CN110469375A - 一种汽水双压余热发电系统 - Google Patents
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Abstract
一种汽水双压余热发电系统，在第一发电机上连接有汽轮机，高压蒸汽流入汽轮机中做功后在蒸汽冷凝器中转化为热水并流入热水罐；第二发电机上连接有膨胀机，膨胀机上连接有蒸发器、预热器、有机工质冷凝器和有机工质泵，蒸发器还与汽水双压余热锅炉连接，预热器还与热水罐连接，通过有机工质和低压热水在蒸发器中进行换热，使有机工质蒸汽流入膨胀机中做功，通过有机工质冷凝器使做功后的有机工质蒸汽转化为有机工质液体，热水罐与汽水双压余热锅炉连接，汽水双压余热锅炉还与除氧器连接，除氧器的分别通过第三水泵和第四水泵与汽水双压余热锅炉连接，使除氧器中的热水能够流回汽水双压余热锅炉并分别转化为高压蒸汽和低压热水再次循环利用。
Description
技术领域
本发明涉及余热发电系统领域，尤其涉及一种汽水双压余热发电系统。
背景技术
汽水双压余热锅炉在工业烟气余热利用技术中具有广泛运用，汽水双压余热锅炉中会同时具有高压蒸汽和低压热水，但目前广泛采用单压余热发电技术、闪蒸余热发电技术以及双压余热发电技术中均难以对高压蒸汽和低压热水同时进行高效率用。其中单压余热发电技术由于单一压力的限制，造成余热锅炉的排烟温度偏高，烟气中的余热资源不能得到充分利用；闪蒸余热发电技术利用高压热水经过减压闪蒸罐获得低压饱和蒸汽，补入汽轮机发电，大量的饱和蒸汽补入要求汽轮机在补汽点后的通流面积突然增大，这造成汽轮机损失增大效率降低，于此同时热水泵循环量大，水泵扬程高，耗电量大。双压余热发电技术，主蒸汽压力受到窄点温差，出口温度，以及低压蒸汽补汽量多种因素的限制，普遍选择在1.6Mpa而无法进一步提高，汽轮机效率的提高就受到了限制，因此发电量受到了一定程度影响。综上所述，现有技术中难以对汽水双压余热锅炉中高压蒸汽和低压热水的热量同时进行高效利用，导致汽水双压余热锅炉中的热量被浪费，降低了余热能源的利用率。
发明内容
为解决现有技术中难以对汽水双压余热锅炉中高压蒸汽和低压热水的热量同时进行高效利用的问题，本发明提供了一种汽水双压余热发电系统。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种汽水双压余热发电系统，利用汽水双压余热锅炉中的高压蒸汽和低压热水分别带动第一发电机和第二发电机进行发电，所述第一发电机上连接有汽轮机，汽轮机通过高压蒸汽管路与汽水双压余热锅炉连接，使高压蒸汽流入汽轮机中做功，汽轮机出口上依次连接有蒸汽冷凝器、第一水泵和热水罐，使做功后的蒸汽在蒸汽冷凝器中转化为热水并流入热水罐；
所述第二发电机上连接有膨胀机，膨胀机上连接有供有机工质循环流动的有机循环管路，有机循环管路上连接有蒸发器、预热器、有机工质冷凝器和有机工质泵，蒸发器还与汽水双压余热锅炉连接，预热器还与热水罐连接，使低压热水在蒸发器和预热器中与有机工质依次进行换热后流入热水罐；通过有机工质和低压热水在蒸发器中进行换热，使有机工质蒸汽流入膨胀机中进行膨胀做功，通过有机工质冷凝器对从膨胀机中流出的有机工质蒸汽进行冷却，使膨胀做功后的有机工质蒸汽转化为有机工质液体，通过有机工质液体和低压热水在预热器中进行换热，使预热后的有机工质流回蒸发器中，以实现有机工质的循环蒸发做功；
所述热水罐通过第二水泵与汽水双压余热锅炉连接，汽水双压余热锅炉还与除氧器连接，使热水罐中的热水进入汽水双压余热锅炉进行预热后再流入除氧器，除氧器的出口分别通过第三水泵和第四水泵与汽水双压余热锅炉连接，使除氧器中的热水能够流回汽水双压余热锅炉并分别转化为高压蒸汽和低压热水，以分别实现高压蒸汽和低压热水的循环利用。
优选的，所述蒸汽冷凝器和有机工质冷凝器上连接有冷却管路，冷却管路与用于向冷却管路内提供冷却介质的冷却塔连接，冷却管路上还连接有第五水泵。
优选的，所述有机工质采用五氟丙烷。
优选的，所述除氧器上连接有射水抽气器，射水抽气器通过一根回水管与水箱连接，回水管上连接有第六水泵，使水箱中的水流入射水抽气器，并被射水抽气器随着除氧器中的气体冲出后返回水箱。
优选的，所述除氧器顶部连接有水环真空泵。
优选的，所述汽水双压余热锅炉与汽包连接，使汽水双压余热锅炉中的热水能够流入汽包，并在汽包内转化为高压蒸汽后流回汽水双压余热锅炉。
