CN216518167U - 蒸汽利用系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种蒸汽利用系统，属于节能降耗技术领域。所公开的蒸汽利用系统包括本机汽源、邻机汽源、汽轮机、发电机、负载转动部件及控制元件，其中，汽轮机具有蒸汽进口，本机汽源与蒸汽进口通过第一汽路连通，邻机汽源与蒸汽进口通过第二汽路连通；汽轮机包括第一输出轴和第二输出轴，第一输出轴与发电机相连接，且发电机用于与用电设备电连接，第二输出轴与负载转动部件相连接；在蒸汽进口的进汽量达到预设进汽量的情况下，第一输出轴转动并驱动发电机发电，同时第二输出轴转动并驱动负载转动部件工作；当本机汽源的供汽量小于预设进汽量时，控制元件导通第二汽路；当本机汽源的供汽量达到预设进汽量时，控制元件断开第二汽路。

Description

蒸汽利用系统

技术领域

本申请属于节能降耗技术领域，具体涉及一种蒸汽利用系统。

背景技术

在火力发电厂中，大型辅机的能耗在厂内用电总额中占比较高，通常采用变频驱动、永磁调速驱动或电驱改气驱等方式来降低能耗，减少厂内用电消耗，但仍存在一些不足之处，变频器对环境要求高，需单独配置变频室，配置相应的冷却系统，这样一来，占地面积大，维护工作量增大。因此，无法有效降低能耗和减少用电消耗。

实用新型内容

本申请实施例的目的是提供一种蒸汽利用系统，能够解决相关技术中辅机设备在厂内的能耗高、用电消耗大的问题。

本申请实施例提供了一种蒸汽利用系统，包括本机汽源、邻机汽源、汽轮机、发电机以及负载转动部件，其中：

所述汽轮机具有蒸汽进口，所述本机汽源与所述蒸汽进口通过第一汽路连通，所述邻机汽源与所述蒸汽进口通过第二汽路连通；

所述汽轮机包括第一输出轴和第二输出轴，所述第一输出轴与所述发电机相连接，且所述发电机与用电设备电连接，所述第二输出轴与所述负载转动部件相连接；

在所述蒸汽进口的进汽量达到预设进汽量的情况下，所述第一输出轴转动并驱动所述发电机发电，同时所述第二输出轴转动并驱动所述负载转动部件工作；

所述蒸汽利用系统还包括控制元件，所述控制元件用于控制所述第二汽路的导通和断开，在所述本机汽源的供汽量小于所述预设进汽量的情况下，所述控制元件控制所述第二汽路处于导通状态；在所述本机汽源的供汽量达到所述预设进汽量的情况下，所述控制元件控制所述第二汽路处于断开状态。

在本申请实施例中，无需配置启动电机，直接利用本机汽源和邻机汽源对汽轮机提供蒸汽，来驱动汽轮机的第一输出轴和第二输出轴转动，最终为用电设备供电以及驱动负载转动部件转动工作。如此设置，既能降低用电设备的厂内用电消耗，又能实现负载转动部件的高效运行，即负载转动部件无需其它动力资源来驱动，进一步降低能耗，提高运行经济性。

附图说明

图1是本申请实施例公开的蒸汽利用系统的结构示意图。

附图标记说明：

100-本机汽源；

200-邻机汽源；210-第一邻机汽源；220-第二邻机汽源；

300-汽轮机；310-蒸汽进口；320-蒸汽出口；330-第一输出轴；340-第二输出轴；

400-发电机；

500-负载转动部件；

610-第一汽路；611-第一进汽阀；612-第一蒸汽流量检测元件；

620-第一支路；621-第二进汽阀；622-第二蒸汽流量检测元件；

630-第二支路；631-第三进汽阀；

700-用电设备；710-开关控制件；

810-减速齿轮箱；820-联轴器。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的蒸汽利用系统进行详细地说明。

请参考图1，本申请实施例所公开的蒸汽利用系统包括本机汽源100、邻机汽源200、汽轮机300、发电机400和负载转动部件500。其中，本机汽源100、邻机汽源200均用于提供蒸汽，汽轮机300用于将蒸汽的能量转换为机械功，发电机400能够将机械功转换为电能。

如图1所示，汽轮机300具有蒸汽进口310，汽轮机300包括第一输出轴330和第二输出轴340，本机汽源100和邻机汽源200分别与蒸汽进口310相连通，以对汽轮机300提供蒸汽，第一输出轴330与发电机400相连接，且发电机400与用电设备700电连接，第二输出轴340与负载转动部件500相连接。

