一种三塔合一直接空冷系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种三塔合一直接空冷系统，包括汽轮机、锅炉和冷却塔，所述汽轮机和锅炉连接至冷却塔，冷却塔的下部外围垂直布置有直接空冷凝汽器；所述汽轮机经排汽管道与直接空冷凝汽器连接，并经直接空冷凝汽器凝结水回水环形母管至凝结水箱，凝结水箱通过凝结水泵与轴封加热器相连并至回热系统；所述锅炉通过引风机连通排烟管道至冷却塔中的脱硫吸收塔，并通过脱硫吸收塔的顶部钢制烟囱引出烟气。该系统将自然通风冷却塔、直接空冷凝汽器、脱硫吸收塔及烟囱布置于一体，不仅具有直接空冷系统和表面式间接空冷系统的优点，而且具有几乎不耗电、换热效率高、占地面积小、初期投资低、环保效果好等优点。

Three tower integrated direct air cooling system

The utility model discloses a three tower and a direct air cooling system, including steam turbine, boiler and cooling tower, the turbine and the boiler is connected to the cooling tower, the periphery of the lower part of the vertical arrangement of the cooling tower has a direct air-cooled condenser; the steam turbine is connected with a direct air-cooled condenser exhaust steam pipe, water return pipe to annular condensate tank and the direct air-cooled condenser condensate, condensate tank through condensate pump is connected with the heater and to the regenerative system; the boiler flue gas desulfurization by connecting pipe to the cooling tower in the absorption tower fan, and the top steel chimney desulfurization absorption tower from flue gas. The system of natural ventilation cooling tower, direct air-cooled condenser, desulfurization absorption tower and a chimney arranged in one, not only has the advantages of direct air cooling system and the surface type indirect air cooling system, and has the advantages of little power consumption, high heat efficiency, small area, low initial investment, good environmental protection effect.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及热力发电厂汽轮机排汽冷却技术、锅炉烟气净化及排放技术，特别是一种将自然通风冷却塔、直接空冷凝汽器、脱硫吸收塔及烟囱布置于一体、用于汽轮机排汽的直接冷却及锅炉产生烟气的脱硫处理及排放的三塔合一直接空冷系统。
技术介绍
