电厂机组真空结构
阅读：2发布：2020-07-03
专利汇可以提供电厂机组真空结构专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 实施例 提出了一种电厂机组 真空 结构，所述机组包括：至少一个高压加热器、至少一个除 氧 器、至少一个低压加热器、至少一个 轴封 加热器、至少一个凝汽器；其中所述凝汽器配有至少一台混流式 循环 水 泵 、至少一台水环式 真空泵 、至少一台胶球清洗装置。其中水环真空泵相比较现有的水环真空泵增加了额外增加换热片，并增加了 地下水 作为循环水。其 中轴 封加热器能够通过第一水 阀 、第三水阀联动以确保U形管内的水位；当水位低于预设下限值时开启所述第三水阀以通过外部疏水装置对U形管内进行补液，或在所述U形管内的水位高于预设上限值时关闭所述第一水阀。，下面是电厂机组真空结构专利的具体信息内容。
1.一种电厂机组真空结构，其特征在于，所述机组包括：至少一个高压加热器、至少一个除氧器、至少一个低压加热器、至少一个轴封加热器、至少一个凝汽器；其中所述凝汽器配有至少一台混流式循环水泵、至少一台水环式真空泵、至少一台胶球清洗装置；
其中轴封加热器连接U形管，其中所述U形管包括两根竖管和连接两根竖管底部的横管，起两个竖管的顶部都设有开口以分别形成顶部进口和顶部出口，其中所述U形管内设有液位计以实时监测U形管内的水位；其中顶部进口连接轴封加热器的疏水口，且顶部出口连接外部设备；其中所述轴封加热器的疏水口通过疏水管路连接U形管的顶部进口，且所述疏水管路上设有常开的第一水阀；且所述U形管的顶部进口还通过外部疏水管路连接外部疏水装置，且所述外部疏水管路上设有常关的第三水阀；
其中所述液位计、第一水阀、第三水阀联动，以在所述U形管内的水位低于预设下限值时开启所述第三水阀以通过外部疏水装置对U形管内进行补液，或在所述U形管内的水位高于预设上限值时关闭所述第一水阀；
其中该水环真空泵包括循环水管路、工作液管路、换热机构；其中所述循环水管路一端具有伸出该水环真空泵的循环水入口，另一端具有伸出该水环真空泵的循环水出口；其中所述工作液管路一端具有伸出该水环真空泵的工作液入口，另一端具有伸出该水环真空泵的工作液出口；其中所述循环水出口和工作液入口设置于所述水环真空泵的一侧，且循环水入口和工作液出口设置于所述水环真空泵的另一侧；且循环水管路、工作液管路的中部设置于所述水环真空泵内，并通过换热片组以进行换热；其中所述循环水入口同时连接软化水管路和地下水管路以将软化水和地下水一起作为循环水；其中所述换热片组包括固有换热片和新增换热片以提高换热效果。
2.根据权利要求1所述的电厂机组真空结构，其特征在于，所述换热机构为板式换热器，所述板式换热器包括呈水平设置的固有换热片和呈竖直方向设置的新增换热片，其中所述固有换热片和新增换热片都具有内腔，且固有换热片和新增换热片的内腔相互导通并与循环水管路导通。
3.根据权利要求2所述的电厂机组真空结构，其特征在于，所述工作液管路盘旋延伸并设置于固有换热片和新增换热片之间以使工作液管路内的工作液与固有换热片和新增换热片内的循环水管路内的循环水进行热交换。
4.根据权利要求2所述的电厂机组真空结构，其特征在于，所述地下水管路通过水泵连接地下水水井以将地下水输送到循环水管路。
5.根据权利要求1所述的电厂机组真空结构，其特征在于，所述轴封加热器的疏水口还通过附加疏水管路连接外部设备，且所述附加疏水管路上设有常关的第二水阀；其中所述第一水阀、第二水阀联动，以在所所述U形管内的水位高于预设上限值关闭所述第一水阀时，开启第二水阀以将轴封加热器的疏水口的水导入外部设备。
6.根据权利要求1所述的电厂机组真空结构，其特征在于，所述外部疏水装置为凝结水泵出口母管。
7.根据权利要求6所述的电厂机组真空结构，其特征在于，所述外部设备为热力井。
电厂机组真空结构
技术领域
[0001] 本发明涉及机械技术领域，尤其是涉及一种电厂机组真空结构。
背景技术
