一種熱能動力節能系統的製作方法
2023-04-25 16:01:31 2
專利名稱：一種熱能動力節能系統的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於熱能動力技術領域，尤其涉及一種熱能動力節能系統。
背景技術：
熱電(動)聯產是國家鼓勵發展通用節能技術的一種。目前熱電(動)聯產的企業均採用鍋爐+汽輪發電機組(拖動機組)的工藝流程，而鑑於熱電(動)行業的固有特性決定的客戶用汽負荷不穩定，具有波動性，以及受鍋爐本身蒸汽負荷調節率的限制，熱電 (動)聯產企業尤其是一些建設年代比較早的企業，汽輪機組不能全部採用背壓機型，而需要全部或者部分採用抽凝機組或純凝機組，通過抽汽量大小的改變滿足其用戶蒸汽量的波動，剩餘部分通過冷凝器冷凝成冷凝水，而這部分熱量要通過循環冷卻水系統帶走，不僅配備大功率的循環泵以及相應的冷卻管道與冷卻塔，還要造成蒸汽能量的損失。目前隨著電煤價格的日益走高，很多熱電聯產的企業已經陷入入不敷出，瀕臨倒閉的境界，給國家和社會造成很大的壓力；加之國家及社會對節能減排工作日益重視，很多科研單位、熱電(動)聯產企業也在想方設法進行各種技改和變革，由於背壓汽輪機是汽輪機中對能源利用最充分的一種機型，很多企業已經或計劃將原有的抽凝機組(或純凝機組)改造成背壓汽機組。同時也有部分單位或個人已經對這個問題開始研究並提出解決方案，比如公告號為201674346U的《背壓式發電機組》；公告號為201517431U的《前置背壓機拖動壓縮機系統》的幾個專利均就背壓汽輪機做出研究並專利申請。但是鑑於鍋爐、背壓汽輪機、用汽用戶的特有屬性，現有系統及技術只能部分採用背壓汽輪機而不能全部改造成背壓式汽輪機，否則，客戶用汽負荷發生變化時，因為背壓汽輪機不具備負荷調整的能力，因此所有的變化波動均會快速反應到鍋爐系統中，從而引起鍋爐主汽參數的劇烈變化， 在負荷變化率達到或超過鍋爐所的最大能力時，必然將引起鍋爐超壓打安全閥或者是鍋爐出汽參數過低從而導致進入汽輪機的蒸汽參數不合格等一系列的經濟、技術、安全問題。
發明內容針對上述問題，本實用新型提出了一種最大限度的對鍋爐所產蒸汽進行利用，而且不會給鍋爐造成劇烈的負荷波動壓力，保證鍋爐、汽輪機運行的一種熱能動力節能系統。 常規熱動(電)行業採用的抽凝機組的凝氣部分能量佔到整個能量的比例不低於25%， 而採用本實用新型後，可以保證整個系統的平穩運行，保證鍋爐系統、背壓汽輪機的運行安全，這樣整個系統中全部採用背壓汽輪機後，這部分能量將得到全部利用。本實用新型採用的技術方案是一種熱能動力節能系統，包括鍋爐系統、主蒸汽母管、背壓汽輪機系統以及用戶蒸汽母管，鍋爐系統與主蒸汽母管相連，主蒸汽母管上連接有背壓汽輪機系統，背壓汽輪機系統與用戶蒸汽母管相連，主蒸汽母管與用戶蒸汽母管之間設有與背壓汽輪機並列的蓄能調節系統。從鍋爐系統排出的蒸汽在通過背壓汽輪機進入用戶蒸汽母管的過程中同時並列蒸汽蓄能調節過程。