带有压力控制的电厂凝汽器蒸汽喷射抽真空系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种带有压力控制的电厂凝汽器蒸汽喷射抽真空系统，包括：汽轮机(1)、凝汽器(2)、凝汽器热井(3)、动力蒸汽稳压器(6)、蒸汽喷射器(11)、蒸汽冷凝器(12)、水环真空泵(14)、蒸汽冷凝器的冷凝液排液阀(8)、冷凝液疏水管线水封(17)、冷凝液管线的液位开关(18)、水环真空泵入口的压力调节阀(13)和设置于上述各个部件之间的多个控制阀和管线；由于系统采用动力蒸汽的压力控制、冷凝液回流到凝汽器热井的液位控制和水环真空泵的入口压力控制，该抽真空系统可维持凝汽器的最高真空，提高凝汽器的出力，使得凝汽器真空提高，降低了汽轮机的热耗率，降低了机组发电煤耗。系统安全、免维护，保证系统100％的出力并长期稳定运行。末级排气装置水环真空泵设置压力回流调节系统，确保水环真空泵不会发生气蚀现象。
【专利说明】带有压力控制的电厂凝汽器蒸汽喷射抽真空系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种发电厂内的抽真空系统，尤其是涉及一种带有压力控制的电厂凝汽器蒸汽喷射抽真空系统。
【背景技术】
[0002]凝汽器是发电厂最重要的设备之一，凝汽器背压对汽轮机发电机组运行的经济生有重要影响，凝汽式汽轮发电机组凝汽器真空的好坏，直接影响发电厂汽轮机的经济运行。影响凝汽器真空的因素很多，包括与凝汽器真空相关的系统设计布置，该设计布置影响凝汽器真空的好坏。多个凝汽器具有降低汽轮机组热耗率、减少冷却面积和冷却水量，改善凝汽器布置等优点，各凝汽器的背压值是在给定的汽轮机组热力特性、循环水温、循环水量、换热系统等条件下，通过技术经济比较确定的。在实际运行时，凝汽器的最佳背压值也是随着机组负荷、循环水温和水量、凝汽器清洁程度等因素而随时改变，而最佳背压值要通过对汽轮机和凝汽器的相关热力参数进行计算才能得出。
[0003]目前，300MW以上凝汽式汽轮发电机组的发电厂，其凝汽器抽真空系统，一般都采用2台或多台水环真空泵抽真空系统。采用水环真空泵作为抽吸设备存在下面的缺点:
[0004]一、水环真空泵以水作为工作液，工作液的温度受冷却水(循环水或开始水)的控制，冷却水温度受到气候条件影响，温度变化较大，特别是夏天，循环水温度可能达到三十多度，再加上一定的传热温差，工作液温度有可能达到四十多度，在真空下工作液大量汽化造成真空泵气蚀并产生高噪音，抽气能力下降，无法维持凝汽器最低真空，严重影响了机组的经济生和安全运行。
[0005]二、水环真空泵耗电量高，正常需要运行一台或两台水环真空泵。
[0006]三、水环真空泵为动设备，设备维护量较大。
[0007]因此，需要提出一种更安全可靠的凝汽器抽真空系统技术，以解决上述问题。
【发明内容】
[0008]本发明提供了一种带有压力控制的电厂凝汽器蒸汽喷射抽真空系统，其通过液位控制、动力蒸汽的压力控制，水环真空泵的入口压力控制，可以解决上述问题。
[0009]本发明公开了一种带有压力控制的电厂凝汽器蒸汽喷射抽真空系统，所述抽真空系统包括:
[0010]汽轮机、凝汽器、凝汽器热井、动力蒸汽稳压器、蒸汽喷射器、蒸汽冷凝器、水环真空泵、蒸汽冷凝器的冷凝液排液阀、冷凝液疏水管线水封、冷凝液管线的液位开关、水环真空泵入口的压力调节阀和设置于上述各个部件之间的多个控制阀和管线；
[0011]其特征在于:
