本实用新型涉及一种直接空冷凝汽系统及其抽除不凝气体的控制方法，用于火力发电厂汽轮机或相类似蒸汽驱动设备的乏汽冷凝。
背景技术：
在火力发电过程中，从汽轮机低压缸排出的乏汽（蒸汽）需要冷凝成水再返回锅炉循环使用。为了节省水资源，许多电厂采用直接空冷凝汽系统凝结乏汽。
目前，直接空冷凝汽系统由排汽管道、抽气管道、凝结水管道、控制器和冷凝单元组成。冷凝单元包括排汽支管道、顺流管束、管束下联箱、逆流管束、管束上联箱、抽气支管道等。从汽轮机排出的乏汽，经排汽管道分配给各冷凝单元，经排汽支管道先进入顺流管束，在顺流管束内与外部冷空气换热后大部分冷凝成水，剩余的部分乏汽再进入逆流管束继续凝结，最后乏汽中的不凝气体聚集在管束上联箱，经抽气支管道再汇入抽气管道被抽除。抽气管道连接真空泵，真空泵用于维持系统的负压（真空）状态。在顺流管束和逆流管束内形成的凝结水，流入管束下联箱后由凝结水管道送出系统。
常见的直接空冷凝汽系统，比如用于火电机组的系统，热负荷很大，往往需要许多个冷凝单元。
现有的直接空冷凝汽系统对不凝气体抽除过程没有控制，当冷凝单元数量较多时存在以下不足：1）由于蒸汽流速较高，经排汽管道向各冷凝单元分配的蒸汽不均匀，各冷凝单元热负荷不一致，使整体换热效率受到影响；2）在低蒸汽压力（汽轮机背压）时，各冷凝单元抽气支管道的抽气压力也不同，有的冷凝单元抽气量小，不凝气体在逆流管束甚至在顺流管束内聚积，形成阻碍蒸汽流动的“死区”，不仅换热效率低，而且在冬季易发生冻结事故。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于克服上述不足，提供了一种直接空冷凝汽系统及其抽除不凝气体的控制方法，分配蒸汽均匀、抽除不凝气体更有效。
本实用新型的目的是这样实现的：
一种直接空冷凝汽系统，由排汽管道、抽气管道、凝结水管道、控制器和多个冷凝单元组成，每个冷凝单元包括排汽支管道、顺流管束、管束下联箱、逆流管束、管束上联箱和抽气支管道，在冷凝单元的抽气支管道或管束上联箱上安装温度传感器；在抽气支管道上设置抽气调节阀门，或者在排汽支管道上设置进汽调节阀门；温度传感器经数据传递通道连接控制器，抽气调节阀门或进汽调节阀门也经数据传递通道与控制器相连。
优选的，所述抽气调节阀门位于温度传感器之后。
优选的，所述数据传递通道为采用线缆连接方式的有线传输通道或采用电磁连接方式的无线传输通道。
优选的，所述控制器采用分布式控制系统或所述控制器采用可编程逻辑控制器。
本实用新型的有益效果是：
（1）能够对各冷凝单元的抽气量进行调节，避免因蒸汽分配和抽气量不均匀所引起的部分冷凝单元不凝气体聚积现象，提高了换热效率；
（2）在冬季寒冷时，避免或减少各冷凝单元不凝气体聚积现象，可有效防止顺流管束和逆流管束发生冻结事故，有利于设备的运行安全。
附图说明
图1为本实用新型实施例1示意图（抽气调节阀门控制）。
图2为本实用新型实施例2示意图（进汽调节阀门控制）。
图中：1、顺流管束；2、管束下联箱；3、逆流管束；4、管束上联箱；5、抽气支管道；6、排汽支管道；7、凝结水管道；8、抽气管道；9、排汽管道；10、温度传感器；11、进汽调节阀门；12、抽气调节阀门；13、控制器；14、数据传递通道。
具体实施方式
实施例1：
参见图1，一种直接空冷凝汽系统，由排汽管道9、抽气管道8、凝结水管道7、控制器13和多个冷凝单元组成，每个冷凝单元包括：排汽支管道6、顺流管束1、管束下联箱2、逆流管束3、管束上联箱4和抽气支管道5；在各冷凝单元的抽气支管道5或者在管束上联箱4上增设温度传感器10（图1中所示的温度传感器10位置在抽气支管道5上，也可以布置在管束上联箱4上）；在各冷凝单元的抽气支管道5上增设抽气调节阀门12；温度传感器10经数据传递通道14与控制器13相连，抽气调节阀门12也经数据传递通道14与控制器13相连。数据传递通道14传递的是温度传感器10与控制器13之间的温度检测信号或者是抽气调节阀门12与控制器13之间阀门控制信号。
抽气调节阀门12安装位置，优选的位于温度传感器10之后。
控制器13优选采用分布式控制系统（dcs）或者可编程逻辑控制器（plc）。
数据传递通道14可以选用线缆连接（如网线或光缆）的有线传输通道，也可以选用电磁连接方式（如wifi、蓝牙等）的无线传输通道。
