一種大型雙背壓雙轉(zhuǎn)子互換式汽輪機(jī)組，屬于汽輪機(jī)組技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

鍋爐燒出的新蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)做功后，低品質(zhì)的蒸汽進(jìn)入凝汽器。凝汽器中裝有大量換熱管，并通過(guò)循環(huán)冷卻水冷卻，變成凝結(jié)水，所放潛熱通過(guò)換熱管傳給循環(huán)冷卻水并被帶走，排汽被冷卻時(shí)其容積急劇縮小，因此汽輪機(jī)排汽口下凝汽器內(nèi)部造成比較高的真空，為了穩(wěn)定維持凝汽器的真空度，通過(guò)抽真空裝置降低凝汽器內(nèi)的過(guò)冷度、減少溶氧量、冷凝抽出的水蒸汽，最終將漏入空氣和其它的氣體抽出。

目前，抽真空裝置的形式有水環(huán)真空泵、射水抽氣器、蒸汽噴射器等，但上述抽真空裝置普遍存在選型偏大功耗較高、效率低、性能受制于工作水溫度變化、維護(hù)成本高等缺點(diǎn)，近年開(kāi)始推廣高效抽真空裝置，既可有效解決水環(huán)真空泵汽蝕、氣溫高時(shí)抽氣性能下降的問(wèn)題，同時(shí)通過(guò)減少過(guò)大的設(shè)計(jì)裕量，可以節(jié)電50%~80%。高效真空泵組目前已在純凝和抽凝機(jī)組上應(yīng)用，取得了良好的節(jié)能效果，但還未在雙背壓雙轉(zhuǎn)子互換式汽輪機(jī)組上成功應(yīng)用。

華電淄博熱電有限公司將抽凝機(jī)組改造為雙背壓雙轉(zhuǎn)子互換式汽輪機(jī)組。但雙背壓雙轉(zhuǎn)子互換式汽輪機(jī)組與普通的純凝機(jī)組和背壓機(jī)組運(yùn)行方式不同，非供熱季采用純凝轉(zhuǎn)子，汽輪機(jī)排汽溫度較低，凝汽器背壓較低，循環(huán)水為開(kāi)式循環(huán)，凝汽器吸收的熱量全部被開(kāi)式水帶到?jīng)鏊l(fā)的大氣中；供熱季適當(dāng)提高凝汽器背壓，循環(huán)水為城市供熱高溫循環(huán)水，凝汽器吸收的熱量對(duì)城市居民供熱。兩種運(yùn)行工況參數(shù)的截然不同，決定著抽真空系統(tǒng)形式和運(yùn)行方式不同。

供熱季汽輪機(jī)高背壓運(yùn)行工況，排汽溫度高，凝汽器背壓高，蒸汽溫度高，含水量大，原抽汽系統(tǒng)無(wú)法在此高背壓工況下運(yùn)行，所以必須解決以下三個(gè)問(wèn)題：一是需要解決抽汽溫度高問(wèn)題，二是需要解決抽氣含水量大問(wèn)題，三是解決系統(tǒng)內(nèi)存水疏水問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種降低抽汽溫度、降低抽氣含水量和保持正常疏水的大型雙背壓雙轉(zhuǎn)子互換式汽輪機(jī)組。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是：該大型雙背壓雙轉(zhuǎn)子互換式汽輪機(jī)組，包括凝汽器和射水抽氣器，其特征在于：凝汽器和射水抽氣器之間通過(guò)抽汽母管連接，在所述的凝汽器和射水抽氣器之間設(shè)有高效抽真空裝置，并在高效抽真空裝置與凝汽器之間的抽汽母管上安裝節(jié)流裝置或與抽汽母管同管徑的替換接管；所述的高效抽真空裝置包括串接的冷凝器、羅茨真空泵和水環(huán)真空泵，羅茨真空泵和水環(huán)真空泵的一側(cè)分別設(shè)有一個(gè)冷卻器。

