CN110578568A - 一种用于垃圾发电的炉外再热发电系统 - Google Patents

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尹华劼
范小平
卫栋梁
洪安尧
张伟荣
龚露
戴宇龙
段艳雄
梁萍
古翔
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Abstract

本发明公开了一种用于垃圾发电的炉外再热发电系统，包括按照蒸汽流通顺序通过管道依次连通的锅炉、汽轮机高压缸、再热装置、汽轮机低压缸、凝汽器、加热系统、给水泵和高压加热系统，所述的汽轮机高压缸与汽轮机低压缸通过齿轮箱传动连接，所述的汽轮机低压缸传动连接有发电机。本发明的有益效果是：本方案能够将汽轮机高压缸内做功完成之后的乏汽进行加热，提高蒸汽品质，然后将再热蒸汽通入汽轮机低压缸继续做功，能够有效降低汽轮机末几级的湿度，减小水蚀冲击，并且通过再热能够提升蒸汽的过热度，明显提升了垃圾发电中蒸汽循环的效率。

Description

一种用于垃圾发电的炉外再热发电系统
技术领域
本发明涉及蒸汽循环发电技术领域，具体是一种用于垃圾发电的炉外再热发电系统。
背景技术
利用蒸汽循环进行发电是火力发电、余热发电、太阳能光热发电以及垃圾发电等发电方式的基本原理。提高蒸汽循环的热效率是各种发电方式共同追求的目标。提高蒸汽循热效率的有效方式是提高蒸汽循环的主汽参数。但是在一些特殊应用环境下，由于受各种条件的限制，主蒸汽参数压力与温度不能同步提高，导致主蒸汽过热度低。例如在垃圾发电电站中，锅炉出口蒸汽温度过高可能导致锅炉腐蚀，在工程实践中，目前锅炉出口蒸汽温度最高只能达到485℃。在温度受限的前提条件下，单纯提高主蒸汽压力，会导致主蒸汽过热度降低。主蒸汽过热度低，会增加低压部分的湿度，加剧水蚀冲击等问题，影响汽轮机安全运行。为提高这种低过热度蒸汽循环的热效率，目前已知的方法包括采用传统的炉内再热技术，即在锅炉内设置再热器，将在汽轮机内做过功的乏汽再次加热，提升蒸汽品质，再进入汽轮机内继续做功。传统炉内再热方式使得锅炉的复杂程度增加，提高了锅炉投资额度，并且在垃圾发电领域，炉内再热无法避免锅炉腐蚀等问题，这些问题都严重限制了垃圾发电蒸汽循环热效率的提高。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提供了一种用于垃圾发电的炉外再热发电系统，用于提高蒸汽品质，降低汽轮机末几级的湿度，减小水蚀冲击。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种用于垃圾发电的炉外再热发电系统，包括按照蒸汽流通顺序通过管道依次连通的锅炉、汽轮机高压缸、再热装置、汽轮机低压缸、凝汽器、加热系统、给水泵和高压加热系统，所述的汽轮机高压缸与汽轮机低压缸通过齿轮箱传动连接，所述的汽轮机低压缸传动连接有发电机。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述的再热装置采用包含有内侧通道与外侧通道的表面式换热器，内侧通道与外侧通道内不同温度的介质能够进行热交换。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述的锅炉与再热装置的外侧通道连通，所述的汽轮机高压缸与再热装置的内侧通道连通。再热装置的热源来自于锅炉新蒸汽，在再热装置内对来源于汽轮机高压缸排汽的乏汽进行再加热。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述的再热装置独立存在于锅炉的外部。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述的加热系统与给水泵之间的管道上连通有除氧器。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述的齿轮箱采用变速齿轮箱，所述的汽轮机高压缸的转速高于汽轮机低压缸。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述的汽轮机高压缸与高压加热系统通过能够打开或切断的管道连通。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述的汽轮机低压缸与加热系统通过能够打开或切断的管道连通。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述的汽轮机低压缸与除氧器通过能够打开或切断的管道连通。
本方案所取得的有益效果是：
本方案能够将汽轮机高压缸内做功完成之后的乏汽进行加热，提高蒸汽品质，然后将再热蒸汽通入汽轮机低压缸继续做功，能够有效降低汽轮机末几级的湿度，减小水蚀冲击，并且通过再热能够提升蒸汽的过热度，明显提升了垃圾发电中蒸汽循环的效率。
附图说明
图1为本方案的结构示意图。
其中：1-锅炉，2-再热装置，3-汽轮机高压缸，4-齿轮箱，5-汽轮机低压缸，6-发电机，7-凝汽器，8-加热系统，9-除氧器，10-给水泵，11-高压加热系统。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1：
如图1所示，本实施例中，一种用于垃圾发电的炉外再热发电系统，包括按照蒸汽流通顺序通过管道依次连通的锅炉1、汽轮机高压缸3、再热装置2、汽轮机低压缸5、凝汽器7、加热系统8、给水泵10和高压加热系统11，所述的汽轮机高压缸3与汽轮机低压缸5通过齿轮箱4传动连接，所述的汽轮机低压缸5传动连接有发电机6。
