(12)实用新型专利
(10)授权公告号 CN 207219290 U(45)授权公告日 2018.04.10
(21)申请号 201721302925.7(22)申请日 2017.10.10
(73)专利权人 中国电力工程顾问集团华东电力
设计院有限公司
地址 200063 上海市普陀区武宁路409号(72)发明人 梁雷欣 李子彦 徐钧 (74)专利代理机构 上海一平知识产权代理有限
公司 31266
代理人 姜龙 翁霞(51)Int.Cl.
H05K 7/20(2006.01)
权利要求书1页 说明书5页 附图1页
(54)实用新型名称
燃煤发电厂凝汽式机组变频器室冷却降温的节能系统(57)摘要
本实用新型公开了一种燃煤发电厂凝汽式机组变频器室冷却降温的节能系统，具体地，该节能系统包括热风区、冷风区以及空气处理机组；一隔板将变频器室隔成上下两个空间，其中，上空间为热风区，下空间为冷风区；空气处理机组位于变频器室的外部，气流从热风区进入空气处理机组，从空气处理机组进入冷风区，再经变频器从冷风区到热风区，以此往复循环；空气处理机组为双冷源机组，包括循环冷却水表冷器和直接蒸发式空气冷却器，循环冷却水表冷器将来自发电厂凝汽式机组的循环冷却水作为冷媒。本实用新型可以保证变频器室的温度以及洁净度达到运行要求，并减少冷却系统的能耗，节省变频器室内面积。
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权 利 要 求 书
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1.一种燃煤发电厂凝汽式机组变频器室冷却降温的节能系统，其特征在于，所述节能系统包括热风区、冷风区以及空气处理机组；
一隔板将变频器室隔成上下两个空间，其中，上空间为所述热风区，下空间为所述冷风区；所述空气处理机组位于所述变频器室的外部，气流从所述热风区进入所述空气处理机组，从所述空气处理机组进入所述冷风区，再经变频器从所述冷风区到所述热风区，以此往复循环；
所述空气处理机组为双冷源机组，包括循环冷却水表冷器和直接蒸发式空气冷却器，所述循环冷却水表冷器将来自发电厂凝汽式机组的循环冷却水作为冷媒。
2.如权利要求1所述的节能系统，其特征在于，所述循环冷却水表冷器为表面式换热器，所述循环冷却水通过供水管道被送入所述循环冷却水表冷器，与来自所述热风区的高温排汽进行换热，升温后的所述循环冷却水经回水管道流出。
3.如权利要求2所述的节能系统，其特征在于，在所述供水管道和所述回水管道上均设有截止阀，所述截止阀用于控制所述循环冷却水的流通。
4.如权利要求3所述的节能系统，其特征在于，在所述回水管道上设有电动调节阀，所述电动调节阀用于控制所述循环冷却水的流量大小。
5.如权利要求1所述的节能系统，其特征在于，所述直接蒸发式空气冷却器、制冷剂输送管路、压缩冷凝室外机、直接蒸发式空气冷却器和控制器形成直接蒸发式空气冷却器系统，所述直接蒸发式空气冷却器系统将制冷剂作为冷媒。
6.如权利要求5所述的节能系统，其特征在于，所述制冷剂通过所述直接蒸发式空气冷却器与来自所述热风区的高温排汽进行换热，升温后的所述制冷剂经所述制冷剂输送管路至所述压缩冷凝室外机与空气进行换热，降温后的所述制冷剂经所述制冷剂输送管路至所述直接蒸发式空气冷却器进行换热，以次循环往复，所述控制器根据变频器室内温度检测结果来控制所述直接蒸发式空气冷却系统的运行状态。
7.如权利要求1所述的节能系统，其特征在于，来自所述热风区的高温排汽先流经所述循环冷却水表冷器，再流经所述直接蒸发式空气冷却器，且所述节能系统在工作的状态下，所述循环冷却水表冷器是运行的，任选地运行所述直接蒸发式空气冷却器。
8.如权利要求1所述的节能系统，其特征在于，所述空气处理机组包括空气过滤器。9.如权利要求1所述的节能系统，其特征在于，所述气流从所述热风区经第一风口和风管进入所述空气处理机组，所述气流从所述空气处理机组经风量调节阀门和第二风口进入所述冷风区。
10.如权利要求9所述的节能系统，其特征在于，在所述第一风口和所述风管之间设有第一防火阀，在所述风量调节阀门和所述第二风口之间设有第二防火阀。
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说 明 书
