專利名稱：凝結(jié)水循環(huán)冷卻節(jié)能減排技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種凝結(jié)水循環(huán)冷卻節(jié)能減排技術(shù)，主要用于火電領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
水資源的缺乏、能源枯竭和環(huán)境污染嚴(yán)重是目前普遍存在的現(xiàn)象。21世紀(jì) 的水源、能源和環(huán)境問題更是世界普遍關(guān)注的問題。近年來、隨著現(xiàn)代科學(xué)技 術(shù)的快速發(fā)展、使迄今為止一直未能有效利用的低溫?zé)崮苋找媸艿饺藗兊闹匾暎?在尚未有效利用的低溫?zé)崮苤?，火力發(fā)電廠低溫?zé)崮芫褪瞧渲兄弧?br> 火力發(fā)電廠標(biāo)志型建筑循環(huán)水冷卻塔常年吞云吐霧，絕大部分熱量經(jīng)冷卻 塔白白排放到大氣中，這既造成了低溫?zé)崮艿睦速M和寶貴水資源的流失，還對 環(huán)境造成了熱污染，同時也增加了 S02、 C02、煙塵、灰渣排放對環(huán)境的污染，發(fā) 電效率較高的超超臨界機組也不到50%，而一般的中溫中壓和高溫高壓發(fā)電效 率分別只有24.5%和30.5%，熱能的損失率高于利用率，水的利用率也不超過 40%，由此可見火力發(fā)電廠節(jié)能減排的關(guān)鍵在于余熱的回收利用，潛在的經(jīng)濟、 社會和環(huán)保效益巨大。
本發(fā)明的凝結(jié)水循環(huán)冷卻節(jié)能減排技術(shù)，可以有效地提高機組熱效率、高 效地實現(xiàn)余熱回收利用，減少溫室氣體的排放，實現(xiàn)節(jié)能減排。

發(fā)明內(nèi)容
一種凝結(jié)水循環(huán)冷卻節(jié)能減排技術(shù)。即在汽輪機排氣管口內(nèi)高溫端，采用 凝結(jié)水噴淋霧化汽水直接混合熱交換凝結(jié)，熱交換凝結(jié)后的凝結(jié)水流入凝結(jié)水 集水井，由凝結(jié)水泵送入水源熱泵，經(jīng)水源熱泵制冷后回送到排氣管口內(nèi)高溫
端噴淋霧化形成冷卻循環(huán)，水源熱泵制冷的同時將余熱轉(zhuǎn)換給鍋爐給水或其他 不同水質(zhì)的用水形成余熱回收循環(huán)利用。
本發(fā)明取得的技術(shù)進(jìn)歩節(jié)能、節(jié)水、環(huán)保和降低運行成本提高效率等多 種功能，特別是在提高換熱效果、增加機組真空度提高出力、余熱回收利用， 節(jié)能減排等方面取得了新突破，經(jīng)濟、環(huán)保和社會效益顯著，具體體現(xiàn)在
1、增效節(jié)能
在汽輪機排氣管口內(nèi)高溫端，采用凝結(jié)水噴淋霧化，汽水直接混合熱交換 冷卻循環(huán)，大大提高了換熱效果，使真空度提高出力增加，可以機組出力提高 2%以上；在實現(xiàn)冷卻循環(huán)的同時，水源熱泵換熱給鍋爐給水，使鍋爐給水水溫 升高，減少了低壓加熱器和除氧器對汽輪機的抽汽，汽輪機的動力增加發(fā)電效 率提高，實現(xiàn)了余熱回收發(fā)電循環(huán)；余熱回收發(fā)電利用率達(dá)10%左右，發(fā)電煤耗 降低10%左右。采暖期余熱回收利用量更大，節(jié)能效果更加顯著。
2、 節(jié)水減污
采用水源熱泵閉環(huán)冷卻循環(huán)，降低了塔冷卻的蒸發(fā)損失，循環(huán)冷卻水減少 10%;采暖期余熱回收避免了塔冷卻的蒸發(fā)損失，節(jié)水效果更加顯著。
3、 減排環(huán)保
機組效率的提高，使發(fā)電煤耗大幅減少，大大度降低了燃煤造成的so2、 C02,
煙塵、灰渣排放對環(huán)境的污染；水耗的減少，降低了廢水排放對周圍水系統(tǒng)的 污染。
4、降低運行成本提高生產(chǎn)效率
凝結(jié)水循環(huán)冷卻節(jié)能減排技術(shù)，大大提高了換熱效果，冷卻水升溫幅度與 列管循環(huán)冷卻方式比較提高效率3倍以上，提高了機組的真空度，增加了出力。