优选的，所述第一水泵和热水罐之间连接有汽封加热器。
根据上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明使汽水双压余热锅炉中的高压蒸汽流入汽轮机中做功，做功后的蒸汽通过蒸汽冷凝器转化为热水并流入热水罐；而低压热水流入蒸发器和预热器，并在蒸发器和预热器中与有机工质换热，使有机工质受热转化为蒸汽并进入膨胀机中做功，汽轮机和膨胀机就能够分别带动发电机进行发电，换热后的低压热水也会流入热水罐；热水罐中的热水流回汽水双压余热锅炉中进行预热，再经过除氧器进行除氧后，重新流回汽水双压余热锅炉中并分别转化为高压蒸汽和低压热水，实现对高压蒸汽和低压热水的循环利用，就能对汽水双压余热锅炉中的热量进行高效利用，相比于现有的单压余热发电系统，本发明能够将锅炉的排烟温度降低；相比于现有的闪蒸余热利用技术，本发明能够降低汽轮机末级蒸汽湿度，大大提高汽轮机安全性和延长汽轮机使用寿命；相比于现有的双压余热发电技术，本发明能够提高锅炉主蒸汽参数，而不受最佳温度、压力的限制，从而提高汽轮机初参数，提高了汽轮机效率，减小汽轮机体积，降低了土建成本，增强了系统的灵活性；综上所述，本发明实现了对汽水双压余热锅炉中高压蒸汽和低压热水的热量同时进行高效利用，提升了对汽水双压余热锅炉中余热能源的利用率。
附图说明
图1为本发明的示意图。
图中标记：1、汽水双压余热锅炉，2、汽包，3、汽轮机，4、第一发电机，5、蒸汽冷凝器，6、第一水泵，7、汽封加热器，8、热水罐，9、第二水泵，10、除氧器，11、第四水泵，12、第三水泵，13、膨胀机，14、第二发电机，15、有机工质冷凝器，16、有机工质泵，17、预热器，18、蒸发器，19、冷却塔，20、第五水泵。
具体实施方式
参见附图，具体实施方式如下：
一种汽水双压余热发电系统，利用汽水双压余热锅炉1中的高压蒸汽和低压热水分别带动第一发电机4和第二发电机14进行发电，所述第一发电机4上连接有汽轮机3，汽轮机3通过高压蒸汽管路与汽水双压余热锅炉1连接，使高压蒸汽流入汽轮机3中做功，汽轮机3出口上依次连接有蒸汽冷凝器5、第一水泵6和热水罐8，使做功后的蒸汽在蒸汽冷凝器5中转化为热水并流入热水罐8，第一水泵6和热水罐8之间还连接有汽封加热器7，通过汽封加热器7能够对汽轮机3做功后的热量进行利用。
第二发电机14上连接有膨胀机13，膨胀机13上连接有供有机工质循环流动的有机循环管路，有机循环管路上连接有蒸发器18、预热器17、有机工质冷凝器15和有机工质泵16，本实施例中，有机工质采用五氟丙烷，蒸发器18还与汽水双压余热锅炉1连接，预热器17还与热水罐8连接，使低压热水在蒸发器18和预热器17中与有机工质依次进行换热后流入热水罐8；通过有机工质和低压热水在蒸发器18中进行换热，使有机工质蒸汽流入膨胀机13中进行膨胀做功，蒸汽冷凝器5和有机工质冷凝器15上连接有冷却管路，冷却管路与用于向冷却管路内提供冷却介质的冷却塔19连接，冷却管路上还连接有第五水泵20，通过有机工质冷凝器15对从膨胀机13中流出的有机工质蒸汽进行冷却，使膨胀做功后的有机工质蒸汽转化为有机工质液体，通过有机工质液体和低压热水在预热器17中进行换热，使预热后的有机工质流回蒸发器18中，以实现有机工质的循环蒸发做功。
热水罐8通过第二水泵9与汽水双压余热锅炉1连接，汽水双压余热锅炉1还与除氧器10连接，使热水罐8中的热水进入汽水双压余热锅炉1进行预热后再流入除氧器10，除氧器10上连接有射水抽气器，射水抽气器通过一根回水管与水箱连接，回水管上连接有第六水泵，使水箱中的水流入射水抽气器，并被射水抽气器随着除氧器10中的气体冲出后返回水箱，除氧器10的出口分别通过第三水泵12和第四水泵11与汽水双压余热锅炉1连接，使除氧器10中的热水能够流回汽水双压余热锅炉1并分别转化为高压蒸汽和低压热水，以分别实现高压蒸汽和低压热水的循环利用。汽水双压余热锅炉1与汽包2连接，使汽水双压余热锅炉1中的热水能够流入汽包2，并在汽包2内转化为高压蒸汽后流回汽水双压余热锅炉1。