[0012]汽轮机的出口与凝汽器的入口相连；蒸汽喷射器的第一入口连接动力蒸汽稳压器，蒸汽喷射器的第二入口连接凝汽器的出口 ；蒸汽喷射器的第一出口连接蒸汽冷凝器；蒸汽冷凝器的第一入口连接冷却水入口，蒸汽冷凝器的第一出口连接冷却水出口，蒸汽冷凝器的第二出口连接水环真空泵，蒸汽冷凝器的第三出口连接凝汽器热井；水环真空泵的第一入口连接蒸汽冷凝器第二出口，水环真空泵的第一出口排大气；在蒸汽入口和蒸汽喷射器的第一入口之间的管线上，依次设置有动力蒸汽入口隔离阀、动力蒸汽压力调节阀和动力蒸汽稳压器；在水环真空泵的第一出口和水环真空泵的第一入口之间的管线上，设置有水环真空泵入口的压力调节阀；在蒸汽冷凝器的第三出口和凝汽器热井之间的管线上，依次设置有冷凝液疏水管线水封和蒸汽冷凝器的冷凝液排液阀；在蒸汽冷凝器的冷凝器集水槽处设置有冷凝液管线的液位开关；所述液位开关配合蒸汽冷凝器的冷凝液排液阀的自动开闭。所述动力蒸汽压力调节阀配合动力蒸汽的压力变送器自动调节开闭；所述水环真空泵入口的压力调节阀配合压力变送器自动调节开闭。
[0013]根据本发明所述的抽真空系统，其特征在于:还包括动力蒸汽调节阀、动力蒸汽的压力变送器；其中动力蒸汽稳压器、动力蒸汽压力调节阀和动力蒸汽的压力变送器共同组成蒸汽稳压源系统；动力蒸汽的压力变送器监测动力蒸汽稳压器里面的压力变化，当内部压力高于设计压力时，动力蒸汽的压力变送器发送信号到电厂集散控制系统(distributedcontrol systems,以下简称DCS系统),DCS系统输出信号打开调节动力蒸汽压力调节阀；通过调节动力蒸汽压力调节阀的开度来控制进入蒸汽稳压器的动力蒸汽流量。
[0014]根据本发明所述的抽真空系统，其特征在于:所述抽真空系统还包括水环真空泵入口的压力变送器和水环真空泵入口的压力调节阀，真空泵入口的压力变送器监测水环真空泵入口的压力，当压力低于设定值时发送信号到DCS系统，DCS系统输出信号打开真空泵入口的压力调节阀，通过真空泵入口的压力调节阀的开度来控制进入水环真空泵的回流气体流量。
[0015]根据本发明所述的抽真空系统，其特征在于:在凝汽器的出口和蒸汽喷射器的第二入口之间的管线上设置有蒸汽喷射器的吸气口阀门；在凝汽器的出口和水环真空泵的第一入口之间的管线上设置有凝汽器抽气管线的隔离阀。
[0016]根据本发明所述的抽真空系统，其特征在于:所述抽真空系统还包括设置在动力蒸汽稳压源之前的动力蒸汽入口隔离阀。
[0017]当上述系统中的蒸汽喷射器运行时，其优点在于:可维持凝汽器的最低背压，提高凝汽器的出力。系统抽真空的能力提高，凝汽器真空提高，降低了汽轮机的热耗率，降低了机组的发电煤耗。系统安全可靠、免维护。整个系统无转动部件，无机械磨损，保证系统100%的出力并长期稳定运行。采用蒸汽喷射抽真空系统，不需要耗电，降低了用电成本。
[0018]就本发明的抽真空系统而言，其有益效果在于:
[0019]1.凝汽器蒸汽喷射抽真空系统，采用蒸汽喷射的原理抽吸凝汽器里的不可凝结气体，保证凝汽器的最低背压。
[0020]2.末级排气液环真空泵设置压力回流调节系统，确保液环真空泵不会发生气蚀现象。
[0021]3.动力蒸汽稳压器，稳压器系统由压力变送器、压力调节阀，稳压器组成。实现稳定喷射器入口压力，为蒸汽喷射器提供稳定的动力，保证蒸汽喷射器的设计处理并稳定运行。
[0022]另外，压力缓冲器底部设有自动疏水阀，避免动力蒸汽中夹杂的液态水进入蒸汽喷射器而损坏动力喷嘴。[0023]因此，本发明提出的技术方案解决了现有技术中存在的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]下面将参考附图对根据本发明的构思的【具体实施方式】做进一步地详细解释，其中:
