[發(fā)明專利]模塊化蒸汽余壓余熱發(fā)電及平衡供汽供熱系統(tǒng)

無效

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• 申請日: 2011-12-30
• 公開（公告）號: CN102518483A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設計）人: 張茂勇;張軍
• 申請（專利權）人: 北京中科華譽能源技術發(fā)展有限責任公司
• 主分類號: F01D15/10
• 分類號: F01D15/10;F01K17/02;F01K27/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廖元秋

技術領域

本發(fā)明屬于工業(yè)及民用余熱余壓發(fā)電及供汽供熱領域，特別涉及一種模塊化蒸汽余壓余熱發(fā)電及平衡供汽供熱系統(tǒng)。

背景技術

在工業(yè)及民用領域存在大量蒸汽熱用戶，甚至許多工礦企業(yè)例如化工廠、制藥廠等存在各類不同壓力及溫度等級需求、蒸汽耗量的工藝過程，而作為蒸汽來源的蒸汽鍋爐房或熱電聯(lián)產(chǎn)汽輪機抽汽等的壓力及溫度參數(shù)往往選型參數(shù)較高，以滿足最高壓力熱用戶的參數(shù)要求，由此造成了較高壓力及溫度品位的蒸汽需經(jīng)一次乃至多次減溫減壓方能送入相應的蒸汽使用末端，而這一減溫減壓過程導致了嚴重不可逆損失，這一高位能量被白白浪費的現(xiàn)象普遍存在，如能將其轉化為有用能源則將產(chǎn)生巨大的節(jié)能環(huán)保效益。

在鋼鐵冶煉領域的高爐煤氣爐頂余壓發(fā)電是利用流體高位余壓發(fā)電的典型余能回收利用技術。在鋼鐵廠、水泥廠、化工廠、焦化廠等大量工礦企業(yè)采用的余熱發(fā)電技術也已獲得廣泛應用。目前上述余壓發(fā)電或余熱發(fā)電已經(jīng)成熟地應用于工程實際。另外，專利號為CN201010162555.8分布式余熱余壓發(fā)電系統(tǒng)和分布式余熱余壓發(fā)電方法公開了采用單螺桿膨脹機由余熱余壓流體進行直接純凝式發(fā)電或通過加熱工作介質進行間接純凝式發(fā)電的分布式余熱余壓發(fā)電方法。

但是，上述利用余壓、余熱等余能資源進行發(fā)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(shù)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(fā)生或劇烈或平緩的變化，這也是熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)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余熱余壓等余能資源進行發(fā)電與供汽供熱的優(yōu)化設計方案及其系統(tǒng)結構，以提高整個熱力系統(tǒng)的能源資源利用效率及其經(jīng)濟效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為克服已有技術的不足之處，設計出一種模塊化蒸汽余壓余熱發(fā)電及平衡供汽供熱系統(tǒng)，本發(fā)明采用背壓式汽輪機，或采用背壓式汽輪機與蒸汽噴射泵復合方式代替減溫減壓閥，利用高壓蒸汽中的余壓及余熱進行發(fā)電并供應各類熱用戶所需蒸汽，并實現(xiàn)供電調節(jié)和供汽供熱的均衡調節(jié)。

本發(fā)明提出的一種模塊化蒸汽余壓余熱發(fā)電及平衡供汽供熱系統(tǒng)，特征在于，該系統(tǒng)包括背壓式汽輪機、發(fā)電機、及閥門與連接管路；高壓蒸汽進汽管通過發(fā)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(當背壓式汽輪機還設置有抽汽口時，該抽汽口與第二低壓蒸汽供汽管相連)；背壓式汽輪機的軸與發(fā)電機的軸相連，發(fā)電機的輸出端通過并網(wǎng)裝置與電網(wǎng)相連。

上述系統(tǒng)還可包括蒸汽噴射泵，所述高壓蒸汽進汽管還通過驅動控制閥與蒸汽噴射泵的驅動蒸汽噴嘴的入口相連，還通過減溫減壓閥與和級間調壓閥與蒸汽噴射泵的混合蒸汽出口和第二低壓蒸汽供汽管相連；背壓式汽輪機的排氣出口還通過引射控制閥與蒸汽噴射泵的引射口相連和通過第一供汽控制閥與第一低壓供汽管相連。

上述系統(tǒng)還包括可將所述的背壓式汽輪機的中壓抽汽口與蒸汽噴射泵的驅動蒸汽噴嘴的入口相連的管路。

上述的蒸汽噴射泵可采用由依次相連的噴嘴、引射口、混合段、喉部和擴壓段組成的單級結構或多效復疊式結構，該噴嘴采用可調式噴嘴結構。

上述的第一低壓蒸汽供汽管、第二低壓蒸汽供汽管和第三低壓供汽管的管內(nèi)蒸汽流速可分別為0，但不同時為0。

本發(fā)明針對傳統(tǒng)蒸汽供應方式中普遍存在的供汽壓力高于用汽設備所需壓力，而被迫采用減溫減壓閥導致嚴重不可逆損失，采用背壓式汽輪機，或背壓式汽輪機與蒸汽噴射泵復合方式代替減溫減壓閥，利用高壓蒸汽中的余壓及余熱進行發(fā)電，并由汽輪機抽汽或高壓蒸汽輸入蒸汽噴射泵作為驅動蒸汽，引射汽輪機排氣并加壓到熱用戶所需壓力后送出，其中輸入汽輪機的高壓蒸汽流量由所需發(fā)電量實時控制，下游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(lián)合調節(jié)，由此實現(xiàn)供電、供汽供熱同時滿足用戶需求的熱電聯(lián)合運行模式。該系統(tǒng)方案可普遍推廣于各類蒸汽用戶。

本發(fā)明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，提出了完整的技術方案及工程實施系統(tǒng)，提高了整個熱力系統(tǒng)的能源綜合利用效益，該系統(tǒng)方案可普遍推廣于各類蒸汽用戶。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的實施例1的結構示意圖。