采用本实施例1直接空冷凝汽系统的抽除不凝气体的控制方法：首先，通过各冷凝单元的温度传感器10获取抽气支管道5处或管束上联箱4处的抽气温度，控制器13根据这些抽气温度值计算出系统的关阀温度值和开阀温度值，然后对抽气温度高于关阀温度值的冷凝单元发出减小抽气调节阀门12开度的指令，抽气调节阀门12开度减小后此冷凝单元的抽气量就变小，不凝气体的抽除量也相应减少；同时，对抽气温度低于开阀温度值的冷凝单元发出增大抽气阀门12开度的指令，阀门开度增大后抽气量也增加，冷凝单元不凝气体的抽除量也相应增多。关阀温度值和开阀温度值是根据所有冷凝单元的抽气温度计算的，随着汽轮机背压（蒸汽压力）的变化，抽气温度也会发生变化，关阀温度值和开阀温度值也将改变，但为了使各冷凝单元的抽气温度值越来越接近（抽气温度趋向均匀），关阀温度值不小于开阀温度值。在北方冬季寒冷地区，汽轮机运行背压较低，顺流管束1和逆流管束3的防冻非常重要，系统的抽气温度将有一个规定的安全值，所以关阀温度值不能小于抽气温度安全值。
本实施例1在抽气支管道5上设置抽气调节阀门12，是采用调节冷凝单元抽气量的方式实现对抽除不凝气体的控制的。
实施例2：
参见图2，一种直接空冷凝汽系统，由排汽管道9、抽气管道8、凝结水管道7、控制器13和多个冷凝单元组成，每个冷凝单元包括：排汽支管道6、顺流管束1、管束下联箱2、逆流管束3、管束上联箱4和抽气支管道5，在冷凝单元的抽气支管道5或者在管束上联箱4上增设温度传感器10（图中所示的温度传感器10位置在抽气支管道5上），在冷凝单元的排汽支管道6上增设进汽调节阀门11，温度传感器10经数据传递通道14与控制器13相连，进汽调节阀门11也通过数据传递通道14与控制器13相连。
本实施例2直接空冷凝汽系统抽除不凝气体的控制方法：首先，通过各冷凝单元的温度传感器10检测和获取抽气支管道5处或管束上联箱4处的抽气温度，根据这些抽气温度值计算出进汽调节阀门11的关阀温度值和开阀温度值，然后对抽气温度高于关阀温度值的冷凝单元发出减小进汽调节阀门11开度的指令，执行减小阀门开度指令后进入该冷凝单元的蒸汽流量会减少；同时，对抽气温度低于开阀温度值的冷凝单元发出增大进汽阀门11开度的指令，执行增大阀门开度指令后进入该冷凝单元蒸汽流量也相应增加。增大进汽调节阀门11开度后，增加进汽流量同时也使冷凝单元的蒸汽压力上升，抽气压力差也增大，抽气量和不凝气体的抽除量也增加；相反，减小进汽调节阀门后，蒸汽压力更低，抽气压力差小、不凝气体抽除量减小。
与实施例1不同的是：在排汽支管道6上安装进汽调节阀门11，抽除不凝气体的控制方式采用调节冷凝单元蒸汽进汽量的方式；其它与实施例1相同。
实施例2与实施例1一样能够实现对抽除不凝气体的控制。本实用新型直接空冷凝汽系统包括多个冷凝单元，抽气设备（水环真空泵）的抽气能力是固定的，如果某些冷凝单元抽气量大，其它一些的冷凝单元抽气量就小，严重时会导致少部分或个别冷凝单元抽气量不足、不凝气体在逆流管束3（甚至在顺流管束1）中聚积，使换热效率下降，冬季环境温度低时还影响系统防冻。若某冷凝单元抽气量过大，所抽除的气体中除了不凝气体外还包含了更多的水蒸汽，抽气温度就高；相反，若抽气量过小，不凝气体就在管束上联箱4内聚积，抽出的气体中不凝气体组分大而水蒸汽组分少，抽气温度就低；本实用新型就是根据抽气温度数值来判断各冷凝单元的抽气量是否过大或过小，从而通过控制器13对抽气调节阀门12或进汽调节阀门11进行自动调节，最终实现各冷凝单元抽气量均衡、不凝气体都得到有效抽除的；使总体换热效率达到最优，冬季防冻也能够得到保证。
除上述实施例外，本实用新型还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本实用新型权利要求的保护范围之内。
1.一种直接空冷凝汽系统，由排汽管道（9）、抽气管道（8）、凝结水管道（7）、控制器（13）和多个冷凝单元组成，每个冷凝单元包括排汽支管道（6）、顺流管束（1）、管束下联箱（2）、逆流管束（3）、管束上联箱（4）和抽气支管道（5），其特征在于：在抽气支管道（5）或管束上联箱（4）上设置有温度传感器（10）；在抽气支管道（5）上设置抽气调节阀门（12）或者在排汽支管道（6）上设置进汽调节阀门（11）；温度传感器（10）经数据传递通道（14）连接控制器（13），抽气调节阀门（12）或进汽调节阀门（11）经数据传递通道（14）与控制器（13）相连。
2.根据权利要求1所述的一种直接空冷凝汽系统，其特征在于：所述抽气调节阀门（12）位于温度传感器（10）之后。
3.根据权利要求1所述的一种直接空冷凝汽系统，其特征在于：数据传递通道（14）为采用线缆连接方式的有线传输通道或者为采用电磁连接方式的无线传输通道。
4.根据权利要求1所述的一种直接空冷凝汽系统，其特征在于：所述控制器（13）采用分布式控制系统或者采用可编程逻辑控制器。
技术总结