在不改變?cè)械纳渌闅馄鳈C(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加一臺(tái)高效抽真空裝置，高效真空泵由一臺(tái)羅茨真空泵和一臺(tái)水環(huán)真空泵串聯(lián)而成的，羅茨真空泵優(yōu)選采用三級(jí)羅茨真空泵，羅茨水環(huán)真空泵組運(yùn)行時(shí)，蒸汽和不凝結(jié)氣體經(jīng)羅茨真空泵增壓后經(jīng)冷凝器冷卻進(jìn)入水環(huán)真空泵，由于羅茨真空泵的增壓和冷凝器的冷凝作用，使得羅茨泵在壓縮做功過(guò)程中產(chǎn)生的熱量由冷凝器的冷卻水帶走，以此保證水環(huán)真空泵吸入的氣體溫度在允許范圍內(nèi)；同時(shí)羅茨真空泵的增壓，使水環(huán)真空泵的入口壓力提高一倍，可保證水環(huán)真空泵高效穩(wěn)定運(yùn)行。

根據(jù)轉(zhuǎn)子互換工況：冬季高背壓（45kPa）轉(zhuǎn)子運(yùn)行工況時(shí)在高效真空裝置與凝汽器之間的抽汽母管上安裝節(jié)流裝置；高背壓運(yùn)行工況結(jié)束后換為正常背壓（4.9kPa）轉(zhuǎn)子運(yùn)行工況時(shí)在高效真空裝置與凝汽器之間的抽汽母管上去掉節(jié)流裝置，換上與母管同管徑的短接。

在抽氣母管上增加節(jié)流裝置，通過(guò)節(jié)流裝置控制水蒸汽的流量，提高高效抽真空裝置入口真空，同時(shí)在抽氣母管上增加冷凝器，冷凝器冷卻水優(yōu)選的采用工業(yè)水，冷凝器有兩個(gè)作用，一個(gè)是降低抽氣溫度，保證羅茨真空泵組正常運(yùn)行；二是回收工質(zhì)，將抽氣內(nèi)的水分冷凝，再通過(guò)疏水管道回收至凝汽器。通過(guò)上述措施，高效真空泵可以實(shí)現(xiàn)在雙背壓雙轉(zhuǎn)子互換式汽輪機(jī)組正常運(yùn)行，解決了供熱季汽輪機(jī)高背壓工況抽汽溫度高、抽氣含水量大、系統(tǒng)內(nèi)存水疏水的問(wèn)題。

所述的冷卻器包括串聯(lián)的級(jí)間冷卻器和水環(huán)冷卻器，所述的冷凝器的出口通過(guò)羅茨真空泵連接級(jí)間冷卻器，級(jí)間冷卻器與羅茨真空泵之間形成循環(huán)回路，級(jí)間冷卻器出口連接水環(huán)冷卻器，冷凝器、級(jí)間冷卻器和水環(huán)冷卻器的排水口分別連接排至凝汽器坑的排出母管。

所述的冷凝器包括冷凝進(jìn)水管、冷凝出水管及疏水出口處設(shè)置的多級(jí)水封，并通過(guò)多級(jí)水封連接凝汽器熱水井。

在冷凝器凝結(jié)水疏水口增加多級(jí)水封回收凝水，并通過(guò)多級(jí)水封引至凝汽器熱水井，既能保證正常疏水，也能回收工質(zhì)和熱值，此凝結(jié)水排出后，高效真空泵組中羅茨真空泵將不會(huì)因積水而無(wú)法運(yùn)行，高效真空泵即可長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行。

所述的多級(jí)水封為2級(jí)水封，每級(jí)水封高度為2米。

所述的冷凝進(jìn)水管連接工業(yè)水管，冷凝出水管連接射水池。

所述的節(jié)流裝置為設(shè)置在抽氣母管內(nèi)的帶有流通孔的節(jié)流孔板，節(jié)流孔板的流量系數(shù)為0.689099，可膨脹系數(shù)為1.000000，差壓上限為9508Pa，開(kāi)孔比為0.010151，管道內(nèi)徑為DN150mm。

