[發明專利]基于變頻泵和倒U型虹吸管的直流循環供水系統

有效

• 申請號: 201410469818.8
• 申請日: 2014-09-15
• 公開（公告）號: CN104265383A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 張磊;李臨臨;于連海;趙佰波
• 申請（專利權）人: 山東電力工程咨詢院有限公司
• 主分類號: F01D25/32
• 分類號: F01D25/32;F04B49/06;F04F10/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術領域

本發明涉及一種基于變頻泵和倒U型虹吸管的直流循環供水系統。

背景技術

中國人口眾多、資源相對不足，要實現能源資源有效利用和經濟社會可持續發展，必須走節約能源的道路，提高能源使用和利用效率。近年來，國家相繼修訂出臺了《節約能源法》、《可再生能源法》、《循環經濟促進法》、《石油天然氣管道保護法》以及《民用建筑節能條例》、《公共機構節能條例》等法律法規。《能源發展“十二五”規劃》提出：“十二五”時期，要加快能源生產和利用方式變革，強化節能優先戰略，全面提高能源開發轉化和利用效率，合理控制能源消費總量。”

節約能源是指加強用能管理，釆取技術上可行、經濟上合理以及環境和社會可以承受的措施，從能源生產到消費的各個環節，降低消耗、減少損失和制止浪費，有效合理地利用能源，這是國家發展經濟的一項長遠戰略方針，是全面貫徹落實科學發展觀，提高能源利用效率，又好又快建設社會主義和諧社會的基本國策。

為貫徹國家節能方針，現在設計的電廠許多大容量輔機都采取了節能措施，其中電廠所謂“三大機三大泵”中，送風機、引風機、一次風機均采用動葉可調風機，在低負荷時調節動葉角度可節省廠用電，凝結水泵采用變頻調節，給水泵采用液力偶合器或汽動給水泵，在低負荷時可降低轉速節省廠用電，唯有總耗電量居于全廠第二位的循環水泵未采用變頻調節節能措施，少數電廠采用雙速電機，節能效果有限。實際上，優化傳統的直流循環水系統，節省循環水泵廠用電尚有很大的開挖潛力。

傳統的直流循環水系統循環水泵采用定速泵。循環水泵供水的幾何高度(或稱泵對水的提升高度)為循環水泵前池的水位至虹吸井溢流堰上液面的高度。上述液面的高度需滿足兩個條件：一是要保證1％高潮位、機組滿負荷運行時，能克服虹吸井后的管道阻力，水自流入海并保持機組滿負荷時的循環水量；二是該液面至凝汽器水室循環水出水管不大于7m的高差，否則由于水室真空泵運行造成的真空受限，不能形成虹吸作用。由于上述兩個條件的限制，循環水泵供水的幾何高度受到1％高潮位的限制，不能太小。

正常運行時，海面的運行水位均低于1％高潮位，水在虹吸井后產生了水頭跌落損失，一部分發生在虹吸井溢流堰后，一部分發生在入海的排水口處，由于循環水量較大，造成了較大的能量損失。

發明內容

本發明為了解決上述問題，提出了一種基于變頻泵和倒U型虹吸管的直流循環供水系統，本系統采用變頻調節的變速泵、倒U型虹吸管以代替虹吸井的方案，實現在運行水位低于1％高潮位的時候，也能進行循環供水，節省數量可觀的廠用電量和廠用電費。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于變頻泵和倒U型虹吸管的直流循環供水系統，包括循環水泵前池、循環水泵、凝汽器、真空泵、排水井和倒U型虹吸管；其中，循環水泵將循環水泵前池內的水送入凝汽器，真空泵連接在凝汽器的出水端，凝汽器的出水端與排水井連接，排水井連接倒U型虹吸管的一端，倒U型虹吸管的另一端連接排水管，排水管中的液體排進大海；所述循環水泵為變頻調節的變速泵。

所述排水管為無泄漏的鋼管。

所述倒U型虹吸管的管頂高度高于當地1％高潮位，所述排水管入海口的高度低于97％低潮位。

所述循環水泵的轉速根據凝汽器循環水的進口水溫、機組負荷、潮位(或河水水位)而改變，自動調節從而維持汽輪機背壓至設定值。

所述倒U型虹吸管的頂高滿足保證1％高潮位機組啟動后，倒U型虹吸管工作后管內的水能自流入海。

倒U型虹吸管的頂高≥凝汽器水室出水管最高點的標高－7m。其中，7m為最大允許虹吸利用高度。

所述排水井在初次使用時，需要充滿水，且其容量需確保循環水泵和真空泵啟動后，凝汽器水室和出水管只進水不漏進空氣。

基于上述系統的供水方法，包括以下步驟：

(1)首次啟動時，對排水井和倒U型虹吸管進行啟動注水；啟動循環水泵，使凝汽器進水，在循環水泵的控制方面，首先將所配電機電流控制在最大限值以下，一旦循環水泵的運行電流到達最大限值時，循環水泵的轉速不再增加，循環水泵電機運行在最大限值電流以下時，循環水泵的轉速根據汽輪機背壓進行自動調節，將汽輪機背壓維持在設定值。該設定值由其與凝汽器進口循環水溫的關系曲線確定；

(2)啟動真空泵，使凝汽器水室及其出水管充滿水，虹吸作用形成，整個循環供水系統工作。

本發明的特征及有益效果為：

(1)電廠循環冷卻供水系統采用變頻調節的循環水泵，在低循環水水溫(凝汽器進口)、低機組負荷或低潮位(低河水水位)時，均可有效節省廠用電；