及一种电厂空冷用闭式蒸发冷却冷水 机组喷雾降温系统，具体涉及一种由闭式蒸发冷却冷水机组、直接空冷装置、 表面式凝汽器间接冷却装置、混合式凝汽器间接冷却装置、储水箱、喷雾设 备及相关循环水处理设备、锅炉、汽轮机结合的电厂空冷喷雾降温系统。

背景技术

在我国西北干燥地区，具有丰富的煤矿资源，这也是火力发电厂在该地 区较为集中的原因，但是干燥地区水资源缺乏的情况为火力发电厂冷凝系统 提出了很大的考验。我国针对西北地区火力发电厂，禁止采用传统湿冷冷却 塔的冷却形式，这就使得空冷具有了很大的发展潜力。

根据西北地区火力发电厂所处地区自然资源特点，目前采用直接空冷装 置、表面式凝汽器间接冷却装置和混合式凝汽器间接冷却装置作为电厂冷凝 系统的主要方式。根据目前空冷装置实际运行效果来看，在夏季高温时段， 出现的空冷散热器换热效率下降，系统背压升高，发电负荷下降的现象，对 发电厂的经济生产造成了较大的困扰。

蒸发冷却技术具有节能、环保、节水、运行经济的优势，在干燥地区尤 为适用，深受广大用户的喜欢。在西北地区，蒸发冷却机组可将循环水水温 处理到低于室外空气湿球温度，相比机械制冷具有很好的推广价值。基于蒸 发冷却技术原理的喷雾降温技术，可有效利用蒸发冷却冷水机组的较低温度 喷雾循环水水温，对空气喷雾降温具有更佳的处理效果。针对目前电厂空冷 系统高温时段出现的散热器换热效率下降的现象，采用蒸发冷却冷水机组处 理除盐水，降低除盐水水温，降温后的除盐水送到散热器入口雾化喷嘴处， 通过雾化喷嘴雾化成小雾滴，与进口空气热湿交换，降低入口空气温度，提 高散热器换热效率，保证空冷散热器在高温时段能安全、经济、高效运行， 为发电机组高负荷运行提供了保障，提高了电厂的经济性。

综上所述，针对西北地区火力发电厂空冷系统，采用闭式蒸发冷却冷水 机组对除盐水进行降温处理，处理后的除盐水在夏季高温时段送到空冷散热 器处雾化，与进口空气热湿交换，降低空冷散热器入口空气温度，提高空冷 散热器高温时段散热效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电厂空冷用闭式蒸发冷却冷水机组喷雾降 温系统，提高了空冷散热器的换热效率、系统背压和发电效率。

本发明所采用的技术方案是，电厂空冷用闭式蒸发冷却冷水机组喷雾降 温系统，包括有闭式蒸发冷却冷水机组，闭式蒸发冷却冷水机组通过管道 G₁与储水箱连接，储水箱依次通过管道G₂、喷雾管道a与直接空冷装置内 的喷嘴a连接；

闭式蒸发冷却冷水机组通过凝水回水管a与给水泵连接，给水泵通过管 道G₃依次与高压加热器、锅炉、过热器及汽轮机连接，汽轮机连接有汽轮 机乏汽管道，汽轮机乏汽管道分别通过乏汽支管与直接空冷装置内的空冷散 热器a、表面式凝汽器间接冷却装置内的凝汽器、混合式凝汽器间接冷却装 置内的混合式凝汽器连接，直接空冷装置通过管道G₄依次与凝水回水管b、 管道G₅、凝水回水管a连接。

本发明的特点还在于，

储水箱为保温储水箱。

汽轮机一侧设置有发电机。

管道G₅上沿混合式凝汽器出水方向依次设置有凝结水泵、除铁器、凝 结水精处理装置、凝结水升压水泵、低压加热器及除氧器。

混合式凝汽器间接冷却装置，包括有空冷塔和混合式凝汽器，空冷塔下 部相对的两侧各设置有一个空冷散热器c，混合式凝汽器下部通过管道G₆与凝水回水管b连接，一侧的空冷散热器c分别连接有除盐水回水管b、除 盐水供水管b，除盐水回水管b与混合式凝汽器内的喷淋装置连接，除盐水 供水管b与管道G₆连接，靠近另一侧的空冷散热器c处设置有带喷嘴c的 喷雾管道c，喷雾管道c与管道G₂连接。

管道G₂上设置有喷雾水泵。

表面式凝汽器间接冷却装置，包括有空冷塔和凝汽器，空冷塔下部相对 的两侧各设置有一个空冷散热器b，凝汽器通过管道G₇与管道G₄连接，一 侧的空冷散热器b分别通过除盐水回水管a、除盐水供水管a与凝汽器连接 构成闭合回路，靠近另一侧的空冷散热器b处设置有带喷嘴b的喷雾管道b， 喷雾管道b与喷雾管道a连接。