本实施例在工作时，汽水双压余热锅炉1中的高压蒸汽流入汽轮机3中做功，从而带动第一发电机4进行发电，汽轮机3内做功后的高压蒸汽会流入蒸汽冷凝器5，并与冷却塔19所提供的冷却介质进行换热冷却，使高压蒸汽转化为热水并在第一水泵6的带动下流入热水罐8；汽水双压余热锅炉1中的低压热水会依次流入蒸发器18和预热器17中，同时有机工质则会在有机工质泵16的带动下流入预热器17再流入蒸发器18，使有机工质在预热器17和蒸发器18内先后与低压热水进行换热，并在蒸发器18内转化为有机工质蒸汽，有机工质蒸汽流入膨胀机13内做功，就能带动第二发电机14进行发电，膨胀机13内做功后的有机工质蒸汽会流入有机工质冷凝器15，并与冷却塔19所提供的冷却介质进行换热冷却，使有机工质蒸汽转化为液体并再次流入预热器17和蒸发器18，实现循环利用并持续做功；低压热水从预热器6中流出后也会流入热水罐8，热水罐8中的热水在第二水泵9的带动下流入汽水双压余热锅炉1中进行预热，再从汽水双压余热锅炉1流入除氧器10中进行除氧，除氧后的热水分别在第三水泵12和第四水泵11的带动下流回汽水双压余热锅炉1，并分别转化为高压蒸汽和低压热水后再次从汽水双压余热锅炉1中送出，实现对高压蒸汽和低压热水同时进行循环利用，并且避免热水中含氧过多而造成腐蚀；汽水双压余热锅炉1上连接有汽包2，通过汽包2使热水转化为高压蒸汽后流回汽水双压余热锅炉1。
Claims (7)
1.一种汽水双压余热发电系统，利用汽水双压余热锅炉（1）中的高压蒸汽和低压热水分别带动第一发电机（4）和第二发电机（14）进行发电，其特征在于：所述第一发电机（4）上连接有汽轮机（3），汽轮机（3）通过高压蒸汽管路与汽水双压余热锅炉（1）连接，使高压蒸汽流入汽轮机（3）中做功，汽轮机（3）出口上依次连接有蒸汽冷凝器（5）、第一水泵（6）和热水罐（8），使做功后的蒸汽在蒸汽冷凝器（5）中转化为热水并流入热水罐（8）；
所述第二发电机（14）上连接有膨胀机（13），膨胀机（13）上连接有供有机工质循环流动的有机循环管路，有机循环管路上连接有蒸发器（18）、预热器（17）、有机工质冷凝器（15）和有机工质泵（16），蒸发器（18）还与汽水双压余热锅炉（1）连接，预热器（17）还与热水罐（8）连接，使低压热水在蒸发器（18）和预热器（17）中与有机工质依次进行换热后流入热水罐（8）；通过有机工质和低压热水在蒸发器（18）中进行换热，使有机工质蒸汽流入膨胀机（13）中进行膨胀做功，通过有机工质冷凝器（15）对从膨胀机（13）中流出的有机工质蒸汽进行冷却，使膨胀做功后的有机工质蒸汽转化为有机工质液体，通过有机工质液体和低压热水在预热器（17）中进行换热，使预热后的有机工质流回蒸发器（18）中，以实现有机工质的循环蒸发做功；
所述热水罐（8）通过第二水泵（9）与汽水双压余热锅炉（1）连接，汽水双压余热锅炉（1）还与除氧器（10）连接，使热水罐（8）中的热水进入汽水双压余热锅炉（1）进行预热后再流入除氧器（10），除氧器（10）的出口分别通过第三水泵（12）和第四水泵（11）与汽水双压余热锅炉（1）连接，使除氧器（10）中的热水能够流回汽水双压余热锅炉（1）并分别转化为高压蒸汽和低压热水，以分别实现高压蒸汽和低压热水的循环利用。
2.根据权利要求1所述的一种汽水双压余热发电系统，其特征在于：所述蒸汽冷凝器（5）和有机工质冷凝器（15）上连接有冷却管路，冷却管路与用于向冷却管路内提供冷却介质的冷却塔（19）连接，冷却管路上还连接有第五水泵（20）。
3.根据权利要求1所述的一种汽水双压余热发电系统，其特征在于：所述有机工质采用五氟丙烷。
4.根据权利要求1所述的一种汽水双压余热发电系统，其特征在于：所述除氧器（10）上连接有射水抽气器，射水抽气器通过一根回水管与水箱连接，回水管上连接有第六水泵，使水箱中的水流入射水抽气器，并被射水抽气器随着除氧器（10）中的气体冲出后返回水箱。
5.根据权利要求1所述的一种汽水双压余热发电系统，其特征在于：所述除氧器（10）顶部连接有水环真空泵。
6.根据权利要求1所述的一种汽水双压余热发电系统，其特征在于：所述汽水双压余热锅炉（1）与汽包（2）连接，使汽水双压余热锅炉（1）中的热水能够流入汽包（2），并在汽包（2）内转化为高压蒸汽后流回汽水双压余热锅炉（1）。
7.根据权利要求1所述的一种汽水双压余热发电系统，其特征在于：所述第一水泵（6）和热水罐（8）之间连接有汽封加热器（7）。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |