一种可动态调节水封高度的多级水封装置及其运行方法与流程

1.本发明涉及一种可动态调节水封高度的多级水封装置及其运行方法，用于垃圾焚烧发电机组中。


背景技术：

2.近年来，随着城市化进程的不断推进，响应国家绿色能源综合利用政策的号召，截至2021年全国已有约550座生活垃圾焚烧发电项目投运。为了回收工质，同时保证轴封加热器的密封性，轴封加热器的疏水一般通过多级水封排至凝汽器，多级水封结构如专利号为202021697990.6的中国专利所示。
3.生活垃圾焚烧发电项目，在入炉垃圾量一定的情况下，受单位垃圾的热值影响很大。项目运行负荷，随单位垃圾热值的波动而波动。而汽机凝汽器的背压和轴封加热器的压力，随项目运行负荷的波动而波动。所以，随着单位垃圾热值的波动，轴封加热器至凝汽器的多级水封两端的压差不断的波动。在实际投运的垃圾焚烧发电项目中，垃圾热值波动较大的项目（比如城市生活垃圾项目，生活垃圾间歇掺烧工业垃圾项目）容易出现轴封多级水封疏水不畅的情况，严重的还会出现轴封加热器满水、轴封风机跳闸等影响安全运行的情况。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理的可动态调节水封高度的多级水封装置及其运行方法，可以有效的解决多级水封疏水不畅，轴封加热器满水及其引起的轴封风机跳闸的情况。
5.本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种可动态调节水封高度的多级水封装置，包括水封筒，水封筒为多个，串联在一起，构成多级水封；最初级水封筒上设置有水封注水口和轴封加热器疏水入口管，最末级水封筒上设置有多级水封出水口；其特征在于：还包括侧部水封筒、连接筒、一号阀门、二号阀门和三号阀门；除了最末级水封筒，每个水封筒均配设有一个一号阀门，每个水封筒通过各自配设的一号阀门与连接筒连接；侧部水封筒竖直设置，其顶部通过二号阀门与多级水封出水口连接；侧部水封筒底部通过三号阀门与连接筒连接；侧部水封筒的顶部设置有水封出水口。
6.本发明每个水封筒上均设置有水封排汽口和水封排水口。
7.本发明所述的连接筒上设置有连接筒排水口。
8.本发明所述的多级水封为五级。
9.一种可动态调节水封高度的多级水封装置的运行方法，其特征在于：（1）投入使用前，关闭所有的一号阀门、二号阀门和三号阀门，通过水封注水口向多级水封进行注水，注水完成后，水封筒的液面高度为h，如果疏水由上往下流入水封筒，再从水封筒底部由下往上流出的话，疏水在该水封筒中形成实际运行水封高度2h，如果疏水仅由上往下流入水封筒，再从水封筒底部流入连接筒的话，疏水在该水封筒中形成实际运
行水封高度h；（2）打开二号阀门，关闭所有的一号阀门和三号阀门，轴封加热器疏水通过轴封加热器疏水入口管由上往下流入最初级水封筒，再从最初级水封筒底部由下往上流入第二级水封筒；疏水依次流过所有水封筒，最后从水封出水口流出，此时疏水的实际运行水封高度为2h
×
所有水封筒数量；（3）打开第n级水封筒的一号阀门和三号阀门，关闭其余一号阀门和二号阀门，轴封加热器疏水通过轴封加热器疏水入口管由上往下流入最初级水封筒；当疏水从第n级水封筒的底部流入连接筒，再从连接筒由下往上流入侧部水封筒，最后从水封出水口流出，此时的实际运行水封高度为2h
×
（n-1）+h+侧部水封筒水封高度。