具体地，第一输出轴330与发电机400的输入轴可以通过联轴器820相连，当然，也可以通过其它方式相连接，能够使第一输出轴330带动发电机400的输入轴转动即可；第二输出轴340与负载转动部件500的输入轴可以通过联轴器820相连，当然，也可以通过其它方式相连接，能够使第二输出轴340带动负载转动部件500的输入轴转动即可。

这样一来，在蒸汽进口310的进汽量达到预设进汽量的情况下，汽轮机300工作能够将蒸汽能量转换为第一输出轴330和第二输出轴340的转动动力，由于第一输出轴330与发电机400相连接，故第一输出轴330转动会带动发电机400转动，进而使发电机400发电，由于发电机400与用电设备700相连接，故发电机400能够对用电设备700供电；同样地，由于第二输出轴340与负载转动部件500相连，故第二输出轴340转动会带动负载转动部件500转动工作，负载转动部件500无需其它动力源来驱动。

需要说明的是，预设进汽量并非为固定值，使用者可根据自身需要设定。

如此设置，既能降低用电设备700的厂内用电消耗，又能实现负载转动部件500的高效运行，进一步降低能耗，提高运行经济性。

在本实施例中，负载转动部件500可以为水泵或风机，也可以为其它需要旋转动力的部件。

具体地，本机汽源100可以为汽轮机抽汽或锅炉抽汽，邻机汽源200可以为临机辅汽，当然也可以为锅炉或汽轮机抽汽。可以是本机汽源100对汽轮机300提供蒸汽，也可以是邻机汽源200对汽轮机300提供蒸汽，也可以是本机汽源100和邻机汽源200同时对汽轮机300提供蒸汽。需要强调的是，在本机汽源100无法提供预设进汽量的情况下，邻机汽源200作为备用汽源，为汽轮机300提供足够的蒸汽，来保证汽轮机300的正常工作。

其中，如图1所示，本机汽源100与蒸汽进口310通过第一汽路610连通，即第一汽路610的一端与蒸汽进口310相连通，第一汽路610的另一端与本机汽源100相连通；邻机汽源200与蒸汽进口310通过第二汽路连通，第二汽路的一端与蒸汽进口310相连通，第二汽路的另一端与邻机汽源200相连通。

这样一来，本机汽源100和邻机汽源200分别可通过第一汽路610和第二汽路对汽轮机300提供蒸汽。

在可选的实施例中，蒸汽利用系统还包括控制元件，控制元件用于控制第二汽路的导通和断开。

具体地，在本机汽源100的供汽量小于预设进汽量的情况下，即本机汽源100提供的蒸汽无法使汽轮机300工作，此时控制元件控制第二汽路处于导通状态，即打开第二汽路，邻机汽源200的蒸汽通过第二汽路进入蒸汽进口310，使邻机汽源200的蒸汽驱动汽轮机300工作。此情况下，第一汽路610可以处于截断状态，即本机汽源100的蒸汽无法进入蒸汽进口310，只有邻机汽源200供汽；也可以第一汽路610也处于导通状态，即本机汽源100和邻机汽源200同时供汽。

在本机汽源100的供汽量达到预设进汽量的情况下，即本机汽源100提供的蒸汽能够使汽轮机300工作，此时控制元件控制第二汽路处于断开状态，直接封闭第二汽路，邻机汽源200的蒸汽无法进入蒸汽进口310，此时第一汽路610处于导通状态，本机汽源100的蒸汽通过第一汽路610进入蒸汽进口310，使本机汽源100的蒸汽驱动汽轮机300工作。

如此设置，利用控制元件控制第二汽路，能够使邻机汽源200为汽轮机300提供足够的蒸汽，避免本机汽源100的供汽量不足导致汽轮机300无法工作。

当然，在其它实施例中，控制元件可以直接控制本机汽源100和邻机汽源200的开启和关闭，在本机汽源100的供汽量小于预设进汽量的情况下，控制元件打开邻机汽源200；在本机汽源100的供汽量达到预设进汽量的情况下，控制元件关闭邻机汽源200，过程中本机汽源100可以一直处于开启状态。

具体地，第一汽路610设有第一进汽阀611，第二汽路设有控制阀，控制元件为控制器，控制器分别与第一进汽阀611、控制阀可通信连接。也就是说，控制器控制第一进汽阀611的开启和关闭，实现第一汽路610的导通和断开，同样地，控制器控制控制阀的开启和关闭，实现第二汽路的导通和断开。在汽轮机300需停止运行时，控制器控制第一进汽阀611和控制阀均关闭，停止供汽。

如此设置，利用控制器对第一进汽阀611和控制阀进行自动控制，能够远程实现本机汽源100和邻机汽源200的切换，达到汽轮机300正常工作的目的。

可选地，第一汽路610可以设置第一蒸汽流量检测元件612，通过第一蒸汽流量检测元件612来检测第一汽路610的蒸汽流量，且第一蒸汽流量检测元件612与控制器可通信连接。具体地，第一蒸汽流量检测元件612可以为蒸汽流量计，在第一蒸汽流量检测元件612检测到第一汽路610的蒸汽流量小于预设进汽量时，控制器打开控制阀，补足蒸汽流量；在第一蒸汽流量检测元件612检测到第一汽路610的蒸汽流量达到预设进汽量时，控制器关闭控制阀，过程中第一进汽阀611一直处于开启状态。

如此一来，根据第一蒸汽流量检测元件612的检测结果，控制器对控制阀实施控制动作，实现整个自动化控制过程。

在可选的实施例中，如图1所示，邻机汽源200包括第一邻机汽源210和第二邻机汽源220，第二汽路包括第一支路620和第二支路630，第一邻机汽源210与蒸汽进口310通过第一支路620相连通，第二邻机汽源220与蒸汽进口310通过第二支路630相连通。具体地，第一支路620的一端连通第一邻机汽源210的出口端，第一支路620的另一端连通蒸汽进口310；第二支路630的一端连通第二邻机汽源220，第二支路630的另一端连通蒸汽进口310。

而且，蒸汽利用系统还包括第二蒸汽流量检测元件622，第二蒸汽流量检测元件622设置在第一支路620上，用于检测第一支路620的蒸汽流量。具体地，第二蒸汽流量检测元件622可以为蒸汽流量计，也可以为其它能够检测蒸汽流量的元件。

控制阀包括第二进汽阀621和第三进汽阀631，第二进汽阀621设置在第一支路620上，通过第二进汽阀621，控制第一支路620的开启或关闭；第三进汽阀631设置在第二支路630上，通过第三进汽阀631，控制第二支路630的开启或关闭。第二蒸汽流量检测元件622、第二进汽阀621、第三进汽阀631分别与控制器可通信连接。

具体地，在第一蒸汽流量检测元件612检测的蒸汽流量小于预设进汽量的情况下，说明本机汽源100的蒸汽流量不足，此时控制器开启第二进汽阀621，第一邻机汽源210补足蒸汽流量。

在第一蒸汽流量检测元件612和第二蒸汽流量检测元件622检测的蒸汽流量之和小于预设流量的情况下，说明本机汽源100和第一邻机汽源210的蒸汽总量还是未达到预设流量，此时控制器开启第三进汽阀631，第二邻机汽源220进一步补足蒸汽流量。

在第一蒸汽流量检测元件612检测的蒸汽流量达到预设进汽量的情况下，说明本机汽源100的蒸汽量足够，无需邻机汽源200提供蒸汽，此时控制器关闭第二进汽阀621和第三进汽阀631。

如此设置，根据第一蒸汽流量检测元件612和第二蒸汽流量检测元件622的检测结果，控制器对第二进汽阀621、第三进汽阀631分别进行控制，实现自动化控制过程。

可选地，第一汽路610和本机汽源100之间可拆卸地相连，第二汽路与邻机汽源200之间可拆卸地相连。具体地，第一汽路610可以与本机汽源100的出口端通过法兰盘相连接，当然，也可以根据实际情况采用其它的可拆卸连接方式。同样地，第二汽路可以与邻机汽源200的出口端通过法兰盘相连接，当然，也可以根据实际情况采用其它的可拆卸连接方式。

如此设置，可根据需要将第一汽路610和本机汽源100进行连接和分离拆卸，也可根据需要将第二汽路和邻机汽源200进行连接和分离拆卸，便于检修。

在本申请的技术方案中，如图1所示，发电机400与用电设备700之间设有开关控制件710，开关控制件710用于控制发电机400和用电设备700之间的电连通或电断开。其中，发电机400与用电设备700之间可以通过电连接件如电线相连接，开关控制件710设置在电线上。

具体地，在发电机400未达到同步转速的情况下，开关控制件710处于断开状态，发电机400与用电设备700之间电断开，发电机400未供电给用电设备700；在发电机400达到同步转速的情况下，开关控制件710处于闭合状态，发电机400与用电设备700之间电连通，发电机400供电给用电设备700。