目前，热力发电厂一般都建有汽轮机房、锅炉房、烟囱、脱硫塔及冷却塔(或空冷岛)。通常，锅炉排烟经引风机送入脱硫吸收塔内进行净化处理，处理后的烟气通过烟囱，排入大气。脱硫塔及烟囱布置在主厂房外，其不仅建筑面积大，而且投资成本较高。汽轮机排汽冷却主要采用水冷系统、直接空冷系统、带混合式凝汽器的间接空冷系统(海勒式)和带表面式凝汽器的间接空冷系统(哈蒙式)。在水资源困乏地区，直接空冷及间接空冷技术因其节水效果好的巨大优点，被广泛应用，但其劣势也相当突出：1)直接空冷系统，存在厂用电高、夏季高温时段运行真空低机组出力不足、受环境影响敏感等问题；2)间接空冷系统，存在初期投资较大、换热效率低等劣势。常规直接空冷系统和常规表面式间接空冷系统在初期投资、节水效果、厂用电率、换热效率等方面进行综合比较，具体如下：1)占地投资方面：常规直接空冷系统需建设空冷岛，安装轴流变频风机，占地面积较大，初期投资相对较小；常规表面式间接空冷系统需建设冷却塔、安装循环水泵及管线，占地面积较大、初期投资相对较大。两者均要建设锅炉排烟烟囱及脱硫塔，需要占用大量土地，烟囱的投资也比较巨大。2)节水效果：常规直接空冷系统几乎不消耗水，常规间接空冷消耗少量的水。3)厂用电率方面：常规直接空冷系统采用轴流式变频风机，在机组运行过程中，需消耗大量的电力，厂用电率较高且轴流风机维护成本较高；常规表面式间接空冷系统循环冷却水由两台或三台循环水泵供给，厂用电率相对较小。4)换热效率：常规直接空冷系统中汽轮机排汽与冷却空气属于一次换热，换热效率较高，故散热面积较小；常规表面式间接空冷系统中循环冷却水属于热量载体，将汽轮机排汽热量转移给冷却空气，换热效率较低，故散热面积较大。综上可知，常规直接空冷系统运行维护成本较高，常规表面式间接空冷系统初期投资相对较大。在国家节能减排，建设节约型社会的大政方针下，如何使得上述两种空冷系统的优势有效结合，而摈弃其劣势，提升空冷技术的优势愈显重要。
技术实现思路
本技术的目的在于解决上述问题，将自然通风冷却塔、直接空冷凝汽器、脱硫吸收塔及烟囱布置于一体，形成了三塔合一直接空冷系统。它不仅具有直接空冷系统和表面式间接空冷系统的优点，而有效摈弃了各自的缺点，大幅降低了初期投资、节约了厂房占地。本技术具有几乎不耗电、换热效率高、占地面积小、初期投资低、环保效果好等优点。本技术的实施例采用如下技术方案：根据本技术提供的一个实施例，本技术提供了一种三塔合一直接空冷系统，包括汽轮机、锅炉和冷却塔，所述汽轮机和锅炉连接至冷却塔，冷却塔的下部外围垂直布置有直接空冷凝汽器；所述汽轮机经排汽管道与直接空冷凝汽器连接，并经直接空冷凝汽器凝结水回水环形母管至凝结水箱，凝结水箱通过凝结水泵与轴封加热器相连并至回热系统；所述锅炉通过引风机连通排烟管道至冷却塔中的脱硫吸收塔，并通过脱硫吸收塔的顶部钢制烟囱引出烟气。作为优化，所述冷却塔为自然通风冷却塔，设置于厂房外部。作为优化，直接空冷凝汽器中的冷却管束为钢管铝翅片结构。作为优化，所述直接空冷凝汽器为沿冷却塔圆周方向均匀布置的若干个冷却单元，且所述冷却单元中设有通过凝结水回水环形母管与凝结水箱相连通的凝结水回水管道；每个冷却单元的凝结水回水管道与凝结水回水环形母管之间设置有凝结水回水阀门。作为优化，所述排汽管道的末端设置有若干个与直接空冷凝汽器进汽口相连通的蒸汽分配管道，每个蒸汽分配管道上均装设有蒸汽进气阀。作为优化，所述直接空冷凝汽器上还设置有用于抽出空冷凝汽器中不凝结气体的抽真空系统。进一步，所述抽真空系统包括抽真空管道、抽真空阀门和水环真空泵，抽真空管道的一端与直接空冷凝汽器相连通，另一端连接到水环真空泵上。进一步，所述直接空冷凝汽器的每个冷却单元均包含用于导向凝结水的顺流单元和用于与抽真空系统配合将不凝结气体抽走的逆流单元，抽真空管道与每个冷却单元上的逆流单元的顶部相连通，并设有抽真空阀门。作为优化，所述直接空冷凝汽器上设置有电动、可调整开度的百叶窗。作为优化，锅炉排烟管道由烟道支架支撑固定；锅炉排烟管道进入冷却塔内部；所述钢制烟囱，布置在脱硫吸收塔的顶部。与现有技术相比，本技术具有以下优点及显著效果：1)本技术与传统的空冷机组(无论是直接空冷机组还是间接空冷机组)不同的是，既无一定数量的变频式轴流风机，亦无数台循环水泵；冷端系统无耗电设备，因此有效节省厂用电；直接空冷凝汽器属于一次换热，换热系数较高。2)利用冷却塔的巨大热量和热空气量对脱硫后的湿蒸汽进行抬升，其汇合气体的抬升高度远高于烟囱的抬升高度，有利于烟气中污染物的稀释和扩散，有利于环境质量。3)取消了原烟囱的设计，不仅缓解了城市建设用地紧张和建筑物限高等问题，而且显著改善了城市周边电厂建设规划的适应性和灵活度，有利于缩小热源、电源与负荷中心的距离，提高电厂的经济性。4)电厂的整个结构更加简单，占地面积减少，初期投资降低。