10.一种可动态调节水封高度的多级水封装置的运行方法，其特征在于：所述的多级水封为五级，步骤如下：（1）投入使用前，关闭所有的一号阀门、二号阀门和三号阀门，通过水封注水口向多级水封进行注水，注水完成后，水封筒的液面高度为h；（2）打开二号阀门，关闭所有的一号阀门和三号阀门，轴封加热器疏水通过轴封加热器疏水入口管由上往下流入最初级水封筒，再从最初级水封筒底部由下往上流入第二级水封筒，如此在最初级水封筒中形成实际运行水封高度2h；疏水依次流过五级水封筒，最后从水封出水口流出，此时疏水的实际运行水封高度为2h
×
5=10h；（3）打开第四级水封筒的一号阀门和三号阀门，关闭其余一号阀门和二号阀门，轴封加热器疏水通过轴封加热器疏水入口管由上往下流入最初级水封筒，再从最初级水封筒底部由下往上流入第二级水封筒，如此在最初级水封筒中形成实际运行水封高度2h；疏水依次流过前三级水封筒，当由上往下流入第四级水封筒后，从第四级水封筒的底部流入连接筒，如此在第四级水封筒中形成实际运行水封高度h；再从连接筒由下往上流入侧部水封筒，最后从水封出水口流出，此时疏水的实际运行水封高度为2h
×
3+h+侧部水封筒水封高度；（4）打开第三级水封筒的一号阀门和三号阀门，关闭其余一号阀门和二号阀门，轴封加热器疏水通过轴封加热器疏水入口管由上往下流入最初级水封筒，再从最初级水封筒底部由下往上流入第二级水封筒，如此在最初级水封筒中形成实际运行水封高度2h；疏水依次流过前二级水封筒，当由上往下流入第三级水封筒后，从第三级水封筒的底部流入连接筒，如此在第三级水封筒中形成实际运行水封高度h；再从连接筒由下往上流入侧部水封筒，最后从水封出水口流出，此时疏水的实际运行水封高度为2h
×
2+h+侧部水封筒水封高度；（5）打开第二级水封筒的一号阀门和三号阀门，关闭其余一号阀门和二号阀门，轴封加热器疏水通过轴封加热器疏水入口管由上往下流入最初级水封筒，再从最初级水封筒底部由下往上流入第二级水封筒，如此在最初级水封筒中形成实际运行水封高度2h；疏水由上往下流入第二级水封筒后，从第二级水封筒的底部流入连接筒，如此在第二级水封筒中形成实际运行水封高度h；再从连接筒由下往上流入侧部水封筒，最后从水封出水口流出，此时疏水的实际运行水封高度为2h+h+侧部水封筒水封高度。
11.（6）打开最初级水封筒的一号阀门和三号阀门，关闭其余一号阀门和二号阀门，轴封加热器疏水通过轴封加热器疏水入口管由上往下流入最初级水封筒，再从最初级水封筒
底部流入连接筒，如此在最初级水封筒中形成实际运行水封高度h；再从连接筒由下往上流入侧部水封筒，最后从水封出水口流出，此时疏水的实际运行水封高度为h+侧部水封筒水封高度。
12.一种可动态调节水封高度的多级水封装置的运行方法，其特征在于：所述的侧部水封筒水封高度设定为h。
13.本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：可以根据负荷运行需求，调节水封高度，如此可以有效的解决多级水封疏水不畅，轴封加热器满水及其引起的轴封风机跳闸等目前垃圾发电项目出现的运行情况；结构简单，制作成本低，现场安装可操作性强，能够很好的适应项目运行调节要求，能够有效的保证多级水封的平稳运行，保障垃圾发电系统的安全运行。
附图说明
14.图1为本发明实施例的结构示意图。
15.图2 为本发明实施例实际运行水封高度为10h的示意图。
16.图3 为本发明实施例实际运行水封高度为8h的示意图。
17.图4 为本发明实施例实际运行水封高度为6h的示意图。
18.图5 为本发明实施例实际运行水封高度为4h的示意图。
19.图6 为本发明实施例实际运行水封高度为2h的示意图。
具体实施方式
20.下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
21.本发明实施例包括水封筒12、侧部水封筒13、连接筒14、一号阀门、二号阀门9和三号阀门8。
22.水封筒12为多个，串联在一起，构成多级水封。每个水封筒12上均设置有水封排汽口10和水封排水口11，最初级水封筒12上设置有水封注水口2和轴封加热器疏水入口管1，最末级水封筒12上设置有多级水封出水口15。目前投运的垃圾焚烧发电项目中，考虑到多级水封按照尺寸，一般设置4-5级，考虑实际安装和运行的需求，本发明多级水封为五级。
23.除了最末级水封筒12，每个水封筒12均配设有一个一号阀门，每个水封筒12通过各自配设的一号阀门与连接筒14连接，本实施例中，多级水封设置为五级，那么前四级水封筒12分别通过一号阀门4、一号阀门5、一号阀门6、一号阀门7与连接筒14连接。
24.侧部水封筒13竖直设置，其顶部通过二号阀门9与多级水封出水口15连接；侧部水封筒13的底部通过三号阀门8与连接筒14连接。侧部水封筒13的顶部设置有水封出水口3，用于连接凝汽器。
25.连接筒14上设置有连接筒排水口16。
26.一种可动态调节水封高度的多级水封装置的运行方法，步骤如下：（1）投入使用前，关闭一号阀门4-7、二号阀门9和三号阀门8，打开水封排汽口10，通过水封注水口2向多级水封进行注水，注水完成后，水封筒12的液面高度为h，如果疏水由上往下流入水封筒12，再从水封筒12底部由下往上流出的话，疏水在水封筒12中形成实际
运行水封高度2h，如果疏水仅由上往下流入水封筒12，不从水封筒12底部由下往上流出，而是从底部流入连接筒14的话，疏水在水封筒12中形成实际运行水封高度h。
27.（2）打开二号阀门9，关闭一号阀门4-7和三号阀门8，轴封加热器疏水通过轴封加热器疏水入口管1由上往下流入最初级水封筒12，再从最初级水封筒12底部由下往上流入第二级水封筒12；疏水依次流过所有水封筒12，最后从水封出水口3流出，此时疏水在本发明中的实际运行水封高度为2h
×
所有水封筒12数量。
28.（3）打开第n级水封筒的一号阀门和三号阀门8，关闭其余一号阀门和二号阀门9，轴封加热器疏水通过轴封加热器疏水入口管1由上往下流入最初级水封筒12；当疏水从第n级水封筒12的底部流入连接筒14，再从连接筒14由下往上流入侧部水封筒13，最后从水封出水口3流出，此时疏水在本发明中的实际运行水封高度为2h
×
（n-1）+h+侧部水封筒13水封高度。
29.本实施例中，多级水封为五级，具体步骤如下：（1）投入使用前，关闭一号阀门4-7、二号阀门9和三号阀门8，打开水封排汽口10，通过水封注水口2向多级水封进行注水，注水完成后，水封筒12的液面高度为h。
30.（2）打开二号阀门9，关闭一号阀门4-7和三号阀门8，轴封加热器疏水通过轴封加热器疏水入口管1由上往下流入最初级水封筒12，再从最初级水封筒12底部由下往上流入第二级水封筒12，如此在最初级水封筒12中形成实际运行水封2h，疏水依次流过五级水封筒12，最后从水封出水口3流出，水流过程如图2中箭头所示，此时疏水在本发明中的实际运行水封高度为10h。
31.如果最末级水封筒12也通过一号阀门与连接筒14连接，关闭一号阀门4-7和二号阀门9，打开最末级水封筒12的一号阀门和三号阀门8，水封高度也为10h，与本实施例效果一样，从精简结构的角度，最末级水封筒12就不与连接筒14连接。