[0002] 电能是现代文明社会不可缺少的一项能源，而中国的电能主要依靠火力发电获得。现在火力发电设备经过多年发展已经非常完善，但是在维持设备真空方面一直存在很大的缺陷。真空对火力发电机组来说是一个极其重要的参数，对机组煤耗的影响很大；现有技术中发现，几乎所有机组在刚投产时，设备的真空参数都不能达到设计值。真空治理是每一台机组都要做的工作，也是一个长期工作。
[0003] 发明人在长期的工作中发现电厂机组的真空问题通常是由几个主要故障点导致的，而其中的任一个故障点出现故障都会导致电厂机组的真空参数不能达到设计值。
发明内容
[0004] 针对当前的火力发电机组存在的真空问题，本发明实施例提出了一种电厂机组真空结构，对电厂机组的低压轴封供汽、水环真空泵的出力、轴加U 形管水封、水控逆止门控制水回水以及真空负压系统的严密性进行改进，以至少部分的解决现有技术中存在的问题。
[0005] 为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种电厂机组真空结构，所述机组包括：至少一个高压加热器、至少一个除氧器、至少一个低压加热器、至少一个轴封加热器、至少一个凝汽器；其中所述凝汽器配有至少一台混流式循环水泵、至少一台水环式真空泵、至少一台胶球清洗装置；
[0006] 其中轴封加热器连接U形管，其中所述U形管包括两根竖管和连接两根竖管底部的横管，起两个竖管的顶部都设有开口以分别形成顶部进口和顶部出口，其中所述U形管内设有液位计以实时监测U形管内的水位；其中顶部进口连接轴封加热器的疏水口，且顶部出口连接外部设备；其中所述轴封加热器的疏水口通过疏水管路连接U形管的顶部进口，且所述疏水管路上设有常开的第一水阀；且所述U形管的顶部进口还通过外部疏水管路连接外部疏水装置，且所述外部疏水管路上设有常关的第三水阀；
[0007] 其中所述液位计、第一水阀、第三水阀联动，以在所述U形管内的水位低于预设下限值时开启所述第三水阀以通过外部疏水装置对U形管内进行补液，或在所述U形管内的水位高于预设上限值时关闭所述第一水阀；
[0008] 其中该水环真空泵包括循环水管路、工作液管路、换热机构；其中所述循环水管路一端具有伸出该水环真空泵的循环水入口，另一端具有伸出该水环真空泵的循环水出口；其中所述工作液管路一端具有伸出该水环真空泵的工作液入口，另一端具有伸出该水环真空泵的工作液出口；其中所述循环水出口和工作液入口设置于所述水环真空泵的一侧，且循环水入口和工作液出口设置于所述水环真空泵的另一侧；且循环水管路、工作液管路的中部设置于所述水环真空泵内，并通过换热片组以进行换热；其中所述循环水入口同时连接软化水管路和地下水管路以将软化水和地下水一起作为循环水；其中所述换热片组包括固有换热片和新增换热片以提高换热效果。
[0009] 其中，所述换热机构为板式换热器，所述板式换热器包括呈水平设置的固有换热片和呈竖直方向设置的新增换热片，其中所述固有换热片和新增换热片都具有内腔，且固有换热片和新增换热片的内腔相互导通并与循环水管路导通。
[0010] 其中，所述工作液管路盘旋延伸并设置于固有换热片和新增换热片之间以使工作液管路内的工作液与固有换热片和新增换热片内的循环水管路内的循环水进行热交换。
[0011] 其中，所述地下水管路通过水泵连接地下水水井以将地下水输送到循环水管路。
[0012] 其中，所述轴封加热器的疏水口还通过附加疏水管路连接外部设备，且所述附加疏水管路上设有常关的第二水阀；其中所述第一水阀、第二水阀联动，以在所所述U形管内的水位高于预设上限值关闭所述第一水阀时，开启第二水阀以将轴封加热器的疏水口的水导入外部设备。
[0014] 其中，所述外部设备为热力井。
[0015] 本发明的技术方案具有以下优势：
[0016] 上述方案提出了一种电厂机组真空结构，其中的水环真空泵相比较现有的水环真空泵增加了额外增加换热片，并增加了地下水作为循环水。由于地下水温度始终在20℃左右，因此使用地下水作为循环水可以使得真空泵工作液的温度降低在26℃左右，机组真空提高约1KPa。其中的轴封加热器能够通过第一水阀、第三水阀联动以确保U形管内的水位；当水位低于预设下限值时开启所述第三水阀以通过外部疏水装置对U形管内进行补液，或在所述U形管内的水位高于预设上限值时关闭所述第一水阀。
附图说明
附图说明
