CN207004579U - 一种汽轮机‑离心鼓风机‑高压电机三合一机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽轮机‑离心鼓风机‑高压电机三合一机组，包括汽轮机，以及通过联轴器与其依次连接的离心鼓风机和高压电机，汽轮机出汽口连有凝汽器，凝汽器连有加热器，加热器连有除氧器，除氧器连有废热锅炉，废热锅炉连有汽包，汽包和汽轮机相连；与现有的技术方案相比较，本实用新型利用二硫化碳生产工艺系统副产的中高压蒸汽做功驱动汽轮机，汽轮机通过联轴器带动离心鼓风机运行和高压电机转动，不仅为酸气燃烧炉提供工艺空气，减少了燃烧炉电动鼓风机的运行成本，而且使高压电机高速转动，达到发电状态，将汽轮机机轴的转动机械能转变为高压电机输出的电能，充分利用了蒸汽的热能，节约了电耗，降低了成本。

Description

一种汽轮机-离心鼓风机-高压电机三合一机组

技术领域

本实用新型涉及一种利用过热蒸汽发电的汽轮机-离心鼓风机-高压电机三合一机组，属于机组技术领域。

背景技术

天然气法生产二硫化碳的过程中会产生大量的高温烟气，一般利用这些高热值的烟气副产的中高压蒸汽供全厂使用。但由于用气单元的消耗较少，蒸汽富足过量，热量不能够得到充分的利用，除少量采暖和生产、生活用汽外，蒸汽的处理方式主要是直接外供或放空，而外供往往由于用户需求参数的不同又不能直接供给热用户使用，需减温、减压使用，造成能量损失，还增加了设备经费。同时，硫回收的酸气燃烧炉由于要氧化燃烧硫化氢等组分，需要大流量的空气来帮助燃料天然气的燃烧，直接利用酸气燃烧炉现场的电动风机来送风，则需要耗费大量的电能。

若能够合理的利用大量的蒸汽余热，将高压蒸汽的热能转化成机械能和电能的形式输出，为岗位送风的同时还可以发电，供厂区使用，避免了降温减压造成的能量损失，将节约大量的能源和减少环境污染，企业的生产成本也将有效的降低。

如专利号为CN201486598U公开的造气鼓风机供热电联产节能装置，能够有效回收利用蒸汽的压差能量。又如专利号为204984495U公开的一种利用汽动鼓风机组发电的系统，但是目前的这些蒸汽发电还没有用在天然气法生产二硫化碳的过程中，无法对其产生的高温烟气进行综合利用。

一种利用过热蒸汽发电的汽轮机-离心鼓风机-高压电机三合一机组，即回收利用工艺系统的余热副产蒸汽，再将蒸汽热能转换为机械能，驱动汽轮机转动，汽轮机拖动离心鼓风机和高压电机，实现了给工艺岗位送风，同时使得高压电机发电，供厂区用电单元设备自销，有效的节约了电力需求，满足了工厂节能降耗的需要。

发明内容

（一）要解决的技术问题

为解决上述问题，本实用新型提出了一种汽轮机-离心鼓风机-高压电机三合一机组。

（二）技术方案

本实用新型的利用过热蒸汽发电的汽轮机-离心鼓风机-高压电机三合一机组，包括汽轮机，以及通过联轴器与其依次连接的离心鼓风机和高压电机，所述汽轮机出汽口连有凝汽器，所述凝汽器连有加热器，所述加热器连有除氧器，所述除氧器连有废热锅炉，所述废热锅炉连有汽包，所述汽包和汽轮机相连，其中凝汽器在整个汽轮机装置的热力循环中起到冷源的作用，通过降低汽轮机排气温度和排气压力，将汽轮机后汽缸排出的乏汽凝结成水，经过加热后用作除氧器的补水，提高热循环效率；同时，在汽轮机排汽口建立并保持高度真空，保证汽轮机正常运行。

作为优选的技术方案，所述汽轮机、离心鼓风机和高压电机均连有配套使用的冷油器，冷油器通过与循环水进行热交换，达到控制轴承温度的效果。

所述的汽轮机为抽汽凝汽式汽轮机，属于中温中高压汽轮机，汽轮机为单出轴，通过膜片式联轴器与被驱动机械直联，一方面为被驱动机械提供动力，同时为工艺系统提供符合要求的蒸汽源。