如此设置，发电机400在达到同步转速后，发电机400产生的电流才趋于稳定，在未达到同步转速之前，发电机400产生的电流不稳定，即使供电给用电设备700，也无法保证用电设备700稳定工作，故在发电机400达到同步转速后再供电给用电设备700，能够保证用电设备700的稳定持续工作。

可选地，蒸汽利用系统还包括减速齿轮箱810，减速齿轮箱810设于发电机400与第一输出轴330之间，减速齿轮箱810的输入轴与第一输出轴330相连，减速齿轮箱810的输出轴与发电机400的输入轴相连；和/或，减速齿轮箱810设于负载转动部件500与第二输出轴340之间，减速齿轮箱810的输入轴与第二输出轴340相连，减速齿轮箱810的输出轴与负载转动部件500相连。

也就是说，减速齿轮箱810可以设置在发电机400与第一输出轴330之间，也可以设置在负载转动部件500和第二输出轴340之间，也可以既设置在发电机400与第一输出轴330之间，又设置在负载转动部件500和第二输出轴340之间。

在本实施例中，减速齿轮箱810的数量为两个，其中一个减速齿轮箱810位于第一输出轴330与发电机400之间，另一个减速齿轮箱810位于第二输出轴340与负载转动部件500之间。

在可选的实施例中，蒸汽利用系统还包括联轴器820，联轴器820可以设置在第一输出轴330和减速齿轮箱810的输入轴之间，也可以设置在减速齿轮箱810的输出轴和发电机之间，也可以设置在第二输出轴340和减速齿轮箱810的输入轴之间，也可以设置在减速齿轮箱810的输出轴和负载转动部件500之间。

具体地，减速齿轮箱810的输入轴与第一输出轴330之间、减速齿轮箱810的输出轴与发电机400的输入轴之间、减速齿轮箱810的输入轴与第二输出轴340之间、减速齿轮箱810的输出轴与负载转动部件500的输入轴之间均可以通过联轴器820相连接。

在本实施例中，汽轮机300为定速汽轮机，通过减速齿轮箱810的减速，实现发电机400的输入轴的定速转动，同样地，通过减速齿轮箱810的减速，实现负载转动部件500的定速转动，使得发电机400和负载转动部件500均能达到工作转速，并稳定在一个固定的转动状态。

如此设置，利用减速齿轮箱810，对第一输出轴330和第二输出轴340进行减速，实现负载转动部件500和发电机400的定速转动，避免发电机400的输入轴和负载转动部件500的转速过高。

在本申请的技术方案中，汽轮机300可以为背压式汽轮机，背压式汽轮机适用于有供热需求的场合。背压式汽轮机具有蒸汽出口320，蒸汽出口320用于与外部供热装置的入口端相连接，实现蒸汽出口320与外部供热装置相连通。这样一来，由蒸汽出口320流出的蒸汽能够对外部供热装置进行供热，充分利用蒸汽余热。

在可选的实施例中，汽轮机300也可以为凝汽式汽轮机，凝汽式汽轮机适用于无供热需求的场合。具体地，蒸汽在汽轮机内膨胀做功后，进入凝汽器直接凝结成水。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种蒸汽利用系统，其特征在于，包括本机汽源(100)、邻机汽源(200)、汽轮机(300)、发电机(400)以及负载转动部件(500)，其中：

所述汽轮机(300)具有蒸汽进口(310)，所述本机汽源(100)与所述蒸汽进口(310)通过第一汽路(610)连通，所述邻机汽源(200)与所述蒸汽进口(310)通过第二汽路连通；

所述汽轮机(300)包括第一输出轴(330)和第二输出轴(340)，所述第一输出轴(330)与所述发电机(400)相连接，且所述发电机(400)用于与用电设备(700)电连接，所述第二输出轴(340)与所述负载转动部件(500)相连接；

在所述蒸汽进口(310)的进汽量达到预设进汽量的情况下，所述第一输出轴(330)转动并驱动所述发电机(400)发电，同时所述第二输出轴(340)转动并驱动所述负载转动部件(500)工作；

所述蒸汽利用系统还包括控制元件，所述控制元件用于控制所述第二汽路的导通和断开，在所述本机汽源(100)的供汽量小于所述预设进汽量的情况下，所述控制元件控制所述第二汽路处于导通状态；在所述本机汽源(100)的供汽量达到所述预设进汽量的情况下，所述控制元件控制所述第二汽路处于断开状态。

2.根据权利要求1所述的蒸汽利用系统，其特征在于，所述蒸汽利用系统包括第一蒸汽流量检测元件(612)，所述第一蒸汽流量检测元件(612)设于所述第一汽路(610)，所述第二汽路设有控制阀，所述控制元件为控制器，所述第一蒸汽流量检测元件(612)、所述控制阀分别与所述控制器可通信连接；

