阅读说明：本技术 一种空冷机组余热储能调节背压系统及方法 (System and method for adjusting backpressure through waste heat energy storage of air cooling unit ) 是由 张振华 杨国强 杜未 周雅君 刘岩 梁文龙 高世杰 张浩峰 吴韬 胥佳瑞 青可儿 于 2020-06-17 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种空冷机组余热储能调节背压系统及方法,该系统包括汽轮机、空冷岛、换热器及储热罐；所述汽轮机排汽口通过蒸汽管路与所述空冷岛进汽口相连通；所述汽轮机排汽口通过蒸汽管路与所述换热器进汽口相连通；所述空冷岛进汽入口与所述换热器进汽入口通过蒸汽管路相连通；所述换热器进出口通过水管路与所述储热罐的进出口相连通。本发明可在直接空冷机组环境气温较低时段,通过储热罐系统储存一定排汽热量即低温冷量,可以在较冷季节避免机组处于极限背压以下状态运行,确保机组末叶安全和机组防冻安全。同时,在环境气温较高时段,通过储热罐系统将冷量用于冷却机组高温排汽,以降低机组背压,实现高温时段的节能运行。(The invention relates to a system and a method for regulating backpressure by waste heat energy storage of an air cooling unit, wherein the system comprises a steam turbine, an air cooling island, a heat exchanger and a heat storage tank; the steam turbine exhaust port is communicated with the air inlet of the air cooling island through a steam pipeline; the steam turbine exhaust port is communicated with the steam inlet of the heat exchanger through a steam pipeline; the air cooling island steam inlet is communicated with the heat exchanger steam inlet through a steam pipeline; and the inlet and the outlet of the heat exchanger are communicated with the inlet and the outlet of the heat storage tank through water pipelines. The invention can store certain steam exhaust heat, namely low-temperature cold energy, by the heat storage tank system in a time period when the ambient temperature of the direct air cooling unit is lower, can prevent the unit from running in a state below the limit back pressure in a cold season, and ensures the safety of the last leaves of the unit and the anti-freezing safety of the unit. Meanwhile, in a time period when the ambient temperature is higher, the cold energy is used for cooling the unit high-temperature exhaust steam through the heat storage tank system so as to reduce the backpressure of the unit and realize the energy-saving operation in the high-temperature time period.)

一种空冷机组余热储能调节背压系统及方法

技术领域

本发明属于火力发电技术领域，尤其涉及一种空冷机组余热储能调节背压系统及方法。

背景技术

大型空冷机组作为一种节水发电方式，已经被广泛采用，对于节水发电做出了重要贡献，发挥了重要的社会效益。

相比湿冷机组，直接空冷机组由于采用空气冷却方式，可以节约发电耗水80％，对于缺水地区而言，具有重要的使用价值。

但是直接空冷机组采用空气冷却排汽后，受制于空冷岛的换热效率和环境温度，往往设计背压较湿冷机组高很多，而且夏季以及一天的白天高温时段，机组背压较高，影响机组发电经济性，甚至影响机组运行安全和带满负荷。

因此，对于空冷机组尤其是直接空冷方式，有必要研究针对高温时段如何降低背压的措施，一确保机组安全和经济运行。

发明内容

本发明的目的是提供一种空冷机组余热储能调节背压系统及方法，通过储热罐及其系统，可以在环境气温较低时段，将机组排汽的冷量储存于储热罐中，而在环境气温较高时段，用以冷却机组排汽，实现机组在低温时段的安全背压运行和在高温时段的经济背压运行，提高机组全年经济运行效益，确保机组安全节能长期运行。

本发明提供了一种空冷机组余热储能调节背压系统，包括汽轮机、空冷岛、换热器及储热罐；所述汽轮机排汽口通过蒸汽管路与所述空冷岛进汽口相连通；所述汽轮机排汽口通过蒸汽管路与所述换热器进汽口相连通；所述空冷岛进汽入口与所述换热器进汽入口通过蒸汽管路相连通；所述换热器进出口通过水管路与所述储热罐的进出口相连通。

本发明还提供了上述空冷机组余热储能调节背压系统的运行方法，包括：

夜间环境气温较低时段，所述汽轮机较低温度的部分排汽进入换热器，通过表面换热循环的水介质将冷量存储在所述储热罐中，用以调节提高背压，防止机组超过极限背压；

白天环境气温较高时段，所述汽轮机较高温度的部分排汽进入所述换热器，通过表面换热循环的水介质将夜间低温时段所述储热罐中储存的冷量，用于冷却高温排汽，以调节降低背压。

借由上述方案，通过空冷机组余热储能调节背压系统及方法，可在直接空冷机组环境气温较低时段，通过储热罐系统储存一定排汽热量即低温冷量，可以在较冷季节避免机组处于极限背压以下状态运行，确保机组末叶安全和机组防冻安全。同时，在环境气温较高时段，通过储热罐系统将冷量用于冷却机组高温排汽，以降低机组背压，实现高温时段的节能运行。对于典型600MW直接空冷机组，采用上述系统及方法和一定容量储热罐系统配置，可以在夏季环境高温时段降低机组背压5kPa，实现煤耗降低约5g/kWh。同时可确保机组在冬季环境温度低时段运行在极限背压以上减少冻害。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。

附图说明

图1是本发明空冷机组余热储能调节背压系统的结构示意图。

图中标号：

1-汽轮机；2-空冷岛；3-换热器；4-储热罐。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参图1所示，本实施例提供了一种空冷机组余热储能调节背压系统，包括汽轮机1、空冷岛2、换热器3、储热罐4及其连接管道系统。汽轮机1排汽口通过蒸汽管路与空冷岛2进汽口相连通；汽轮机1排汽口通过蒸汽管路与换热器3进汽口相连通；空冷岛2进汽入口与换热器3进汽入口通过蒸汽管路相连通；换热器3进出口通过水管路与储热罐4的进出口相连通。

通过设置与空冷岛2并列运行的换热器3及其储热罐4系统，可以将环境气温低温时段的排汽冷量，用于冷却环境气温高温时段的排汽，实现机组整天时段的背压均衡，在低温时段不低于极限背压，在高温时段尽量降低背压，以实现机组低温时段汽轮机1末叶安全和高温时段汽轮机1的节能运行。

该空冷机组余热储能调节背压系统的运行方法为：

夜间环境气温较低时段，汽轮机1较低温度的部分排汽进入换热器3，通过表面换热循环的水介质将冷量存储在储热罐4中，以调节提高背压，防止机组超过极限背压。以夏季低温时段环境气温平均为23℃为边界，额定负荷时汽轮机1的排汽温度60℃、排汽背压22kPa，进入换热器3的排汽流量约176t/h。

白天环境气温较高时段，汽轮机1较高温度的部分排汽进入换热器3，通过表面换热循环的水介质将夜间低温时段储热罐中储存的冷量，用于冷却高温排汽，以调节降低背压。以夏季高温时段环境气温平均为40℃为边界，额定负荷时汽轮机1的排汽温度77℃、排汽背压40kPa，进入换热器3的排汽流量约176t/h。

通过低温时段汽轮机1低温排汽存储在储热罐4的冷量，在高温时段进一步冷却汽轮机1高温排汽，可降低高温时段汽轮机1的背压，约可从40kPa降低至35kPa，实现煤耗降低约5g/kWh。

通过该空冷机组余热储能调节背压系统及方法，可在直接空冷机组环境气温较低时段，通过储热罐系统储存一定排汽热量即低温冷量，可以在较冷季节避免机组处于极限背压以下状态运行，确保机组末叶安全和机组防冻安全。同时，在环境气温较高时段，通过储热罐系统将冷量用于冷却机组高温排汽，以降低机组背压，实现高温时段的节能运行。对于典型600MW直接空冷机组，采用上述系统及方法和一定容量储热罐系统配置，可以在夏季环境高温时段降低机组背压5kPa，实现煤耗降低约5g/kWh。同时可确保机组在冬季环境温度低时段运行在极限背压以上减少冻害。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。