CN103790657A - 炭素厂余热发电系统中的蒸汽配置方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种炭素厂余热发电系统中的蒸汽配置方法及装置。其方法是将余热锅炉出口的高温高压蒸汽直接引入由纯凝汽式汽轮机带动的发电机进行发电；然后在纯凝汽式汽轮机的非可调抽汽口引出温度和压力已经得到衰减的蒸汽供给厂区内的蒸汽用户。本发明的方法余热锅炉产生的蒸汽全部进入纯凝汽式汽轮机用于发电，本发明通过用汽轮机非可调抽汽口供应蒸汽用户的方式，减少了余热锅炉后过热蒸汽焓值的损失，达到了节能的目的。此方式还减少了冷却水的供应量，并增加了汽轮机的发电量。本发明适用于厂区蒸汽平均负荷较小且变化不大的情况。

Description

炭素厂余热发电系统中的蒸汽配置方法及装置
技术领域
本发明涉及一种炭素厂余热发电系统中的蒸汽配置方法及装置，属于炭素厂热能利用技术领域。
背景技术
在炭素厂现有的余热发电系统中，余热锅炉产生的蒸汽通常通过减温减压器后供给厂区内的蒸汽用户，多余的蒸汽进入纯凝汽式汽轮机进行发电。目前的这种配置方法，由于余热锅炉出口的蒸汽温度很高，需要对减温减压器补给冷却水，使蒸汽的温度和压力降至用户蒸汽负荷的要求，这种配置方法不但增加了系统补给水的供应，同时减少了发电量。因此，现有系统中，去蒸汽用户部分的潜热没有得到很好的利用，节能效果不理想。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种炭素厂余热发电系统中的蒸汽配置方法及装置。使去蒸汽用户部分的蒸汽潜热得到很好的利用，以减小过热蒸汽焓值的损失，提高热能利用率低。
本发明的技术方案： 
炭素厂余热发电系统中的蒸汽配置方法，该方法是将余热锅炉出口的高温高压蒸汽直接引入由纯凝汽式汽轮机带动的发电机进行发电；然后在纯凝汽式汽轮机的非可调抽汽口引出温度和压力已经得到衰减的蒸汽供给厂区内的蒸汽用户。
前述方法中，将所述纯凝汽式汽轮机的非可调抽汽口排出的温度和压力已经得到衰减的蒸汽再通过减温减压器进行调节后供给厂区内的蒸汽用户。
前述方法中，所述减温减压器采用冷却水对蒸汽的温度和压力进行调节。
根据前述方法构成的装置，包括余热锅炉、纯凝汽式汽轮机带动的发电机、减温减压器和厂区内的蒸汽用户；余热锅炉的蒸汽出口经管道与纯凝汽式汽轮机的蒸汽入口连接，纯凝汽式汽轮机的非可调抽汽口经管道与减温减压器的蒸汽入口连接，减温减压器的蒸汽出口经管道与厂区内的蒸汽用户连接。
前述装置中，所述减温减压器上设有冷却水进水管和冷却水排水管；冷却水进水管与供水管连接。
与现有技术相比，本发明的方法余热锅炉产生的蒸汽全部进入纯凝汽式汽轮机用于发电，蒸汽用户所需的蒸汽通过纯凝汽式汽轮机本体设置的非可调抽汽口供给。根据汽轮机供应商对非可调抽汽口介质参数计算的结果，可在非可调抽汽口后设置减温减压器，以满足厂区内蒸汽用户的蒸汽负荷要求。本发明通过用汽轮机非可调抽汽口供应蒸汽用户的方式，减少了余热锅炉后过热蒸汽焓值的损失，达到了节能的目的。此方式还减少了冷却水的供应量，并增加了汽轮机的发电量。本发明适用于厂区蒸汽平均负荷较小且变化不大的情况。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是现有技术的结构示意图。
附图中的标记为：1-余热锅炉、2-纯凝汽式汽轮机、3-减温减压器、4-蒸汽用户。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明的任何限制。
炭素厂余热发电系统中的蒸汽配置方法，如图1所示。该方法是将余热锅炉1出口的高温高压蒸汽直接引入由纯凝汽式汽轮机2带动的发电机进行发电；然后在纯凝汽式汽轮机的非可调抽汽口引出温度和压力已经得到衰减的蒸汽供给厂区内的蒸汽用户4。将所述纯凝汽式汽轮机的非可调抽汽口排出的温度和压力已经得到衰减的蒸汽再通过减温减压器3进行调节后供给厂区内的蒸汽用户。所述减温减压器采用冷却水对蒸汽的温度和压力进行调节。如果非可调抽汽口的蒸汽温度及压力高于用户的需要，此时可使用减温减压器进行减温及减压。
根据前述方法构成的装置，如图1所示。包括余热锅炉1、纯凝汽式汽轮机2、减温减压器3和蒸汽用户4；余热锅炉的蒸汽出口经管道与纯凝汽式汽轮机的蒸汽入口连接，纯凝汽式汽轮机的非可调抽汽口经管道与减温减压器的蒸汽入口连接，减温减压器的蒸汽出口经管道与厂区内的蒸汽用户连接。所述减温减压器上设有冷却水进水管和冷却水排水管；冷却水进水管与供水管连接。
图2是现有技术的结构示意图。在炭素厂现有的余热发电系统中，余热锅炉1产生的蒸汽通常是通过减温减压器3后供给厂区内的蒸汽用户4，多余的蒸汽进入纯凝汽式汽轮机2进行发电。
本发明的具体实施过程及原理
如图2所示。现有技术余热锅炉出口的蒸汽是先经减温减压器后供给蒸汽用户，而根据厂区蒸汽负荷的特点，蒸汽用户对蒸汽的温度和压力要求一般较小，由于从余热锅炉出口排出的蒸汽温度和压力一般较高，所以需要在蒸汽用户之前设置减温减压器，减温减压器的工作原理是采用温度较低的冷却水，将进入减温减压器的温度降下来，在温度下降的同时，蒸汽压力也得到了衰减。在减温减压的过程中，蒸汽的热能被白白的损失掉了。另外蒸汽在减温减压器中减温减压的过程需要较多的冷却水，用水量较大，减温减压器的体积也相应较大。
本发明的最大特点是将带动发电机的纯凝汽式汽轮机直接与余热锅炉的蒸汽出口连接，先利用余热锅炉出口的高温高压蒸汽推动纯凝汽式汽轮机获得更大的动力，可大幅度提高发电量，减小能量损失。然后从纯凝汽式汽轮机的非可调抽汽口引出蒸汽，供给厂区蒸汽用户。为了满足蒸汽用户对蒸汽温度和压力的要求，可根据纯凝汽式汽轮机供应商对非可调抽汽口介质参数计算的结果，在非可调抽汽口后设置减温减压器，将蒸汽温度和压力调节到用户要求的范围。减温减压器的工作原理是采用温度较低的冷却水，将进入减温减压器的温度降下来，在温度下降的同时，蒸汽压力也得到了衰减。由于从纯凝汽式汽轮机的非可调抽汽口引出的蒸汽是通过纯凝汽式汽轮机后温度和压力已经得到衰减的蒸汽，所以减温减压器蒸汽入口和出口的蒸汽温度差和压力差并不大，所以需要的冷却水也相应要少的多，可节约用水量，同时也可以减小减温减压器的体积，本例仍采用现有的减温减压器效果会更好。
由于每个厂建设条件不同，所需要的蒸汽参数也不同，当蒸汽用户的参数（流量、温度和压力）在非可调抽汽口的参数范围内时，可以采用此种配置。目前多数碳素厂蒸汽用户的需要量都超过了非可调抽汽口供汽的范围，故本发明只适用于厂区蒸汽平均负荷较小且蒸汽负荷变化不大的情况。
本发明在实施过程中，保留了现有的余热锅炉、纯凝汽式汽轮机、减温减压器，只是通过改变三者之间的连接关系，就大幅度的提高了热能的利用率，降低了能量损失，节约了用水量，取得了显著的节能效果。本发明特别适用于厂区蒸汽平均负荷较小且变化不大的蒸汽用户。