[0017] 通过下面结合附图对本发明的一个优选实施例进行的描述，本发明的技术方案及其技术效果将变得更加清楚，且更加易于理解。其中：
[0018] 图1为本发明实施例的水环真空泵的结构示意图；
[0019] 图2为现有的电厂机组的轴封加热器的结构示意图；
[0020] 图3为本发明实施例的轴封加热器的结构示意图。
[0021] 图4为现有的电厂机组的轴封系统的结构示意图；
[0022] 图5为电厂机组的真空状态参数示意图；
[0023] 图6为低压轴封回汽门关闭后真空曲线示意图。
具体实施方式
[0024] 以下将结合所附的附图对本发明的一个优选实施例进行描述。
[0025] 本发明实施例提供了一种电厂机组真空结构，包括：如图1所示的水环真空泵，如图3所示的轴封加热器；
[0026] 其中该水环真空泵包括循环水管路、工作液管路、换热机构；其中所述循环水管路一端具有伸出该水环真空泵的循环水入口，另一端具有伸出该水环真空泵的循环水出口；其中所述工作液管路一端具有伸出该水环真空泵的工作液入口，另一端具有伸出该水环真空泵的工作液出口；其中所述循环水出口和工作液入口设置于所述水环真空泵的一侧，且循环水入口和工作液出口设置于所述水环真空泵的另一侧；且循环水管路、工作液管路的中部设置于所述水环真空泵内，并通过换热片组以进行换热；其中所述循环水入口同时连接软化水管路和地下水管路以将软化水和地下水一起作为循环水；其中所述换热片组包括固有换热片和新增换热片以提高换热效果；
[0027] 其中轴封加热器连接U形管，其中所述U形管包括两根竖管和连接两根竖管底部的横管，起两个竖管的顶部都设有开口以分别形成顶部进口和顶部出口，其中所述U形管内设有液位计以实时监测U形管内的水位；其中顶部进口连接轴封加热器的疏水口，且顶部出口连接外部设备；其中所述轴封加热器的疏水口通过疏水管路连接U形管的顶部进口，且所述疏水管路上设有常开的第一水阀；且所述U形管的顶部进口还通过外部疏水管路连接外部疏水装置，且所述外部疏水管路上设有常关的第三水阀；
[0028] 其中所述液位计、第一水阀、第三水阀联动，以在所述U形管内的水位低于预设下限值时开启所述第三水阀以通过外部疏水装置对U形管内进行补液，或在所述U形管内的水位高于预设上限值时关闭所述第一水阀。
[0029] 其中，所述换热机构为板式换热器，所述板式换热器包括呈水平设置的固有换热片和呈竖直方向设置的新增换热片，其中所述固有换热片和新增换热片都具有内腔，且固有换热片和新增换热片的内腔相互导通并与循环水管路导通。
[0030] 其中，所述工作液管路盘旋延伸并设置于固有换热片和新增换热片之间以使工作液管路内的工作液与固有换热片和新增换热片内的循环水管路内的循环水进行热交换。
[0031] 其中，所述地下水管路通过水泵连接地下水水井以将地下水输送到循环水管路。
[0032] 其中，所述轴封加热器的疏水口还通过附加疏水管路连接外部设备，且所述附加疏水管路上设有常关的第二水阀；其中所述第一水阀、第二水阀联动，以在所所述U形管内的水位高于预设上限值关闭所述第一水阀时，开启第二水阀以将轴封加热器的疏水口的水导入外部设备。
[0033] 其中，所述外部疏水装置为凝结水泵出口母管。
[0034] 其中，所述外部设备为热力井。
[0035] 上述方案提出了一种电厂机组真空结构中的水环真空泵，相比较现有的水环真空泵增加了额外增加换热片，并增加了地下水作为循环水。由于地下水温度始终在20℃左右，因此使用地下水作为循环水可以使得真空泵工作液的温度降低在26℃左右，机组真空提高约1KPa。
[0036] 如图2所示的为现有的轴封加热器11，其连接U形管12。轴封加热器是一种用于回收轴封漏汽并利用其热量来加热凝结水的装置,用高压轴封的漏汽作为加热汽源以回收轴封漏汽的热量和工质，能够减少能源损失并提高机组热效率。在工作时，该轴封加热器应该一直处于真空状态。如图1所示的，该轴封加热器11连接U形管12；该U形管12包括两根竖管和连接两根竖管底部的横管，起两个竖管的顶部都设有开口以分别形成顶部进口和顶部出口，其中顶部进口连接轴封加热器11的疏水口，且顶部出口连接外部设备13。在工作时，轴封加热器11的回汽量会随着负荷的变化而变化；而且即使在负荷稳定的时候轴封加热11的回汽量往往也不是很稳定；这样就导致轴封加热器11 的水位变化非常大，从而导致U形管容易发生失水或者水封撕裂的现象。一旦 U形管发生失水或水封撕裂的情况就会加大了轴封加热器11疏水侧和凝汽器侧的压差，从而导致轴封加热器11回汽的阻力更小；这样就相当于增大了轴封加热器1的回汽量(类似开大了低压轴封回汽门)，使得轴封加热器11的供汽在低压缸轴端处不能有效的充满，形成断层，造成了密封不严和空气漏入。