蒸汽從鍋爐系統排出進入主蒸汽母管後，一部分蒸汽進入背壓汽輪機系統用於發電機以及其他壓縮機等荷載；另一部分則進入蓄能調節過程，上述兩部分的蒸汽最終均進入用戶母管。蓄能調節過程包括鍋爐蒸汽蓄能調節過程和用戶蒸汽蓄能調節過程。蒸汽在整個系統運行過程中，用戶的用汽負荷變化主要反映在用戶蒸汽母管壓力上，如果用戶蒸汽用量較大時，用戶蒸汽母管壓力降低，蓄能調節過程中的部分蒸汽則會大量進入用戶蒸汽母管進行蒸汽補充；如果用戶蒸汽用量減小，用戶蒸汽母管壓力增大，蓄能調節過程中的部分蒸汽進入用戶蒸汽母管的流量降低，維持用戶蒸汽母管壓力穩定，從而保證了系統運行的穩定性與安全性。在汽輪機不依據其背壓參數運行的工況下，還會發生因為汽輪機的功率需要波動，從而導致汽輪機的出汽變化影響到用戶用汽母管的壓力波動，也需要蓄能調節以保證用戶用汽參數的穩定，而汽輪機波動引起的其前端蒸汽(也就是鍋爐出口母管蒸汽)參數變化，則依靠蓄能調節控制進入到蓄能器內的蒸汽流量，從而避免瞬時的蒸汽波動導致鍋爐負荷劇烈波動，超出鍋爐自身負荷調解率的限制，引起不安全事故的發生。進一步的，所述的蓄能調節系統包括通過管路連接的減溫減壓裝置、蓄能器和調節穩壓裝置，減溫減壓裝置與主蒸汽母管相連，調節穩壓裝置與用戶蒸汽母管相連。從安全和經濟利益兩方面考慮，蓄能器與主蒸汽母管之間優選設有減溫減壓裝置與調節穩壓裝置，使得蒸汽壓力符合所採用的蓄能器的相關技術參數；蓄能器與用戶蒸汽母管之間設有調節穩壓裝置，使得進入用戶蒸汽母管的壓力保持穩定。其中，減溫減壓裝置也可以採用背壓機組代替，但是，該背壓機組出口蒸汽壓力等級同其他正常的汽輪機系統中的壓力非一個等級，而是採用遠遠高於其的壓力等級。另外，主蒸汽母管與用戶蒸汽母管之間設有與蓄能調節系統並列的減溫減壓裝置，當汽輪機系統中的其中一套汽輪機發生故障需要檢修的時候，將此減溫減壓裝置作為旁路投運，保證用戶用汽量得到保障。為了避免蒸汽返回到鍋爐系統中，調節穩壓裝置與蓄能器之間設有單向閥門。單向閥門之間可以通過管路連接，在蒸汽從主蒸汽母管進入蓄能器的過程中，如果減溫減壓裝置的開度足夠大，會有少部分蒸汽直接通過調節穩壓裝置進入用戶蒸汽母管，從而一定程度上減輕了蓄能器的負荷。本發明所採用的鍋爐系統，蓄能器、背壓汽輪機系統等設備均採用現有技術，均可以從市場上直接購得。綜上所述，本實用新型中的蓄能調節系統不僅可以對用戶蒸汽母管進行調節，也可以對主蒸汽母管進行調節，在整個熱能動力節能系統中起到承上啟下的作用。蓄能系統與全背壓汽輪機配合使用，既使得能源利用實現最大化，又幫助沒有調節負荷功能的背壓機調節負荷，滿足用戶需求，保證鍋爐汽輪機的安全、穩定、高效、平穩運行。整個系統中全部採用背壓式汽輪機，全面改進現有熱電(動)行業機組必須全部或大部分採用抽凝或者凝汽形式的現狀，可以節省投資、土地佔用情況，更能使熱電(動)行業的整個能量利用率提高25個百分點。
