[發明專利]一種基于蒸汽余壓撬裝式壓縮空氣供應系統及方法

在審

• 申請號: 202010179546.3
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN111255708A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 羅海華;張小根;董益華;顧揚彪;孫士恩;王勇;孫永平;林俊光;俞李斌;葉飛宇;徐明陽;王俊偉;薛偉業
• 申請（專利權）人: 浙江浙能技術研究院有限公司;浙江浙能蘭溪發電有限責任公司
• 主分類號: F04D25/04
• 分類號: F04D25/04;F04D17/10;F01D15/08
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 張羽振

1.一種基于蒸汽余壓撬裝式壓縮空氣供應系統，其特征在于，包括：基于蒸汽余壓撬裝式壓縮空氣供應裝置(16)、蒸汽進口調壓閥(17)、蒸汽流量調節閥(18)和蒸汽出口調壓閥(19)；所述基于蒸汽余壓撬裝式壓縮空氣供應裝置(16)包括：蒸汽渦輪機和離心空壓機；所述蒸汽渦輪機和離心空壓機組裝一體化；所述蒸汽渦輪機和離心空壓機共用軸承(7)；

所述蒸汽進口調壓閥(17)入口連接高壓蒸汽入口(20)，蒸汽進口調壓閥(17)出口連接蒸汽流量調節閥(18)入口；蒸汽流量調節閥(18)出口與基于蒸汽余壓撬裝式壓縮空氣供應裝置(16)中蒸汽渦輪機的入口相連；基于蒸汽余壓撬裝式壓縮空氣供應裝置(16)中蒸汽渦輪機的出口連接蒸汽出口調壓閥(19)入口，蒸汽出口調壓閥(19)出口連接低壓蒸汽出口(21)；

所述基于蒸汽余壓撬裝式壓縮空氣供應裝置(16)中離心空壓機入口連接新鮮空氣入口(22)；基于蒸汽余壓撬裝式壓縮空氣供應裝置(16)中離心空壓機出口連接壓縮空氣出口(23)；

所述蒸汽渦輪機中：渦輪機葉輪(5)放置在渦輪機渦殼(3)內；渦輪機葉輪(5)徑向為渦輪機進汽道(2)；所述渦輪機進汽道(2)連接渦輪機蒸汽進口(1)；渦輪機葉輪(5)軸向為蒸汽排汽道；所述蒸汽排汽道連接渦輪機蒸汽出口(4)；所述渦輪機葉輪(5)設置于軸承(7)上，軸承(7)上于蒸汽渦輪機一端設有蒸汽密封環(6)；以蒸汽渦輪機和離心空壓機交接處為界，軸承(7)上于交接處靠近蒸汽渦輪機一端設有渦輪機定位卡環(8)；

所述離心空壓機包括轉子和定子，所述轉子包括壓縮機葉輪(12)和軸承(7)，壓縮機葉輪(12)上有葉片；所述定子的主體為壓縮機渦殼(9)，定子上還設有壓縮機進氣道(13)、壓縮機排氣道(11)、壓縮機后端蓋(10)和壓縮機進氣口(14)；軸承(7)上于離心空壓機一端設有壓縮機定位卡環(15)。

2.根據權利要求1所述基于蒸汽余壓撬裝式壓縮空氣供應系統，其特征在于：所述基于蒸汽余壓撬裝式壓縮空氣供應系統為整體成撬設計。

3.一種如權利要求1所述的基于蒸汽余壓撬裝式壓縮空氣供應系統的工作方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、高壓蒸汽從高壓蒸汽入口(20)進入，高壓蒸汽先通過蒸汽進口調壓閥(17)將蒸汽壓力整定在蒸汽渦輪機的適應范圍；再通過蒸汽流量調節閥(18)；

步驟2、高壓蒸汽沿徑向通過蒸汽渦輪機的渦輪機進汽道(2)進入到環形噴嘴環，高壓蒸汽在環形噴嘴環中膨脹加速，得到高速汽流；

步驟3、高速汽流徑向流入蒸汽渦輪機的渦輪機葉輪(5)，渦輪機葉輪(5)將蒸汽的動能和焓降進一步轉變為機械功，同時汽流速度降低；

步驟4、蒸汽沿渦輪機葉輪(5)出口方向由徑向轉為軸向排出；再通過蒸汽渦輪機的蒸汽出口調壓閥(19)整定到用汽壓力；蒸汽供給熱用戶或者用汽點；

步驟5、蒸汽渦輪機產生的機械功驅動離心空壓機，通過兩級或者三級壓縮，空氣被壓縮到0.5～0.9Mpa，供至用氣企業或者用氣點。

4.根據權利要求3所述基于蒸汽余壓撬裝式壓縮空氣供應系統的工作方法，其特征在于：步驟1所述蒸汽渦輪機用于回收蒸汽壓力能；步驟5所述離心空壓機用于將蒸汽壓力能轉化為壓縮空氣；蒸汽渦輪機通過聯軸器或者減速機聯接離心空壓機。

5.根據權利要求3所述基于蒸汽余壓撬裝式壓縮空氣供應系統的工作方法，其特征在于：步驟1所述蒸汽渦輪機采用向心式、單級渦輪，蒸汽渦輪機徑向進汽、軸向排汽。

6.根據權利要求3所述基于蒸汽余壓撬裝式壓縮空氣供應系統的工作方法，其特征在于：步驟1所述蒸汽渦輪機中渦輪機蒸汽進口(1)、渦輪機蒸汽出口(4)均設有減壓閥，所述減壓閥用于整定渦輪機蒸汽進口(1)和渦輪機蒸汽出口(4)的蒸汽壓力。

7.根據權利要求4所述基于蒸汽余壓撬裝式壓縮空氣供應系統的工作方法，其特征在于：步驟5所述離心空壓機軸向進氣、徑向排氣；所述離心空壓機產氣量由蒸汽渦輪機做功功率決定，蒸汽渦輪機做功功率由蒸汽流量決定。

8.根據權利要求3所述基于蒸汽余壓撬裝式壓縮空氣供應系統的工作方法，其特征在于：步驟1、步驟4所述蒸汽進口調壓閥(17)、蒸汽流量調節閥(18)和蒸汽出口調壓閥(19)的控制方式包括：電動控制或氣動控制；所述蒸汽進口調壓閥(17)用于調整蒸汽渦輪機蒸汽參數在設計范圍內；所述蒸汽流量調節閥(18)用于調節蒸汽渦輪機和離心空壓機的轉速在設計范圍內；所述蒸汽出口調壓閥(19)用于調節蒸汽渦輪機出口壓力。