[0037] 如图3所示的为本发明实施例的电厂机组真空结构的轴封加热器，该轴封加热器11连接U形管12，其中所述U形管12包括两根竖管和连接两根竖管底部的横管，起两个竖管的顶部都设有开口以分别形成顶部进口和顶部出口，其中所述U形管12内设有液位计以实时监测U形管12内的水位；其中顶部进口连接轴封加热器10的疏水口，且顶部出口连接外部设备13；其中所述轴封加热器10的疏水口通过疏水管路连接U形管12的顶部进口，且所述疏水管路上设有常开的第一水阀101；且所述U形管12的顶部进口还通过外部疏水管路连接外部疏水装置，且所述外部疏水管路上设有常关的第三水阀13；
[0038] 其中所述液位计、第一水阀101、第三水阀103联动，以在所述U形管12 内的水位低于预设下限值时开启所述第三水阀103以通过外部疏水装置对U 形管12内进行补液，或在所述U形管12内的水位高于预设上限值时关闭所述第一水阀101。如图3所示，所述轴封加热器10的疏水口还通过附加疏水管路连接外部设备13，且所述附加疏水管路上设有常关的第二水阀102；其中所述第一水阀101、第二水阀102联动，以在所所述U形管12内的水位高于预设上限值关闭所述第一水阀101时，开启第二水阀102以将轴封加热器10的疏水口的水导入外部设备13。所述外部疏水装置为凝结水泵出口母管14。该外部设备13为热力井。
[0039] 其中，所述换热机构为板式换热器，所述板式换热器包括呈水平设置的固有换热片和呈竖直方向设置的新增换热片，其中所述固有换热片和新增换热片都具有内腔，且固有换热片和新增换热片的内腔相互导通并与循环水管路导通。
[0040] 其中，所述工作液管路盘旋延伸并设置于固有换热片和新增换热片之间以使工作液管路内的工作液与固有换热片和新增换热片内的循环水管路内的循环水进行热交换。
[0041] 其中，所述地下水管路通过水泵连接地下水水井以将地下水输送到循环水管路。
[0042] 上述方案提出了一种电厂机组的轴封加热器，能够通过第一水阀、第三水阀联动以确保U形管内的水位；当水位低于预设下限值时开启所述第三水阀以通过外部疏水装置对U形管内进行补液，或在所述U形管内的水位高于预设上限值时关闭所述第一水阀。
[0043] 如图4所示的为电厂汽轮机组，在本发明的一个实施例中可以为超高压中间再热三缸二排汽冷凝式汽轮机。其中电厂汽轮机组的汽封形式为自密封，给水回热系统包括三个高压加热器、一个除氧器、四个低压加热器、一个轴封加热器，设有两台冷却面积为11400m2的凝汽器，配有两台混流式循环水泵，两台水环式真空泵，两套胶球清洗装置。其中，该轴封加热器可以为如图3所示的轴封加热器。如图1所示的，该机组轴封系统形式为自密封；在机组正常运行时低压轴封供汽汽源为高压缸前后封、中压缸前后封2档漏气，经过低压轴封进汽手动门调节后，对低压缸轴端进行密封。低压轴封回汽则通过低压轴封回汽门的调节，在轴封风机的抽吸下，回到轴抽加热器中。
[0044] 图5所取的真空数值均是在机组负荷、循环水温度、轴封供汽压力稳定的情况下。从图5可以看到，真空在很短的时间内连续出现波动，波动幅度最高达0.7KPa，且真空值较设计值(94.2KPa)偏低较多。通过对系统进行检查和原因梳理，运行人员在调整低压轴封进汽门后发现，将低压封进汽门开大至低压缸两端能看到冒汽现象时，真空有小幅的提高，但仍然出现上述波动情况。通过相关系统的检查和调整，技术人员发现在关闭低压轴封回汽门时，此种波动现象消失，且真空有很大的提高，如图6所示。
