一種飽和蒸汽直接進(jìn)汽輪機(jī)膨脹發(fā)電的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種飽和蒸汽直接進(jìn)汽輪機(jī)膨脹發(fā)電的裝置，尤其是針對(duì)現(xiàn)有工業(yè)排放的飽和蒸汽余熱或其他形式的中低溫余熱，太陽(yáng)能發(fā)電，生物質(zhì)發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電的資源化利用，屬于資源與環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)有大量的余熱資源，尤其是各種煙氣余熱資源具有回收可行性較高，經(jīng)濟(jì)性較好的特征。但在鋼鐵、水泥、燒堿、合成氨、玻璃、硫酸、電石等7個(gè)高能耗產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中很多中低溫?zé)煔庥酂釠](méi)有加以回收利用，這些資源可開(kāi)發(fā)利用潛力超過(guò)1億噸煤。目前普遍采用余熱鍋爐加汽輪機(jī)方式來(lái)回收煙氣余熱，但因汽輪機(jī)對(duì)進(jìn)口煙氣的過(guò)熱度有一定要求，余熱鍋爐中必須設(shè)置一定的過(guò)熱段，因過(guò)熱段管內(nèi)外換熱系數(shù)均較低，造成余熱鍋爐傳熱面積大，設(shè)備初投資很高，從而影響了企業(yè)的積極性。此外，許多企業(yè)有很多中低壓飽和蒸汽無(wú)法利用，造成企業(yè)能源利用率較低，甚至造成水資源的極大浪費(fèi)。因此，本技術(shù)提出采用飽和蒸汽直接進(jìn)汽輪機(jī)膨脹發(fā)電，可簡(jiǎn)化余熱鍋爐結(jié)構(gòu)，降低設(shè)備造價(jià)，或者可高效回收企業(yè)多余飽和蒸汽余熱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題及不足，本實(shí)用新型通過(guò)一種飽和蒸汽直接進(jìn)汽輪機(jī)膨脹發(fā)電的裝置。本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是:在末級(jí)通流部分無(wú)除凝水措施的普通汽輪機(jī)(透平)條件下，利用飽和蒸汽直接進(jìn)汽輪機(jī)膨脹發(fā)電，且確保蒸汽膨脹過(guò)程中不產(chǎn)生凝結(jié)水或蒸汽含濕量滿足經(jīng)濟(jì)及安全運(yùn)行要求，本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
[0004]—種飽和蒸汽直接進(jìn)汽輪機(jī)膨脹發(fā)電的裝置，該裝置包括飽和蒸汽加熱系統(tǒng)、氣液分離系統(tǒng)、節(jié)流混合式結(jié)構(gòu)、冷卻水循環(huán)結(jié)構(gòu)、除氧系統(tǒng)和連接的管路及附件；
[0005]所述飽和蒸汽加熱系統(tǒng)為余熱鍋爐1，氣液分離系統(tǒng)包括氣液分離器5和疏水?dāng)U容器13，節(jié)流混合式結(jié)構(gòu)包括進(jìn)汽缸6、抽氣口 7、補(bǔ)汽口 8、減壓穩(wěn)壓閥9、補(bǔ)汽混合室10、汽輪機(jī)11和發(fā)電機(jī)12，冷卻水循環(huán)結(jié)構(gòu)包括水冷冷凝器15、冷卻塔16和循環(huán)水栗17，除氧系統(tǒng)包括除氧器14 ；
[0006]所述飽和蒸汽加熱系統(tǒng)的余熱鍋爐1頂部設(shè)有汽包4，汽包4上設(shè)有蒸汽出口 3 ；蒸汽出口 3分別管道連接氣液分離系統(tǒng)中氣液分離器5和除氧系統(tǒng)中的除氧器14，氣液分離器5中的飽和蒸汽出口連接節(jié)流混合式結(jié)構(gòu)中的汽輪機(jī)11的汽缸6，氣液分離器5中的凝結(jié)水出口連接疏水?dāng)U容器13，節(jié)流混合式結(jié)構(gòu)中汽輪機(jī)11上設(shè)有抽氣口 7，抽氣口 7管道連接減壓穩(wěn)壓閥9，減壓穩(wěn)壓閥9通過(guò)補(bǔ)汽口 8管道連接補(bǔ)汽混合室10，汽輪機(jī)11連接發(fā)電機(jī)12，疏水?dāng)U容器13的蒸汽出口通過(guò)穩(wěn)壓閥9連接混合室10，疏水?dāng)U容器13的凝結(jié)水出口連接除氧器14，汽輪機(jī)11乏汽出口連接水冷冷凝器15，水冷冷凝器15中的冷卻水進(jìn)口通過(guò)循環(huán)水栗17連接冷卻塔16，水冷冷凝器15中的熱水出口連接冷卻塔16，水冷冷凝器15中的乏汽出口通過(guò)凝結(jié)水栗18連接除氧器14，除氧器14的氣體出口通過(guò)給水栗19連接余熱鍋爐1的循環(huán)蒸汽進(jìn)口 2。
[0007]所述節(jié)流混合式結(jié)構(gòu)為主蒸汽節(jié)流混合式結(jié)構(gòu)時(shí)，氣液分離系統(tǒng)中氣液分離器5中的飽和蒸汽出口分別連接節(jié)流混合式結(jié)構(gòu)中的汽輪機(jī)11的汽缸6和減壓穩(wěn)壓閥9。
[0008]該飽和蒸汽直接進(jìn)汽輪機(jī)膨脹發(fā)電的裝置工作原理:
[0009]一、中間抽氣節(jié)流混合式:飽和蒸汽經(jīng)進(jìn)汽缸6進(jìn)入汽輪機(jī)11，飽和蒸汽進(jìn)行膨脹做功，其干度降低，部分膨脹蒸汽通過(guò)抽氣口 7經(jīng)減壓穩(wěn)壓閥9進(jìn)行節(jié)流降壓到某設(shè)定壓力(如減壓后壓力為減壓前壓力的0.6-0.9倍)，由熱力學(xué)定理可知濕蒸汽抽氣經(jīng)等焓節(jié)流，其干度會(huì)升高甚至變?yōu)檫^(guò)熱蒸汽，節(jié)流后的蒸汽通過(guò)補(bǔ)汽口 8進(jìn)入補(bǔ)汽混合室10，和經(jīng)多級(jí)膨脹的濕蒸汽在補(bǔ)氣混合室10混合，從而提高汽輪機(jī)(透平)末級(jí)乏汽干度，避免水滴對(duì)葉片的沖蝕。汽輪機(jī)(透平)膨脹末級(jí)蒸汽為飽和蒸汽或干度符合經(jīng)濟(jì)安全標(biāo)準(zhǔn)的濕蒸汽，蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)膨脹發(fā)電輸出軸功，汽輪機(jī)末級(jí)乏汽干度符合汽輪機(jī)安全運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)，從而汽輪機(jī)可以安全高效的運(yùn)行。
[0010]二、主蒸汽節(jié)流混合式:氣液分離器5中的飽和蒸汽出主蒸汽經(jīng)減壓穩(wěn)壓閥9進(jìn)行節(jié)流降壓到某設(shè)定壓力(如減壓后壓力為減壓前壓力的0.6-0.9倍)，在采用一部分飽和主蒸汽節(jié)流情況下，由熱力學(xué)原理可知，飽和蒸汽經(jīng)等焓節(jié)流后便成為過(guò)熱蒸汽，且其干度增加，節(jié)流后的蒸汽通過(guò)補(bǔ)汽口 8進(jìn)入補(bǔ)汽混合室10，和通過(guò)進(jìn)氣缸6經(jīng)多級(jí)膨脹的蒸汽在補(bǔ)氣混合室10混合，從而提高汽輪機(jī)(透平)末級(jí)乏汽干度，避免水滴對(duì)葉片沖蝕。汽輪機(jī)(透平)膨脹末級(jí)蒸汽為飽和蒸汽或干度符合經(jīng)濟(jì)安全標(biāo)準(zhǔn)的濕蒸汽，蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)膨脹發(fā)電輸出軸功，汽輪機(jī)末級(jí)乏汽干度符合汽輪機(jī)安全運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)，從而汽輪機(jī)可以安全高效的運(yùn)行。
[0011]本實(shí)用新型利用飽和蒸汽直接進(jìn)汽輪機(jī)膨脹發(fā)電，具有以下有益效果:
[0012](1)飽和蒸汽直接進(jìn)汽輪機(jī)發(fā)電，減少了過(guò)熱段，換熱性能提高，設(shè)備造價(jià)降低，對(duì)設(shè)備附件的耐熱性能和強(qiáng)度要求降低。
[0013](2)飽和蒸汽直接進(jìn)汽輪機(jī)發(fā)電，單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)汽輪機(jī)的蒸汽流量增加，有效功耗汽率減小，發(fā)電量提高。
[0014](3)進(jìn)入汽輪機(jī)內(nèi)的飽和蒸汽經(jīng)膨脹后，部分蒸汽經(jīng)減壓穩(wěn)壓閥節(jié)流降壓到某設(shè)定壓力，節(jié)流后蒸汽干度提高，未節(jié)流蒸汽經(jīng)膨脹做工后干度降低，節(jié)流蒸汽和未節(jié)流蒸汽進(jìn)入補(bǔ)氣混合室進(jìn)行混合，提高膨脹蒸汽干度使其符合汽輪機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行的干度范圍，從而提高汽輪機(jī)(透平)末級(jí)乏汽的干度，避免其對(duì)葉片的沖腐。
[0015](4)汽輪機(jī)(透平)膨脹末級(jí)蒸汽的干度較高，汽輪機(jī)內(nèi)部不會(huì)產(chǎn)生凝結(jié)水，裝置不需要設(shè)置除凝水措施，汽輪機(jī)運(yùn)行過(guò)程中沒(méi)有凝結(jié)水吸附在汽輪機(jī)葉片上，汽輪機(jī)輸出軸功增加。
[0016](5)使用飽和蒸汽發(fā)電，能夠簡(jiǎn)化余熱鍋爐受熱面的布置。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本實(shí)用新型飽和蒸汽直接進(jìn)汽輪機(jī)膨脹發(fā)電的裝置示意圖；
[0018]圖2是本實(shí)用新型中間抽氣節(jié)流混合式結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3是本實(shí)用新型主蒸汽節(jié)流混合式結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖中各標(biāo)號(hào):1-余熱鍋爐，2-循環(huán)蒸汽進(jìn)口，3-蒸汽出口，4-汽包，5-氣液分離器，6-進(jìn)汽缸，7-抽氣口，8-補(bǔ)汽口，9-減壓穩(wěn)壓閥，10-補(bǔ)汽混合室，11-汽輪機(jī)，12-發(fā)電機(jī)，13-疏水?dāng)U容器，14-除氧器，15-水冷冷凝器，16-冷卻塔，17-循環(huán)水栗，18-凝結(jié)水栗，19-給水栗。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步