直接空冷装置，包括有空冷散热器a，空冷散热器a内设置有直接空冷 排风机和喷嘴a。

空冷散热器a为V型空冷散热器。

本发明的有益效果在于：

1.利用电厂自有水处理设备处理水量的富余量，增加部分自来水经过水 处理设备处理为除盐水，再进入到本发明的电厂空冷用闭式蒸发冷却冷水机 组喷雾降温系统中，利用闭式蒸发冷却冷水机组对除盐水进行降温处理，降 温处理后的除盐水储存在储水箱中，在夏季高温时段，储水箱中低温水在喷 雾水泵作用下，在直接空冷、表面式凝汽器间接冷却系统及混合式凝汽器间 接冷却系统的空冷散热器进口处雾化，对进口空气加湿降温处理，可一定程 度的提高空冷换热效率，进而降低系统背压，提高发电效率降低发电煤耗。

2.本发明的电厂空冷用闭式蒸发冷却冷水机组喷雾降温系统中，采用闭 式蒸发冷却冷水机组对除盐水进行降温处理，相比传统机械制冷降低水温的 方式，蒸发冷却技术具有节能、环保、运行能耗低的优势，同时采用闭式结 构，减少了对除盐水水质的影响，保证空冷散热器安全、有效的运行。

3.本发明的电厂空冷用闭式蒸发冷却冷水机组喷雾降温系统中设置有储 水箱，同时进行保温处理，利用电厂已有水处理设备富余量来制取除盐水， 除盐水经过闭式蒸发冷却冷水机组降温处理后储存在储水箱中，保证了空冷 散热器在散热不足时较低温度喷雾水水量充足。

附图说明

图1是本发明的电厂空冷用闭式蒸发冷却冷水机组喷雾降温系统的结构 示意图。

图中，1.喷雾水泵，2.储水箱，3.闭式蒸发冷却冷水机组，4.凝水回水管 a，5.凝水回水管b，6.凝结水泵，7.除铁器，8.凝结水精处理装置，9.凝结水 升压水泵，10.低压加热器，11.给水泵，12.除氧器，13.高压加热器，14.锅炉， 15.过热器，16.汽轮机，17.发电机，18.汽轮机乏汽管道，19.直接空冷装置， 20.直接空冷排风机，21.空冷散热器a，22.喷嘴a，23.喷雾管道a，24.表面 式凝汽器间接冷却装置，25.凝汽器，26.除盐水回水管a，27除盐水供水管a， 28.空冷散热器b，29.空冷塔，30.喷雾管道b，31.喷嘴b，32.混合式凝汽器 间接冷却装置，33.混合式凝汽器，34.除盐水回水管b，35.除盐水供水管b， 36.喷嘴c，37.喷雾管道c，38.空冷散热器c。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明的电厂空冷用闭式蒸发冷却冷水机组喷雾降温系统，其结构如图 1所示，包括有闭式蒸发冷却冷水机组3，闭式蒸发冷却冷水机组3通过管 道G₁与储水箱2连接，储水箱2依次通过管道G₂、喷雾管道a23与直接空 冷装置19内的喷嘴a22连接；闭式蒸发冷却冷水机组3通过凝水回水管a4 与给水泵11连接，给水泵11通过管道G₃依次与高压加热器13、锅炉14、 过热器15及汽轮机16连接，汽轮机16连接有汽轮机乏汽管道18，汽轮机 乏汽管道18分别通过乏汽支管与直接空冷装置19内的空冷散热器a21、表 面式凝汽器间接冷却装置24内的凝汽器25、混合式凝汽器间接冷却装置32 内的混合式凝汽器33连接，直接空冷装置19通过管道G₄依次与凝水回水 管b5、管道G₅、凝水回水管a4连接。

储水箱2为保温储水箱。

汽轮机16一侧设置有发电机17。

管道G₅上沿混合式凝汽器33出水方向依次设置有凝结水泵6、除铁器 7、凝结水精处理装置8、凝结水升压水泵9、低压加热器10及除氧器12。

混合式凝汽器间接冷却装置32，其结构如图1所示，包括有空冷塔29 和混合式凝汽器33，空冷塔29下部相对的两侧各设置有一个空冷散热器 c38，混合式凝汽器33下部通过管道G₆与凝水回水管b5连接，一侧的空冷 散热器c38分别连接有除盐水回水管b34、除盐水供水管b35，除盐水回水 管b34与混合式凝汽器33内的喷淋装置连接，除盐水供水管b35与管道G₆连接，靠近另一侧的空冷散热器c38处设置有带喷嘴c36的喷雾管道c37， 喷雾管道c37与管道G₂连接。

管道G₂上设置有喷雾水泵1。

表面式凝汽器间接冷却装置24，其结构如图1所示，包括有空冷塔29 和凝汽器25，空冷塔29下部相对的两侧各设置有一个空冷散热器b28，凝 汽器25通过管道G₇与管道G₄连接，一侧的空冷散热器b28分别通过除盐 水回水管a26、除盐水供水管a27与凝汽器25连接构成闭合回路，靠近另一 侧的空冷散热器b28处设置有带喷嘴b31的喷雾管道b30，喷雾管道b30与 喷雾管道a23连接。