5)减少了脱硫系统的占地，实现集中布置，便于运行管理。上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本技术的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。附图说明图1是本技术的系统示意图。图2为本技术蒸汽分配系统的示意图图中：1-汽轮机；2-锅炉；3-冷却塔；4-直接空冷凝汽器；5-排气管道；6-凝结水回水环形母管；7-凝结水箱；8-凝结水泵；9-轴封加热器；10-引风机；11-排烟管道；12-脱硫吸收塔；13-钢制烟囱；14-蒸汽分配管道；15-蒸汽进气阀；16-凝结水回水管道；17-凝结水回水阀门；18-抽真空管道；19-抽真空阀门；20-水环真空泵。具体实施方式为更进一步阐述本技术为达成预定技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本技术提出的三塔合一直接空冷系统实施方式、结构步骤特征及其功效详细说明如下。有关本技术的前述及其他
技术实现思路
、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明,应当可对本技术为达成预定目的所采取的技术手段及功效获得更加深入且具体的了解，然而所附图示仅是提供参考与说明之用，并非用来对本技术加以限制。下面结合附图和实施例对本技术做进一步详细的说明：参见图1和图2，本技术的三塔合一直接空冷系统，包括汽轮机1、锅炉2和冷却塔3，所述汽轮机1和锅炉2分别连接冷却塔3，冷却塔3的下部外围垂直布置有直接空冷凝汽器4，汽轮机排汽经排汽管道5引入直接空冷凝汽器4中与冷却空气进行直接换热；蒸汽经直接空冷凝汽器4冷却后经凝结水回水环形母管6进入凝结水箱7中，凝结水箱7的底部处设置有凝结水泵8，凝结水经凝结水泵8升压后送入轴封加热器9后进入回热系统。锅炉2的烟气经引风机10后进入排烟管道11引至冷却塔3的内部，在排烟管道11的末本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三塔合一直接空冷系统，其特征在于，包括汽轮机(1)、锅炉(2)和冷却塔(3)，所述汽轮机(1)和锅炉(2)连接至冷却塔(3)，冷却塔(3)的下部外围垂直布置有直接空冷凝汽器(4)；所述汽轮机(1)经排汽管道(5)与直接空冷凝汽器(4)连接，并经直接空冷凝汽器(4)凝结水回水环形母管(6)至凝结水箱(7)，凝结水箱(7)通过凝结水泵(8)与轴封加热器(9)相连并至回热系统；所述锅炉(2)通过引风机(10)连通排烟管道(11)至冷却塔(3)中的脱硫吸收塔(12)，并通过脱硫吸收塔(12)的顶部钢制烟囱(13)引出烟气。

【技术特征摘要】
1.一种三塔合一直接空冷系统，其特征在于，包括汽轮机(1)、锅炉(2)和冷却塔(3)，所述汽轮机(1)和锅炉(2)连接至冷却塔(3)，冷却塔(3)的下部外围垂直布置有直接空冷凝汽器(4)；所述汽轮机(1)经排汽管道(5)与直接空冷凝汽器(4)连接，并经直接空冷凝汽器(4)凝结水回水环形母管(6)至凝结水箱(7)，凝结水箱(7)通过凝结水泵(8)与轴封加热器(9)相连并至回热系统；所述锅炉(2)通过引风机(10)连通排烟管道(11)至冷却塔(3)中的脱硫吸收塔(12)，并通过脱硫吸收塔(12)的顶部钢制烟囱(13)引出烟气。2.根据权利要求1所述的三塔合一直接空冷系统，其特征在于：所述冷却塔(3)为自然通风冷却塔，设置于厂房外部。3.根据权利要求1所述的三塔合一直接空冷系统，其特征在于：直接空冷凝汽器(4)中的冷却管束为钢管铝翅片结构。4.根据权利要求1所述的三塔合一直接空冷系统，其特征在于：所述直接空冷凝汽器(4)为沿冷却塔(3)圆周方向均匀布置的若干个冷却单元，且所述冷却单元中设有通过凝结水回水环形母管(6)与凝结水箱(7)相连通的凝结水回水管道(16)；每个冷却单元的凝结水回水管道(16)与凝结水回水环形母管(6)之间设置有凝结水回水阀门(17)。5.根据权利要求1所述的三塔合一直...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏，刘德荣，周斌，宁罡，吕蒙，王涛，
申请(专利权)人：华北电力科学研究院西安有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61