蒸汽餘壓餘熱發電及平衡供汽供熱模塊化裝置的製作方法

2023-05-31 08:52:01 1

專利名稱：蒸汽餘壓餘熱發電及平衡供汽供熱模塊化裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於エ業及民用餘熱餘壓發電及供汽供熱領域，特別涉及一種蒸汽餘壓餘熱發電及平衡供汽供熱模塊化裝置。
背景技術：
在エ業及民用領域存在大量蒸汽熱用戶，甚至許多エ礦企業例如化工廠、製藥廠等存在各類不同壓カ及溫度等級需求、蒸汽耗量的エ藝過程，而作為蒸汽來源的蒸汽鍋爐房或熱電聯產汽輪機抽汽等的壓カ及溫度參數往往選型參數較高，以滿足最高壓カ熱用戶的參數要求，由此造成了較高壓力及溫度品位的蒸汽需經一次乃至多次減溫減壓方能送入相應的蒸汽使用末端，而這ー減溫減壓過程導致了嚴重不可逆損失，這ー高位能量被白白 浪費的現象普遍存在，如能將其轉化為有用能源則將產生巨大的節能環保效益。在鋼鐵冶煉領域的高爐煤氣爐頂餘壓發電是利用流體高位餘壓發電的典型餘能回收利用技木。在鋼鐵廠、水泥廠、化工廠、焦化廠等大量エ礦企業採用的餘熱發電技術也已獲得廣泛應用。目前上述餘壓發電或餘熱發電已經成熟地應用於工程實際。另外，專利號為CN201010162555. 8分布式餘熱餘壓發電系統和分布式餘熱餘壓發電方法公開了採用單螺杆膨脹機由余熱餘壓流體進行直接純凝式發電或通過加熱工作介質進行間接純凝式發電的分布式餘熱餘壓發電方法。但是，上述利用餘壓、餘熱等餘能資源進行發電的技術措施中，均不適合前述廣泛存在的蒸汽供應與熱用戶需求之間存在或大或小的壓差能量損失問題，例如CN201010162555. 8的方法無法解決蒸汽熱用戶對不同蒸汽參數的需求及其匹配問題。另外，熱用戶普遍存在用汽和用電的雙重需求，而且其需求還隨時間而發生或劇烈或平緩的變化，這也是熱電聯產系統用戶所必須面對和平衡解決的問題。因此，有必要探尋全新的利用蒸汽餘熱餘壓等餘能資源進行發電與供汽供熱的優化設計方案及其裝置結構，以提高整個熱カ系統的能源資源利用效率及其經濟效果。

實用新型內容本實用新型的目的是為克服已有技術的不足之處，設計出一種蒸汽餘壓餘熱發電及平衡供汽供熱模塊化裝置，本發明採用背壓式汽輪機，或採用背壓式汽輪機與蒸汽噴射泵複合方式代替減溫減壓閥，利用高壓蒸汽中的餘壓及餘熱進行發電並供應各類熱用戶所需蒸汽，並實現供電調節和供汽供熱的均衡調節。本實用新型提出的一種蒸汽餘壓餘熱發電及平衡供汽供熱模塊化裝置，特徵在幹，該裝置包括背壓式汽輪機、發電機、及閥門與連接管路；高壓蒸汽進汽管(A)通過發電控制閥(Vl)與背壓式汽輪機(I)的主蒸汽入ロ相連，高壓蒸汽進汽管(A)還通過減溫減壓閥(V3)與第三低壓供汽管(D)相連；背壓式汽輪機(I)的排氣出口通過第一供汽控制閥(V5)與第一低壓供汽管(B)相連；背壓式汽輪機(2)的軸與發電機(8)的軸相連，發電機(8)的輸出端通過併網裝置(9)與電網(E)相連。[0009]該裝置還包括蒸汽噴射泵(3)，所述高壓蒸汽進汽管(A)還通過驅動控制閥(V2)與蒸汽噴射泵(3)的驅動蒸汽噴嘴(2)的入口相連，蒸汽噴射泵(3)的擴壓段(6)後的混合蒸汽出口和第二低壓蒸汽供汽管(C)相連，並通過級間調壓閥(V6)與第三低壓供汽管(D)相連；背壓式汽輪機(I)的排氣出口還通過引射控制閥(V4)與蒸汽噴射泵(3)的引射ロ(7)相連，並通過第一供汽控制閥(V5)與第一低壓供汽管(B)相連。該裝置還包括將所述的背壓式汽輪機(I)的中壓抽汽ロ與蒸汽噴射泵(3)的驅動蒸汽噴嘴(2)的入口相連的管路。所述的蒸汽噴射泵(3)採用由依次相連的驅動蒸汽噴嘴(2)、引射ロ(7)、混合段
