CN105003309A - 一种发电系统 - Google Patents
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Abstract
一种发电系统,包括：第一蓄热器，其提供第一低压饱和蒸气；第二蓄热器，其提供第二低压饱和蒸气，第二低压饱和蒸气压力和温度低于第一低压饱和蒸气；第一汽轮机、第二汽轮机以及发电机，第一汽轮机和第二汽轮机通过公共轴与发电机耦合，通过蒸气驱动第一汽轮机和第二汽轮机从而驱动发电机进行发电第一低压饱和蒸气通过管路进入第一汽轮机，驱动第一汽轮机从而进行发电；第二低压饱和蒸气通过加热吸收液而产生高压被吸收剂蒸气，该高压被吸收剂蒸气通过管路进入第二汽轮机，驱动第二汽轮机从而进行发电。
Description
技术领域
本发明涉及一种发电系统，尤其是涉及一种余热回收的发电系统。
背景技术
目前，在各种工业生产领域中需要大量的能源消耗，生产过程中由各种热能转换设备、用能设备和化学方应设备中产生而未被利用的热能，而且也会在生产过程中产生大量的各种形式的余热，余热的来源主要有工业排气余热、高温产品及炉渣的余热、冷却介质的余热、化学方应过程中生成的弃热、可燃废气、废料、废液的热能以及废汽、废水的余热等、
众所周知，节约能源是我国的一项既定的长期政策，而目前我国能源利用水平仅为30％，其余全部以中低温余热形式排放到环境中，不但造成了巨大的能源浪费，而且也带来了大量污染物的排放。因此，随着化石燃料的日益枯竭及环境问题的严峻，中低温余热的回收利用技术成为节能领域研究的重要课题。
现有技术中，余热发电中一部分的汽轮机发电系统采用饱和蒸汽作为发电动力，即利用余热产生的饱和蒸汽来进行发电。在发电时，饱和蒸汽直接进入汽轮机组内作功，但这样的方式存在如下不足：一方面，余热生成的饱和蒸汽含为通常湿蒸汽，含水量较高，将其用于汽轮机的发电，会对汽轮机的机械结构产生影响，从而影响汽轮机的正常工作；另一方面，由于低压饱和蒸汽的比焓较低，发电时耗汽量较大，发电效率较低。
为了解决上述问题，现有技术中提出了使用低沸点工质作为工作蒸气的余热发电系统，如200810009653.0的发明专利，其使用了氨或二氧化碳等气体与盐混合物吸收吸附过程的热力学循环原理，用于低温热能回收再利用，实现了低温热能发电等余热回收。但是，许多中低温余热源比如钢厂的余热，具有两种甚至更多不同温度的余热，如果将其都使用低沸点工质作为工作蒸气，会导致其中的高温余热的回收效率降低。
发明内容
本发明提供了一种发电系统，其能够对于不同温度的余热进行回收，提高余热的回收效率。
作为本发明的一个方面，提供了一种发电系统,包括：第一蓄热器，其提供第一低压饱和蒸气；第二蓄热器，其提供第二低压饱和蒸气，所述第二低压饱和蒸气压力和温度低于第一低压饱和蒸气；第一汽轮机、第二汽轮机以及发电机，所述第一汽轮机和第二汽轮机通过公共轴与发电机耦合，通过蒸气驱动第一汽轮机和第二汽轮机从而驱动发电机进行发电；其特征在于：所述第一低压饱和蒸气通过管路进入第一汽轮机，驱动所述第一汽轮机从而进行发电；所述第二低压饱和蒸气通过加热吸收液而产生高压被吸收剂蒸气，该高压被吸收剂蒸气通过管路进入第二汽轮机，驱动所述第二汽轮机从而进行发电。
优选的，所述被吸收剂为无水氨，所述吸收液中的吸收剂包括无机盐。
优选的，所述第二低压饱和蒸气通过再生器对所述吸收液进行加热。
优选的，所述第一蓄热器的出口蒸气包括两路，其中一路通过第一管路到达所述第一汽轮机的高压段，另一路通过第二管路对所述高压被吸收剂蒸气进行过热后，到达所述第一汽轮机的低压段。
优选的，所述高压被吸收剂蒸气被过热后，输入所述第二汽轮机。