32.（3）打开一号阀门7和三号阀门8，关闭一号阀门4-6和二号阀门9，轴封加热器疏水通过轴封加热器疏水入口管1由上往下流入最初级水封筒12，再从最初级水封筒12底部由下往上流入第二级水封筒12，如此在最初级水封筒12中形成实际运行水封2h；疏水依次流过前三级水封筒12，当由上往下流入第四级水封筒12后，从第四级水封筒12的底部流入连接筒14，如此在第四级水封筒12中形成实际运行水封h；再从连接筒14由下往上流入侧部水封筒13，最后从水封出水口3流出；水流过程如图3中箭头所示，此时疏水在本发明中的实际运行水封高度为7h+侧部水封筒13水封高度，侧部水封筒13水封高度设定为h时，此时疏水在本发明中的实际运行水封高度为8h。
33.（4）打开一号阀门6和三号阀门8，关闭一号阀门4、5、7和二号阀门9，轴封加热器疏水通过轴封加热器疏水入口管1由上往下流入最初级水封筒12，再从最初级水封筒12底部由下往上流入第二级水封筒12，如此在最初级水封筒12中形成实际运行水封2h；疏水依次流过前二级水封筒12，当由上往下流入第三级水封筒12后，从第三级水封筒12的底部流入连接筒14，如此在第三级水封筒12中形成实际运行水封h；再从连接筒14由下往上流入侧部水封筒13，最后从水封出水口3流出；水流过程如图4中箭头所示，此时疏水在本发明中的实际运行水封高度为5h+侧部水封筒13水封高度，侧部水封筒13水封高度设定为h时，此时疏水在本发明中的实际运行水封高度为6h。
34.（5）打开一号阀门5和三号阀门8，关闭一号阀门4、6、7和二号阀门9阀门，轴封加热
器疏水通过轴封加热器疏水入口管1由上往下流入最初级水封筒12，再从最初级水封筒12底部由下往上流入第二级水封筒12，如此在最初级水封筒12中形成实际运行水封2h；疏水由上往下流入第二级水封筒12后，从第二级水封筒12的底部流入连接筒14，如此在第二级水封筒12中形成实际运行水封h；再从连接筒14由下往上流入侧部水封筒13，最后从水封出水口3流出；水流过程如图5中箭头所示，此时疏水在本发明中的实际运行水封高度为3h+侧部水封筒13水封高度，侧部水封筒13水封高度设定为h时，此时疏水在本发明中的实际运行水封高度为4h。
35.（6）打开一号阀门4和三号阀门8，关闭一号阀门5-7和二号阀门9，轴封加热器疏水通过轴封加热器疏水入口管1由上往下流入最初级水封筒12，再从最初级水封筒12底部流入连接筒14，如此在最初级水封筒12中形成实际运行水封h；再从连接筒14由下往上流入侧部水封筒13，最后从水封出水口3流出；水流过程如图6中箭头所示，此时疏水在本发明中的实际运行水封高度为h+侧部水封筒13水封高度，侧部水封筒13水封高度设定为h时，此时疏水在本发明中的实际运行水封高度为2h。
36.垃圾焚烧发电站在实际运行的过程中，由于垃圾热值的波动，造成轴封加热器和凝汽器压差波动，引起轴封加热器疏水不畅或者疏水过多时，可以根据轴封加热器的液位计所示液位高度，动态调整本发明的水封高度。比如实际在8h水封高度运行时，轴封加热器液位计显示液位高，可以降低到6h水封高度运行。在6h水封高度运行一段时间后，轴封加热器液位偏低时，可以将水封高度调整到8h水封高度运行。考虑实际运行尤其时生活垃圾间隙掺烧工业垃圾的情况，垃圾热值波动很多，设置了2h到10h的水封高度，水封调节范围更为广泛。如此就有效的解决多级水封疏水不畅，轴封加热器满水及其引起的轴封风机跳闸等目前垃圾发电项目出现的运行情况。
37.此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。