(4)、喉部(5)和擴壓段(6)組成的單級結構或多效復疊式結構，該驅動蒸汽噴嘴(2)採用可調式噴嘴結構。本實用新型針對傳統蒸汽供應方式中普遍存在的供汽壓カ高於用汽設備所需壓 力，而被迫採用減溫減壓閥導致嚴重不可逆損失，採用背壓式汽輪機，或背壓式汽輪機與蒸汽噴射泵複合方式代替減溫減壓閥，利用高壓蒸汽中的餘壓及餘熱進行發電，並由汽輪機抽汽或高壓蒸汽輸入蒸汽噴射泵作為驅動蒸汽，引射汽輪機排氣並加壓到熱用戶所需壓カ後送出，其中輸入汽輪機的高壓蒸汽流量由所需發電量實時控制，下遊蒸汽熱用戶所需蒸汽量則由汽輪機，或汽輪機與蒸汽噴射泵和蒸汽旁通管聯合調節，由此實現供電、供汽供熱同時滿足用戶需求的熱電聯合運行模式。該裝置方案可普遍推廣於各類蒸汽用戶。本實用新型解決了目前實際工程中普遍存在的高壓蒸汽減溫減壓送往不同壓カ需求的蒸汽熱用戶導致不可逆損失過大的難題，提出了完整的技術方案及工程實施裝置，提高了整個熱カ系統的能源綜合利用效益，該裝置方案可普遍推廣於各類蒸汽用戶。

圖I是本實用新型的實施例I的結構示意圖。圖2是本實用新型的實施例2的結構示意圖。圖中各部件編號與名稱如下背壓式汽輪機I、驅動蒸汽噴嘴2、蒸汽噴射泵3、混合段4、喉部5、擴壓段6、引射ロ 7、發電機8、併網裝置9、高壓蒸汽進汽管A、第一低壓供汽管B、第二、低壓供汽管C、第三低壓供汽管D、電網E、發電控制閥VI、驅動控制閥V2、減溫減壓閥V3、引射控制閥V4、第一供汽控制閥V5、級間調壓閥V6。
具體實施方式
本實用新型的蒸汽餘壓餘熱發電及平衡供汽供熱模塊化裝置，結合附圖及實施例詳細說明如下本實用新型提出的蒸汽餘壓餘熱發電及平衡供汽供熱模塊化裝置實施例I結構如圖I所示特徵在於，該裝置包括背壓式汽輪機、發電機、及閥門與連接管路；高壓蒸汽進汽管A通過發電控制閥Vl與背壓式汽輪機I的主蒸汽入口相連，高壓蒸汽進汽管A還通過減溫減壓閥V3與第三低壓供汽管D相連；背壓式汽輪機I的排氣出ロ通過第一供汽控制閥V5與第一低壓供汽管B相連(當背壓式汽輪機還設置有抽汽ロ吋，該抽汽ロ與第二低壓蒸汽供汽管C相連)；背壓式汽輪機I的軸與發電機8的軸相連，發電機8的輸出端通過併網裝置9與電網E相連。上述第一低壓蒸汽供汽管B、第二低壓蒸汽供汽管C和第三低壓供汽管D的管內蒸汽流速可分別為0，但不同時為O。本實用新型提出的蒸汽餘壓餘熱發電及平衡供汽供熱模塊化裝置實施例2結構如圖2所示該裝置在實施例I的結構基礎上還包括蒸汽噴射泵，所述高壓蒸汽進汽管A還通過驅動控制閥V2與蒸汽噴射泵3的驅動蒸汽噴嘴2的入口相連，蒸汽噴射泵3的擴壓段6後的混合蒸汽出口和第二低壓蒸汽供汽管C相連，並通過級間調壓閥V6與第三低壓供汽管D相連，背壓式汽輪機I的排氣出ロ還通過引射控制閥V4與蒸汽噴射泵3的引射ロ 7相連，還通過第一供汽控制閥V5與第一低壓供汽管B相連。實施例2還可包括將所述的背壓式汽輪機I的中壓抽汽ロ與蒸汽噴射泵3的驅動蒸汽噴嘴2的入口相連的管路。本實施例的蒸汽噴射泵3可採用單級結構，該結構主要由噴嘴2、引射ロ 7、混合段
