專利名稱：：汽輪機(jī)凝汽液氮深冷卻工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及火力發(fā)電
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是一種用于300MW以上容量凝汽式燃煤單元機(jī)組的汽輪機(jī)凝汽液氮深冷卻工藝。
背景技術(shù)：
：火力發(fā)電廠是利用燃煤、石油、天燃?xì)獾热剂系幕瘜W(xué)能產(chǎn)生出電能的工廠，在鍋爐中，燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)檎魵獾臒崮懿Ⅱ?qū)動汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，通過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)為電能，目前、電站鍋爐水冷卻壁中的水經(jīng)過煤粉燃燒加熱成蒸汽后進(jìn)入汽包，汽包中的蒸汽繼續(xù)吸熱，成為過熱蒸汽，過熱蒸汽有很高的壓力和溫度，經(jīng)管道進(jìn)入汽輪機(jī)，推動汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，形成機(jī)械能，當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時便帶動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)定子內(nèi)的導(dǎo)線切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電流，發(fā)電機(jī)將汽輪機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，電能經(jīng)變壓器升壓后送至用戶，釋放出熱能的蒸汽從汽輪機(jī)下部的排汽口排出，稱為乏氣，乏氣在凝汽器內(nèi)被冷卻系統(tǒng)冷卻后凝結(jié)成水，經(jīng)凝結(jié)水泵送入低壓加熱器并回到除氧器內(nèi)，完成一個循環(huán)，在循環(huán)的過程中有汽水損失，因此，要適量地向循環(huán)水系統(tǒng)內(nèi)補(bǔ)充一定量的水，以保證循環(huán)的正常運行，它存在的問題是凝汽式燃煤單元機(jī)組熱效率不高，采用現(xiàn)有的、傳統(tǒng)的(江河水、地下水、海水、空氣)冷卻技術(shù)，其發(fā)電的熱效率分別為；300—600MW亞臨界機(jī)組熱效率為38%—41%。300—600MW超臨界機(jī)組熱效率為41%—43%。600—1000MW超超臨界機(jī)組熱效率為44%—45%。凝汽式發(fā)電廠的總效率為；!lnd^Hgl*W1*訂j訂dnndc=3600Nd/BdQDWrinde—發(fā)電廠的總效率ngl—鍋爐效率IIgd—管道效率3I!。i—汽輪機(jī)的相對內(nèi)效率Tit一汽輪機(jī)的絕對內(nèi)效率IIj—汽輪機(jī)的機(jī)械效率Ild—發(fā)電機(jī)的效率!Ude—發(fā)電廠的效率由上述計算公式和熱平衡圖可以看出凝汽式發(fā)電機(jī)組對燃料熱能的有效利用程度很低，主要原因是乏汽冷凝過程中進(jìn)入凝氣器的乏汽量過大，冷源溫度高，來不及冷凝大量的乏汽，造成大部分蒸氣損失，凝氣式燃煤單元機(jī)組60%左右的熱量通過凝氣器散失了，造成汽輪機(jī)效率偏低，汽輪機(jī)熱耗偏高，機(jī)組的發(fā)電煤耗居高不下，因此，要提高汽輪機(jī)效率，降低發(fā)電煤耗，必須尋找新的冷卻介質(zhì)，開發(fā)出新的冷卻系統(tǒng)，最大程度的減少通過凝氣器的熱量損失。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種新型冷卻介質(zhì)，提高冷卻能力和減少通過凝氣器的熱量損失的汽輪機(jī)凝汽液氮深冷卻工藝。