圖1為本實用新型結構示意圖；圖中，1、鍋爐系統，2、主蒸汽母管，3、蓄能器，4、減溫減壓裝置，5、單向閥門，6、被壓汽輪機系統，7、荷載，8、用戶蒸汽母管，9、調節穩壓裝置。
具體實施方式
設備實施例1一種熱能動力節能系統，包括鍋爐系統、主蒸汽母管、背壓汽輪機系統以及用戶蒸汽母管，鍋爐系統與主蒸汽母管相連，主蒸汽母管上連接有背壓汽輪機系統，背壓汽輪機系統與用戶蒸汽母管相連，主蒸汽母管與用戶蒸汽母管之間設有與背壓汽輪機並列的蓄能調節系統。設備實施例2一種熱能動力節能系統，包括鍋爐系統、主蒸汽母管、背壓汽輪機系統以及用戶蒸汽母管，鍋爐系統與主蒸汽母管相連，主蒸汽母管上連接有背壓汽輪機系統，背壓汽輪機系統與用戶蒸汽母管相連，主蒸汽母管與用戶蒸汽母管之間設有與背壓汽輪機並列的蓄能調節系統。所述的蓄能調節系統包括通過管路連接的減溫減壓裝置、蓄能器和調節穩壓裝置， 減溫減壓裝置與主蒸汽母管相連，調節穩壓裝置與用戶蒸汽母管相連，減溫減壓裝置與蓄能器之間也設有調節穩壓裝置。本實施例中，減溫減壓裝置也可以採用背壓機組代替，但是，該背壓機組出口蒸汽壓力等級同其他正常的汽輪機系統中的壓力非一個等級，而是採用遠遠高於其的壓力等級。設備實施例3一種熱能動力節能系統，包括鍋爐系統、主蒸汽母管、背壓汽輪機系統以及用戶蒸汽母管，鍋爐系統與主蒸汽母管相連，主蒸汽母管上連接有背壓汽輪機系統，背壓汽輪機系統與用戶蒸汽母管相連，主蒸汽母管與用戶蒸汽母管之間設有與背壓汽輪機並列的蓄能調節系統，主蒸汽母管與用戶蒸汽母管之間設有與蓄能調節系統並列的減溫減壓器。所述的蓄能調節系統包括通過管路連接的減溫減壓裝置、蓄能器和調節穩壓裝置，減溫減壓裝置與主蒸汽母管相連，調節穩壓裝置與用戶蒸汽母管相連，減溫減壓裝置與蓄能器之間也設有調節穩壓裝置。設備實施例4一種熱能動力節能系統，包括鍋爐系統、主蒸汽母管、背壓汽輪機系統以及用戶蒸汽母管，鍋爐系統與主蒸汽母管相連，主蒸汽母管上連接有背壓汽輪機系統，背壓汽輪機系統與用戶蒸汽母管相連，主蒸汽母管與用戶蒸汽母管之間設有與背壓汽輪機並列的蓄能調節系統，主蒸汽母管與用戶蒸汽母管之間設有與蓄能調節系統並列的減溫減壓器。所述的蓄能調節系統包括通過管路連接的減溫減壓裝置、蓄能器和調節穩壓裝置，減溫減壓裝置與主蒸汽母管相連，調節穩壓裝置與用戶蒸汽母管相連。蓄能器與主蒸汽母管之間設有減溫減壓與調節穩壓裝置；蓄能器與用戶蒸汽母管之間設有調節穩壓裝置。調節穩壓裝置與蓄能器之間設有單向閥門，單向閥門之間通過管路連接。具體工作時，從鍋爐系統排出的蒸汽在通過背壓汽輪機進入用戶蒸汽母管的過程中同時並列蒸汽蓄能調節過程。蒸汽從鍋爐中排出，經過主蒸汽母管，一部分進入到背壓汽輪機系統用於發電機等荷載，另一部分經過減溫減壓的蒸汽單向進入蓄能器中進行蓄能調節，最終兩部分蒸汽均進入用戶蒸汽母管。根據項目情況，將主蒸汽母管和用戶蒸汽母管壓力分別設為Pl和P3，根據所選用的蓄能器的蓄能能力，將一級減壓後的壓力設為P2。