Claims (5)

1. 一种炭素厂余热发电系统中的蒸汽配置方法，其特征在于：该方法是将余热锅炉出口的高温高压蒸汽直接引入由纯凝汽式汽轮机带动的发电机进行发电；然后在纯凝汽式汽轮机的非可调抽汽口引出温度和压力已经得到衰减的蒸汽供给厂区内的蒸汽用户。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于：将所述纯凝汽式汽轮机的非可调抽汽口排出的温度和压力已经得到衰减的蒸汽再通过减温减压器进行调节后供给厂区内的蒸汽用户。
3.根据权利要求2所述方法，其特征在于：所述减温减压器采用冷却水对蒸汽的温度和压力进行调节。
4.一种根据权利要求1-3所述方法构成的装置，包括余热锅炉（1）、纯凝汽式汽轮机（2）带动的发电机、减温减压器（3）和厂区内的蒸汽用户（4）；其特征在于：余热锅炉的蒸汽出口经管道与纯凝汽式汽轮机的蒸汽入口连接，纯凝汽式汽轮机的非可调抽汽口经管道与减温减压器的蒸汽入口连接，减温减压器的蒸汽出口经管道与厂区内的蒸汽用户连接。
5.根据权利要求4所述装置，其特征在于：所述减温减压器（3）上设有冷却水进水管和冷却水排水管；冷却水进水管与供水管连接。
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