CN103266925A - 热电厂辅机的原动力供应系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热电厂辅机的原动力供应系统及其方法。装置包括螺杆膨胀动力机、减速机、补负荷电动机、低压加热器、除氧器和引风机。供应方法是利用热电厂汽轮机低压缸抽汽或其他低品位蒸汽(蒸汽压力0.3-1.0MPa、蒸汽温度200-300℃)来驱动螺杆膨胀动力机，以螺杆膨胀机产生的原动力替代电机，直接驱动引风机等电厂辅机，充分利用电厂低品位蒸汽，从而达到节约厂用电的目的。本发明可以充分利用低品位蒸汽，具有系统配置灵活、操作方便以及能源梯级利用效率高等优点。

Description

热电厂辅机的原动力供应系统及其方法

技术领域

本发明涉及一种采用螺杆膨胀动力机作为热电厂引风机等辅机原动力的供应系统和方法，属热电厂余热回收技术领域。

背景技术

在传统的热力发电厂中，锅炉产生的高温高压蒸汽经汽轮机做功后排汽经凝汽器进行再循环，其间大量余热被循环水汽带走，造成能量的巨大损失和能源的严重浪费。当前，我国电力行业节能环保标准日趋提高，然而我国火力发电厂中，中小型机组的泵与风机还普遍存在效率低下的问题。据统计，全国火力发电厂的平均厂用电率为7％-8％，其中泵与风机作为重要的辅助设备，耗电量占厂用电的75％左右，为热电厂的耗电大户。因此热电厂在提高设备效率，加大热能利用率，节约厂用电等方面拥有较大的节能潜力。

螺杆膨胀动力机技术是当今企业节约能源、降低成本和提高经济效益的新技术之一。螺杆膨胀动力机属于回转容积式膨胀机，兼有活塞膨胀机和透平膨胀机的特点，能将低品位热能转化为高品位机械能或电能。它结构简单，零部件数量少，设备维护方便，因此设备可靠，寿命长。螺杆膨胀动力机对工质清洁度要求较低，适用于过热蒸汽、饱和蒸汽、气液两相以及热液废水，解决了工矿企业中长期存在的量大、面广、难回收的工业热能浪费难题。螺杆膨胀动力机相较于已经在市场中推广的同类型小汽轮机具有转速可调，低品质蒸汽、废液均适用，循环效率高的优势。此外，螺杆膨胀动力机组建设周期短，可靠性高，一般十年内无需大修，且不需专业检修设备和队伍，运行维护费用低。

专利CN101899999A发电厂小汽轮机系统及其含该系统的发电厂热力循环系统，公开了一种利用小汽轮机为热电厂辅机发电，带动大功率辅机的系统，但小汽轮机对于蒸汽品质要求仍然较高，无法对电厂蒸汽进行完全充分的应用，造成了一定程度的浪费。此外，小汽轮机型号固定，无法对工况发生改变后进行相应的调节，适应能力较弱。

发明内容

为了解决上述技术缺陷，本发明提出了一种由螺杆膨胀动力机实现的新型节能方案，通过螺杆膨胀动力机利用火力发电厂汽轮机低级抽汽，将低品位蒸汽有效转化为机械能用于直接拖动厂用负载，进一步提高蒸汽能源利用率。

本发明的系统采用的技术方案为：

热电厂辅机的原动力供应系统，包括螺杆膨胀动力机、减速机、补负荷电动机、低压加热器、除氧器和引风机，螺杆动力膨胀机的一端通过减速机与引风机连接，螺杆动力膨胀机的另一端通过管道依次连接低压加热器和除氧器，所述螺杆动力膨胀机还连接到汽轮机内的中压缸。

利用上述系统的供应方法具体过程如下：利用热电厂锅炉产生的高温高压蒸汽进入汽轮机内经过高压缸、中压缸、低压缸逐级膨胀做功，带动发电机向外供电，部分的蒸汽从中间级抽出作为工业抽汽输出；做功后的部分低品位蒸汽从汽轮机中的低压缸抽出，进入螺杆膨胀动力机做功，将蒸汽热能转化为机械能，直接驱动驱动引风机等热电厂主要的辅机设备；螺杆膨胀动力机排出的低温、低压排汽再进入低压加热器和除氧器，在低压加热器中与冷凝水进行表面式热交换，，以充分利用该部分蒸汽所携带的能量，再经除氧器后与从凝汽器出来的锅炉凝结水一起由给水泵送入锅炉，完成工质的热力循环；锅炉燃料从锅炉进入，燃烧产生高温烟气，加热水产生蒸汽，烟气温度下降，经过除尘装置、引风机和脱硫装置，最终由烟囱排出。