圖l、為本發(fā)明空冷機組工藝流程圖
圖2、為本發(fā)明濕冷機組工藝流程圖
圖3、為本發(fā)明余熱回收利用于供暖系統(tǒng)工藝流程圖
圖4、為本發(fā)明低溫凝汽水霧化冷卻工藝流程圖
圖5、為本發(fā)明水源熱泵串聯(lián)應(yīng)用工藝流程圖
具體實施例方式
以附圖為實例對本發(fā)明進(jìn)一步描述
圖l、圖2、圖3、圖4、圖5為本發(fā)明實施例工藝流程圖 凝結(jié)水循環(huán)冷卻節(jié)能減排技術(shù)(如圖1、圖2、圖3、圖4所示)，在汽輪 機排氣管口內(nèi)高溫端，采用凝結(jié)水噴淋霧化汽水直接混合熱交換凝結(jié)，熱交換 凝結(jié)后的凝結(jié)水流入凝結(jié)水集水井，由凝結(jié)水泵送入水源熱泵，經(jīng)水源熱泵制 冷后回送到排氣管口內(nèi)高溫端噴淋霧化形成冷卻循環(huán)，同時水源熱泵將余熱轉(zhuǎn) 換給同水質(zhì)的鍋爐給水或不同水質(zhì)的供暖和其他用水形成余熱回收循環(huán)利用。 本發(fā)明中解決其技術(shù)問題所釆用的技術(shù)方案
1、 采用低溫、水源熱泵制冷后的凝結(jié)水或脫鹽補充水在汽輪機排氣管口高 溫端噴淋霧化(如圖l、圖2、圖3、圖4所示)，汽水直接混合熱交換凝結(jié)，使 機組換熱效率成倍提高，冷卻水升溫幅度與列管循環(huán)冷卻方式比較提高效率3 倍以上，使機組真空度提高出力增加，同時使鍋爐給水溫度升高，降低低壓加 熱器的對汽輪機的抽汽；另外采用與鍋爐給水系統(tǒng)同等水質(zhì)的凝結(jié)水或脫鹽補 充水在汽輪機排氣管口高溫端噴淋霧化冷卻，不會對鍋爐給水系統(tǒng)造成腐蝕結(jié) 垢等不良影響。
2、 脫鹽水補充水進(jìn)入冷卻水集水箱與制冷后的凝結(jié)水經(jīng)水泵一起送入汽輪 機排氣管U內(nèi)高溫端噴淋霧化補入(如圖1、圖2、圖3、圖4所示)，脫鹽水
補充水由于水溫低，先送入汽輪機排氣管口內(nèi)高溫端噴淋霧化補入，可進(jìn)一步 使機組的真空提高出力增加，同時使鍋爐補給水溫度升高，降低低壓加熱器的 對汽輪機的抽汽，也可采用分別補入方式。
3、 采用具有制冷和制熱雙向功效的水源熱泵，實現(xiàn)交叉的冷卻循環(huán)和余熱 回收循環(huán)，即利用制冷功能實現(xiàn)凝結(jié)水形成冷卻循環(huán)，利用制熱功能實現(xiàn)余熱
回收利用循環(huán)(如圖l、圖2、圖3、圖4所示)。
凝結(jié)水冷卻循環(huán)。在汽輪機排氣管口內(nèi)高溫端，采用低溫、水源熱泵制冷 后的凝結(jié)水或脫鹽補充水在汽輪機排氣管口高溫端噴淋霧化，汽水直接混合熱 交換凝結(jié)，熱交換凝結(jié)后的凝結(jié)水流入凝結(jié)水集水井，用凝結(jié)水泵從凝結(jié)水集
水井取出部分凝結(jié)水，送入水源熱泵的制冷端，制冷到所需溫度時(15-35。C)送 入冷卻水水箱，與脫鹽補充水一起經(jīng)水泵送入汽輪機排氣管口內(nèi)高溫端噴淋霧 化，汽水直接混合熱交換凝結(jié)，熱交換凝結(jié)后的凝結(jié)水流入凝結(jié)水集水井，再 由凝結(jié)水泵送入水源熱泵換熱制冷形成凝結(jié)水冷卻循環(huán)。
余熱回收利用循環(huán)。即采用凝結(jié)水水泵從凝結(jié)水集水井取出部分凝結(jié)水， 送入水源熱泵的制熱端，制熱溫度得不到所需溫度時(9(TC)，經(jīng)低壓加熱器加 熱送到除氧器，當(dāng)凝結(jié)水制熱溫度得到所需溫度時(9(TC)，可直接送到除氧器 進(jìn)行再循環(huán)，也可通過低壓加熱器送到除氧器，實現(xiàn)余熱回收利用循環(huán)。
