[發明專利]一種背壓式向心汽輪機發電系統

在審

• 申請號: 201711061200.8
• 申請日: 2017-11-02
• 公開（公告）號: CN109751093A
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: 劉樂;王墩金
• 申請（專利權）人: 長興永能動力科技有限公司
• 主分類號: F01D15/10
• 分類號: F01D15/10;F01D25/12;F01D25/00
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 董芙蓉

本發明公開了一種背壓式向心汽輪機發電系統，包括高壓蒸汽進口管道、低壓排氣管道；在高壓蒸汽進口管道至低壓排氣管道上設置向心式汽輪機，向心式汽輪機通過減速箱與發電機連接。該系統將進口管道輸送而來的高壓蒸汽通過向心式汽輪機降壓并發電后按所需的背壓輸送給蒸汽用戶，從而在不影響用戶用汽的情況下利用高壓蒸汽能量來產生電能，產生良好的經濟效益；所產生的電能可用于廠內用電，如為廠內水泵、風機等耗能設備提供動力；向心式汽輪機具有效率高、投資低、易于運行維護的特點；設置有旁通管道，以便在汽輪機故障停機時開啟，保證用戶正常用汽并保護汽輪機不會超速運行；低壓排氣管道之前帶有噴水減溫裝置，用于將汽輪機排氣冷卻至用戶所需的溫度。

技術領域

本發明屬于節能及能源回收利用的技術領域。具體地，本發明涉及一種背壓式向心汽輪機發電系統。

背景技術

隨著國民經濟產業結構的升級調整及節能減排的需要，我國各種企業中數量龐大的工業鍋爐亟待加以改造升級。特別是隨著國家制訂了越來越嚴格的控制空氣污染的政策，各式各樣的高耗能燃煤工業鍋爐已經到了非治不可的地步。這些鍋爐普遍容量較小，平均蒸發量約11噸每小時，實際運行效率只有65%左右，急需通過技術改造來降低煤耗，控制污染。

具體來說，大量的工業鍋爐廣泛分布在造紙、印染、紡織、化工、石油等行業中，為生產過程提供蒸汽。在很多情況下需要對鍋爐所提供的蒸汽進行減溫減壓以滿足下游生產要求，一般采用減壓閥減壓并噴水進行冷卻。由于高壓蒸汽未經做功過程而直接從較高壓力降至較低壓力，其較高品位的能量并未得到利用，形成嚴重浪費。

在現有技術中，利用工業鍋爐產生的蒸汽經背壓式或抽凝式汽輪機發電后，再以用戶需要的背壓向下游生產過程輸送蒸汽是一種能顯著提高能源利用率并產生良好經濟效益的熱電聯產方式。目前這類汽輪機一般為軸流式結構，在小型工業鍋爐的蒸汽流量和發電量范圍內，由于軸流汽輪機需要采用與大功率機型相似的結構，使得單位千瓦制造成本較高，占地面積大，進排氣布置一般為雙層結構，需要一定的土建工作量。同時由于軸流式汽輪機葉片旋轉速度所限，不能實現高轉速，因而用于背壓式發電時運行效率較低，常常只有50%左右。

綜上所述，現有技術中蒸汽背壓式發電的熱電聯產方式存在投資建設成本高、運行效率低且維護復雜的缺點。這就需要發展新的背壓式發電技術，從而降低汽輪機投資建設成本，提高運行效率，產生良好經濟回報，這將是各類工業鍋爐節能改造升級的發展應用趨勢。

發明內容

本發明提供一種背壓式向心汽輪機發電系統，其目的是提高背壓式蒸汽發電系統能量利用效率并降低系統投資。

為了實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

本發明的背壓式向心汽輪機發電系統，安裝于產生蒸汽的鍋爐與蒸汽用戶之間，包括高壓蒸汽進口管道、低壓排氣管道，在所述的高壓蒸汽進口管道至低壓排氣管道之間安裝向心式汽輪機，所述的向心式汽輪機通過減速箱與發電機連接。

所述的向心式汽輪機設置蒸汽旁路管道，所述的蒸汽旁路管道的一端與高壓蒸汽進口管道連通，另一端與向心式汽輪機的排氣管道匯合。

所述的高壓蒸汽進口與向心式汽輪機之間的蒸汽管道上設置主汽閥與主汽調節閥；所述的蒸汽旁路管道上設置旁路管道調節閥。

所述的低壓排氣管道之前帶有噴水減溫裝置，與向心式汽輪機的排氣管道及旁通管道連接。

所述的向心式汽輪機包括汽輪機進氣管道、進氣蝸殼、汽輪機出口管道；所述的向心式汽輪機設有噴嘴環和葉輪；所述的噴嘴環安裝于葉輪外側并與葉輪軸向位置一致；所述的進氣蝸殼沿圓周方向環繞在噴嘴環外側；所述的汽輪機進氣管道與進氣蝸殼連接；所述的汽輪機出口管道與葉輪同軸。

所述的葉輪由外緣至汽輪機出口管道之間設置有葉片；所述的葉片在葉輪外緣處的切線與葉輪徑向方向一致；所述的葉片在汽輪機出口管道處的彎曲方向與葉輪旋轉方向相反。