CN204024733U - 抽汽变背压汽轮机式物料冷却余热发电系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型为抽汽变背压汽轮机式物料冷却余热发电系统，由锅炉与物料冷却装置通过烟汽管道首尾连接，将高温循环到锅炉内。汽轮机为可调抽汽及变背压式汽轮机。锅炉蒸汽输出管与汽轮机连接，汽轮机抽汽口与除氧器4连接，汽轮机排汽口与排汽装置2连接。排汽装置与冷凝器3循环连接。排汽装置将冷凝水排至除氧器。除氧器与锅炉连接。锅炉设置有副省煤器调节锅炉烟汽出口的烟汽温度。排汽装置设置有回水支管控制排汽装置内液面高度。本实用新型为高效、安全的物料冷却余热发电系统。汽轮机可适应更宽的蒸汽压力范围。能对锅炉排烟温度控制，解决排烟温度波动问题。
Description
技术领域
本发明涉及到一种采用抽汽变背压凝汽式汽轮机，并利用物料冷却余热进行发电的发电系统。
背景技术
工业物料冷却过程存在许多可利用的余热可以利用，物料温度范围一般在1200℃—600℃，物料需冷却到200℃以下。冷却设备主要有：水泥窑篦冷机、烧结冷却机、干熄焦装置等。
目前物料冷却领域有以下几种余热发电系统及常用做法：
1、水泥窑篦冷机余热利用：
其工作原理是：水泥纯低温余热发电技术是指在新型干法水泥熟料生产线生产过程中，通过余热回收装置——余热锅炉将水泥窑窑头、窑尾排出大量的低品位废汽余热进行热交换回收，产生过热蒸汽推动汽轮机实现热能向机械能的转换，从而带动发电机发出电能，窑头锅炉所发电能供水泥生产过程中使用。而水泥窑冷机余热利用就是指窑头部分余热，次部分余热就是通过鼓风冷却篦冷机中的高温熟料带出的热量。
2、烧结冷却机余热利用：
其工作原理是：烧结矿在带冷机或环冷机上是通过鼓风进行冷却，由底部鼓入的冷风在穿过热烧结矿层时被加热，成为高温废汽。将这些高温的废汽通过引风机引入锅炉，加热锅炉内的水产生蒸汽，蒸汽推动汽轮机转动带动发电机发电。
3、干熄焦余热利用：
其工作原理是：吸收红焦潜热后温度升高的惰性循环汽体从干熄炉环形烟道排出后，进入干熄焦余热锅炉进行换热，锅炉产生的蒸汽进入汽轮机带动发电机发电。
对于利用物料冷却的余热进行发电的汽轮机发电机组，不仅想考虑到更好地利用余热，还要考虑到物料冷却的余热的变化较大，余热锅炉排烟温度波动，在变工况下热效率降低，发电系统不能适应更宽的工作范围。
别外，余热的变化大，也导致汽轮机的排汽压力变化大如果排汽压力不平衡，会对汽轮机造成损害，这需要能够对排汽压力进行调节，保证汽轮机的安全运行。
实用新型内容
本实用新型提供了一种抽汽变背压汽轮机式物料冷却余热发电系统，能对锅炉排烟温度进行有效调节，并且本发电系统能适应较宽范围蒸汽压力，能对汽轮机排汽压力进行有效调节。
本实用新型的发电系统包括物料冷却装置5-3、锅炉5、除氧器4、汽轮机系统、发电机6，汽轮机1驱动发电机进行发电。锅炉5与物料冷却装置5-3通过介质管道首尾连接，用于将冷却装置内的高温循环到锅炉内并对锅炉加热。
汽轮机系统包括汽轮机1、排汽装置2、冷凝器3；所述的汽轮机为可调抽汽及变背压式汽轮机。
锅炉蒸汽输出管与汽轮机连接，以蒸汽压力驱动汽轮机。
汽轮机抽汽口与除氧器4连接，为除氧器提供除氧蒸汽。汽轮机抽汽口还与外输蒸汽口7连接，对外输出蒸汽。
汽轮机排汽口与排汽装置2连接。排汽装置与冷凝器3循环连接，排汽装置上部通过蒸汽管与冷凝器连接，将乏汽进入冷凝器转换为冷凝水，冷凝器通过水管再与排汽装置连接，将冷凝水输送到排汽装置。