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，其特征是(1)、原料空氣進(jìn)入氮廠，由氮廠生產(chǎn)氮氣送往集氣站，經(jīng)增壓站升壓后由制冷機(jī)母管進(jìn)入制冷機(jī)組冷卻；(2)、經(jīng)制冷機(jī)組生產(chǎn)出一192。C的液氮進(jìn)入液氮罐，液氮罐的液氮由并行的母管進(jìn)入液氮總聯(lián)箱，再經(jīng)一級入口聯(lián)箱進(jìn)入二級入口聯(lián)箱，在液氮凝氣器內(nèi)設(shè)置有S型冷凝管，S型冷凝管內(nèi)的液氮做功后變成氣液混合物；(3)、經(jīng)二級出口聯(lián)箱進(jìn)入一級出口聯(lián)箱，進(jìn)入氣液分離裝置進(jìn)行液氮與氣體分離，分離后的液氮進(jìn)入液氮收集箱后由增壓站升壓；(4)、由增壓站升壓的液氮一路進(jìn)入制冷機(jī)入口母管，另一路進(jìn)入液氮罐；(5)、分離出的廢氣進(jìn)入廢氣收集箱，然后排入大氣；(6)、分離出的&、N02、NO氣體分別進(jìn)入N2、NO2、NO氣體分離裝置，分離出的NO、N02裝入鋼瓶，分離出的氮氣經(jīng)增壓站后送入制冷機(jī)入口的氮廠母管。本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)點是；(1)、冷卻溫度低、冷卻能力強(qiáng)，現(xiàn)有的冷卻系統(tǒng)最低冷卻溫度為4"C以上，冷卻效率低，而本發(fā)明的冷卻溫度為一192'C，降低了冷源損失，提高了冷凝效率。(2)、目前使用的冷凝器是由14676根直線鈦管構(gòu)成，消耗了大量的合金管材，而本發(fā)明的冷凝器只需用72根S型冷凝管組成。(3)、采用液氮深冷卻技術(shù)可以提高乏氣的冷凝效率，使汽輪機(jī)的熱效率由目前的40%提高到80%，汽輪機(jī)熱耗可降低到4589.07KJ/kw.h，發(fā)電煤耗新建電廠可降低140g/kw.h，己建成電廠可降低80—100g/kw.h，機(jī)組的熱效率達(dá)到O.7292。表1為低壓缸內(nèi)汽壓阻液氮與現(xiàn)有冷卻介質(zhì)數(shù)據(jù)的比較;<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>注低壓缸內(nèi)汽壓阻；表征蒸汽在汽缸內(nèi)的綜合作功能力，內(nèi)汽壓阻越大汽機(jī)作功能力越強(qiáng)以下結(jié)合附圖對發(fā)明做進(jìn)一步的說明；圖1是凝汽式燃煤電廠生產(chǎn)過程示意圖，圖2是凝汽式發(fā)電機(jī)組的熱平衡圖，圖3是汽輪機(jī)凝汽液氮深冷卻工藝流程圖，圖4是氮氣液化工藝流程圖，圖5是冷凝器的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施例方式如圖1一5所示設(shè)計條件；溫度33°C相對濕度80%大氣壓101Kpa(A)原料空氣雜質(zhì)常規(guī)二氧化碳(C02)《400ppm乙炔(C2H2)《1ppm氫(H2)《1ppm一氧化碳(CO)《1ppm公用工程條件循環(huán)冷卻水進(jìn)水溫度《32°C出水溫度《40.5°C進(jìn)水壓力0.25Mpa(G)出水壓力0.15Mpa(G)PH值7—8懸浮物2mg/L總硬度145mg/L(CaC03)(1)、原料空氣進(jìn)入氮廠(氮廠出力10000M3/h)，由氮廠生產(chǎn)出99.99%氮氣送往集氣站，經(jīng)增壓站升壓后由制冷機(jī)母管進(jìn)入制冷機(jī)入口氮廠母管，再進(jìn)入制冷機(jī)冷卻，制冷機(jī)最大功率為2000KW，2臺運行、2臺備用、一臺事故備用，經(jīng)制冷機(jī)組生產(chǎn)出一192-C的液氮被儲存在6個液氮罐內(nèi)，3臺液氮罐為一組，一組運行，一組備用，每個液氮罐容