CN101876263A - 余热蒸汽利用系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种余热蒸汽利用系统，该系统包括汽轮机、电动机、离合器及自动化控制器；电动机的动力轴设有两连接端，其中一端为输入端，另一端为输出端；输入端通过离合器与汽轮机的输出轴连接，汽轮机的输出轴、离合器及电动机动力轴的输出端与自动化控制器电连接，电动机的动力轴输出端通过液力耦合器接被驱动设备。本系统余热蒸汽驱动汽轮机所产生的机械能直接作用于被驱动设备做功，既节约投资又可使能量有效利用率显著提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种余热再利用领域，具体地说是一种余热蒸汽利用系统。
背景技术
各行各业的工业生产过程中均产生大量的余热蒸汽。现有的余热蒸汽通常用于工业生产过程中的管道吹扫、生熟料加热、设备管道保温及工业制冷，或生活方面的采暖空调、生活热水、洗浴热水及食堂用汽等诸多方面。但是，在上述生产、生活利用途径中，一般为间断用汽且用汽量相对较小，由此导致大量余热蒸汽无法有效利用。而且，这些利用途径受季节和地区影响较大，不同季节、不同地区的蒸汽用量差异很大，而生产过程中产生的余热蒸汽则基本不受季节和地区的影响，由此造成冬季余热蒸汽量不能满足使用需求，而夏季则因使用量减少而导致大量的富余蒸汽无效放散。
现有的余热蒸汽利用的另一条途径就是驱动汽轮机发电，在采用汽轮机发电的过程中，首先通过汽轮机将蒸汽能转化为机械能，再通过发电机将该机械能转化为电能。而这些电能需要通过变电站输送电缆并入地区电网，然后再通过变电站才能进入用户用于驱动电动机转换为机械能使用。在这一系列能量转换过程中，由于能量转化环节较多，每次转换及输送均有能量衰减，导致能量损耗较大，降低了余热蒸汽的有效利用效率。而且，能量的每次转换均需要设置机械设备、控制系统、电缆、厂房等设施，转换次数越多，投资越大，相应的占地面积也要增大。另一方面，发电需要并入地区电网，由于余热蒸汽发生量随生产周期、节奏不断的变化，造成发电量的不稳定，这样就对电网产生一定的冲击。再者，由于能量转换过程复杂，导致使用设备多，从而使事故点源相应增多，进而导致运行成本及管理成本增加。从电力的使用来说，采用汽轮机发电，受电力部门政策影响，发电并网需要电力部门批准且需交纳一定的电网使用费，存在一定不便。
采用工业汽轮机直接驱动虽然属于成熟的技术，但由于余热蒸汽的稳定性受到生产节奏和生产周期的影响，若单纯用余热蒸汽作为动力源，采用工业汽轮机直接驱动风机、水泵，则会因余热蒸汽产量、温度、压力的不稳定性导致被驱动的风机、水泵的做功能力、质量的不稳定，进而影响工业生产的稳定性。因此，通常为保证被驱动设备运行的相对稳定，必须按余热蒸汽产量、温度、压力的波动下限配置风机、水泵，这样就导致余热蒸汽有效利用率低下，也限制了其可驱动设备的范围。因此，单纯用余热蒸汽作为动力源，采用工业汽轮机直接驱动风机、水泵难以得到推广应用。
发明内容
本发明的目的就是提供一种余热蒸汽利用系统，以充分利用余热蒸汽的热能。
本发明是这样实现的：本余热蒸汽利用系统，包括汽轮机、电动机、离合器及自动化控制器；电动机的动力轴设有两连接端，其中一端为输入端，另一端为输出端；输入端通过离合器与汽轮机的输出轴连接，汽轮机的输出轴、离合器及电动机动力轴的输出端与自动化控制器电连接，电动机的动力轴输出端通过液力耦合器接被驱动设备。
本发明的余热蒸汽利用系统启动时，先开启电动机，带动设备运转，然后开启汽轮机。汽轮机将蒸汽热能转化为旋转机械能由输出轴输出。汽轮机的输出轴、离合器及电动机动力轴的输出端与自动化控制器电连接，在输出轴转速逐渐提升的过程中，当汽轮机转速升到与电动机转速相同时，自动化控制器控制离合器使其啮合，使轴转速保持在略高于电动机额定转速的水平。由此，汽轮机与电动机一起驱动电动机输出轴所带动的设备。当汽轮机自身有故障或蒸汽供应切断时，汽轮机转速降低。在汽轮机输出轴转速低于电动机额定转速时，自动化控制器控制离合器使其脱开，由电动机独立驱动其所驱动的设备，使设备能够正常运转下去。
本发明的余热蒸汽利用系统采用汽一电同驱，消除了用余热蒸汽作为动力源的工业汽轮机单独驱动所可能造成的因余热蒸汽波动导致被动机运行不稳定的问题。本系统中配置的被驱动设备所需功率可以高于余热蒸汽通过汽轮机产生的轴功率，从而扩展了被驱动设备的选择范围。
与现有技术相比，本余热蒸汽利用系统的能量转换次数减少，省去了发电机系统、上网配电传输系统及将电能转换为机械能的电动机系统等诸多设备和转换过程，而由余热蒸汽驱动汽轮机所产生的机械能直接作用于被驱动设备做功，使得本系统具有结构紧凑、占地面积小、布置方便的优点，而且配套的控制系统简捷、集中，安全裕度高。使用本系统既节约投资又可使能量有效利用率显著提高。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详述。
如图1所示，本余热蒸汽利用系统，包括汽轮机1、电动机3、离合器2及自动化控制器6；电动机3的动力轴设有两连接端，其中一端为输入端7，另一端为输出端8。输入端7通过离合器2与汽轮机1的输出轴连接，汽轮机的输出轴、离合器2及电动机3动力轴的输出端与自动化控制器6电连接，电动机的动力轴输出端8通过液力耦合器4接被驱动设备5。
本系统的汽轮机可灵活设置，当蒸汽没有其他需用时，可选用凝汽式机组，余热蒸气全部做功。当生产生活需要一部分蒸汽时，就选用抽凝式机组，抽一部分做过功的低压蒸汽用于管道吹扫、生熟料加热、设备管道保温、采暖空调、生活热水、洗浴热水等。由此，可实现蒸汽的梯级利用。
本系统配置的被驱动设备所需功率越高于余热蒸汽通过汽轮机产生的轴功率，系统运转越好，余热蒸汽可得到全部有效利用，余热蒸汽再利用效果也就越好。
Claims (1)
1.一种余热蒸汽利用系统，其特征在于本系统包括汽轮机(1)、电动机(3)、离合器(2)及自动化控制器(6)；电动机(3)的动力轴设有两连接端，其中一端为输入端(7)，另一端为输出端(8)；输入端(7)通过离合器(2)与汽轮机(1)的输出轴连接，汽轮机的输出轴、离合器(2)及电动机(3)动力轴的输出端与自动化控制器(6)电连接，电动机的动力轴输出端通过液力耦合器(4)接被驱动设备(5)。
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Publications (1)
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Country Status (1)
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|---|---|
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