所述的汽轮机的转子为整锻式结构，由一个双列复速级和五个压力级组成，末三级动叶为扭叶片。

所述的汽轮机主调节汽阀由布置在汽轮机前轴承座上的油动机控制，采用提板式调节阀。

所述的汽轮机速关阀直接联接在前汽缸上，水平布置向上进汽，抽汽压力控制采用溢流调节阀型式。

所述的汽轮机本身自带的调节油蓄能器，蓄能器能够储存能量，稳定压力，减少功耗，补偿渗漏，吸收压力脉动和缓和冲击力，从而保证汽轮机在瞬时关闭的工况下调节油压的稳定。

作为优选的技术方案，所述冷油器的循环水出口汇集连接冷却塔，所述冷却塔通过第一循环水泵连接所述冷油器的循环水进口，实现冷却水的闭路循环。

作为优选的技术方案，所述凝汽器的循环水出口连通所述冷却塔，所述冷却塔通过第二循环水泵连接所述凝汽器的循环水进口，实现冷却水的闭路循环。

作为优选的技术方案，所述除氧器的进口连有软水补水管，连有补给水。

作为优选的技术方案，所述凝汽器和加热器之间连有脱盐水箱，降低了凝结水在之后工序中对设备的腐蚀作用。

作为优选的技术方案，所述凝汽器和脱盐水箱之间设有凝结水泵，所述脱盐水箱和加热器之间设有脱盐水泵，所述除氧器和废热锅炉之间设有除氧水泵。

作为优选的技术方案，所述汽包出口连有蒸汽过热器，其将从汽水混合物中分离出来的蒸汽，进一步加热升温，充分回收烟气中的热量，降低了烟气的排放温度，提高锅炉效率，所述蒸汽过热器通过主蒸汽管道连接所述汽轮机的高压主汽门。

作为优选的技术方案，所述加热器和除氧器还分别和汽轮机直接相连，将汽轮机产生的高低温液态水直接输送至除氧器和加热器，降低了凝汽器的工作强度，提高了工作效率。

（三）有益效果

本实用新型与现有技术相比较，其具有以下有益效果：本实用新型的利用过热蒸汽发电的汽轮机-离心鼓风机-高压电机三合一机组，利用二硫化碳生产工艺系统副产的中高压蒸汽做功驱动汽轮机，一方面汽轮机通过联轴器带动离心鼓风机运行，为酸气燃烧炉提供工艺空气，减少或省去了燃烧炉电动鼓风机的运行成本，另一方面汽轮机还通过联轴器带动高压电机高速转动，使其达到发电状态，将汽轮机机轴的转动机械能转变为高压电机输出的电能，充分利用了蒸汽的热能，节约了电耗，降低了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的结构示意图。

1-汽轮机；2-离心鼓风机；3-高压电机；4-凝汽器；5-凝结水泵；6-脱盐水箱；7-脱盐水泵；8-加热器；9-软水补水管；10-除氧器；11-除氧水泵；12-废热锅炉；13-汽包；14-蒸汽过热器；15-冷油器；16-冷却塔；17-第一循环水泵；18-第二循环水泵。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步详细说明。

实施例1：

如附图1所示的一种汽轮机-离心鼓风机-高压电机三合一机组，过热新蒸汽通过主蒸汽管道输送至汽轮机1的高压主汽门，进入汽轮机1，汽轮机1为抽气凝汽式汽轮机，采用双层布置，汽轮机1布置在二层平台上，汽轮机1向下排汽，通过带波纹补偿器的排汽接管与布置在一楼的凝汽器4相连接，其额定功率2400KW、转速10065r/min、额定抽气压力0.6MPa、额定排气压力2.5MPa、额度抽气量7.5t/h、额度进汽温度250℃，在汽轮机1内，蒸汽在喷嘴中发生膨胀，因而汽压，汽温降低，速度增加，蒸汽的热能转变为动能，然后蒸汽流从喷嘴流出，以很高的速度喷射到叶片上，高速汽流流经动叶片组时，由于汽流方向改变，产生了对叶片的冲动力，推动叶轮旋转作功，叶轮带动汽轮机轴转动，从而将蒸汽的热能转变为转轴的机械能，并将该机械能通过联轴器传递给离心鼓风机2，离心鼓风机2的轴功率867KW，工作转速10065 r/min、进口流量322m3/min、进口压力0.097MPa、出口压力0.28MPa，离心鼓风机2因此转动产生工艺空气，同时，机械能再通过联轴器传递给高压电机3，高压电机3为三相异步电动机，额定功率2000KW、转速2984r/min、电压10KV、电流133.9A，驱动高压电机3高速转动，使其达到发电状态，为厂区用电单元输送电能。汽轮机1的乏汽被凝汽器4收集，得以降温降压，凝结水由凝结水泵5泵送至脱盐水箱6，再通过脱盐水泵7，在加热器8加热升温之后送入除氧器10，同时一路软水补水管9向除氧器10补入软水，其中加热器8和除氧器10的加热蒸汽，来源于在汽轮机1内已经完成高压段做功之后的抽汽，再通过除氧水泵11将除氧水输送至废热锅炉12，废热锅炉12安装在高温烟道内的，通入的除氧水在高温烟气的热作用下蒸发成蒸汽，在汽包13实现汽水分离后送入蒸汽过热器14以提高温度，过饱和蒸汽通过主蒸汽管道注入汽轮机1，循环驱动三合一机组正常运行。

实施例2：

一种汽轮机-离心鼓风机-高压电机三合一机组，过热新蒸汽通过主蒸汽管道输送至汽轮机1的高压主汽门，进入汽轮机1，汽轮机1为抽气凝汽式汽轮机，采用双层布置，汽轮机1布置在二层平台上，汽轮机1向下排汽，通过带波纹补偿器的排汽接管与布置在一楼的凝汽器4相连接，其额定功率2400KW、转速10065r/min、额定抽气压力0.6MPa、额定排气压力2.5MPa、额度抽气量7.5t/h、额度进汽温度250℃，在汽轮机1内，蒸汽在喷嘴中发生膨胀，因而汽压，汽温降低，速度增加，蒸汽的热能转变为动能，然后蒸汽流从喷嘴流出，以很高的速度喷射到叶片上，高速汽流流经动叶片组时，由于汽流方向改变，产生了对叶片的冲动力，推动叶轮旋转作功，叶轮带动汽轮机轴转动，从而将蒸汽的热能转变为转轴的机械能，并将该机械能通过联轴器传递给离心鼓风机2，离心鼓风机2的轴功率867KW，工作转速10065 r/min、进口流量322m3/min、进口压力0.097MPa、出口压力0.28MPa，离心鼓风机2因此转动产生工艺空气，同时，机械能再通过联轴器传递给高压电机3，高压电机3为三相异步电动机，额定功率2000KW、转速2984r/min、电压10KV、电流133.9A，驱动高压电机3高速转动，使其达到发电状态，为厂区用电单元输送电能。汽轮机1的乏汽被凝汽器4收集，得以降温降压，凝结水由凝结水泵5泵送至脱盐水箱6，再通过脱盐水泵7，在加热器8加热升温之后送入除氧器10，同时一路软水补水管9向除氧器10补入软水，其中加热器8和除氧器10的加热蒸汽，来源于在汽轮机1内已经完成高压段做功之后的抽汽，再通过除氧水泵11将除氧水输送至废热锅炉12，废热锅炉12安装在高温烟道内的，通入的除氧水在高温烟气的热作用下蒸发成蒸汽，在汽包13实现汽水分离后送入蒸汽过热器14以提高温度，过饱和蒸汽通过主蒸汽管道注入汽轮机1，循环驱动三合一机组正常运行。其中汽轮机1、离心鼓风机2和高压电机3均通过循环水和润滑油在冷油器15中换热，实现轴承的降温。凝汽器4内部冷却蒸汽的换热管循环水回水和冷油器15的循环水回水返回到冷却塔16，这些高温水在冷却塔16内经过风力冷却后，再分别通过第一循环水泵17和第二循环水泵18，泵送回冷油器15和凝汽器4用作上水，实现冷却水的闭路循环。

本实用新型的利用过热蒸汽发电的汽轮机-离心鼓风机-高压电机三合一机组的发电原理为：三合一机组正常运行时，当汽轮机的输出功率＜离心鼓风机的轴功率时，电动机的转速n等于电动机的额定转速，电网向电动机输送功率，电动机处于电动状态。当汽轮机的输出功率接近离心鼓风机的轴功率时，电动机的转速接近磁场的同步转速n₀，理论上认为此时电动机处于理想空载状态，此时有功功率表正转即P>0，无功功率表也正转即Q>0。由于P>0，说明电网仍向电动机输送功率，电动机实际上仍处于电动状态。这时电网输送给电动机的功率用来克服各种摩擦和损耗，相当于 φ<90。当电动机转速继续升高，出现n稍大于n₀时，会出现有功功率表瞬时停转而无功功率表仍正转的现象，即P=0，Q>0。这说明电动机不从电网汲取功率也不向电网发出功率，二者之间不存在有功功率的输送；而此时Q>0只说明电网正在向电动机输送励磁功率。实际上，这时电动机已进人发电状态，由原动机（汽轮机）输入机械功率，克服各种摩擦和损耗，带动电动机旋转，相当于φ= 90。当电动机转速继续升高(在n=1.02·n₀时比较明显)，这时有功功率表反转、无功功率表仍正转，即P<O，Q>0。这就说明原动机输入的轴功率转变成电能，除了电机本身的各种损耗外, 向电网输出功率，励磁电流稍微有些增加, 而方向不变, 仍将由电网供给滞后的无功电流，所以励磁功率仍由电网提供。此时电动机向电网输送的有功功率，是电动机将获得的汽轮机机械能变成电能并由定子反馈给电网。

同时，由于电机运行时需从电网吸取励磁电流，其值约为的定电流的 25%～40%，使得电网的功率因数降低，本实用新型的高压电机发电运行时的功率因素为80%。

上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (9)

1.一种汽轮机-离心鼓风机-高压电机三合一机组，其特征在于：包括汽轮机（1），以及通过联轴器与其依次连接的离心鼓风机（2）和高压电机（3），所述汽轮机（1）出汽口连有凝汽器（4），所述凝汽器（4）连有加热器（8），所述加热器（8）连有除氧器（10），所述除氧器（10）连有废热锅炉（12），所述废热锅炉（12）连有汽包（13），所述汽包（13）和汽轮机（1）相连。

2.根据权利要求1所述的汽轮机-离心鼓风机-高压电机三合一机组，其特征在于：所述汽轮机（1）、离心鼓风机（2）和高压电机（3）均连有配套使用的冷油器（15）。

3.根据权利要求2所述的汽轮机-离心鼓风机-高压电机三合一机组，其特征在于：所述冷油器（15）的循环水出口汇集连接冷却塔（16），所述冷却塔（16）通过第一循环水泵（17）连接所述冷油器（15）的循环水进口。

4.根据权利要求3所述的汽轮机-离心鼓风机-高压电机三合一机组，其特征在于：所述凝汽器（4）循环水出口连通所述冷却塔（16），所述冷却塔（16）通过第二循环水泵（18）连接所述凝汽器（4）的循环水进口。

5.根据权利要求1所述的汽轮机-离心鼓风机-高压电机三合一机组，其特征在于：所述除氧器（10）的进口连有软水补水管（9）。

6.根据权利要求1所述的汽轮机-离心鼓风机-高压电机三合一机组，其特征在于：所述凝汽器（4）和加热器（8）之间连有脱盐水箱（6）。

7.根据权利要求1所述的汽轮机-离心鼓风机-高压电机三合一机组，其特征在于：所述凝汽器（4）和脱盐水箱（6）之间设有凝结水泵（5），所述脱盐水箱（6）和加热器（8）之间设有脱盐水泵（7），所述除氧器（10）和废热锅炉（12）之间设有除氧水泵（11）。

8.根据权利要求1所述的汽轮机-离心鼓风机-高压电机三合一机组，其特征在于：所述汽包（13）出口连有蒸汽过热器（14），所述蒸汽过热器（14）通过主蒸汽管道连接所述汽轮机（1）。

9.根据权利要求1所述的汽轮机-离心鼓风机-高压电机三合一机组，其特征在于：所述加热器（8）和除氧器（10）还分别和汽轮机（1）直接相连。