锅炉启停时，可通过补负荷电动机确保引风机等辅机的启停操作。螺杆膨胀机的应用减少了由热能转化为电能再转化为机械能的损失，有效提高能源利用率。

本发明特点：

(1)螺杆膨胀动力机对于蒸汽品质的要求较低。相比现有以小汽轮机为原动力的水泵等，螺杆膨胀动力机在汽轮机上的抽汽点可以更为靠后，蒸汽在汽轮机的循环中可达到更大的利用效率。

(2)螺杆膨胀动力机可以减少风机等辅机正常运转过程中的耗电，降低厂用电率，提高火电厂的经济效益。螺杆动力机通过带动电机、水泵等大功率辅机运转，减少高、低品位能源之间来回转化的能量耗散。一定程度上减少煤炭这一不可再生资源的燃烧，减少向大气排放二氧化碳和二氧化硫等有害物质，提升空气质量，保护大气环境。

(3)本发明螺杆膨胀动力机排气进入低压加热器用以加热冷凝水，最大限度的利用抽出的该部分的能量。

(4)螺杆膨胀动力机的转速功率可以根据需要进行调节。传统处理方式中小汽轮机型号固定，螺杆膨胀动力机在负荷变化的情况下可以调整螺杆动力机背压以及通过减速机调节输出转速，以适应多工况变化，增强了系统的可操作度。

附图说明

图1为本发明以螺杆膨胀动力机作为热电厂引风机原动力的系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图1，对本发明作详细的阐述说明。

如图1所示，由锅炉17加热产生的高温高压蒸汽进入汽轮机内，经过高压缸11、中压缸12、低压缸13，逐级膨胀做功，带动发电机14向外供电，部分的蒸汽从中间级抽出作为工业抽汽输出。螺杆膨胀动力机进汽端接汽机中间级低品位蒸汽(或者锅炉连续排污口16)抽汽口，蒸汽推动螺杆转子转动，转速可达2000-3000rmp。螺杆膨胀动力机6另一端连接减速机5，通过减速机5带动风机(引风机3、脱硫增压风机、水泵1)等运转。与减速机5相连的启动、补负荷电动机4在系统启动阶段以及螺杆输出功率不足时运行。螺杆膨胀动力机6排出的低温、低压排汽进入低压加热器9和除氧器10，在低压加热器9中与冷凝水进行表面式热交换。再经除氧器10后与从凝汽器8出来的锅炉凝结水一起由给水泵1送入锅炉，完成工质的热力循环。其中蒸汽流量的调节可以通过各类调节阀实现。锅炉燃料从锅炉17进入，燃烧产生高温烟气，加热水产生蒸汽，烟气温度下降，经过除尘装置15、引风机3和脱硫装置2、最终由烟囱7排出。

本发明还可以有其它实施方式，凡采用同等替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (2)

1.热电厂辅机的原动力供应系统，包括螺杆膨胀动力机、减速机、补负荷电动机、低压加热器、除氧器和引风机，其特征在于，螺杆动力膨胀机的一端通过减速机与引风机连接，螺杆动力膨胀机的另一端通过管道依次连接低压加热器和除氧器，所述螺杆动力膨胀机还连接到汽轮机内的中压缸。

2.利用如权利要求1所述热电厂辅机的原动力供应系统的方法，具体过程如下：利用热电厂锅炉产生的高温高压蒸汽进入汽轮机内经过高压缸、中压缸、低压缸逐级膨胀做功，带动发电机向外供电，部分的蒸汽从中间级抽出作为工业抽汽输出；做功后的部分低品位蒸汽从汽轮机中的低压缸抽出，进入螺杆膨胀动力机做功，将蒸汽热能转化为机械能，直接驱动热电厂主要的辅机设备；螺杆膨胀动力机排出的低温、低压排汽再进入低压加热器和除氧器，在低压加热器中与冷凝水进行表面式热交换，再经除氧器后与从凝汽器出来的锅炉凝结水一起由给水泵送入锅炉，完成工质的热力循环；锅炉燃料从锅炉进入，燃烧产生高温烟气，加热水产生蒸汽，烟气温度下降，经过除尘装置、引风机和脱硫装置，最终由烟囱排出。