4、喉部5和擴壓段6所組成，噴嘴2與引射ロ 7相連後與混合段4、喉部5和擴壓段6相連，其噴嘴2採用可調式噴嘴結構。也可採用多級串並聯且驅動流體分級做功的多級復疊式結構，該結構包括依次復疊式連接的首級噴射器、末級噴射器、末級流量分配器；該首級噴射器和末級噴射器均由依次連接的設有噴嘴的入口段、混合段、喉部及擴壓段所組成(與單級結構相類似)，末級流量分配器開有末級混合引出口和混合流體出口，首級噴射器的首級引射ロ與末級噴射器的末級擴壓段的末級混合引出ロ通過引射連通管相連。本實施例2採用上述單級結構或多級復疊式引射方式的蒸汽噴射泵可以大幅提高引射效率，將總體引射效率提高2 5倍以上。本實施例的背壓式汽輪機、發電機、併網裝置及閥門均可選用常規產品。需要說明的是，本實用新型提出了如何解決供汽壓カ高於熱用戶壓カ需要而導致浪費高位能源的問題的方法，而按照此ー總體解決方案可有不同的具體實施措施和不同結構的具體實施裝置，上述具體實施方式
僅僅是其中的一種而已，其它類似的簡單變形的實施方式，均落入本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種蒸汽餘壓餘熱發電及平衡供汽供熱模塊化裝置，特徵在於，該裝置包括背壓式汽輪機、發電機、及閥門與連接管路；高壓蒸汽進汽管(A)通過發電控制閥(Vl)與背壓式汽輪機(I)的主蒸汽入口相連，高壓蒸汽進汽管(A)還通過減溫減壓閥(V3)與第三低壓供汽管(D)相連；背壓式汽輪機(I)的排氣出口通過第一供汽控制閥(V5)與第一低壓供汽管(B)相連；背壓式汽輪機(I)的軸與發電機(8)的軸相連，發電機(8)的輸出端通過併網裝置(9)與電網(E)相連。
2.如權利要求I所述的蒸汽餘壓餘熱發電及平衡供汽供熱模塊化裝置，特徵在於，該裝置還包括蒸汽噴射泵(3)，所述高壓蒸汽進汽管(A)還通過驅動控制閥(V2)與蒸汽噴射泵(3)的驅動蒸汽噴嘴(2)的入口相連，蒸汽噴射泵(3)的擴壓段(6)後的混合蒸汽出口和第二低壓蒸汽供汽管(C)相連，並通過級間調壓閥(V6)與第三低壓供汽管(D)相連；背壓式汽輪機(I)的排氣出口還通過引射控制閥(V4)與蒸汽噴射泵(3)的引射ロ(7)相連，並通過第一供汽控制閥(V5)與第一低壓供汽管(B)相連。
3.如權利要求2所述的蒸汽餘壓餘熱發電及平衡供汽供熱模塊化裝置，其特徵在幹，該裝置還包括將所述的背壓式汽輪機(I)的中壓抽汽ロ與蒸汽噴射泵(3)的驅動蒸汽噴嘴(2)的入口相連的管路。
4.如權利要求2所述的蒸汽餘壓餘熱發電及平衡供汽供熱模塊化裝置，其特徵在幹，所述的蒸汽噴射泵(3)採用由依次相連的驅動蒸汽噴嘴(2)、引射ロ(7)、混合段(4)、喉部(5)和擴壓段(6)組成的單級結構或多效復疊式結構，該驅動蒸汽噴嘴(2)採用可調式噴嘴結構。
專利摘要本實用新型涉及一種蒸汽餘壓餘熱發電及平衡供汽供熱模塊化裝置，屬於工業及民用餘熱餘壓發電及供汽供熱領域，該裝置包括背壓式汽輪機、發電機、及閥門與連接管路；高壓蒸汽進汽管通過發電控制閥與背壓式汽輪機的主蒸汽入口相連，高壓蒸汽進汽管還通過減溫減壓閥與第三低壓供汽管；背壓式汽輪機的排氣出口通過第一供汽控制閥與第一低壓供汽管相連；背壓式汽輪機的軸與發電機的軸相連，發電機的輸出端通過併網裝置與電網相連。本實用新型解決了目前實際工程中普遍存在的高壓蒸汽減溫減壓送往不同壓力需求的蒸汽熱用戶導致不可逆損失過大的難題，提高了整個熱力系統的能源綜合利用效益，該裝置方案可普遍推廣於各類蒸汽用戶。
文檔編號F01K27/00GK202596802SQ20112056704
公開日2012年12月12日 申請日期2011年12月30日 優先權日2011年12月30日
發明者張茂勇, 張軍 申請人:北京中科華譽能源技術發展有限責任公司