4、 采用水源熱泵對不同水質(zhì)的供暖系統(tǒng)制熱。由于鍋爐給水水量和溫度的 限制，熱能回收利用約占余熱排放總量的10%，為增加凝結(jié)水循環(huán)冷卻節(jié)能減排 量，可采用水源熱泵對不同水質(zhì)的供暖系統(tǒng)制熱(如圖3所示)，由凝結(jié)水水泵 從凝結(jié)水集水井取出部分凝結(jié)水，送入水源熱泵的制冷端，制冷到所需溫度時 (15-35'C)送入冷卻水水箱，與脫鹽補充水一起經(jīng)水泵送入汽輪機排氣管口內(nèi)高 溫端噴淋霧化，汽水直接混合熱交換凝結(jié)，熱交換凝結(jié)后的凝結(jié)水流入凝結(jié)水 集水井形成凝結(jié)水并聯(lián)循環(huán)冷卻，同時水源熱泵將熱能轉(zhuǎn)換給供暖系統(tǒng)，或者 給其他不同水質(zhì)的用水制熱，形成余熱循環(huán)。
5、應(yīng)用水源熱泵串聯(lián)的方式滿足制冷制熱水溫要求，并聯(lián)方式滿足循環(huán)冷 卻水水量和余熱回收利用水量的要求，根據(jù)不同溫度和水量的要求選擇串并聯(lián) 數(shù)量和不同型號的水源熱泵，使經(jīng)濟效益最大化。
水源熱泵單機制冷制熱幅度約7"C左右,為了滿足制冷到所需溫度時(15-35 。C)和制熱溫度得不到所需溫度時(9(TC)，水源熱泵通過串聯(lián)方式滿足制冷制熱 水溫要求(如圖5所示)，水源熱泵分高溫(95°C)、中高溫(8CTC)和大溫差 水源熱泵，根據(jù)不同溫度要求選擇不同串聯(lián)級數(shù)和不同型號的水源熱泵，使經(jīng) 濟效益最大化。
采用水源熱泵并聯(lián)方式滿足水量要求，單機容量不同，凝結(jié)水水量也各不 相同，小型機組通過采用多級串聯(lián)的方式既可滿足水溫水量要求，大型機組不 僅要釆用多級串聯(lián)方式滿足水溫需求，還需要多個多級串聯(lián)方式組合單元并聯(lián)， 滿足循環(huán)冷卻水水量的要求。
6、采用高低溫凝結(jié)水集水井分隔集存低溫凝結(jié)水由凝結(jié)水泵送入汽輪機排 氣管口內(nèi)高溫端噴淋霧化熱交換凝結(jié)，實現(xiàn)串聯(lián)凝結(jié)增效節(jié)能(如圖4所示)。
采用高低溫凝結(jié)水集水井分隔集存，即在列管凝汽器(或空冷凝汽器)設(shè) 低溫凝結(jié)水集水井，在汽輪機排氣管口高溫端，增設(shè)具有獨立高溫凝結(jié)水集水 井噴淋霧化裝置，通過凝結(jié)水泵將低溫凝結(jié)水集水井的凝結(jié)水送到具有獨立高 溫凝結(jié)水集水井的噴淋霧化裝置，由低溫端噴淋霧化至高溫端換熱，再與高溫 汽流下落換熱，使凝結(jié)水充分吸熱換熱升溫后流入高溫凝結(jié)水集水井，由凝結(jié) 水泵送入水源熱泵進(jìn)行再循環(huán)，或直接送給低壓加熱器進(jìn)行循環(huán)；通過低溫凝 結(jié)水的噴淋霧化汽水直接混合熱交換再凝結(jié)，快速提高機組的真空度和鍋爐給水溫度，實現(xiàn)余熱回收利用增效節(jié)能。
空冷機組很容易實現(xiàn)，在輸汽管口處高溫端，增加噴淋霧化裝置和高溫凝 結(jié)水集水井，既可實現(xiàn)凝結(jié)水循環(huán)冷卻和鍋爐給水升溫；列管濕冷機組需要凝 汽器前增設(shè)具有獨立高溫凝結(jié)水集水井噴淋霧化裝置，獨立高溫凝結(jié)水集水井 噴淋霧化裝置可與凝汽器做成一體，也可分體組合。
權(quán)利要求
1、一種凝結(jié)水循環(huán)冷卻節(jié)能減排技術(shù)，即在汽輪機排氣管口內(nèi)高溫端，采用凝結(jié)水噴淋霧化汽水直接混合熱交換凝結(jié)，熱交換凝結(jié)后的凝結(jié)水經(jīng)水源熱泵制冷后回送到排氣管口內(nèi)高溫端噴淋霧化形成冷卻循環(huán)，同時水源熱泵將余熱轉(zhuǎn)換給鍋爐給水形成余熱回收循環(huán)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的凝結(jié)水循環(huán)冷卻節(jié)能減排技術(shù)，其特征在于采用低溫凝結(jié)水、水源熱泵制冷后的凝結(jié)水或脫鹽補充水在汽輪機排氣管u高溫處噴淋霧化熱交換凝結(jié)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的凝結(jié)水循環(huán)冷卻節(jié)能減排技術(shù)，其特征在于脫鹽水補充水進(jìn)入冷卻水集水箱與制冷后的凝結(jié)水經(jīng)水泵一起送入汽輪機排氣管 口內(nèi)高溫端噴淋霧化補入。