CN221032770U - 一种低参数高转速中间再热汽轮机发电系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种低参数高转速中间再热汽轮机发电系统，包括汽轮机、发电机、余热锅炉、凝汽装置、凝结水泵、除氧器和给水泵，所述汽轮机包括一体设置的高压汽缸、低压汽缸，所述汽轮机与发电机传动连接，汽轮机的高压汽缸、低压汽缸内均设置有汽轮机导叶和汽轮机转子，并且高压汽缸、低压汽缸均通过设置有控制阀的循环管路与余热锅炉连接，所述凝汽装置、凝结水泵、除氧器和给水泵依次设置在位于低压汽缸出汽口和余热锅炉的进水口之间的管道上。本实用新型的发电系统，能有效使用低品位蒸汽，降低湿汽损失和末叶片水蚀，使汽轮机工作效率大幅提高，使用寿命长，并可满足用户调整抽汽需求，实现热、电联产，经济效益好。
Description
技术领域
本实用新型属于汽轮机技术领域，尤其涉及一种低参数高转速中间再热汽轮机发电系统。
背景技术
利用汽轮发电机组将热能转为机械能再转换为电能，是余热回收利用的主要利用途径。随着我国工业化的发展、工业规模的不断扩大，在石油、化工、建材、纺织、冶金、等工业生产工艺中，会产生大量的工业低温余热、废气，随着国家节能减排的要求不断提高，可以利用工业废气、废热，通过余热锅炉产生低参数蒸汽，通过低参数余热发电来有效回收工业余热。我国余热发电技术已经较为成熟，为实现“双碳”目标，对余热回收提出更高要求，但低参数余热发电用到的蒸汽多数品位较低，造成汽轮机湿汽损失大降低汽轮机效率，并导致末级叶片水蚀严重；尤其小体积流量的余热蒸汽，用3000r/min汽轮机高压段效率较低，影响汽轮机经济、安全运行。
实用新型内容
为了解决上述技术缺陷，本实用新型的目的是通过提供一种低参数高转速中间再热汽轮机发电系统，能有效使用低品位蒸汽，可降低湿汽损失、提高汽轮机末级排汽干度、降低末叶片水蚀，提高整体循环效率，使汽轮机工作效率大幅提高，并提高汽轮机末级叶片的使用寿命，保证了低参数汽轮发电机组的经济、安全运行。同时还可满足用户调整抽汽需求，实现热、电联产，增加经济效益。
本实用新型的技术方案为：
一种低参数高转速中间再热汽轮机发电系统，其特征在于：包括汽轮机、发电机(19)、余热锅炉(1)、凝汽装置(12)、凝结水泵(13)、除氧器(14)、给水泵(15)，所述汽轮机与发电机(19)传动连接，所述汽轮机包括一体设置的高压汽缸(4)、低压汽缸(11)，汽轮机的高压汽缸(4)、低压汽缸(11)内均设置有汽轮机导叶(5)和汽轮机转子(6)，并且高压汽缸(4)、低压汽缸(11)均通过设置有控制阀的循环管路与余热锅炉(1)连接，所述凝汽装置(12)、凝结水泵(13)、除氧器(14)、给水泵(15)依次设置在位于低压汽缸(11)出汽口和余热锅炉(1)的进水口之间的管道上。
进一步地，所述循环管路包括依次布置的高压汽缸进汽管、高压汽缸排汽管、低压汽缸再热进汽管、低压汽缸排汽接管，所述高压汽缸进汽管两端分别与余热锅炉(1)的低参数新蒸汽出口和高压汽缸进汽口连接，所述高压汽缸排汽管两端分别与高压汽缸排汽口和余热锅炉(1)的低压再热器入口连接，所述低压汽缸再热进汽管两端分别与余热锅炉(1)的低压再热器蒸汽出口和低压汽缸进汽口连接，所述低压汽缸排汽接管两端分别与低压汽缸出汽口与凝汽装置(12)的进汽口连接，所述凝汽装置(12)的出口通过依次设置有凝结水泵(13)、除氧器(14)、给水泵(15)的管道和余热锅炉(1)的进水口连接。