量為25噸，(2)、液氮經(jīng)液氮罐出口進(jìn)入3條并行的母管再進(jìn)入液氮總聯(lián)箱，再經(jīng)4個一級入口聯(lián)箱進(jìn)入8個二級入口聯(lián)箱，每個二級入口聯(lián)箱由9根聯(lián)絡(luò)管路對應(yīng)進(jìn)入凝氣器中的9根S型冷凝管，S型冷凝管中的液氮對進(jìn)入凝氣器中的乏汽進(jìn)行充分的冷凝完成熱交換變后成汽液混合物；(3)、氣液混合物經(jīng)9根聯(lián)絡(luò)管路進(jìn)入二級出口聯(lián)箱、一級出口聯(lián)箱，再進(jìn)入氣液分離裝置進(jìn)行液氮與氣體分離，分離后的液氮進(jìn)入液氮收集箱由增壓站升壓；(4)、由增壓站升壓的液氮一路進(jìn)入制冷機(jī)入口母管，另一路進(jìn)入液氮罐；(5)、分離出的廢氣進(jìn)入廢氣收集箱，然后排入大氣；(6)、分離出的N2、N02、N0氣體分別進(jìn)入N2、NO2、NO氣體分離裝置，分離出的NO、NO裝入鋼瓶，分離出的氮氣經(jīng)增壓站后送入制冷機(jī)入口的氮廠母管。權(quán)利要求1、一種汽輪機(jī)凝汽液氮深冷卻工藝，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，其特征是(1)、原料空氣進(jìn)入氮廠，由氮廠生產(chǎn)氮氣送往集氣站，經(jīng)增壓站升壓后由制冷機(jī)母管進(jìn)入制冷機(jī)組冷卻；(2)、經(jīng)制冷機(jī)組生產(chǎn)出—192℃的液氮進(jìn)入液氮罐，液氮罐的液氮由并行的母管進(jìn)入液氮總聯(lián)箱，再經(jīng)一級入口聯(lián)箱進(jìn)入二級入口聯(lián)箱，在液氮凝氣器內(nèi)設(shè)置有S型冷凝管，S型冷凝管內(nèi)的液氮做功后變成氣液混合物；(3)、經(jīng)二級出口聯(lián)箱進(jìn)入一級出口聯(lián)箱，進(jìn)入氣液分離裝置進(jìn)行液氮與氣體分離，分離后的液氮進(jìn)入液氮收集箱后由增壓站升壓；(4)、由增壓站升壓的液氮一路進(jìn)入制冷機(jī)入口母管，另一路進(jìn)入液氮罐；(5)、分離出的廢氣進(jìn)入廢氣收集箱，然后排入大氣；(6)、分離出的N2、NO2、NO氣體分別進(jìn)入N2、NO2、NO氣體分離裝置，分離出的NO、NO2裝入鋼瓶，分離出的氮氣經(jīng)增壓站后送入制冷機(jī)入口的氮廠母管。2、根椐權(quán)利要求1所述的汽輪機(jī)凝汽液氮深冷卻工藝，其特征是凝汽器的冷凝介質(zhì)為液氮。全文摘要一種汽輪機(jī)凝汽液氮深冷卻工藝，其特征是原料空氣進(jìn)入氮廠，由氮廠生產(chǎn)氮氣送往集氣站，經(jīng)增壓站升壓后由制冷機(jī)母管進(jìn)入制冷機(jī)組冷卻；經(jīng)制冷機(jī)組生產(chǎn)出-192℃的液氮進(jìn)入液氮罐；分離后的液氮進(jìn)入液氮收集箱后由增壓站升壓；分離出的廢氣進(jìn)入廢氣收集箱，然后排入大氣；分離出的氮氣經(jīng)增壓站后送入制冷機(jī)入口的氮廠母管，本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)點是；本發(fā)明的冷卻溫度為-192℃，降低了冷源損失，提高了冷凝效率，采用液氮深冷卻技術(shù)可以提高乏氣的冷凝效率，使汽輪機(jī)的熱效率由目前的40％提高到80％，汽輪機(jī)熱耗可降低到4589.07KJ/kw.h，發(fā)電煤耗新建電廠可降低140g/kw.h，已建成電廠可降低80-100g/kw.h，機(jī)組的熱效率達(dá)到0.7292。文檔編號F25J1/02GK101504243SQ20081022905公開日2009年8月12日申請日期2008年11月26日優(yōu)先權(quán)日2008年11月26日發(fā)明者于潤來,劉福軍,越王,王曉濱,王選政申請人:劉福軍;于潤來;王曉濱;王越;王選政