在所述第一蒸汽流量检测元件(612)检测的蒸汽流量小于所述预设进汽量的情况下，所述控制器开启所述控制阀；

在所述第一蒸汽流量检测元件(612)检测的蒸汽流量达到所述预设进汽量的情况下，所述控制器关闭所述控制阀。

3.根据权利要求2所述的蒸汽利用系统，其特征在于，所述邻机汽源(200)包括第一邻机汽源(210)和第二邻机汽源(220)，所述第二汽路包括第一支路(620)和第二支路(630)，所述第一邻机汽源(210)与所述蒸汽进口(310)通过所述第一支路(620)连通，所述第二邻机汽源(220)与所述蒸汽进口(310)通过所述第二支路(630)连通，且所述第一支路(620)设有第二蒸汽流量检测元件(622)；

所述控制阀包括第二进汽阀(621)和第三进汽阀(631)，所述第二进汽阀(621)设于所述第一支路(620)，所述第三进汽阀(631)设于所述第二支路(630)，所述第二蒸汽流量检测元件(622)、所述第二进汽阀(621)、所述第三进汽阀(631)分别与所述控制器可通信连接，其中：

在所述第一蒸汽流量检测元件(612)检测的蒸汽流量小于所述预设进汽量的情况下，所述控制器开启所述第二进汽阀(621)；

在所述第一蒸汽流量检测元件(612)和所述第二蒸汽流量检测元件(622)检测的蒸汽流量之和小于所述预设进汽量的情况下，所述控制器开启所述第三进汽阀(631)；

在所述第一蒸汽流量检测元件(612)检测的蒸汽流量达到所述预设进汽量的情况下，所述控制器关闭所述第二进汽阀(621)和所述第三进汽阀(631)。

4.根据权利要求1所述的蒸汽利用系统，其特征在于，所述第一汽路(610)设有第一进汽阀(611)，所述控制元件为控制器，所述第一进汽阀(611)与所述控制器可通信连接。

5.根据权利要求1所述的蒸汽利用系统，其特征在于，所述第一汽路(610)与所述本机汽源(100)之间、所述第二汽路与所述邻机汽源(200)之间均可拆卸地相连。

6.根据权利要求1所述的蒸汽利用系统，其特征在于，所述发电机(400)与所述用电设备(700)之间设有开关控制件(710)，所述开关控制件(710)用于控制所述发电机(400)和所述用电设备(700)之间的电连通或电断开；

在所述发电机(400)未达到同步转速的情况下，所述开关控制件(710)处于断开状态，所述发电机(400)与所述用电设备(700)之间电断开；在所述发电机(400)达到同步转速的情况下，所述开关控制件(710)处于闭合状态，所述发电机(400)与所述用电设备(700)之间电连通。

7.根据权利要求1所述的蒸汽利用系统，其特征在于，所述蒸汽利用系统还包括减速齿轮箱(810)，所述减速齿轮箱(810)设于所述发电机(400)与所述第一输出轴(330)之间，所述减速齿轮箱(810)的输入轴与所述第一输出轴(330)相连，所述减速齿轮箱(810)的输出轴与所述发电机(400)的输入轴相连；

和/或，所述减速齿轮箱(810)设于所述负载转动部件(500)与所述第二输出轴(340)之间，所述减速齿轮箱(810)的输入轴与所述第二输出轴(340)相连，所述减速齿轮箱(810)的输出轴与所述负载转动部件(500)相连。

8.根据权利要求7所述的蒸汽利用系统，其特征在于，所述蒸汽利用系统还包括联轴器(820)，所述联轴器(820)设于所述第一输出轴(330)与所述减速齿轮箱(810)的输入轴之间，和/或，所述联轴器(820)设于所述减速齿轮箱(810)的输出轴与所述发电机(400)之间，和/或，所述联轴器(820)设于所述第二输出轴(340)与所述减速齿轮箱(810)的输入轴之间，和/或，所述联轴器(820)设于所述减速齿轮箱(810)的输出轴与所述负载转动部件(500)之间。

9.根据权利要求1所述的蒸汽利用系统，其特征在于，所述汽轮机(300)具有蒸汽出口(320)，所述蒸汽出口(320)用于连通外部供热装置的入口端，以对所述外部供热装置供热。

10.根据权利要求1所述的蒸汽利用系统，其特征在于，所述负载转动部件(500)为风机或水泵。

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