專利名稱：一種螺桿膨脹/向心渦輪低參數(shù)余熱聯(lián)合發(fā)電機(jī)組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及余熱發(fā)電設(shè)備。
背景技術(shù)：
在エ業(yè)領(lǐng)域里，大量的低位余熱余壓(低參數(shù)的氣體、液體、蒸汽等)未能利用。低位余熱余壓資源存在量大面廣的特點(diǎn)以及參數(shù)低(壓力、溫度低)、分散、波動大(參數(shù)、流量變化大)、形態(tài)變化大(可能是汽液兩相，可能是氣固兩相，或者是氣液固三相)等特點(diǎn)。在很多時候，這些余熱余壓資源難以直接利用，許多エ廠都希望能將其用于發(fā)電。以目前的技術(shù)水平，在蒸汽壓カ低于0. SMPa吋，采用傳統(tǒng)汽輪機(jī)組發(fā)電，其穩(wěn)定性、可靠性及經(jīng)濟(jì)性都很不理想。為解決這部分低參數(shù)余熱余壓的發(fā)電問題，近年來，雙螺桿式膨脹機(jī)得到很快的發(fā)展，這種設(shè)備能夠?qū)⒌蛪赫羝?、汽水混合物或熱水等低參?shù)余熱用來發(fā)電，對熱源的適應(yīng)性很好。但是也存在以下問題，嚴(yán)重制約其發(fā)展I、系統(tǒng)熱能利用效率過低，僅為109^12%左右。2、排氣的真空度太低，僅在0. 03MPa以下，大大影響到發(fā)電效率。目前,雙螺桿發(fā)電系統(tǒng)效率僅在12%左右。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型主要就是針對以上問題，提出一種新的解決方案，即螺桿膨脹/向心渦輪低參數(shù)余熱聯(lián)合發(fā)電機(jī)組，提升發(fā)電效率。本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案ー種螺桿膨脹/向心渦輪低參數(shù)余熱聯(lián)合發(fā)電機(jī)組，其包括單級或多級螺桿膨脹機(jī)組、減速器、發(fā)電機(jī)組、單級或多級向心渦輪膨脹機(jī)組和再熱器。所述的系統(tǒng)在單級或多 級螺桿膨脹機(jī)組的氣路后端或動カ輸出軸上增加單級或多級向心渦輪膨脹機(jī)組，充分利用膨脹后余熱的能量，很好地適應(yīng)膨脹后大流量的要求，且很好的解決了膨脹后真空度過高的難題，大幅度提升發(fā)電效率。本聯(lián)合發(fā)電機(jī)組具體可以分為兩種形式，一種是在單級或多級螺桿膨脹機(jī)組的動力輸出軸上連接第一減速器，第一減速器連接第一發(fā)電機(jī)組；所述單級或多級螺桿膨脹機(jī)組的汽路后端連接單級或多級向心渦輪膨脹機(jī)組，所述單級或多級向心渦輪膨脹機(jī)組的動力輸出軸上連接第二減速器，第二減速器連接第二發(fā)電機(jī)組。進(jìn)一歩，在多級螺桿膨脹機(jī)組
(2)中在每級之間都可串接再熱器，在單級或多級螺桿膨脹機(jī)組(2)與所述單級或多級向心渦輪膨脹機(jī)組(6)之間也可串接再熱器。采用本實(shí)用新型的聯(lián)合發(fā)電機(jī)組，單相或多相低參數(shù)余熱進(jìn)入單級或多級螺桿膨脹機(jī)組進(jìn)行膨脹，通過減速器帶動發(fā)電機(jī)組發(fā)電，完成第一級發(fā)電，其中，在螺桿膨脹機(jī)組進(jìn)行多級膨脹過程中在每級之間都可以進(jìn)行中間再熱(如螺桿膨脹機(jī)組的一段膨脹、ニ段膨脹、三段膨脹之間都可以進(jìn)行中間再熱器)；由單級或多級螺桿膨脹機(jī)組膨脹過后的低參數(shù)余熱可以進(jìn)行中間再熱器后進(jìn)入單級或多級向心渦輪膨脹機(jī)組進(jìn)行膨脹，通過減速器帶動發(fā)電機(jī)組發(fā)電，完成第二級發(fā)電。另ー種是在單級或多級螺桿膨脹機(jī)組的動力輸出軸上連接所述單級或多級向心渦輪膨脹機(jī)組，所述單級或多級向心渦輪膨脹機(jī)組的動カ輸出軸上連接第一減速器，第一減速器連接第一發(fā)電機(jī)組。