优选的，所述再生器出口与所述第二汽轮机入口之间管路不设置干燥器。
优选的，所述第一汽轮机的蒸气出口管路不设置冷凝器，出口蒸气通过管路与第二蓄热器提供的第二低压饱和蒸气混合后，输送到所述再生器。
优选的，所述第一管路和第二管路设置第一流量阀和第二流量阀，根据第一低压饱和蒸气的温度以及第二低压饱和蒸气的温度，设置第一流量阀以及第二流量阀的开度。
优选的，所述第二管路通过过热器对于高压被吸收剂蒸气进行过热，所述第一低压饱和蒸气通过过热器后，通过第三阀门以及第四阀门分别与第一汽轮机的低压段以及再生器的入口管路相通；当所述第一低压饱和蒸气的干度低于特定值时，关闭第一流量阀以及第三阀门，开启第二流量阀以及第四阀门。
附图说明
图1是本发明实施例的示意图。
具体实施方式
了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
本发明实施例的余热利用的发电系统，参见图1，包括第一蓄热器1、第二蓄热器2、第一汽轮机3、第二汽轮机4以及发电机5，第一汽轮机3和第二汽轮机4通过公共轴与发电机5耦合，通过蒸气驱动第一汽轮机3和第二汽轮机4从而驱动发电机5进行发电。
第一蓄热器1用于回收高温余热，其通过与高温余热设备例如与钢厂的转炉连通，接收转炉副产出的低压饱和蒸汽，从而提供第一低压饱和蒸气。第二蓄热器2用于回收低温余热，其通过与低温余热设备连通，例如钢厂的加热炉和/或竖炉连通，接收加热炉和/或竖炉副产出的低压饱和蒸汽。通常，第一低压饱和蒸气的压力和温度大于第二低压饱和蒸气的压力和温度。
第一低压饱和蒸气通过管路进入第一汽轮机3，驱动所述第一汽轮机3从而进行发电。第二低压饱和蒸气通过加热再生器6中的吸收液而产生高压被吸收剂蒸气，该高压被吸收剂蒸气通过管路进入第二汽轮机4，驱动第二汽轮机4从而进行发电。
第一低压饱和蒸气从第一蓄热器1出口流出后，通过第一流量阀7以及第二流量阀8分为两路，其中一路通过第一流量阀的蒸气到达第一汽轮机3的高压段，另外一路通过第二流量阀8后对过热器9中的高压被吸收剂蒸气进行过热后，通过第三阀门10到达第一汽轮机3的低压段。当第一路蒸气通过高压段流动到第一汽轮机3的低压段时会与第二路蒸汽汇合，此时二者混合为一股低压饱和蒸汽继续做功，以维持第一汽轮机3的稳定运转。由于第一低压饱和蒸气的温度较高，通过使用第一低压饱和蒸气对高压过热被吸收剂进行过热，从而不需要设置干燥器即能够保证仅有单相气体进入第二汽轮机4中，从而可提高系统的效率，并且避免了液氨堵塞管路。
由于第一汽轮机3使用第一低压饱和蒸气作为驱动介质，其出口温度较高，因此在第一汽轮机3的蒸气出口管路不设置冷凝器，出口蒸气通过管路与第二蓄热器2提供的第二低压饱和蒸气混合后，输送到再生器6。
再生器6接收由吸收剂以及被吸收剂组成的富氨溶液，在其中混合蒸气与富氨溶液进行换热后，产生吸收剂和高压过热被吸收剂，吸收剂返回回热器13，而高压过热被吸收剂通过管路到达过热器9。在过热器9中被第一低压饱和蒸气过热后，进入第二汽轮机4，驱动第二汽轮机4运转，从而驱动发电机5发电。其中，可以使用无水氨作为被吸收剂，使用包括无机盐的溶液作为吸收剂。
被吸收剂蒸气从第二汽轮机4的出口流出后，通过冷凝器11后冷却为液态后进入吸收器12。而返回回热器13后的吸收剂通过膨胀阀14后也进入吸收器12。在吸收器12中，吸收剂与被吸收液重新混合，成为吸收液，通过溶液泵15泵送到回热器13加热后，重新进入再生器6。