所述的冷凝器為板式冷凝器，冷卻面積18平方米。

所述的高效抽真空裝置還包括汽水分離器，所述的水環(huán)真空泵的出口通過(guò)管路連接汽水分離器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所具有的有益效果是：本實(shí)用新型在不改變?cè)械纳渌闅馄鳈C(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加一臺(tái)高效抽真空裝置，冬季高背壓運(yùn)行工況時(shí)在抽氣母管上增加節(jié)流裝置，通過(guò)節(jié)流裝置控制氣汽混合物的流量，提高高效真空裝置入口真空；同時(shí)在抽氣管上增加冷凝器，降低抽氣溫度，減少氣汽混合物中水蒸氣含量，通過(guò)以上方式保證羅茨真空泵組冬季高背壓運(yùn)行工況下可長(zhǎng)期高效穩(wěn)定運(yùn)行。冬季高背壓運(yùn)行工況結(jié)束后，低壓轉(zhuǎn)子更換為另一條轉(zhuǎn)子（設(shè)計(jì)背壓4.9kPa)運(yùn)行，此時(shí)只需要將抽氣母管上的節(jié)流裝置去掉，換上與母管同管徑的短接即可。

通過(guò)改造，在雙背壓雙轉(zhuǎn)子互換式汽輪機(jī)組上高效真空泵組可以正常使用，高效抽真空裝置運(yùn)行電流35A，原射水泵運(yùn)行電流為170A，可降低電流135A，每天節(jié)約電量0.91732×0.4KV×135×24A=1188KWh，每年供熱期節(jié)約資金為1188×120×24×0.388=1332.8萬(wàn)元，節(jié)能降耗效果顯著。

附圖說(shuō)明

圖1為大型雙背壓雙轉(zhuǎn)子互換式汽輪機(jī)組連接關(guān)系示意圖。

其中，1、凝汽器 2、節(jié)流孔板 3、第一射水泵 4、射水池工業(yè)水來(lái)水管 5、第二射水泵 6、射水池 7、溢水管 8、工業(yè)水補(bǔ)水管 9、冷凝器 901、冷凝進(jìn)水管 902、冷凝出水管 903、多級(jí)水封 10、羅茨真空泵 11、級(jí)間冷卻器 1101、冷卻水排水管 12、水環(huán)真空泵 13、汽水分離器 14、水環(huán)冷卻器 15、抽氣母管 16、冷卻工業(yè)來(lái)水管 17、高壓噴槍 18、排出母管。

具體實(shí)施方式

圖1是本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例，下面結(jié)合附圖1對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。

參照附圖1：一種大型雙背壓雙轉(zhuǎn)子互換式汽輪機(jī)組，包括凝汽器1和射水抽氣器，凝汽器1和射水抽氣器之間通過(guò)抽氣母管15連接，在凝汽器1和射水抽氣器之間設(shè)有高效抽真空裝置，并在高效抽真空裝置與凝汽器1之間的抽氣母管15上安裝節(jié)流裝置與抽氣母管15同管徑的替換接管；高效抽真空裝置包括串接的冷凝器9、羅茨真空泵10和水環(huán)真空泵12，羅茨真空泵10和水環(huán)真空泵12的一側(cè)分別設(shè)有一個(gè)冷卻器。

冷卻器包括串聯(lián)的級(jí)間冷卻器11和水環(huán)冷卻器14，冷凝器9的出口通過(guò)羅茨真空泵10連接級(jí)間冷卻器11，級(jí)間冷卻器11與羅茨真空泵10之間形成循環(huán)回路，級(jí)間冷卻器11出口連接水環(huán)冷卻器14，冷凝器9、級(jí)間冷卻器11和水環(huán)冷卻器14的排水口分別連接排至凝汽器坑的排出母管18。羅茨真空泵10及水環(huán)冷卻器14的來(lái)水管分別連接冷卻工業(yè)來(lái)水管16。