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燃煤发电厂凝汽式机组变频器室冷却降温的节能系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及燃煤发电厂变频器室通风空调领域，更具体地涉及一种燃煤发电厂凝汽式机组变频器室冷却降温的节能系统。
背景技术
[0002]随着火力发电厂节能减排的大力发展，变频装置在一次风机、二次风机、凝结水泵、疏水泵、循环水泵、空冷岛风机等设备中应用越来越广泛。但是变频装置在运行中有2％～4％左右的功耗会变成热量，这些热量不及时排除，将会造成变频器发生超温故障报警，影响设备的正常运行和使用寿命。燃煤电厂变频器室一般布置在主厂房区域，周围空气粉尘污染较为严重，而变频器对空气的洁净度也有很高的要求，含尘空气容易造成变频器柜本体进风口及排风口过滤网的堵塞，造成通风不畅，使柜内温度升高，出现设备超温故障。因此，如何为变频器室提供洁净、节能的通风冷却装置变得尤为重要。
[0003]现有变频器室冷却技术中由变频器自带的风机将热量排至室外，进风由设置在外墙上的过滤风口进入室内，通过全面通风的方式降低变频器室温度的方案。这种直流通风冷却不能保障变频器室的洁净度，且在室外温度较高时，不能保证变频器正常运行。也有设置电制冷空调柜机对室内进行冷却的技术方案，电制冷空调柜机送风温度过低会造成变频器控制机柜内壁空气结露，产生安全隐患，电制冷空调柜机通常常年运行，这将会消耗大量的电能，而且电制冷空调室内柜机布置常常很困难。[0004]因此，本领域急需一种新型的变频器冷却装置。实用新型内容
[0005]本实用新型的目的在于提供一种燃煤发电厂凝汽式机组变频器室冷却降温的节能系统，该节能系统利用燃煤发电厂凝汽式机组的循环冷却水作为主要冷源，联合直接蒸发式空气冷却器系统的双冷源空气处理机组对变频器室进行冷却降温，并通过合理的气流组织设计，以保证变频器室的温度、洁净度达到运行要求，并减少冷却系统运行能耗。[0006]本实用新型提供了一种燃煤发电厂凝汽式机组变频器室冷却降温的节能系统，具体地，该节能系统包括热风区、冷风区以及空气处理机组；一隔板将变频器室隔成上下两个空间，其中，上空间为热风区，下空间为冷风区；空气处理机组位于变频器室的外部，气流从热风区进入空气处理机组，从空气处理机组进入冷风区，再经变频器从冷风区到热风区，以此往复循环；空气处理机组为双冷源机组，包括循环冷却水表冷器和直接蒸发式空气冷却器，循环冷却水表冷器将来自发电厂凝汽式机组的循环冷却水作为冷媒。[0007]在另一优选例中，循环冷却水表冷器为表面式换热器，循环冷却水通过供水管道被送入循环冷却水表冷器，与来自热风区的高温排汽进行换热，升温后的循环冷却水经回水管道流出。
[0008]在另一优选例中，在供水管道和回水管道上均设有截止阀，截止阀用于控制循环冷却水的流通。
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说 明 书
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在另一优选例中，在回水管道上设有电动调节阀，电动调节阀用于控制循环冷却
水的流量大小。
[0010]在另一优选例中，直接蒸发式空气冷却器、制冷剂输送管路、压缩冷凝室外机、直接蒸发式空气冷却器和控制器形成直接蒸发式空气冷却器系统，直接蒸发式空气冷却器系统将制冷剂作为冷媒。
[0011]在另一优选例中，制冷剂通过直接蒸发式空气冷却器与来自热风区的高温排汽进行换热，升温后的制冷剂经制冷剂输送管路至压缩冷凝室外机与空气进行换热，降温后的制冷剂经制冷剂输送管路至直接蒸发式空气冷却器进行换热，以次循环往复，控制器根据变频器室内温度检测结果来控制直接蒸发式空气冷却系统的运行状态。[0012]在另一优选例中，来自热风区的高温排汽先流经循环冷却水表冷器，再流经直接蒸发式空气冷却器，且节能系统在工作的状态下，循环冷却水表冷器是运行的，任选地运行直接蒸发式空气冷却器。[0013]在另一优选例中，空气处理机组包括空气过滤器，空气过滤器用于过滤循环气体，并保证其清洁度。
[0014]在另一优选例中，空气处理机组包括风机，风机用于将冷却的气体送至冷风区。[0015]在另一优选例中，气流从热风区经第一风口和风管进入空气处理机组，气流从空气处理机组经风量调节阀门和第二风口进入冷风区，风量调节阀门用于调节风量。[0016]在另一优选例中，在第一风口和风管之间设有第一防火阀，在风量调节阀门和第二风口之间设有第二防火阀，防火阀起防火隔断作用。[0017]在另一优选例中，风机和第二防火阀之间通过下风道连接，且风量调节阀门位于下风道上。