进一步地，所述高压汽缸进汽管上沿低参数新蒸汽流动方向依次设置有高压速关阀(2)、高压调节汽阀(3)，所述高压汽缸排汽管上设置有排汽速关逆止阀(7)，所述低压汽缸再热进汽管上沿低压再热蒸汽流动方向依次设置有低压速关阀(9)、低压调节汽阀(10)。
进一步地，所述高压汽缸排汽管上连接有抽汽管路，所述抽汽管路上设置有抽汽速关逆止阀(8)。
进一步地，所述凝汽装置(12)的出口通过管道与凝结水泵(13)的进口连接，所述凝结水泵(13)的出口通过凝结水管道和除氧器(14)的进口连接，所述除氧器(14)的出口通过管道与给水泵(15)的进口连接，所述给水泵(15)的出口通过给水管道与和余热锅炉(1)的进水口连接。
进一步地，所述高压汽缸(4)与低压汽缸(11)通过垂直法兰面的螺柱连接。
进一步地，所述汽轮机通过齿轮箱减速后与发电机传动连接。
进一步地，所述齿轮箱内设置有高速轴和低速轴，所述低压汽缸(11)内的汽轮机转子(6)通过汽机端挠性联轴器(16)与齿轮箱(17)内的高速轴连接，所述齿轮箱(17)内的低速轴通过发电机端挠性联轴器(18)与发电机转子连接。
进一步地，所述汽轮机转子(6)为整锻全转鼓结构。
进一步地，所述高压汽缸(4)内的汽轮机导叶(5)和所述低压汽缸(11)内的汽轮机导叶(5)均安装在导叶持环上，并且无隔板结构。
在本实用新型中，将汽轮机转速设置为5600-11000r/min，根据余热蒸汽体积流量选取最佳转速将汽轮机效率做到极致，尤其对小体积流量的余热蒸汽，通过高转速可提高叶高从而降低叶型损失使汽轮机高压段效率大幅提高。并且汽轮机发电系统可水冷运行、空冷运行，充分满足调整抽汽需求，同时汽轮机发电系统根据使用场合，还可选择喷嘴配汽和节流配汽的不同方式。
本实用新型具有以下有益效果：
(1)根据使用场合，结合余热蒸汽产汽稳定情况，可选择喷嘴配汽和节流配汽，将汽轮机效率做到极致，提高余热回收利用率。
(2)采用再热的方式可以提高汽轮机末三级的蒸汽干度，明显减轻水滴对低压缸末三级叶片的水蚀，减小湿汽损失，提高汽轮机效率。
(3)采用中间再热的方式，可以实现在高压缸排汽端进行可调整抽汽，满足热用户调整抽汽需求。
(4)实现热、电联产，提高余热回收利用率。
(5)采用高转速，对于小体积流量的余热蒸汽，高压段压力级可实现全周进汽、提高叶片高度，减小叶型损失，从而大幅提高汽轮机高压段效率。
附图说明
图1是本实用新型一种低参数高转速中间再热汽轮机发电系统的结构示意图；
图中，1为余热锅炉、2为高压速关阀、3为高压调节汽阀、4为高压汽缸、5为汽轮机导叶、6为汽轮机转子、7为排汽速关逆止阀、8为抽汽速关逆止阀、9为低压速关阀、10为低压调节汽阀、11为低压汽缸、12为凝汽装置、13为凝结水泵、14为除氧器、15为给水泵、16为汽机端挠性联轴器、17为齿轮箱、18为发电机端挠性联轴器、19为发电机。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
如图1所示，本实用新型提供的一种低参数高转速中间再热汽轮机发电系统，包括汽轮机、发电机19、余热锅炉1、凝汽装置12、凝结水泵13、除氧器14、给水泵15，所述汽轮机通过齿轮箱减速后与发电机19传动连接，所述汽轮机包括一体设置的高压汽缸4、低压汽缸11，汽轮机的高压汽缸4、低压汽缸11内均设置有汽轮机导叶5和汽轮机转子6，并且高压汽缸4、低压汽缸11均通过设置有控制阀的循环管路与余热锅炉1连接，所述凝汽装置12、凝结水泵13、除氧器14、给水泵15依次设置在位于低压汽缸11出汽口和余热锅炉1的进水口之间的管道上。