优选的，可以根据第一低压饱和蒸气的温度以及第二低压饱和蒸气的温度，设置第一流量阀7以及第二流量阀8的开度。更优选的，为了避免第一低压饱和蒸气中含水量高时对于第一汽轮机3的影响，第一低压饱和蒸气通过过热器后，通过第三阀门10以及第四阀门16分别与第一汽轮机3的低压段以及再生器6的入口管路相通；当第一低压饱和蒸气的干度低于特定值时，关闭第一流量阀7以及第三阀门10，开启第二流量阀8以及第四阀门16。这时，将第一低压饱和蒸气和第二低压饱和蒸气都仅用于第二汽轮机4，而不用于第一汽轮机3。
上述实施例中的仅用于示范性的表示本发明的内容。另外，本领域技术人员还可于本发明精神内做其它变化，只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
Claims (7)
1.一种发电系统,包括：第一蓄热器，其提供第一低压饱和蒸气；第二蓄热器，其提供第二低压饱和蒸气，所述第二低压饱和蒸气压力和温度低于第一低压饱和蒸气；第一汽轮机、第二汽轮机以及发电机，所述第一汽轮机和第二汽轮机通过公共轴与发电机耦合，通过蒸气驱动第一汽轮机和第二汽轮机从而驱动发电机进行发电；其特征在于：所述第一低压饱和蒸气通过管路进入第一汽轮机，驱动所述第一汽轮机从而进行发电；所述第二低压饱和蒸气通过加热吸收液而产生高压被吸收剂蒸气，该高压被吸收剂蒸气通过管路进入第二汽轮机，驱动所述第二汽轮机从而进行发电。
2.根据权利要求1所述的发电系统，其特征在于：所述被吸收剂为所述无水氨，所述吸收液中的吸收剂包括无机盐。
3.根据权利要求2所述的发电系统，其特征在于：所述第一低压饱和蒸气通过再生器对所述吸收液进行加热。
4.根据权利要求3所述的发电系统，其特征在于：所述第一蓄热器的出口蒸气包括两路，其中一路通过第一管路到达所述第一汽轮机的高压段，另一路通过第二管路对所述高压被吸收剂蒸气进行过热后，到达所述第一汽轮机的低压段。
5.根据权利要求4所述的发电系统，其特征在于：所述高压被吸收剂蒸气被过热后，输入所述第二汽轮机。
6.根据权利要求5所述的发电系统，其特征在于：所述第一汽轮机的蒸气出口管路不设置冷凝器，出口蒸气通过管路与第二蓄热器提供的第二低压饱和蒸气混合后，输送到所述再生器。
7.根据权利要求6所述的发电系统，其特征在于：所述第一管路和第二管路设置第一流量阀和第二流量阀，根据第一低压饱和蒸气的温度以及第二低压饱和蒸气的温度，设置第一流量阀以及第二流量阀的开度。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Hou Jiatong Inventor after: Lang Yifan Inventor after: Gu Runan Inventor before: Jiang Man |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20170427 Address after: 264300 Rongcheng, Shandong, Harbin University of Science and Technology, Rongcheng campus, Applicant after: Harbin University of Science and Technology Address before: 050011 Hebei City, Shijiazhuang province prosperous street, No. 98 Applicant before: Jiang Man |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170531 Termination date: 20180826 |