[0018]在另一优选例中，隔板为不燃保温隔板。[0019]应理解，在本实用新型范围内中，本实用新型的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。附图说明
[0020]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本实用新型一个实例中的利用燃煤发电厂凝汽式机组的循环冷却水作主要冷源联合直接蒸发式空气冷却器系统的双冷源空气处理机组对变频器室进行冷却降温的节能系统结构示意图。[0022]各附图中，各标示如下：[0023]1-空气处理机组；[0024]2-空气过滤器；
[0025]3-循环冷却水表冷器；
[0026]4-直接蒸发式空气冷却器；
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CN 207219290 U[0027][0028][0029][0030][0031][0032][0033][0034][0035][0036][0037][0038][0039][0040]
说 明 书
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5-制冷剂管路；
6-压缩冷凝室外机；7-风机；
8-风量调节阀门；9a-第一风口；9b-第二风口；10a-第一防火阀；10b-第二防火阀；11-风道；
12-不然保温材料吊顶；13-电动调节阀；14-截止阀；15-供水管道；16-回水管道。
具体实施方式
[0041]本发明人经过广泛而深入的研究，通过大量筛选，首次开发了一种燃煤发电厂凝汽式机组变频器室冷却降温的节能系统，本实用新型利用燃煤发电厂凝汽式机组的循环冷却水作为主要冷源，联合直接蒸发式空气冷却器系统的双冷源空气处理机组对变频器室进行冷却降温，以保证变频器室的温度、洁净度达到运行要求，并减少冷却系统的能耗，节省变频器室内面积，在此基础上完成了本实用新型。
[0042]本实用新型提供了一种利用燃煤发电厂凝汽式机组的循环冷却水作为主要冷源，联合直接蒸发式空气冷却器系统的双冷源空气处理机组对变频器室进行冷却降温的节能系统，它是一种具有特定结构的燃煤发电厂凝汽式机组变频器室冷却降温的节能系统，并通过合理的气流组织设计，以保证变频器室的温度、洁净度达到运行要求，并减少冷却系统的能耗，节省变频器室内面积。。[0043]典型地，本实用新型采用的技术方案为：设置双冷源空气处理机组，空气处理机组中设置有空气过滤器、循环冷却水表冷器、直接蒸发式空气冷却器、制冷剂管路、压缩冷凝室外机、送风机和控制系统组成；采用不燃保温材料作为室内吊顶将变频器室隔离成热风区和冷风区；设置风管路系统，包括设置有防火阀、风口、风管和风量调节阀门；设置与双冷源空气处理机组中循环冷却水表冷器相连接的循环冷却水管道路系统，包括设置水管道和截止阀、调节阀等管件。
[0044]该节能系统采用不燃保温材料作为室内吊顶将变频器室上下隔离成热风区和冷风区。热风直接进入双冷源空气处理机组处理成低温空气后送入低位冷风区，冷风进入变频器带走变频器的热量后被变频器自动的排风装置排入热风区。双冷源空气处理机组中设置了以循环冷却水为冷源的表冷器和直接蒸发式空气冷却器。当室内负荷较小时，直接蒸发式空气冷却器系统可不运行，室内冷负荷仅有循环冷却水系统承担。室内负荷较大时，直接蒸发式空气冷却器系统联合循环水冷却系统运行来满足室内冷负荷。[0045]本实用新型的主要优点包括：
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说 明 书
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(a)采用冷热分区的气流组织形式，有利于提高通风效率；(b)采用燃煤发电厂凝汽式机组的循环冷却水作主要冷源，具有节约运行费用的
效益
(c)设置在空气处理机组内设置直接蒸发式空气冷却器，用于对高温排气的补充