[0025]图1显示根据本发明带有压力控制的电厂凝汽器蒸汽喷射抽真空系统的设计方案。
[0026]图中的附图标记注释如下:
[0027]1、汽轮机
[0028]2、凝汽器
[0029]3、凝汽器热井
[0030]4、动力蒸汽的入口隔离阀
[0031]5、蒸汽喷射器的吸气口阀门
[0032]6、动力蒸汽稳压器
[0033]7、凝汽器抽气管线的隔离阀
[0034]8、蒸汽冷凝器的冷凝液排液阀
[0035]9、蒸汽冷凝器的排气隔离阀
[0036]10、真空泵入口的压力变送器
[0037]11、蒸汽喷射器
[0038]111、蒸汽喷射器的第一入口
[0039]112、蒸汽喷射器的第二入口
[0040]113、蒸汽喷射器的第一出口
[0041]12、蒸汽冷凝器
[0042]121、蒸汽冷凝器的第一入口
[0043]122、蒸汽冷凝器的第一出口
[0044]123、蒸汽冷凝器的第二出口
[0045]124、蒸汽冷凝器的第三出口
[0046]13、真空泵入口的压力调节阀
[0047]14、水环真空泵
[0048]141、第一水环真空泵的第一入口
[0049]142、第一水环真空泵的第一出口
[0050]15、蒸汽调节阀
[0051]16、动力蒸汽的压力变送器
[0052]17、冷凝液疏水管线水封
[0053]18、冷凝液管线的液位开关
[0054]19、稳压罐的自动疏水阀
【具体实施方式】
[0055]下面将结合本申请的附图，在参考本发明构思的情况下，对【具体实施方式】进行解释。
[0056]参考图1，在本发明的带有压力控制的电厂凝汽器蒸汽喷射抽真空系统中，包括:
[0057]汽轮机1、凝汽器2、凝汽器热井3、动力蒸汽稳压器6、蒸汽喷射器11、蒸汽冷凝器12、水环真空泵14、蒸汽冷凝器的冷凝液排液阀8、冷凝液疏水管线水封17、冷凝液管线的液位开关18、水环真空泵入口的压力调节阀和设置于上述各个部件之间的多个控制阀和管线；
[0058]汽轮机I的出口与凝汽器2的入口相连；蒸汽喷射器的第一入口 111连接动力蒸汽稳压罐6，蒸汽喷射器的第一出口 113连接蒸汽冷凝器12 ；
[0059]凝汽器2的出口与蒸汽喷射器的第二入口 112相连； [0060]蒸汽冷凝器的第一入口 121连接冷却水入口，蒸汽冷凝器的第一出口 122连接冷却水出口，蒸汽冷凝器的第二出口 123连接水环真空泵14，蒸汽冷凝器的第三出口 124连接凝汽器热井3 ；
[0061]水环真空泵的第一入口 141连接蒸汽冷凝器第二出口 123，水环真空泵的第一出口 143排大气；
[0062]在蒸汽入口和蒸汽喷射器的第一入口 111之间的管线上，依次设置有动力蒸汽入口隔离阀4、动力蒸汽压力调节阀15和动力蒸汽稳压器6 ;
[0063]在水环真空泵的第一出口 143和水环真空泵的第一入口 141之间的管线142上，设置有水环真空泵入口的压力调节阀13 ；
[0064]在蒸汽冷凝器的第三出口 124和凝汽器热井3之间的管线上，依次设置有冷凝液疏水管线水封17和蒸汽冷凝器的冷凝液排液阀8 ；
[0065]在蒸汽冷凝器12的冷凝器集水槽处设置有冷凝液管线的液位开关18 ；
[0066]所述液位开关18配合蒸汽冷凝器的冷凝液排液阀8的自动开闭。
[0067]所述动力蒸汽压力调节阀15配合动力蒸汽的压力变送器16自动调节开闭；
[0068]所述水环真空泵入口的压力调节阀13配合压力变送器10自动调节开闭。