进一步地，所述循环管路包括依次布置的高压汽缸进汽管、高压汽缸排汽管、低压汽缸再热进汽管、低压汽缸排汽接管，所述高压汽缸进汽管两端分别与余热锅炉1的低参数新蒸汽出口和高压汽缸进汽口连接，所述高压汽缸排汽管两端分别与高压汽缸排汽口和余热锅炉1的低压再热器入口连接，所述低压汽缸再热进汽管两端分别与余热锅炉1的低压再热器蒸汽出口和低压汽缸进汽口连接，所述低压汽缸排汽接管两端分别与低压汽缸出汽口与凝汽装置12的进汽口连接，所述凝汽装置12的出口通过依次设置有凝结水泵13、除氧器14、给水泵15的管道和余热锅炉1的进水口连接。
具体来说，所述凝汽器12的出口通过管道与凝结水泵13的进口连接，所述凝结水泵13的出口通过凝结水管道和除氧器14的进口连接，所述除氧器14的出口通过管道与给水泵15的进口连接，所述给水泵15的出口通过给水管道与和余热锅炉1的进水口连接。
进一步地，所述高压汽缸进汽管上沿低参数新蒸汽流动方向依次设置有高压速关阀2、高压调节汽阀3，所述高压汽缸排汽管上设置有排汽速关逆止阀7，所述低压汽缸再热进汽管上沿低压再热蒸汽流动方向依次设置有低压速关阀9、低压调节汽阀10。
进一步地，所述高压汽缸4与低压汽缸11通过垂直法兰面的螺柱连接。
进一步地，所述齿轮箱内设置有高速轴和低速轴，所述低压汽缸11内的汽轮机转子6通过汽机端挠性联轴器16与齿轮箱17内的高速轴连接，所述齿轮箱17内的低速轴通过发电机端挠性联轴器18与发电机转子连接。
进一步地，所述汽轮机转子6为整锻全转鼓结构，所述高压汽缸4内的汽轮机导叶5和所述低压汽缸11内的汽轮机导叶5均安装在导叶持环上，无隔板结构。
本实用新型的工作原理为：余热锅炉1出口主蒸汽(低参数新蒸汽)经过高压速关阀2和高压调节汽阀3后进入高压汽缸4后通过汽轮机导叶5和汽轮机转子6膨胀做功后，从高压汽缸4头部排汽。所述高压汽缸4的排汽，一部分蒸汽经过排汽速关逆止阀7后进入余热锅炉1的再热器后，提高蒸汽过热度，产生低压再热蒸汽。同时，所述高压汽缸4的排汽，如有供热需求，另一部分蒸汽可作为可调整抽汽，经抽汽速关逆止阀8后供热用户使用。余热锅炉1产生的低压再热蒸汽，经过低压速关阀9和低压调节汽阀10进入低压汽缸11中，通过汽轮机导叶和转子继续膨胀做功，与汽轮机联动的发电机19使机械能转换为电能。低压汽缸11排汽进入凝汽装置12转化为凝结水，凝结水经过凝结水泵13去除氧器14升温除氧，除氧器14的给水经过高压给水泵15去余热锅炉1产生低参数新蒸汽。
在本实用新型中，余热锅炉产生的低参数主蒸汽从高压汽缸中间进入汽缸内部，经过汽轮机高压段通流做功后，从高压汽缸头部将蒸汽全部排出，有供热需求一部分湿蒸汽作为可调整抽汽量对外供热，另一部分蒸汽进入余热锅炉再热器，经余热锅炉产生的再热蒸汽经过低压速关阀、低压调节汽阀再进入汽轮机低压缸做功，并且可通过低压调节汽阀10进行控制调节高压汽缸4的排汽压力和再热压力。同时汽轮机与齿轮箱通过汽机端挠性联轴器连接，齿轮箱与发电机通过发电机端挠性联轴器连接，所述汽轮机转速范围为5600-11000r/min，可以根据余热蒸汽体积流量选取最佳转速。该发电系统能有效提高汽轮机效率，提高整体循环效率，提高汽轮机末级叶片蒸汽干度，同时可降低了水滴对低压级叶片的水蚀，提高汽轮机末级叶片的使用寿命，保证了低参数汽轮发电机组经济、安全运行。同时满足用户可调整抽汽量的需求，实现热、电联产，增加经济效益。