冷却，保证了整个系统通风冷却的可靠性；[0049](d)变频器室内不布置空调设备，节约了变频器室的建筑面积；[0050](e)无新风引入，保证了凝泵变频器室的洁净度。[0051]因此，本实用新型的循环冷却水具有水质好、污染少、供水温度低(供水温度一般低于33.5℃)和常年流量保证等特点，相对于电动压缩式制冷是一种自然冷源，利用循环冷却水作为空气处理机组冷源具有节能效益。在变频器室内冷负荷较高时，循环冷却水表冷器无法满足全部负荷时，开启直接蒸发式空气冷却器系统，补偿循环冷却水表冷器的不足，这样设计系统安全可靠。直接蒸发式空气冷却器系统相比传统的电制冷空调柜机方案，其设置容量小，耗电量小，具有节能、节约运行费用的效益。空气处理机组中设置了空气过滤器，且无新风引入，保证了变频器室内的洁净度要求，这一点对于设置在炉后电除尘区域的变频器室尤其重要。
[0052]下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外，附图为示意图，因此本实用新型装置和设备的并不受所述示意图的尺寸或比例限制。[0053]需要说明的是，在本专利的权利要求和说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。[0054]实施例
[0055]本实施例所述的节能系统如图1所示，其主要组成有：热风区、冷风区、空气处理机组(1)。采用不燃保温材料吊顶(12)将变频器室隔离成热风区和冷风区。热风区可作为排风的均压箱，高温排气经第一风口(9a)、第一防火阀(10a)、风道(11)和空气处理机组(1)的空气过滤器(2)经与循环冷却水表冷器(3)和直接蒸发式空气冷却器(4)进行热交换。其中，循环冷却水表冷器(3)冷媒为循环冷却水，直接蒸发式空气冷却器(4)内冷媒为制冷剂，循环冷却水表冷器(3)为表面式换热器，循环冷却水通过供水管道(15)被送入循环冷却水表冷器(3)，与来自热风区的高温排汽进行换热，升温后的循环冷却水经回水管道(16)流出。其中，在供水管道(15)和回水管道(16)上均设有截止阀(14)，用于控制循环冷却水的流通，且在回水管道(16)上设有电动调节阀(13)，用于控制循环冷却水的流量大小。制冷剂通过直接蒸发式空气冷却器(4)与来自循环冷却水表冷器(3)的气流进行换热，升温后的制冷剂经制冷剂输送管路(5)至压缩冷凝室外机(6)与空气进行换热，降温后的制冷剂经制冷剂输送管路(5)至直接蒸发式空气冷却器(4)进行换热，以次循环往复。经过换热后的低温空气由送风机(7)、第二防火阀(10b)和第二风口(9b)送入变频器室内，其中，风量可以由风量调节
[0048]
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阀门(8)来调节，第一防火阀(10a)和第二防火阀(10b)起防火隔断作用。控制系统根据室内温度检测结果来控制直接蒸发式空气冷却系统的运行状态。当仅循环冷却水表冷器运行可保证室内设计温度时，直接蒸发式空气冷却系统处于待机状态；当循环冷却水表冷器运行不能保证室内设计温度时，直接蒸发式空气冷却系统联合循环冷却水表冷器运行。[0056]以1000MW发电机组的10kV凝结水泵变频装置为例，其满载发热量为130kW，电厂循环水供水温度见表1。经过计算，当室内控制温度为35℃，变频器满载运行，在冷却水供/回水温度为31.5/40.5℃时，相比配置4台容量为15HP的电制冷空调柜机，本实用新型初投资可节省6万元，年耗电量可节省385048kW·h，节能效果显著。[0057]表1循环冷却水供水温度
[0058]月份温度/℃
115
215
317.42
422.04
525.81
628.89
731.50
830.88
927.29
1023.02
1118.36
1215
综上，本实用新型的节能系统利用电厂现有的循环冷却水作冷源，不设置大容量
的电制冷空调从而降低运行耗电量，空气处理机组集成设置，布置方便，节省室内空间。循环风经过过滤，无室外新风引入保证了室内的洁净度。本实用新型的节能系统尤其适用于燃煤发电厂凝汽式机组变频器室冷却降温。
[0060]在本实用新型提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本实用新型的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
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说 明 书 附 图
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