[0045] 为保持轴封回汽顺畅且真空稳定，多次调整后发现当低压缸轴封回汽门开度在两圈半时为最佳状态。分析认为，当低压轴封供汽回汽门开度较大时，回汽量增大，可能导致低压轴端密封处供汽断层，容易出现密封不严现象，从而导致真空的降低和波动。而当低压轴封进汽门开大至低压缸两端冒汽时，真空仍然存在波动的现象，则是因为低压轴封进汽处所在轴端密封位置靠近内侧，由于密封齿的阻力，供汽不能顺利到达低压轴端密封外侧负压部分，同时由于轴封回汽门开度过大，蒸汽在此处形成断层，导致外侧供汽充满程度不够，不能形成有效密封，运行人员在看到低压缸两端冒汽后不会再继续开大进汽门，因此导致了这种现象[1]。而根本原因则应该是在机组设计时，设计人员未能充分考虑到低压缸轴封处的阻力，且回汽管道设计流量过大。我们可以看到，低压轴封供汽影响真空的本质还是轴端密封不严，有空气漏入凝汽器中而导致的真空下降。
[0046] 同时，真空负压系统的严密性对真空的影响非常大，可以说决定了机组真空所能达到的最大值。真空负压系统的严密性在机组正常运行中，基本无调节手段，且难以发现。因此，在机组停机检修的过程中，做好真空负压系统查漏的工作，做好针对性的处理措施，是至关重要的[5]。该机组在投产初期，真空严密性情况很差，经过多次灌水查漏，消除了很多漏点，但真空严密性依然高达950Pa/min甚至不能进行真空严密性试验。
[0047] 针对此现象，通过运行人员和检修人员的共同努力，发现主要漏点存在于抽汽逆止门回水处。其中一个机组抽汽逆止门采用水控，水源来自凝结水，回水至凝汽器热井。运行人员在停机时发现，抽汽逆止门水室阀板普遍存在漏水现象，但正常运行中无此现象。经过分析认为，由于抽汽逆止门控制水水室所在位置在汽机房零米至五米层中间，而回水则在负三米凝汽器热井底部。在运行中，由于凝汽器热井内的高度负压和两端高度差，在控制水水室阀板存在漏点的情况下，会从此处漏进大量的空气，对凝汽器内真空造成极大影响。通过改造，将此路回水经负三米引至十米层凝汽器喉部处，增大回水阻力，降低两侧压差，真空严密性得到很大提高，在 498Pa/min，下降将近一半。虽然通过此次改造，使得机组真空严密性得到很大提高，但仍然低于合格水平且较优良目标相差较远[6]。通过对低压缸结合面进行全面涂胶，对负压系统所有阀门也进行涂胶处理，同时处理了其他漏点，在大修启动后的真空严密性试验中，系统真空严密性第一次达到150Pa/min的优良水平，机组真空水平也随之进一步提高。
[0048] 从上述的本发明实施例可以看出，通过对低压轴封回汽、U形管水封、真空系统严密性的改进，可以提高机组的真空性能。上述改进，对机组真空的影响本质上都是有空气漏入凝汽器中，机组真空的治理本质上也是不断地减少漏入凝汽器内不凝结气体的量。而当机组严密性处于一定水平而不容易继续提高时，这种情况下提高真空泵的出力就变的很有意义。而提高真空泵的出力抑或是提高大气喷射系统的效果，本质上也是增大从凝汽器内抽吸出不凝结气体的量。因此，真空治理的根本原则就是：减少漏入凝汽器内不凝结气体的量，增大从凝汽器中抽吸出不凝结气体的量。
[0049] 本发明实施例所涉及的参考文献如下，本发明实施例将这些参考文献全文引用于此：
[0050] [1]丁力.治理轴封漏空提高机组真空严密性[J].科技传播, 2010,3:67-68.[0051] [2]马岩新,程文来,孙永峰,等.水环真空泵工作液冷却器冷却水系统的改造[J].黑龙江电力,2012,34(4):309-311.
[0052] [3]程晋瑞,孙坚,周卫东,孙晓东.凝汽器蒸汽喷射真空系统在电厂改造中的应用[J].发电技术,2015,11:100-102.
[0053] [4]王国平,王军明,曹素建,吴建勋.汽轮机U型管水封改造[J].齐鲁石油化工,2015,43(4):307-308.
[0054] [5]王又武,张亮.影响凝汽器真空的因素分析及对策[J].华中电力, 2002,15(3):59-63.
[0055] [6]窦卫东.影响凝汽器真空的原因分析[J].电力学报, 2002,17(4):316-317.[0056] 对于所属技术领域的技术人员而言，随着技术的发展，本发明构思可以不同方式实现。本发明的实施方式并不仅限于以上描述的实施例，而且可在权利要求的范围内进行变化。
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