當背壓汽輪機系統平穩運行時，如果用戶蒸汽母管負荷突然增大，導致用戶用汽母管壓力P3降低，V3閥以P3作為控制信號，必然導致V3閥開度增大，蓄能器通過單向閥 K2往外放蒸汽流量增大，維持P3的穩定；當用戶蒸汽母管用汽負荷降低時，導致用戶用汽母管壓力P3增大，V3閥將減小開度，單向閥K2外放蒸汽流量降低，維持P3的穩定。在汽輪機不能穩定在平穩工況下運行，而需要做出調節的情況下，汽輪機的工況變化會導致出汽量變化影響到用戶用汽母管的壓力P3波動，也需要蓄能調節以保證用戶用汽參數的穩定。同時汽輪機調整將引起的鍋爐出口母管蒸汽參數劇烈變化，當背壓汽輪機系統所需負荷變小時，由於鍋爐調整的滯後性，主蒸汽母管壓力Pl將有增大的趨勢，VI、 V2閥以P1、P2作為控制信號，開度增大，主蒸汽母管中的蒸汽便通過單向閥Kl大量進入蓄能調節系統，維持Pl穩定；反之，當背壓汽輪機系統所需負荷變大時，VI、V2閥以P1、P2作為控制信號，開度減小，主蒸汽母管中的蒸汽進入蓄能調節系統流量變小，維持Pl穩定。從而避免瞬時的蒸汽波動導致鍋爐負荷劇烈波動，超出鍋爐自身負荷調解率的限制，引起不安全事故的發生。當背壓汽輪機組系統中部分背壓汽輪機需要檢修時，為了保證用戶蒸汽穩定，一部分蒸汽可以直接通過減溫減壓過程進入用戶蒸汽母管。
權利要求1.一種熱能動力節能系統，包括鍋爐系統、主蒸汽母管、背壓汽輪機系統以及用戶蒸汽母管，鍋爐系統與主蒸汽母管相連，主蒸汽母管上連接有背壓汽輪機系統，背壓汽輪機系統與用戶蒸汽母管相連，其特徵在於主蒸汽母管與用戶蒸汽母管之間設有與背壓汽輪機並列的蓄能調節系統。
2.根據權利要求1所述的熱能動力節能系統，其特徵在於所述的蓄能調節系統包括通過管路連接的減溫減壓裝置、蓄能器和調節穩壓裝置，減溫減壓裝置與主蒸汽母管相連， 調節穩壓裝置與用戶蒸汽母管相連。
3.根據權利要求2所述的熱能動力節能系統，其特徵在於所述的蓄能器與主蒸汽母管之間優選設有減溫減壓與調節穩壓裝置；蓄能器與用戶蒸汽母管之間設有調節穩壓裝置。
4.根據權利要求1或2或3所述的熱能動力節能系統，其特徵在於所述的主蒸汽母管與用戶蒸汽母管之間設有與蓄能調節系統並列的減溫減壓裝置。
5.根據權利要求4所述的一種熱能動力節能系統，其特徵在於所述的調節穩壓裝置與蓄能器之間設有單向閥門。
專利摘要本實用新型屬於熱能動力技術領域，尤其涉及一種熱能動力節能系統，包括鍋爐系統、主蒸汽母管、背壓汽輪機系統以及用戶蒸汽母管，鍋爐系統與主蒸汽母管相連，主蒸汽母管上連接有背壓汽輪機系統，背壓汽輪機系統與用戶蒸汽母管相連，主蒸汽母管與用戶蒸汽母管之間設有與背壓汽輪機並列的蓄能調節系統。採用本實用新型，不僅可以使得能量得到充分利用，更能保證汽輪機的運行安全，從而保證整個系統的平穩運行。
文檔編號F22B33/18GK202187804SQ20112026914
公開日2012年4月11日 申請日期2011年7月27日 優先權日2011年7月27日
發明者寇光智, 裴振洪, 鄭博 申請人:日照魯信金禾生化有限公司