本实用新型还可以有其他多种实施例，在不背离本新型精神及其实质的情况下，本领域技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种低参数高转速中间再热汽轮机发电系统，其特征在于：包括汽轮机、发电机(19)、余热锅炉(1)、凝汽装置(12)、凝结水泵(13)、除氧器(14)、给水泵(15)，所述汽轮机与发电机(19)传动连接，所述汽轮机包括一体设置的高压汽缸(4)、低压汽缸(11)，汽轮机的高压汽缸(4)、低压汽缸(11)内均设置有汽轮机导叶(5)和汽轮机转子(6)，并且高压汽缸(4)、低压汽缸(11)均通过设置有控制阀的循环管路与余热锅炉(1)连接，所述凝汽装置(12)、凝结水泵(13)、除氧器(14)、给水泵(15)依次设置在位于低压汽缸(11)出汽口和余热锅炉(1)的进水口之间的管道上。
2.根据权利要求1所述的一种低参数高转速中间再热汽轮机发电系统，其特征在于：所述循环管路包括依次布置的高压汽缸进汽管、高压汽缸排汽管、低压汽缸再热进汽管、低压汽缸排汽接管，所述高压汽缸进汽管两端分别与余热锅炉(1)的低参数新蒸汽出口和高压汽缸进汽口连接，所述高压汽缸排汽管两端分别与高压汽缸排汽口和余热锅炉(1)的低压再热器入口连接，所述低压汽缸再热进汽管两端分别与余热锅炉(1)的低压再热器蒸汽出口和低压汽缸进汽口连接，所述低压汽缸排汽接管两端分别与低压汽缸出汽口与凝汽装置(12)的进汽口连接，所述凝汽装置(12)的出口通过依次设置有凝结水泵(13)、除氧器(14)、给水泵(15)的管道和余热锅炉(1)的进水口连接。
3.根据权利要求2所述的一种低参数高转速中间再热汽轮机发电系统，其特征在于：所述高压汽缸进汽管上沿低参数新蒸汽流动方向依次设置有高压速关阀(2)、高压调节汽阀(3)，所述高压汽缸排汽管上设置有排汽速关逆止阀(7)，所述低压汽缸再热进汽管上沿低压再热蒸汽流动方向依次设置有低压速关阀(9)、低压调节汽阀(10)。
4.根据权利要求3所述的一种低参数高转速中间再热汽轮机发电系统，其特征在于：所述高压汽缸排汽管上连接有抽汽管路，所述抽汽管路上设置有抽汽速关逆止阀(8)。
5.根据权利要求3所述的一种低参数高转速中间再热汽轮机发电系统，其特征在于：所述凝汽装置(12)的出口通过管道与凝结水泵(13)的进口连接，所述凝结水泵(13)的出口通过凝结水管道和除氧器(14)的进口连接，所述除氧器(14)的出口通过管道与给水泵(15)的进口连接，所述给水泵(15)的出口通过给水管道与和余热锅炉(1)的进水口连接。
6.根据权利要求1所述的一种低参数高转速中间再热汽轮机发电系统，其特征在于：所述高压汽缸(4)与低压汽缸(11)通过垂直法兰面的螺柱连接。
7.根据权利要求1所述的一种低参数高转速中间再热汽轮机发电系统，其特征在于：所述汽轮机通过齿轮箱减速后与发电机传动连接。
8.根据权利要求7所述的一种低参数高转速中间再热汽轮机发电系统，其特征在于：所述齿轮箱内设置有高速轴和低速轴，所述低压汽缸(11)内的汽轮机转子(6)通过汽机端挠性联轴器(16)与齿轮箱(17)内的高速轴连接，所述齿轮箱(17)内的低速轴通过发电机端挠性联轴器(18)与发电机转子连接。
9.根据权利要求1所述的一种低参数高转速中间再热汽轮机发电系统，其特征在于：所述汽轮机转子(6)为整锻全转鼓结构。
10.根据权利要求1所述的一种低参数高转速中间再热汽轮机发电系统，其特征在于：所述高压汽缸(4)内的汽轮机导叶(5)和所述低压汽缸(11)内的汽轮机导叶(5)均安装在导叶持环上，并且无隔板结构。
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