単相或多相低參數(shù)余熱進(jìn)入單級或多級螺桿膨脹機(jī)組進(jìn)行膨脹，其中，在螺桿膨脹機(jī)組進(jìn)行多級膨脹過程中在每級之間都可以進(jìn)行中間再熱(如螺桿膨脹機(jī)組的一段膨脹、ニ段膨脹、三段膨脹之間都可以進(jìn)行中間再熱器)，由單級或多級螺桿膨脹機(jī)組膨脹過后的低參數(shù)余熱可以進(jìn)行中間再熱后進(jìn)入單級或多級向心渦輪膨脹機(jī)組進(jìn)行膨脹，通過減速器帶動發(fā)電機(jī)組發(fā)電。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于 I、在螺桿膨脹級之后増加向心渦輪級，充分利用膨脹后余熱的能量，很好地適應(yīng)膨脹后大流量的要求，形成雙螺桿加向心渦輪聯(lián)合機(jī)組取代雙螺桿機(jī)組，通過機(jī)組混合搭配完成發(fā)電，很好的解決了螺桿膨脹機(jī)組后端余熱真空度過低的問題，根據(jù)火用效率的概念，這種結(jié)構(gòu)能充分利用余熱的有用功(火用)，使其發(fā)電能力得到大幅提升。2、系統(tǒng)采用多級預(yù)熱及再熱，補(bǔ)充余熱能量，增大作功能力。采用上述技術(shù)方案的螺桿膨脹/向心渦輪聯(lián)合發(fā)電機(jī)組，其發(fā)電效率可望提高到18%左右，系統(tǒng)效率從10% 12%左右提升到18% 20%左右，造價增加控制在25%以內(nèi)，與雙螺桿膨脹機(jī)組相比，經(jīng)濟(jì)性及能源利用效率都將有大幅提升。

圖I為螺桿膨脹/向心渦輪低參數(shù)余熱聯(lián)合發(fā)電機(jī)組原則性系統(tǒng)圖(雙發(fā)電機(jī)式)。圖2為螺桿膨脹/向心渦輪低參數(shù)余熱聯(lián)合發(fā)電機(jī)組原則性系統(tǒng)圖(單發(fā)電機(jī)式)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型提供的螺桿膨脹/向心渦輪低參數(shù)余熱聯(lián)合發(fā)電機(jī)組進(jìn)行詳細(xì)說明。如圖I、圖2所示，本實(shí)用新型的螺桿膨脹/向心渦輪低參數(shù)余熱聯(lián)合發(fā)電機(jī)組由多級螺桿膨脹機(jī)組2，單級向心渦輪膨脹機(jī)組6，第一和第二再熱器1、7，第一和第二減速器8、10，第一和第二發(fā)電機(jī)組9、11組成。圖I所示為雙發(fā)電機(jī)式的聯(lián)合發(fā)電機(jī)組，其在多級螺桿膨脹機(jī)組2的動カ輸出軸上連接第一減速器8，第一減速器8連接第一發(fā)電機(jī)組9。在多級螺桿膨脹機(jī)組2的氣路后端連接單級向心渦輪膨脹機(jī)組6，單級向心渦輪膨脹機(jī)組6的動カ輸出軸上連接第二減速器10，第二減速器10連接第二發(fā)電機(jī)組11。在多級螺桿膨脹機(jī)組2中在每級之間都可串接第一再熱器1，在多級螺桿膨脹機(jī)組2與所述單級向心渦輪膨脹機(jī)組6之間也可串接第二再熱器7。工作方式單相或多相低參數(shù)余熱首先進(jìn)入多級螺桿膨脹機(jī)組2進(jìn)行一段或多段膨脹，通過第一減速器8帶動第一發(fā)電機(jī)組9發(fā)電，完成第一級發(fā)電，其中，在多級螺桿膨脹機(jī)組進(jìn)行多級膨脹過程中在每級之間都可以進(jìn)行中間再熱(如螺桿膨脹機(jī)組的一段螺桿膨脹3、ニ段螺桿膨脹4、三段螺桿膨脹5之間都可以進(jìn)行中間第一再熱器I);由多級螺桿膨脹機(jī)組2膨脹過后的低參數(shù)余熱可以進(jìn)行中間第二再熱器7后進(jìn)入單級向心渦輪膨脹機(jī)組6進(jìn)行膨脹，通過第二減速器10帶動第二發(fā)電機(jī)組11發(fā)電，完成第二級發(fā)電。圖2所示為單發(fā)電式的聯(lián)合發(fā)電機(jī)組，在多級螺桿膨脹機(jī)組2的動カ輸出軸上連接所述單級向心渦輪膨脹機(jī)組6，在單級向心渦輪膨脹機(jī)組6的動カ輸出軸連接第一減速器8，第一減速器8連接第一發(fā)電機(jī)組9。在多級螺桿膨脹機(jī)組2中在每級之間都可串接第一再熱器1，在多級螺桿膨脹機(jī)組2與單級向心渦輪膨脹機(jī)組6之間也可串第二再熱器7。