[發明專利]一種低壓蒸汽差壓發電系統及其回用蒸汽背壓控制方法

有效

• 申請號: 201310058839.6
• 申請日: 2013-02-25
• 公開（公告）號: CN104005801A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 邱煜;高玉強;張敏;趙春禾;印鋒華;牟磊;李鋒;熊宗余;張穎;王偉;王海波
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司;上海西重所重型機械成套有限公司
• 主分類號: F01K27/00
• 分類號: F01K27/00
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所(普通合伙) 31230
• 代理人: 劉立平

技術領域

本發明涉及利用蒸汽減溫減壓過程中的熱能的方法和裝置，尤其涉及一種可以穩定控制回用蒸汽背壓的控制方法和使用該方法的低壓蒸汽壓差發電系統。

背景技術

冶金行業中，低壓蒸汽主要用于加熱、伴熱、保溫及管道吹掃等用途。所述的低壓蒸汽壓力范圍1.0-1.6MPa、溫度范圍180-220℃，主要來源于鋼鐵生產過程中的余熱鍋爐。而低壓蒸汽用戶需要的壓力為0.5-0.7MPa，溫度為150-160℃。

為了滿足低壓蒸汽用戶的需要，通常采用節流減壓的工藝來實現低壓蒸汽的降壓目的?，F有的蒸汽減溫減壓機組如圖1所示，主要由汽水分離器1、減溫減壓裝置2、安全保護裝置3、以及蒸汽管道閥門等輔助裝置所組成。

蒸汽由入口低壓蒸汽管網引入，首先進入汽水分離器1，脫去液態水分后，進入減溫減壓裝置2。通過節流減壓與減溫水噴淋降溫后，再經過安全保護裝置3進入用戶蒸汽管網。

現有的蒸汽減溫減壓裝置原理如下：

蒸汽的減壓過程是減壓閥加節流孔板來實現的，參見圖2。減溫減壓裝置的減壓級數由新蒸汽壓力二次蒸汽壓力之差值來決定。減壓閥帶有閥桿210，閥桿210與閥瓣220連接，閥桿210和電動執行器230相連，當蒸汽管道內的蒸汽壓力有所變化時，通過壓力變送器240和比例積分單元，再由電動執行器230操縱閥桿210，使閥瓣220在閥座內上下運動，以改變通道面積大小來達到減壓的目的；若是二次或二次以上的減壓，除了用減壓閥減壓外，還需用節流板孔，如圖2中使用了兩級節流板孔251和252。節流板孔上有許多小孔，當蒸汽流經小孔時，由于通道面積縮小，使流過的蒸汽壓力降低，同時也起到消音作用；蒸汽的減溫則是將冷卻水通過噴嘴260呈霧狀噴出，與新蒸汽直接混合來實現的，減溫減壓裝置通過溫度變送器270和比例積分單元，由給水分配節流裝置280控制噴淋的水量，控制蒸汽的減溫。

現有的蒸汽減溫減壓機組的主要問題在于減溫減壓過程中損失了大量的能量。以冷軋生產為例，低壓蒸汽管網壓力1.2MPa（表壓）、溫度200℃，其焓值為2809.6KJ/Kg，而用戶管網蒸汽壓力0.5MPa（表壓）、溫度160℃時，其焓值只有2675.76KJ/Kg。按冷軋機組蒸汽年平均流量60t/h計算，每小時損失的能量高達800萬KJ。現有系統中這些蒸汽壓降過程損失的能量無法收集利用。

中國實用新型專利“一種純低溫低壓的利用低品質蒸汽余熱發電裝置”（實用新型專利號：ZL200920207915.4授權公告號：CN201771561U）公開了一種純低溫低壓的利用低品質蒸汽余熱發電裝置。由進入管路、螺桿膨脹動力機、出口管路、減速機、發電機構成。該實用新型的目的是回收利用低品質蒸汽能源進行余熱發電，并將電力送入電網，把浪費的能源再次利用。

中國發明專利申請“銅電解低壓蒸汽壓差發電及供熱方法”（發明專利申請號：200910115341.2公開號：CN101555603A）公開了一種銅電解低壓蒸汽壓差發電及供熱方法，包括供熱負荷測試、設備選型、管網改造，系統調節，本方法利用銅電解低壓蒸汽的壓差，采用螺桿動力膨脹機及其發電機組進行發電，采用旁路調節系統調節供熱分配，將發電后的蒸汽用于正常生產。該發明可用于銅電解蒸汽壓差發電和蒸汽的合理利用，也可用于類擬銅電解工藝的其他金屬冶煉蒸汽的壓差發電和合理利用。但是，該發明的技術方案的回用蒸汽壓力較低，只有0.15MPa，可以直接利用螺桿動力膨脹機的排氣壓力。同時，該發明所公開的技術方案中的旁通調節閥僅在季節變化螺桿膨脹機蒸汽流量不能滿足需求時打開調節流量，其目的是為了分段調節供氣能力。

但是，上述實用新型專利和發明專利申請的技術方案雖然提出了螺桿動力膨脹機的排氣回用的問題，但是，在螺桿動力膨脹機的排氣回用過程中，由于來源蒸汽或用戶管網壓力的波動，排氣壓力也稱為回用蒸汽背壓也會隨之波動。由于上述現有技術方案沒有解決回用蒸汽背壓控制的問題，在實際生產中不僅不能滿足低壓蒸汽用戶需要，也無法保證發電機組的穩定運行。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于低壓蒸汽差壓發電系統的回用蒸汽背壓控制的方法，通過對回用蒸汽背壓檢測與控制，在滿足低壓蒸汽用戶需要的同時，確保發電機組穩定運行，使蒸汽壓降過程損失的能量得以有效利用。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是：