直接空冷装置19，其结构如图1所示，包括有空冷散热器a21，空冷散 热器a21内设置有直接空冷排风机20和喷嘴a22。

空冷散热器a21为V型空冷散热器。

本发明的电厂空冷用闭式蒸发冷却冷水机组喷雾降温系统的工作过程 为：

1.自来水补水管经过电厂水处理设备处理后进入闭式蒸发冷却冷水机组 3，经过闭式蒸发冷却冷水机组3降温处理后，送到保温储水箱2中储存， 在空冷散热器a21散热不足，直接空冷装置19背压升高，凝水温度过高时， 开启与空冷散热器a21连接的喷雾管道23，室外空气经过直接空冷排风机 20进入空冷散热器a21下部，与雾化小水滴进行热湿交换，加湿降温，降温 后的空气再掠过空冷散热器a21，未蒸发的小水滴随着空气落到空冷散热器 a21表面，强化空冷散热器a21散热，吸收热量后的空气排出空冷散热器a21。

2.表面式凝汽器间接冷却装置24内的空冷散热器b28热不足时，造成系 统循环冷却水水温升高，系统负荷率下降时，保温储水箱2中较低温度的除 盐水经过喷雾水泵1送到表面式凝汽器间接冷却装置24内的空冷散热器b28 外喷嘴b31处，经过自然冷却塔29的引风作用，室外空气将雾化的小水滴 带入空冷塔29底部的空冷散热器b28外，室外空气被加湿降温，降温后的 空气掠过空冷散热器b28后经过自然冷却塔29排到大气中。

3.混合式凝汽器间接冷却装置32中空冷散热器c38热不足时，造成混合 式凝汽器33中循环冷却水水温升高，凝汽效率下降时，保温储水箱2中较 低温度的除盐水经过喷雾水泵1送到混合式凝汽器间接冷却装置32中空冷 散热器c38外喷嘴c36处，进过空冷塔29引风作用，空气与雾化小水滴热 湿交换，加湿降温，降温后空气掠过空冷散热器c38，吸收热量后排出冷却 塔29。

4.汽轮机16发电后的乏汽经汽轮机乏汽管道18和支管分流到直接空冷 装置19、表面式凝汽器间接冷却装置24、混合式凝汽器间接冷却装置32中 冷凝，冷凝后的凝水通过电厂水处理设备处理后经过给水泵11送到锅炉14， 经过锅炉14得到高温高压的蒸汽送到汽轮机16处绝热膨胀后乏汽回到空冷 散热器b28、空冷散热器c38处，完成循环。

本发明的电厂空冷用闭式蒸发冷却冷水机组喷雾降温系统中，闭式蒸发 冷却冷水机组3将经过电厂水处理设备处理后的除盐水进行降温处理，降温 后的除盐水送到储水箱2内，通过储水箱2及喷雾管道组成的喷雾降温系统， 与发电厂采用的直接空冷装置19、表面式凝汽器间接冷却装置24和混合式 凝汽器间接冷却装置32相结合，使得直接空冷装置19能高效、经济运行。 其中，采用闭式蒸发冷却冷水机组3保证了除盐水水质，利用电厂水处理设 备的富裕量在空闲时间内处理自来水，经过闭式蒸发冷却冷水机组3处理后 送到具有保温功能的储水箱2中储存，在夏季高温时段，空冷散热器的换热 效率下降，发电负荷受限的情况下，储水箱2中较低温度的除盐水经过喷雾 水泵1送到各个空冷散热器处，经过喷嘴雾化后，降低空冷散热器进口空气 温度，提高了空冷散热器的换热效率，进而提高装置背压，提高发电效率， 降低发电煤耗。

相比传统的单纯空冷散热装置，在室外空气温度较高时，往往会出现空 冷散热器散热量下降，造成凝水温度过高或循环冷却水水温升高的现象，使 电厂发电机组负荷率下降的情况，喷雾降温系统可以一定程度的降低高温时 段掠过空冷散热器的空气温度，提高散热器换热效率，进而提高发电负荷。

储水箱2中储存有足够的较低温度的除盐水，保证气温骤升变化造成的 空冷散热器换热效率不稳地的情况；喷雾降温耗水量较小，在一定耗水量的 前提下，保证了直接空冷装置19的安全经济运行，采用较小的投资即可以 达到较理想的效果，具有一定的推广价值。

本发明的电厂空冷用闭式蒸发冷却冷水机组喷雾降温系统，将闭式蒸发 冷却冷水机组3、储水箱2、喷雾管道组成的喷雾降温系统与直接空冷装置 19、表面式凝汽器间接冷却装置24和混合式凝汽器间接冷却装置32相结合， 在西北地区蒸发冷却冷水机组可将水温降至低于室外空气湿球温度，合理利 用西北地区自然资源，采用喷雾降温措施，利用闭式蒸发冷却冷水机组降低 喷雾除盐水的水温，通过在空冷散热器入口处安装喷雾设施，降低空冷散热 器入口空气温度，提高空冷散热器换热效率，提高电厂空冷系统的运行效率， 保证发电机组安全、经济的运行。