冷凝器9為板式冷凝器，冷卻面積18平方米。高效抽真空裝置還包括汽水分離器13，水環(huán)真空泵12的出口通過(guò)管路連接汽水分離器13。冷凝器9包括冷凝進(jìn)水管901、冷凝出水管902及疏水出口處設(shè)置的多級(jí)水封903，并通過(guò)多級(jí)水封903連接凝汽器熱水井。冷凝進(jìn)水管901連接工業(yè)水管，冷凝出水管902連接射水池6。多級(jí)水封903為2級(jí)水封，每級(jí)水封高度為2米。

節(jié)流裝置為設(shè)置在抽氣母管15內(nèi)的帶有流通孔的節(jié)流孔板2，節(jié)流孔板2的流量系數(shù)為0.689099，可膨脹系數(shù)為1.000000，差壓上限為9508Pa，開(kāi)孔比為0.010151，管道內(nèi)徑為DN150mm。

射水抽氣器包括射水池6及射水池6分別連接的第一射水泵3、射水池工業(yè)水來(lái)水管4、第二射水泵5、溢水管7、工業(yè)水補(bǔ)水管8和高壓噴槍17。

工作原理與工作過(guò)程：本實(shí)用新型在不改變?cè)械纳渌闅馄鲀膳_(tái)射水泵的基礎(chǔ)上增加串聯(lián)而成的一臺(tái)四級(jí)羅茨真空泵和一臺(tái)水環(huán)真空泵，形成羅茨水環(huán)真空泵組。當(dāng)羅茨水環(huán)真空泵組運(yùn)行時(shí)，蒸汽和不凝結(jié)氣體經(jīng)羅茨真空泵10增壓后經(jīng)級(jí)間冷卻器11冷卻進(jìn)入水環(huán)真空泵12，由于羅茨真空泵10的增壓和級(jí)間冷卻器11的冷凝作用，使得水蒸汽基本在級(jí)間冷卻器11內(nèi)凝結(jié)，其汽化潛熱由級(jí)間冷卻器11的冷卻水帶走，水環(huán)真空泵12吸入的氣體基本都是不凝結(jié)氣體；同時(shí)羅茨真空泵10的增壓，使水環(huán)真空泵12的入口壓力提高一倍，可保證水環(huán)真空泵12高效穩(wěn)定運(yùn)行。

為解決供熱季汽輪機(jī)高背壓工況抽汽溫度高問(wèn)題、抽氣含水量大、系統(tǒng)內(nèi)存水疏水問(wèn)題，在抽氣母管15上增加節(jié)流孔板2，控制水蒸汽的流量，提高高效真空泵入口真空，同時(shí)在抽氣母管上增加冷凝器9，降低蒸汽溫度，除去抽氣中的水分，冷凝器9上加裝多級(jí)水封903回收凝水，通過(guò)上述措施，本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)在雙背壓雙轉(zhuǎn)子互換式汽輪機(jī)組正常運(yùn)行。并可根據(jù)轉(zhuǎn)子互換工況：冬季高背壓（45kPa）轉(zhuǎn)子運(yùn)行工況時(shí)在高效真空裝置與凝汽器之間的抽汽母管上安裝節(jié)流裝置；高背壓運(yùn)行工況結(jié)束后換為正常背壓（4.9kPa）轉(zhuǎn)子運(yùn)行工況時(shí)在高效真空裝置與凝汽器之間的抽汽母管上去掉節(jié)流裝置，換上與母管同管徑的短接。

通過(guò)改造，在雙背壓雙轉(zhuǎn)子互換式汽輪機(jī)組上高效真空泵組可以正常使用，高效真空泵組運(yùn)行電流35A，原射水泵運(yùn)行電流為170A，可降低電流135A，每天節(jié)約電量0.91732×0.4KV×135×24A=1188KWh，每年供熱期節(jié)約資金為1188×120×24×0.388=1332.8萬(wàn)元，節(jié)能降耗效果顯著。

以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非是對(duì)本實(shí)用新型作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實(shí)施例。但是凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與改型，仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍。