[發明專利]熱電廠輔機的原動力供應系統及其方法

無效

• 申請號: 201310169134.1
• 申請日: 2013-05-10
• 公開（公告）號: CN103266925A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 紀哲源;董科楓;卞開特;倪瑜菲;張文悅;胡瀟瀟;郭斯昕;謝浩;盧平
• 申請（專利權）人: 南京師范大學
• 主分類號: F01K27/02
• 分類號: F01K27/02;F01K11/00;F01K17/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 李媛媛

技術領域

本發明涉及一種采用螺桿膨脹動力機作為熱電廠引風機等輔機原動力的供應系統和方法，屬熱電廠余熱回收技術領域。

背景技術

在傳統的熱力發電廠中，鍋爐產生的高溫高壓蒸汽經汽輪機做功后排汽經凝汽器進行再循環，其間大量余熱被循環水汽帶走，造成能量的巨大損失和能源的嚴重浪費。當前，我國電力行業節能環保標準日趨提高，然而我國火力發電廠中，中小型機組的泵與風機還普遍存在效率低下的問題。據統計，全國火力發電廠的平均廠用電率為7％-8％，其中泵與風機作為重要的輔助設備，耗電量占廠用電的75％左右，為熱電廠的耗電大戶。因此熱電廠在提高設備效率，加大熱能利用率，節約廠用電等方面擁有較大的節能潛力。

螺桿膨脹動力機技術是當今企業節約能源、降低成本和提高經濟效益的新技術之一。螺桿膨脹動力機屬于回轉容積式膨脹機，兼有活塞膨脹機和透平膨脹機的特點，能將低品位熱能轉化為高品位機械能或電能。它結構簡單，零部件數量少，設備維護方便，因此設備可靠，壽命長。螺桿膨脹動力機對工質清潔度要求較低，適用于過熱蒸汽、飽和蒸汽、氣液兩相以及熱液廢水，解決了工礦企業中長期存在的量大、面廣、難回收的工業熱能浪費難題。螺桿膨脹動力機相較于已經在市場中推廣的同類型小汽輪機具有轉速可調，低品質蒸汽、廢液均適用，循環效率高的優勢。此外，螺桿膨脹動力機組建設周期短，可靠性高，一般十年內無需大修，且不需專業檢修設備和隊伍，運行維護費用低。

專利CN101899999A發電廠小汽輪機系統及其含該系統的發電廠熱力循環系統，公開了一種利用小汽輪機為熱電廠輔機發電，帶動大功率輔機的系統，但小汽輪機對于蒸汽品質要求仍然較高，無法對電廠蒸汽進行完全充分的應用，造成了一定程度的浪費。此外，小汽輪機型號固定，無法對工況發生改變后進行相應的調節，適應能力較弱。

發明內容

為了解決上述技術缺陷，本發明提出了一種由螺桿膨脹動力機實現的新型節能方案，通過螺桿膨脹動力機利用火力發電廠汽輪機低級抽汽，將低品位蒸汽有效轉化為機械能用于直接拖動廠用負載，進一步提高蒸汽能源利用率。

本發明的系統采用的技術方案為：

熱電廠輔機的原動力供應系統，包括螺桿膨脹動力機、減速機、補負荷電動機、低壓加熱器、除氧器和引風機，螺桿動力膨脹機的一端通過減速機與引風機連接，螺桿動力膨脹機的另一端通過管道依次連接低壓加熱器和除氧器，所述螺桿動力膨脹機還連接到汽輪機內的中壓缸。

利用上述系統的供應方法具體過程如下：利用熱電廠鍋爐產生的高溫高壓蒸汽進入汽輪機內經過高壓缸、中壓缸、低壓缸逐級膨脹做功，帶動發電機向外供電，部分的蒸汽從中間級抽出作為工業抽汽輸出；做功后的部分低品位蒸汽從汽輪機中的低壓缸抽出，進入螺桿膨脹動力機做功，將蒸汽熱能轉化為機械能，直接驅動驅動引風機等熱電廠主要的輔機設備；螺桿膨脹動力機排出的低溫、低壓排汽再進入低壓加熱器和除氧器，在低壓加熱器中與冷凝水進行表面式熱交換，，以充分利用該部分蒸汽所攜帶的能量，再經除氧器后與從凝汽器出來的鍋爐凝結水一起由給水泵送入鍋爐，完成工質的熱力循環；鍋爐燃料從鍋爐進入，燃燒產生高溫煙氣，加熱水產生蒸汽，煙氣溫度下降，經過除塵裝置、引風機和脫硫裝置，最終由煙囪排出。

鍋爐啟停時，可通過補負荷電動機確保引風機等輔機的啟停操作。螺桿膨脹機的應用減少了由熱能轉化為電能再轉化為機械能的損失，有效提高能源利用率。

本發明特點：

(1)螺桿膨脹動力機對于蒸汽品質的要求較低。相比現有以小汽輪機為原動力的水泵等，螺桿膨脹動力機在汽輪機上的抽汽點可以更為靠后，蒸汽在汽輪機的循環中可達到更大的利用效率。

(2)螺桿膨脹動力機可以減少風機等輔機正常運轉過程中的耗電，降低廠用電率，提高火電廠的經濟效益。螺桿動力機通過帶動電機、水泵等大功率輔機運轉，減少高、低品位能源之間來回轉化的能量耗散。一定程度上減少煤炭這一不可再生資源的燃燒，減少向大氣排放二氧化碳和二氧化硫等有害物質，提升空氣質量，保護大氣環境。

(3)本發明螺桿膨脹動力機排氣進入低壓加熱器用以加熱冷凝水，最大限度的利用抽出的該部分的能量。

(4)螺桿膨脹動力機的轉速功率可以根據需要進行調節。傳統處理方式中小汽輪機型號固定，螺桿膨脹動力機在負荷變化的情況下可以調整螺桿動力機背壓以及通過減速機調節輸出轉速，以適應多工況變化，增強了系統的可操作度。

附圖說明

圖1為本發明以螺桿膨脹動力機作為熱電廠引風機原動力的系統示意圖。

具體實施方式