排汽装置底部通过排水管与除氧器4连接，将冷凝水排至除氧器。除氧器与锅炉5连接。
如上所述的抽汽变背压汽轮机式物料冷却余热发电系统，更进一步说明为，排汽装置底部设置有水泵2-3，将排汽装置内的冷凝水泵至排水管。
锅炉包括副省煤器5-1，排汽装置2底部的排水管经副省煤器与除氧器4连接，设置有副省煤器调节阀4-1与副省煤器并连，副省煤器调节阀直接将排水管与除氧器连接。
排水管上设置有回水支管2-1，与排汽装置中部连接，回水支管上设置液位调节阀2-2。
如上所述的抽汽变背压汽轮机式物料冷却余热发电系统，更进一步说明为，介质管道为烟汽通道，在烟汽通道上设置有烟汽循环风机5-2，将烟汽在锅炉5与物料冷却装置5-3中循环进行热交换；
烟汽通道上还设置有锅炉出口混风调节阀5-5、锅炉入口混风阀5-4，用于补足烟汽循环过程的漏风损失。
如上所述的抽汽变背压汽轮机式物料冷却余热发电系统，更进一步说明为，冷凝器3与射水抽汽器3-1连接。
如上所述的抽汽变背压汽轮机式物料冷却余热发电系统，更进一步说明为，汽轮机设置有主蒸汽调节阀1-1，抽汽调节阀1-2。
有益效果：
本实用新型提供了一种高效、安全的物料冷却余热发电系统。
本实用新型采用可调抽汽及变背压式汽轮机，使汽轮机可适应更宽的蒸汽压力范围。通过调节汽轮机排汽压力保证较高汽轮机后级叶片效率，通过检测凝结水量获得需要的排汽压力值，通过调节冷凝器工作效率控制排汽压力。
本实用新型的锅炉中设置有副省煤器及副省煤器调节阀，副省煤器调节阀直接将排水管与除氧器连接。能通过调节副省煤器冷凝水流量，以达到对排烟温度控制功能，解决排烟温度波动问题。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作详细介绍：图1所示，本实用新型主要由物料冷却装置5-3、锅炉5、除氧器4、汽轮机系统、发电机6组成，上述各装置相互连接组成循环系统。分为烟汽循环通路、蒸汽通路、冷凝水通路。
其中发电机选用无刷励磁带永磁副励磁发电机，除氧器4选用大汽式热力除氧器系统，锅炉5为余热锅炉。
本实用新型的工作方式为：
烟汽方面，冷却物料后的高温烟汽通过烟汽通道进入到锅炉入口，并依次流经锅炉5内的过热器、蒸发器、省煤器、副省煤器5-1。烟汽在这些受热面被冷却，并经副省煤器5-1进行温度控制在一定范围后，由烟汽循环风机5-2抽取并鼓至物料冷却装置，鼓风过程的漏风损失通过锅炉出口混风调节阀5-5和锅炉入口混风阀5-4调节补足，并通过调节锅炉出口混风调节阀5-5和锅炉入口混风阀5-3的开度保证锅炉入口不超温。锅炉入口温度过高，可开大锅炉入口混风阀5-3并关小出口混风调节阀5-5，使更多外界冷空汽进入，以降低锅炉入口温度。
锅炉出口的温度如果过高，即关小副省煤器调节阀4-1，使冷凝水更多地流过副省煤器，带走更多热量，反之则开大副省煤器调节阀4-1。
汽水方面，锅炉产生的过热蒸汽通过主蒸汽调节阀1-1进入汽轮机前级叶片作功，到达抽汽口时一路经过抽汽调节阀1-2进入后级叶片作功，一路对除氧器供汽的同时对外供热，对外供热压力由抽汽调节阀1-2调节。
经过后级叶片作功后的乏汽经过排汽装置2导入冷凝器成凝结水，再流回排汽装置2，排汽装置中的冷凝水通过水泵2-3抽给副省煤器5-1。水泵上设置回水支管2-1流回排汽装置，并通过回水支管上的液位调节阀2-2调节排汽装置内冷凝水的液面高度。通过检测冷凝水量获得需要的排汽压力值，通过调节冷凝器工作效率控制排汽压力，通过调节汽轮机排汽压力保证较高汽轮机后级叶片效率。
本实施例的汽轮机系统，它主要由主蒸汽调节阀1-1、抽汽调节阀1-2、排汽装置2、排汽装置液位调节阀2-2、空冷岛、水泵2-3、射水抽汽器3-1等组成。额定工况汽轮机进汽量为100%，抽汽量为30%~40%，凝汽量为70~60%，排汽压力为20~30KPa，纯凝工况汽轮机进汽量为100%，抽汽量为3%，凝汽量为97%，排汽压力为30~50 KPa。
Claims (4)
1.抽汽变背压汽轮机式物料冷却余热发电系统，包括物料冷却装置（5-3）、锅炉（5）、除氧器（4）、汽轮机系统、发电机（6），汽轮机（1）驱动发电机进行发电，其特征在于，
所述的锅炉（5）与物料冷却装置（5-3）通过介质管道首尾连接，用于将冷却装置内的高温循环到锅炉内并对锅炉加热；
所述的汽轮机系统包括汽轮机（1）、排汽装置（2）、冷凝器（3）；所述的汽轮机为可调抽汽及变背压式汽轮机；
锅炉蒸汽输出管与汽轮机连接，以蒸汽压力驱动汽轮机；
汽轮机抽汽口与除氧器（4）连接，为除氧器提供除氧蒸汽；汽轮机抽汽口还与外输蒸汽口（7）连接，对外输出蒸汽；
汽轮机排汽口与排汽装置（2）连接；排汽装置与冷凝器（3）循环连接，排汽装置上部通过蒸汽管与冷凝器连接，将乏汽进入冷凝器转换为冷凝水，冷凝器通过水管再与排汽装置连接，将冷凝水输送到排汽装置；
排汽装置底部通过排水管与除氧器（4）连接，将冷凝水排至除氧器；除氧器与锅炉（5）连接；
如权利要求1所述的抽汽变背压汽轮机式物料冷却余热发电系统，其特征在于，排汽装置底部设置有水泵（2-3），将排汽装置内的冷凝水泵至排水管；
所述的锅炉包括副省煤器（5-1），排汽装置（2）底部的排水管经副省煤器与除氧器（4）连接，设置有副省煤器调节阀（4-1）与副省煤器并连，副省煤器调节阀直接将排水管与除氧器连接；
排水管上设置有回水支管（2-1），与排汽装置中部连接，回水支管上设置液位调节阀（2-2）。
2.如权利要求1所述的抽汽变背压汽轮机式物料冷却余热发电系统，其特征在于，介质管道为烟汽通道，在烟汽通道上设置有烟汽循环风机（5-2），将烟汽在锅炉（5）与物料冷却装置（5-3）中循环进行热交换；
烟汽通道上还设置有锅炉出口混风调节阀（5-5）、锅炉入口混风阀（5-4），用于补足烟汽循环过程的漏风损失。
3.如权利要求1所述的抽汽变背压汽轮机式物料冷却余热发电系统，其特征在于，冷凝器（3）与射水抽汽器（3-1）连接。
4.如权利要求1所述的抽汽变背压汽轮机式物料冷却余热发电系统，其特征在于，汽轮机设置有主蒸汽调节阀（1-1），抽汽调节阀（1-2）。
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|---|---|---|---|---|
| CN105387729A (zh) * | 2015-12-18 | 2016-03-09 | 成都成发科能动力工程有限公司 | 物料冷却余热发电系统 |
| CN113719325A (zh) * | 2021-09-18 | 2021-11-30 | 西安热工研究院有限公司 | 一种汽轮机变背压特性试验的改进方法 |
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