工作时，利用锅炉1产生新的蒸汽，蒸汽通过管道进入到汽轮机高压缸3内进行做功，再通过汽轮机高压缸3内的各个压力级做功，蒸汽品质逐渐降低而变为乏汽，然后通过汽轮机高压缸3后部的排汽口排出，进入再热装置2内，利用再热装置2对乏汽进行加热，乏汽吸收热量之后形成再热蒸汽并进入到汽轮机低压缸5内做功，做功完成后通过汽轮机低压缸5的排汽口排出，再进入凝汽器7中变成水。随后依次通过加热系统8、给水泵10和高压加热系统11并返回至锅炉1中。
利用再热装置2对乏汽进行加热，提高蒸汽的品质，利用再热蒸汽在汽轮机低压缸5内做功，能够有效降低汽轮机低压缸5末几级的湿度，从而避免轮机受到水蚀冲击而影响使用寿命。通过再热还能够提升蒸汽的过热度，明显提升了垃圾发电中蒸汽循环的效率。
本实施例中，所述的加热系统8采用低压加热系统。
汽轮机可以采用轴向排汽，发电机6中置，即发电机位于齿轮箱4和汽轮机低压缸5之间。
锅炉为常规非再热余热锅炉，整个再热系统不通过锅炉的改变来实现，能够减小锅炉1方面投入的成本。
实施例2：
在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的再热装置2采用包含有内侧通道与外侧通道的表面式换热器，内侧通道与外侧通道内不同温度的介质能够进行热交换。以此有利于提高乏汽进行热交换的效率。
本实施例中，使锅炉1与再热装置2的外侧通道连通，使汽轮机高压缸3与再热装置2的内侧通道连通。从锅炉1出来的新蒸汽通过两路流通，一路进入汽轮机高压缸3做功形成乏汽，一路进入再热装置2内与乏汽进行热交换，以此能够在同一个系统中便实现对乏汽进行再热以提高其品质的功能，不需要使用外源加热系统，有利于降低设备使用成本、减小设备占地面积，有利于提高资源循环利用率。
所述的再热装置2的外侧通道连通在给水泵10与加热系统8之间的管道上。与乏汽经过热交换之后能够通过管道进入到给水泵10内而循环回收利用，提高资源利用率，避免浪费。再热装置2也能够与加热系统8进行连通，利用热交换之后尚有余热的水蒸气对经过凝汽器7凝结的水进行辅助加热，而提高热能利用率。
所述的加热系统8与给水泵10之间的管道上连通有除氧器9，再热装置2的连通处位于加热系统8与除氧器9之间。利用除氧器9能够去除水中的氧气，避免整个系统内部遭受氧化而有利于延长整个系统的使用寿命，并避免形成金属氧化物等固体杂质。
实施例3：
在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的齿轮箱4采用变速齿轮箱，所述的汽轮机高压缸3的转速高于汽轮机低压缸5。以此能够根据具体的蒸汽参数灵活选择汽轮机高压缸3的转速，提高发电机6的发电效率。
实施例4：
在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的汽轮机高压缸3与高压加热系统11通过能够打开或切断的管道连通。所述的汽轮机低压缸5与加热系统8通过能够打开或切断的管道连通。所述的汽轮机低压缸5与除氧器9通过能够打开或切断的管道连通。以此能够提高蒸汽循环效率。
本实施例中，其它未描述的内容与上述实施例相同，故不赘述。
以上所述的，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于垃圾发电的炉外再热发电系统，其特征在于：包括按照蒸汽流通顺序通过管道依次连通的锅炉(1)、汽轮机高压缸(3)、再热装置(2)、汽轮机低压缸(5)、凝汽器(7)、加热系统(8)、给水泵(10)和高压加热系统(11)，所述的汽轮机高压缸(3)与汽轮机低压缸(5)通过齿轮箱(4)传动连接，所述的汽轮机低压缸(5)传动连接有发电机(6)。
2.根据权利要求1所述的一种用于垃圾发电的炉外再热发电系统，其特征在于：所述的再热装置(2)采用包含有内侧通道与外侧通道的表面式换热器，内侧通道与外侧通道内不同温度的介质能够进行热交换。
3.根据权利要求2所述的一种用于垃圾发电的炉外再热发电系统，其特征在于：所述的锅炉(1)与再热装置(2)的外侧通道连通，所述的汽轮机高压缸(3)与再热装置(2)的内侧通道连通。
4.根据权利要求3所述的一种用于垃圾发电的炉外再热发电系统，其特征在于：所述的再热装置(2)独立存在于锅炉(1)的外部。
5.根据权利要求4所述的一种用于垃圾发电的炉外再热发电系统，其特征在于：所述的加热系统(8)与给水泵(10)之间的管道上连通有除氧器(9)。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种用于垃圾发电的炉外再热发电系统，其特征在于：所述的齿轮箱(4)采用变速齿轮箱，所述的汽轮机高压缸(3)的转速高于汽轮机低压缸(5)。
7.根据权利要求6所述的一种用于垃圾发电的炉外再热发电系统，其特征在于：所述的汽轮机高压缸(3)与高压加热系统(11)通过能够打开或切断的管道连通。
8.根据权利要求6所述的一种用于垃圾发电的炉外再热发电系统，其特征在于：所述的汽轮机低压缸(5)与加热系统(8)通过能够打开或切断的管道连通。
9.根据权利要求5所述的一种用于垃圾发电的炉外再热发电系统，其特征在于：所述的汽轮机低压缸(5)与除氧器(9)通过能够打开或切断的管道连通。
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