[0069]还包括动力蒸汽调节阀15、动力蒸汽的压力变送器16 ;其中动力蒸汽稳压器6、动力蒸汽调节阀15和动力蒸汽的压力变送器16共同组成蒸汽稳压源系统；动力蒸汽的压力变送器16监测动力蒸汽稳压器6里面的压力变化，当内部压力高于设计压力时，动力蒸汽的压力变送器16发送信号到DCS系统，DCS系统输出信号打开调节动力蒸汽调节阀15 ;通过调节动力蒸汽压力调节阀15的开度来控制进入蒸汽稳压罐6的动力蒸汽流量。
[0070]所述抽真空系统还包括水环真空泵入口的压力变送器10和水环真空泵入口的压力调节阀13，真空泵入口的压力变送器10监测水环真空泵入口的压力，当压力低于设定值时发送信号到DCS系统，DCS系统输出信号打开真空泵入口的压力调节阀13，通过真空泵入口的压力调节阀13的开度来控制进入水环真空泵14的回流气体流量。
[0071]在凝汽器2的出口和蒸汽喷射器11的第二入口 112之间的管线上设置有蒸汽喷射器的吸气口阀门5 ;在凝汽器2的出口和水环真空泵的第一入口 141之间的管线上设置有凝汽器抽气管线的隔离阀7。
[0072]所述抽真空系统还包括设置在动力蒸汽稳压器6之前的动力蒸汽入口隔离阀4。
[0073]本发明的凝汽器抽真空系统的运行情况如下:
[0074](I)汽轮机I将做功后废蒸汽排到凝汽器2，凝汽器将废蒸汽冷凝，冷凝液收集到热井。剩余的不可凝结气体需要由设置的蒸汽喷射抽真空系统排出。
[0075](2)水环真空泵运行:凝汽器2系统投运前需将里面的大量空气排出建立真空环境，此时需要运行水环真空泵14。打开凝汽器的来气管线隔离阀7、其他阀门关闭。经过液环真空泵的预抽真空后，汽轮机和凝汽器投入运行。
[0076](3)蒸汽喷射器运行:按顺序打开蒸汽冷凝器排气隔离阀9，蒸汽喷射器吸气口阀门5，蒸汽喷射器动力蒸汽入口阀4，蒸汽冷凝器的冷凝液排液阀8 ；，关闭凝汽器的来气管线隔离阀7。投运蒸汽喷射器11。
[0077]动力蒸汽通过稳压器6经由蒸汽喷射器第一入口 111进入蒸汽喷射器11，通过蒸汽喷射器的内部喷嘴形成超音速气流建立内部真空环境抽吸进入蒸汽喷射器第二入口 112的气体。蒸汽喷射器第二入口 112连接凝汽器，使得凝汽器的不可凝结气体不断抽出以维持凝汽器的真空。蒸汽喷射器通过第一出口 113将混合气体排到蒸汽冷凝器12。在稳压器6的底部设置了稳压器的自动疏水阀19，将动力蒸汽中夹杂的液态水不断排出，液态水进入蒸汽喷射器11而损坏内部动力喷嘴。
[0078]蒸汽冷凝器12运行:冷却水通过第一入口 121蒸汽冷凝器将来自蒸汽喷射器排出的混合气体冷却，冷凝水通过第三出口 124回流到热井4，循环利用。剩余的少量不可冷凝的气体通过第二出口 123经过水环真空泵排出，冷却水通过一出口 122排到冷却水系统。
[0079]水环真空泵运行:水环真空泵14通过第一入口 141抽吸来自蒸汽冷凝器12的不可凝气体，通过水环真空泵的压缩将气体通过第一出口 143排到大气。设置在水环真空泵入口处的压力变送器10检测真空泵入口压力变化，通过控制回流管线142上的真空泵入口的压力调节阀13向水环真空泵入口补充回流气体，维持水环真空泵吸气压力，避免吸气压力过低引起水环真空泵的损坏。
[0080]本发明的抽真空系统的控制点在于:
[0081]I)动力蒸汽的压力控制
[0082]蒸汽喷射器系统需要提供稳定压力的蒸汽。动力蒸汽稳压器6、蒸汽压力调节阀15、动力蒸汽的压力变送器16共同组成蒸汽稳压源系统。动力蒸汽的压力变送器16监测动力蒸汽稳压器6里面的压力变化，当内部压力高于设计压力时，动力蒸汽的压力变送器16发送信号到DCS系统，DCS系统输出信号打开调节蒸汽压力调节阀15 ;通过调节蒸汽压力调节阀15的开度来控制进入蒸汽稳压器6的动力蒸汽流量，以此来稳定进入蒸汽喷射器的动力蒸汽的压力。
[0083]2)冷凝液回流到凝汽器热井的液位控制
[0084]蒸汽冷凝器里面的冷凝液需要回流到凝汽器热井回收利用。回流管线中应避免气体进入凝汽器热井破坏凝汽器里面的真空，因此需要设置冷凝液回流控制系统。
[0085]本系统设置了冷凝液疏水管线水封17，利用一定高度的水封来避免气体进入凝汽器热井。另外，本系统在冷凝器集水槽处设置液位开关配合蒸汽冷凝器的冷凝液排液阀的自动开闭。当冷凝器回流管线中的液位升高至冷凝液管线的液位开关18设定点处时，液位开关发送信号给DCS系统，DCS系统输出信号打开蒸汽冷凝器的冷凝液排液阀8 ;当冷凝器回流管线中的液位回落至冷凝液管线的液位开关18设置点处时，液位开关发送信号给DCS系统，DCS系统输出信号关闭蒸汽冷凝器的冷凝液排液阀8。以此确保冷凝液回流管线里面有足够高度的水封。[0086]3)水环真空泵的入口压力控制
[0087]经过蒸汽喷射器11和蒸汽冷凝器12的不可凝结气体由最后一级的水环真空泵14排到大气。由于需要水环真空泵的出力大大降低，为避免水环真空泵的入口压力过低而引起汽蚀现象，需要向水环真空泵入口提供回流气体来提供水环真空泵的入口压力。
[0088]本系统设置了真空泵入口的压力变送器10和真空泵入口的压力调节阀13。真空泵入口的压力变送器10监测水环真空泵入口的压力，当压力低于设定值时发送信号到DCS系统，DCS系统输出信号打开真空泵入口的压力调节阀13，通过真空泵入口的压力调节阀13的开度来控制进入水环真空泵14的回流气体流量，以此来稳定水环真空泵入口的压力。
[0089]当上述蒸汽喷射器运行时，即步骤(3)，其优点在于:
[0090]1.可维持凝汽器的最高真空，提高凝汽器的出力。
[0091]2.抽真空的能力提高，凝汽器真空提高，降低了发电煤耗。
[0092]3.安全、免维护。整个系统无转动部件，无机械磨损，保证系统100%的出力并长期稳定运行。
[0093]4.采用蒸汽喷射器抽真空系统，降低了用电成本。
[0094]就本发明的抽真空系统而言，其有益效果在于:
[0095]1.凝汽器蒸汽喷射抽真空系统，采用蒸汽喷射的原理抽吸凝汽器里的不可凝结气体，保证凝汽器的最低背压。
[0096]2.末级排气液环真空泵设置压力回流调节系统，确保液环真空泵不会发生气蚀现象。
[0097]3.动力蒸汽稳压器，稳压器系统由压力变送器、压力调节阀，稳压器组成。实现稳定喷射器入口压力，为蒸汽喷射器提高稳定的动力，保证蒸汽喷射器稳定出力。
[0098]另外，压力稳压器底部设有自动疏水阀，避免动力蒸汽中夹杂的液态水进入蒸汽喷射器而损坏动力喷嘴。
[0099]因此，本发明提出的技术方案解决了现有技术中存在的问题。
[0100]显而易见的是，本领域技术人员可以对公开的抽真空系统作出不同的修改和变化。在考虑本文中公开的抽真空系统的说明书和惯例的情况下，本领域技术人员可以显而易见地得到其他实施例，这样的修改、变化和得到的其他实施例仍然应当认为包括在本发明的保护范围内。应当理解到的是，说明书和实施例仅仅被认为是示例性的，其真实的保护范围由权利要求限定。
【权利要求】
1.带有压力控制的电厂凝汽器蒸汽喷射抽真空系统，所述抽真空系统包括: 汽轮机(I)、凝汽器(2)、凝汽器热井(3)、动力蒸汽稳压器(6)、蒸汽喷射器(11)、蒸汽冷凝器(12)、水环真空泵(14)、蒸汽冷凝器的冷凝液排液阀(8)、冷凝液疏水管线水封(17)、冷凝液管 线的液位开关(18)、水环真空泵入口的压力调节阀(13)和设置于上述各个部件之间的多个控制阀和管线； 其特征在于: 汽轮机(I)的出口与凝汽器(2)的入口相连；蒸汽喷射器的第一入口(111)连接动力蒸汽稳压器(6)，蒸汽喷射器的第一出口(113)连接蒸汽冷凝器(12)； 凝汽器(2)的出口与蒸汽喷射器的第二入口(112)相连；蒸汽冷凝器的第一入口(121)连接冷却水入口，蒸汽冷凝器的第一出口(122)连接冷却水出口，蒸汽冷凝器的第二出口(123)连接水环真空泵(14)，蒸汽冷凝器的第三出口(124)连接凝汽器热井(3)； 水环真空泵的第一入口(141)连接蒸汽冷凝器第二出口(123)，水环真空泵的第一出口 (143)排大气； 在蒸汽入口和蒸汽喷射器的第一入口(111)之间的管线上，依次设置有动力蒸汽入口隔离阀(4)、动力蒸汽压力调节阀(15)和动力蒸汽稳压器(6)； 在水环真空泵的第一出口(143)和水环真空泵的第一入口(141)之间的管线(142)上，设置有水环真空泵入口的压力调节阀(13)； 在蒸汽冷凝器的第三出口(124)和凝汽器热井(3)之间的管线上，依次设置有冷凝液疏水管线水封(17)和蒸汽冷凝器的冷凝液排液阀(8)； 在蒸汽冷凝器(12)的冷凝器集水槽处设置有冷凝液管线的液位开关(18)； 所述液位开关(18)配合蒸汽冷凝器的冷凝液排液阀(8)的自动开闭； 所述动力蒸汽压力调节阀(15)配合动力蒸汽的压力变送器(16)自动调节开闭； 所述水环真空泵入口的压力调节阀(13)配合压力变送器(10)自动调节开闭。
2.根据权利要求1所述的抽真空系统，其特征在于: 还包括动力蒸汽调节阀(15)、动力蒸汽的压力变送器(16);其中动力蒸汽稳压器(6)、动力蒸汽压力调节阀(15)和动力蒸汽的压力变送器(16)共同组成蒸汽稳压源系统； 动力蒸汽的压力变送器(16)监测动力蒸汽稳压器(6)里面的压力变化，当内部压力高于设计压力时，动力蒸汽的压力变送器(16)发送信号到DCS系统，DCS系统输出信号打开调节动力蒸汽压力调节阀(15);通过调节动力蒸汽压力调节阀(15)的开度来控制进入蒸汽稳压器(6)的动力蒸汽流量。
3.根据权利要求2所述的抽真空系统，其特征在于: 所述抽真空系统还包括水环真空泵入口的压力变送器(10)和水环真空泵入口的压力调节阀(13)，真空泵入口的压力变送器(10)监测水环真空泵入口的压力，当压力低于设定值时发送信号到DCS系统，DCS系统输出信号打开真空泵入口的压力调节阀(13)，通过真空泵入口的压力调节阀(13)的开度来控制进入水环真空泵(14)的回流气体流量。
4.根据权利要求3所述的抽真空系统，其特征在于: 在凝汽器(2)的出口和蒸汽喷射器(11)的第二入口(112)之间的管线上设置有蒸汽喷射器的吸气口阀门(5)； 在凝汽器(2)的出口和水环真空泵的第一入口(141)之间的管线上设置有凝汽器抽气管线的隔离阀(7)。
5.根据权利要求4所述的抽真空系统，其特征在于: 所述 抽真空系统还包括设置在动力蒸汽稳压器(6)之前的动力蒸汽入口隔离阀(4)。
【文档编号】F28B9/10GK103940256SQ201410144155
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年4月11日 优先权日:2014年4月11日
【发明者】张曙光 申请人:张曙光, 普瑞森能源科技(北京)有限公司