工作方式単相或多相低參數(shù)余熱進(jìn)入單級或多級螺桿膨脹機(jī)組2進(jìn)行膨脹，其中，在螺桿膨脹機(jī)組或多級向心渦輪膨脹機(jī)組進(jìn)行多級膨脹過程中在每級之間都可以進(jìn)行中間再熱(如螺桿膨脹機(jī)組的一段螺桿膨脹3、ニ段螺桿膨脹4、三段螺桿膨脹5之間都可以進(jìn)行中間第一再熱器1)，由多級螺桿膨脹機(jī)組2膨脹過后的低參數(shù)余熱可以進(jìn)行中間第二再熱器7后進(jìn)入單級向心渦輪膨脹機(jī)組6進(jìn)行膨脹，通過第一減速器8帶動第一發(fā)電機(jī)組9發(fā)電。 本聯(lián)合發(fā)電機(jī)組通過機(jī)組混合搭配完成發(fā)電，這樣，經(jīng)過多次預(yù)熱及再熱，通過增加機(jī)組的焓降，極大地提升了發(fā)電效率。并且由于增加了單級或多級向心渦輪膨脹機(jī)組，很好地解決了螺桿膨脹機(jī)組后端余熱真空度過低的問題，大幅度提升了發(fā)電效率。
權(quán)利要求1.ー種螺桿膨脹/向心渦輪低參數(shù)余熱聯(lián)合發(fā)電機(jī)組，其包括單級或多級螺桿膨脹機(jī)組、減速器和發(fā)電機(jī)組；其特征在于，還包括單級或多級向心渦輪膨脹機(jī)組和再熱器； 在所述單級或多級螺桿膨脹機(jī)組的氣路后端或動カ輸出軸上增加單級或多級向心渦輪膨脹機(jī)組。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的螺桿膨脹/向心渦輪低參數(shù)余熱聯(lián)合發(fā)電機(jī)組，其特征在干，所述單級或多級螺桿膨脹機(jī)組動カ輸出軸上連接第一減速器，第一減速器連接第一發(fā)電機(jī)組；所述單級或多級螺桿膨脹機(jī)組的氣路后端連接單級或多級向心渦輪膨脹機(jī)組，所述單級或多級向心渦輪膨脹機(jī)組的動カ輸出軸上連接第二減速器，第二減速器連接第二發(fā)電機(jī)組。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的螺桿膨脹/向心渦輪低參數(shù)余熱聯(lián)合發(fā)電機(jī)組，其特征在干， 所述單級或多級螺桿膨脹機(jī)組的動力輸出軸上連接所述單級或多級向心渦輪膨脹機(jī)組，所述單級或多級向心渦輪膨脹機(jī)組的動カ輸出軸上連接第一減速器，第一減速器連接第一發(fā)電機(jī)組。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的螺桿膨脹/向心渦輪低參數(shù)余熱聯(lián)合發(fā)電機(jī)組，其特征在于，在所述多級螺桿膨脹機(jī)組或多級向心渦輪膨脹機(jī)組中的每級之間都可串接再熱器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的螺桿膨脹/向心渦輪低參數(shù)余熱聯(lián)合發(fā)電機(jī)組，其特征在于，在單級或多級螺桿膨脹機(jī)組與所述單級或多級向心渦輪膨脹機(jī)組之間還串接再熱器。
專利摘要一種螺桿膨脹/向心渦輪低參數(shù)余熱聯(lián)合發(fā)電機(jī)組，其包括單級或多級螺桿膨脹機(jī)組、單級或多級向心渦輪膨脹機(jī)組、再熱器、減速器、發(fā)電機(jī)組等。其主要特征是在單級或多級螺桿膨脹機(jī)組后端，增加單級或多級向心渦輪膨脹機(jī)組，充分利用膨脹后余熱的能量，很好地適應(yīng)膨脹后大流量的要求，且很好的解決了膨脹后真空度過高的難題，大幅度提升發(fā)電效率。本實(shí)用新型進(jìn)一步還可以在發(fā)電設(shè)備各級之間增加再熱裝置，進(jìn)一步提升發(fā)電效率。
文檔編號F01C1/16GK202391502SQ20112045717
公開日2012年8月22日 申請日期2011年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月17日
發(fā)明者彭俊, 趙征鵬, 趙志立 申請人:重慶川然節(jié)能技術(shù)有限公司