[发明专利]一种基于高背压乏汽余热回收的湿冷汽轮机冷端系统

摘要

本发明公开了一种基于高背压乏汽余热回收的湿冷汽轮机冷端系统，包括热网水进水管道，所述热网水进水管道连接汽轮机组的凝汽器，所述凝汽器连接冷却塔，所述凝汽器与所述冷却塔之间设置有水/水换热器，凝汽器共两个，两个凝汽器串联或并联。本发明能够较大幅度提高系统运行的安全性与经济性，提高汽轮机高背压乏汽余热回收的可实施性。

主权项

一种基于高背压乏汽余热回收的湿冷汽轮机冷端系统，包括热网水进水管道(P1)，所述热网水进水管道(P1)连接汽轮机组(1)的凝汽器，所述凝汽器连接冷却塔(5)，其特征在于：所述凝汽器与所述冷却塔(5)之间设置有水/水换热器(4)；所述凝汽器包括第一凝汽器(2)和第二凝汽器(3)，所述第一凝汽器(2)和第二凝汽器(3)并联；所述第一凝汽器(2)和第二凝汽器(3)并联时，所述热网水进水管道(P1)经三通分别连接阀门K16、阀门K18；所述阀门K16连接第一凝汽器(2)的循环水进水管道P3，所述阀门K18连接第二凝汽器(3)的循环水进水管道P5；所述第一凝汽器(2)的循环水出水管道P4依次经过阀门K21、阀门K22连接第二凝汽器(3)的循环水出水管道P6，所述第二凝汽器(3)的循环水出水管道P6经阀门K27连接水/水换热器(4)的第一进口端(41)，所述水/水换热器(4)的第一出口端(42)经阀门K28、阀门K17连接到第二凝汽器(3)的循环水进水管道P5，所述水/水换热器(4)的第二出口端(44)经阀门K29连接冷却塔(5)的循环水进水管道P9，所述冷却塔(5)的循环水出水管道P10经三通分别连接旁通水管道P8和阀门K30，所述阀门K30连接水/水换热器的第二进口端(43)，所述旁通水管道P8经三通分别连接阀门K25、阀门K24，所述阀门K25连接到所述阀门K28和阀门K17之间的管路，所述阀门K24与所述第一凝汽器(2)的循环水进水管道P3连通；所述第二凝汽器(3)的循环水出水管道P6经阀门K26连接到所述阀门K28和阀门K17之间的管路；所述阀门K17和阀门K28之间的管路通过阀门K19与热网水出水管道(P2)连通；所述阀门K21和阀门K22之间的管路经三通后通过阀门K23与旁通水管道P7连通，所述旁通水管道P7连通到所述冷却塔(5)的循环水进水管道P9；所述冷却塔(5)的循环水进水管道P9上设置有循环泵(6)；所述热网水进水管道(P1)与所述热网水出水管道(P2)之间通过阀门K20连通；所述各部件依照如下模式工作：在非采暖季期间，本系统将乏汽余热通过冷却塔(5)排放至环境中，打开循环泵(6)，关闭阀门K16、阀门K18、K19、阀门K20、阀门K26、阀门K27、阀门K28、阀门K29、阀门K30，打开阀门K17、阀门K21、阀门K22、阀门K23、阀门K24、阀门K25，凝汽器循环水并联通入第一凝汽器(2)和第二凝汽器(3)，一部分凝汽器循环水进入第一凝汽器(2)吸收乏汽余热，升温后的循环水经第一凝汽器的循环水出水管道P4、阀门K21、阀门K23进入旁通水管道P7，另一部分凝汽器循环水进入第二凝汽器(3)吸收乏汽余热，升温后的循环水经第二凝汽器的循环水出水管道P6、阀门K22、阀门K23进入旁通水管道P7，两部分凝汽器循环水在旁通水管道P7汇合，经过冷却塔的循环水进水管道P9进入冷却塔(5)排放热量，降温后的循环水经冷却塔的循环水出水管道P10、旁通水管道P8后分流，一部分循环水经阀门K24、第一凝汽器的循环水进水管道P3返回至第一凝汽器(2)，另一部循环水经阀门K25、阀门K17、第二凝汽器的循环水进水管道P5返回至第二凝汽器(3)；在进入采暖季时，系统通过阀门启闭，实现在汽轮机不停机前提下系统工况的切换，减少汽轮机主蒸汽量，关闭第二凝汽器(3)，第一凝汽器(2)承担全部余热负荷，打开循环泵(6)，关闭阀门K16、阀门K18、阀门K19、阀门K22、阀门K25、阀门K27、阀门K28、阀门K29、阀门K30，打开阀门K17、阀门K20、阀门K21、阀门K23、阀门K24、阀门K26，凝汽器循环水通过第一凝汽器(2)吸收乏汽余热，经过第一凝汽器的循环水出水管道P4、阀门K21、阀门K23、旁通水管道P7、冷却塔的循环水进水管道P9进入冷却塔(5)排放热量，降温后的循环水再经过冷却塔的循环水出水管道P10、旁通水管道P8、阀门K24、第一凝汽器的循环水进水管道P3返回至第二凝汽器(3)入口，同时对第二凝汽器(3)的循环水管道进行手动清理,清理完毕后将热网水引入第二凝汽器(3)，关闭阀门K16、阀门K17、阀门K20、阀门K22、阀门K25、阀门K27、阀门K28、阀门K29、阀门K30，打开阀门K18、阀门K19、阀门K21、阀门K23、阀门K24、阀门K26，热网水经热网水进水管道(P1)、阀门K18、第二凝汽器的循环水进水管道P5进入第二凝汽器(3)，再经过第二凝汽器的循环水出水管道P6、阀门K26、阀门K19进入热网水出水管道(P2)；关闭第一凝汽器(2)，第二凝汽器(3)承担全部余热负荷，关闭循环泵(6)，冷却塔(5)停止运行，关闭阀门K16、阀门K17、阀门K20、阀门K22、阀门K23、阀门K24、阀门K25、阀门K27、阀门K28、阀门K29、阀门K30，打开阀门K18、阀门K19、阀门K21、阀门K26，热网水经热网水进水管道(P1)、阀门K18、第二凝汽器的循环水进水管道P5进入第二凝汽器(3)吸收全部乏汽余热，再经过第二凝汽器的循环水出水管道P6、阀门K26、阀门K19进入热网水出水管道(P2)，同时对第一凝汽器(2)的循环水管道进行手动清理，两个凝汽器循环水管道均清理完毕后，将热网水引入第一凝汽器(2)，关闭阀门K17、阀门K20、阀门K23、阀门K24、阀门K25、阀门K27、阀门K28、阀门K29、阀门K30，打开阀门K16、阀门K18、阀门K19、阀门K21、阀门K22、阀门K26，热网水经热网水进水管道(P1)，经三通分流，一部分热网水经阀门K16、第一凝汽器的循环水进水管道P3进入第一凝汽器(2)，再经第一凝汽器的循环水出水管道P4、阀门K21、阀门K22进入第二凝汽器的循环水出水管道P6，另一部分热网水经阀门K18、第二凝汽器的循环水进水管道P5进入第二凝汽器(3)吸收全部乏汽余热，升温后的热网水进入第二凝汽器的循环水出水管道P6，两部分热网水在管道P6汇合，通过阀门K26、阀门K19进入热网水出水管道(P2)；打开第一凝汽器(2)与第二凝汽器(3),两个凝汽器均承担余热负荷，关闭循环泵(6)，冷却塔(5)停止运行，关闭阀门K17、阀门K20、阀门K23、阀门K24、阀门K25、阀门K27、阀门K28、阀门K29、阀门K30，打开阀门K16、阀门K18、阀门K19、阀门K21、阀门K22、阀门K26，热网水经热网水进水管道(P1)，经三通分流，一部分热网水经阀门K16、第一凝汽器的循环水进水管道P3进入第一凝汽器(2)吸收乏汽余热，升温后的热网水经第一凝汽器的循环水出水管道P4、阀门K21、阀门K22进入第二凝汽器的循环水出水管道P6，另一部分热网水经阀门K18、第二凝汽器的循环水进水管道P5进入第二凝汽器(3)吸收乏汽余热，升温后的热网水进入第二凝汽器的循环水出水管道P6，两部分热网水在管道P6汇合，通过阀门K26、阀门K19进入热网水出水管道(P2)，实现乏汽余热回收；在离开采暖季时，系统通过阀门启闭，实现在汽轮机不停机前提下系统工况的切换，减少汽轮机主蒸汽量，关闭第一凝汽器(2)，第二凝汽器(3)承担全部余热负荷，关闭循环泵(6)，冷却塔(5)停止运行，关闭阀门K16、阀门K17、阀门K20、阀门K22、阀门K25、阀门K27、阀门K28、阀门K29、阀门K30，打开阀门K18、阀门K19、阀门K21、阀门K23、阀门K24、阀门K26，热网水通过热网水进水管道(P1)、阀门K18、第二凝汽器的循环水进水管道P5进入第二凝汽器(3)吸收全部乏汽余热，升温后的热网水经过第二凝汽器的循环水出水管道P6、阀门K26、阀门K19进入热网水出水管道(P2)，同时对第一凝汽器(2)的循环水管道进行手动补水，补水完毕后打开循环泵(6)，凝汽器循环水经过第一凝汽器的循环水进水管道P3进入第一凝汽器(2)，再经过第一凝汽器的循环水出水管道P4、阀门K21、阀门K23、旁通水管道P7和冷却塔的循环水进水管道P9进入冷却塔(5)，冷却塔(5)流出的凝汽器循环水经过冷却塔的循环水出水管道P10、旁通水管道P8、阀门K24、第一凝汽器的循环水进水管道P3返回至第一凝汽器(2)；关闭第二凝汽器(3)，第一凝汽器(2)承担全部余热负荷，打开循环泵(6)，关闭阀门K16、阀门K18、阀门K19、阀门K22、阀门K25、阀门K26、阀门K27、阀门K29、阀门K30，打开阀门K17、阀门K20、阀门K21、阀门K23、阀门K24，凝汽器循环水通过第一凝汽器(2)吸收全部乏汽余热，再经过第一凝汽器的循环水出水管道P4、阀门K21、阀门K23、旁通水管道P7和冷却塔的循环水进水管道P9进入冷却塔(5)，再经过冷却塔的循环水出水管道P10、旁通水管道P8、阀门K24、第一凝汽器的循环水进水管道P3返回至第一凝汽器(2)，同时对第二凝汽器(3)的循环水管道进行手动补水，补水完毕后，关闭阀门K16、阀门K18、阀门K19、阀门K26、阀门K27、阀门K28、阀门K29、阀门K30，打开阀门K17、阀门K20、阀门K21、阀门K22、阀门K23、阀门K24、阀门K25，凝汽器循环水并联通入第一凝汽器(2)和第二凝汽器(3)，一部分凝汽器循环水进入第一凝汽器(2)吸收全部乏汽余热，升温后的循环水经管道P4、阀门K21、阀门K23进入旁通水管道P7，另一部分凝汽器循环水进入第二凝汽器(3)，再经第二凝汽器的循环水出水管道P6、阀门K22、阀门K23进入旁通水管道P7，两部分凝汽器循环水在旁通水管道P7汇合，经过冷却塔的循环水进水管道P9进入冷却塔(5)排放热量，降温后的循环水经冷却塔的循环水出水管道P10、旁通水管道P8后分流，一部分循环水经阀门K24、第一凝汽器的循环水进水管道P3返回至第一凝汽器(2)，另一部分循环