[發明專利]一種基于工業汽機異步發電的節能系統和節能控制方法

在審

• 申請號: 201911193863.4
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN111058902A
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 夏尊羊;鄒新國;羅宇煊;張傳健;陳亮;繆祥毅;段周林;孔令兵;張麥青
• 申請（專利權）人: 云南固廢投資有限公司
• 主分類號: F01D15/10
• 分類號: F01D15/10;F01D19/00;F01D17/10;F01D21/00
• 代理公司: 昆明正原專利商標代理有限公司 53100
• 代理人: 金耀生;亢能

本發明涉及一種基于工業汽機異步發電的節能系統和節能控制方法，該系統包括與中低壓蒸汽進汽母管上連接的減溫減壓器和至少一個背壓式汽輪發電機組，減溫減壓器與中低壓蒸汽進汽母管之間設有進口蒸汽管道系統，減溫減壓器與用汽裝置之間設有出口蒸汽管道系統，背壓式汽輪發電機組與減溫裝置連接，減溫裝置與用汽裝置進口總管連接，各管路上設有手動或電動調節閥，減溫減壓器、背壓式汽輪發電機組、用汽裝置、各個電動調節閥通過DCS/PLC自動控制系統控制，蒸汽進入背壓式汽輪異步發電機組，機組通過沖動蒸汽做功和發電。本申請能夠節約成本，建設周期和項目費用是相同裝機容量的同步機組的1/2～2/3，可以適用于常見工業領域如磷復肥化工行業、石油化工行業、冶煉冶金行業、造紙輕紡行業等工廠。

技術領域

本發明涉及一種節能系統，尤其是一種基于工業汽機異步發電的節能系統，還涉及到節能控制方法。

背景技術

在諸多工廠生產過程中，加熱、干燥、蒸發等生產工藝都不同程度的需要蒸汽作為熱源，而這些中低壓蒸汽大多來源于企業自產，壓力等級較高的通常為3.43～4.0MPa380～430℃，較低的0.5~1.6MPa150～280℃，均不能直接在生產工藝上使用。

前端（中低壓產汽或供汽端）：一方面常用的解決方法是采用傳統的純凝汽式或抽凝汽式或背壓式同步發電機機組進行有效能回收發電，機組廠房占地面積較大，投資較大，且控制系統較復雜，操作也復雜，需配置同期接入裝置及勵磁裝置，并要向供電部門辦理并網手續，并網費用較高。另一方面是采用幾級減溫減壓器把現有的中壓蒸汽或同步機組排出低壓蒸汽的溫度和壓力降低至末端各裝置的使用要求值，這樣，高品質的蒸汽有效能造成了嚴重的損失。

終端（飽和低壓蒸汽用汽或冷凝水端）：用汽裝置用汽量最大使用量占50%～100%，傳統解決方案是配置合適的減溫減壓器，從工廠脫鹽水泵房抽取足量脫鹽水直接噴灑到減溫減壓器腔體內的蒸汽中，再通過調節回路進行控制蒸汽壓力。蒸汽壓力太高, 超過用汽裝置如換熱器列管耐壓極限值導致損壞；而蒸汽壓力太低，濕度太大，同樣會沖擊列管，縮短列管使用壽命。因此，加入到蒸汽減溫減壓器的脫鹽水量進行壓力和溫度的很難合理調節控制，穩定性非常差，故障率較高，影響生產工藝穩定性。

以10萬t/a濕法磷化工工廠用汽裝置數據分析，每套設備的低壓蒸汽用量為25～35t/h，平均30t/h，進入到磷酸濃縮工段的原始蒸汽均為低壓過熱蒸汽，壓力0.5～1.0MPa。依國內各大化工設計院對濃縮裝置工藝指標控制，進入石墨換熱器的需求低壓飽和蒸汽壓力應降至0.17～0.31MPa對應溫度調控在 118～135℃。

目前，國內余熱發電一般采用火電廠的技術和規范，采用同步發電機并配置復雜的調速系統、勵磁、同期裝置等，沒有考慮到用汽工廠余熱發電（俗稱自備電站）熱源不穩定性和間歇性的特點，采用同步電機易出故障而且由于啟、停頻繁不僅會降低設備壽命而且受熱源波動的影響，在低出力時發電機輸出功率不穩定、三相電流不平衡、勵磁裝置的功率因數調節功能不起作用。

近年各類蒸汽透平機驅動較大功率旋轉設備以取消電機拖動，再將抽排蒸汽作為生產工藝裝置供熱的節能技術和工程實踐已非常成熟,是合理利用、節約能源的一個有效途徑。但是，目前還沒有量身定制適宜用汽裝置在余熱發電替代減溫減壓器后熱電聯產的綜合節能技術。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供一種基于工業汽機異步發電的節能系統和節能控制方法，本發明利用蒸汽和管網配置，基于中低壓蒸汽梯級產生的余熱發電，本發明的技術方案具體如下：