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的凝結(jié)水循環(huán)冷卻節(jié)能減排技術(shù)，其特征在于采 用具有制冷和制熱雙向功效的水源熱泵，利用制冷功能實現(xiàn)凝結(jié)水形成冷卻循環(huán)，利用制熱功能實現(xiàn)余熱回收利用循環(huán)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的凝結(jié)水循環(huán)冷卻節(jié)能減排技術(shù)，其特征在于采 用水源熱泵對不同水質(zhì)的供暖系統(tǒng)和其他用水制熱。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的凝結(jié)水循環(huán)冷卻節(jié)能減排技術(shù)，其特征在于應(yīng) 用水源熱泵串聯(lián)的方式滿足制冷制熱水溫要求，應(yīng)用并聯(lián)方式滿足循環(huán)冷卻水 水量和余熱回收利用水量的要求。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的凝結(jié)水循環(huán)冷卻節(jié)能減排技術(shù)，其特征在于采 用高低溫凝結(jié)水集水井分隔集存，低溫凝結(jié)水由凝結(jié)水泵送入汽輪機排氣管口 內(nèi)高溫端噴淋霧化熱交換凝結(jié)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的凝結(jié)水循環(huán)冷卻節(jié)能減排技術(shù)，其特征在于經(jīng) 水源熱泵制熱后鍋爐給水經(jīng)低壓加熱器加熱送到除氧器或直接送到除氧器進(jìn)行再循環(huán)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的凝結(jié)水循環(huán)冷卻節(jié)能減排技術(shù)，其特征在于凝 結(jié)水流入凝結(jié)水集水井由凝結(jié)水泵送入水源熱泵或直接送到低壓加熱器。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的凝結(jié)水循環(huán)冷卻節(jié)能減排技術(shù)，其特征在于 噴淋霧化由低溫端噴淋霧化至高溫端換熱，再與高溫汽流下落換熱，使凝結(jié)水 充分吸熱換熱升溫。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種凝結(jié)水循環(huán)冷卻節(jié)能減排技術(shù)，即在汽輪機排氣管口內(nèi)高溫端，采用凝結(jié)水噴淋霧化汽水直接混合熱交換凝結(jié)，熱交換凝結(jié)后的凝結(jié)水流入凝結(jié)水集水井，由凝結(jié)水泵送入水源熱泵，經(jīng)水源熱泵制冷后回送到排氣管口內(nèi)高溫端噴淋霧化形成冷卻循環(huán)，水源熱泵制冷的同時將余熱轉(zhuǎn)換給鍋爐給水或其他不同水質(zhì)的用水形成余熱循環(huán)。具有節(jié)能、節(jié)水、環(huán)保、降低運行成本提高效率等多種功能，特別是實現(xiàn)了冷卻循環(huán)和余熱循環(huán)，在提高換熱效果、增加機組真空度提高出力、余熱回收利用和節(jié)能減排等方面取得了新突破，經(jīng)濟、環(huán)保和社會效益顯著。
文檔編號F22D1/50GK101358547SQ20081007935
公開日2009年2月4日 申請日期2008年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月8日
發(fā)明者張文峰, 張貴祥, 索敬云 申請人:張貴祥