水经阀门K25、阀门K17、第二凝汽器的循环水进水管道P5返回至第二凝汽器(3)；打开第一凝汽器(2)与第二凝汽器(3)，两个凝汽器同时承担余热负荷，打开循环泵(6)，关闭阀门K16、阀门K18、阀门K19、阀门K26、阀门K27、阀门K28、阀门K29、阀门K30，打开阀门K17、阀门K20、阀门K21、阀门K22、阀门K23、阀门K24、阀门K25，凝汽器循环水并联通入第一凝汽器(2)和第二凝汽器(3)，一部分凝汽器循环水进入第一凝汽器(2)吸收乏汽余热，升温后的循环水经管道P4、阀门K21、阀门K23进入旁通水管道P7，另一部分凝汽器循环水进入第二凝汽器(3)吸收乏汽余热，升温后的循环水经第二凝汽器的循环水出水管道P6、阀门K22、阀门K23进入旁通水管道P7，两部分凝汽器循环水在旁通水管道P7汇合，经过冷却塔的循环水进水管道P9进入冷却塔(5)排放热量，降温后的循环水经冷却塔的循环水出水管道P10、旁通水管道P8后分流，一部分循环水经阀门K24、第一凝汽器的循环水进水管道P3返回至第一凝汽器(2)，另一部循环水经阀门K25、阀门K17、第二凝汽器的循环水进水管道P5返回至第二凝汽器(3)；在采暖季期间，汽轮机乏汽余热回收工况分为部分余热回收工况与全部余热回收工况：在全部余热回收工况下，关闭循环泵(6)，冷却塔(5)停止运行，关闭阀门K17、阀门K20、阀门K23、阀门K24、阀门K25、阀门K27、阀门K28、阀门K29、阀门K30，打开阀门K16、阀门K18、阀门K19、阀门K21、阀门K22、阀门K26，热网水经热网水进水管道(P1)，经三通分流，一部分热网水经阀门K16、第一凝汽器的循环水进水管道P3进入第一凝汽器(2)吸收乏汽余热，升温后的热网水经第一凝汽器的循环水出水管道P4、阀门K21、阀门K22进入第二凝汽器的循环水出水管道P6，另一部分热网水经阀门K18、第二凝汽器的循环水进水管道P5进入第二凝汽器(3)吸收乏汽余热，升温后的热网水进入第二凝汽器的循环水出水管道P6，两部分热网水在第二凝汽器的循环水出水管道P6汇合，通过阀门K26、阀门K19进入热网水出水管道(P2)；在部分余热回收工况下，打开循环泵(6)，关闭阀门K17、阀门K20、阀门K23、阀门K24、阀门K25、阀门K26，打开阀门K16、阀门K18、阀门K19、阀门K21、阀门K22、阀门K27、阀门K28、阀门K29、阀门K30，热网水经热网水进水管道(P1)，经三通分流，一部分热网水经阀门K16、第一凝汽器的循环水进水管道P3进入第一凝汽器(2)吸收乏汽余热，升温后的热网水经第一凝汽器的循环水出水管道P4、阀门K21、阀门K22进入第二凝汽器的循环水出水管道P6，另一部分热网水经阀门K18、第二凝汽器的循环水进水管道P5进入第二凝汽器(3)吸收乏汽余热，升温后的热网水进入第二凝汽器的循环水出水管道P6，两部分热网水在管道P6汇合，经过阀门K27进入水/水换热器第一进口端(41)，释放部分余热，再经过第一出口端(42)、阀门K28、阀门K19进入热网水出水管道(P2)，冷却塔循环水经冷却塔的循环水出水管道P10、阀门K30进入水/水换热器(4)的第二进口端(43)，吸收余热，再经过第二出口端(44)、阀门K29、冷却塔的循环水进水管道P9进入冷却塔(5)，排放多余热量，两种工况切换使用避免开式冷却塔对热网水质的污染。