專利名稱：汽輪機(jī)冷凝系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽輪機(jī)冷凝系統(tǒng)及其控制方法，尤其涉及小容量汽輪機(jī)乏汽冷凝，屬于汽輪機(jī)制造和余熱利用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
我國的小容量汽輪機(jī)較多，尤其是余熱發(fā)電行業(yè)，隨著一次能源的不斷枯竭，高能耗企業(yè)降低成本以求增加競爭力，小容量余熱利用汽輪機(jī)會(huì)逐漸增多。截止2010年底，我國有200多條浮法玻璃生產(chǎn)線投運(yùn)，浮法玻璃的平均能耗為6500kJ/kg 7500kJ/kg玻璃液，大量的水泥生產(chǎn)線、鋼鐵、化工、冶金等企業(yè)為了提高競爭力，降低成本，紛紛上馬余熱發(fā)電。節(jié)能潛力巨大。小容量汽輪機(jī)由于絕大多數(shù)沒有考慮抽汽回?zé)幔啓C(jī)能源損失更大，初步計(jì)算， 單機(jī)容量IOOOOkW以下的汽輪機(jī)，冷源損失達(dá)到30%以上，如果對汽輪機(jī)乏汽的熱量加以利用，可以大幅度提高汽輪機(jī)真空，提高發(fā)電效率，同時(shí)從汽輪機(jī)乏汽中吸收的熱量來對低壓給水進(jìn)行加熱，提高給水溫度，提高鍋爐效率。我國目前缺少汽輪機(jī)凝汽器余熱利用技術(shù)， 汽輪機(jī)做功乏汽的余熱很少進(jìn)行綜合利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種汽輪機(jī)冷凝系統(tǒng)及其控制方法，使汽輪機(jī)做功乏汽的余熱得到綜合利用。為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案是
一種汽輪機(jī)冷凝系統(tǒng)，包括壓縮機(jī)、加熱器、膨脹減壓裝置、凝汽器和管道；壓縮機(jī)的出口通過管道連接至加熱器的進(jìn)口，加熱器的出口通過管道連接至膨脹減壓裝置的入口，膨脹減壓裝置的出口通過管道連接至凝汽器的入口，凝汽器的出口通過管道連接至壓縮機(jī)的入口 ；汽輪機(jī)乏汽連接至凝汽器的凝汽入口，凝汽器的凝汽出口連接至加熱器的冷水口，加熱器的熱水口連接至鍋爐。上述各管道上設(shè)有閥門。—種汽輪機(jī)冷凝控制方法，由壓縮機(jī)出口將低沸點(diǎn)低溫低壓氣體介質(zhì)壓縮成為低沸點(diǎn)高溫高壓氣體介質(zhì)送至加熱器，低沸點(diǎn)高溫高壓氣體介質(zhì)在加熱器中放熱冷凝，將加熱器中的工質(zhì)加熱獲得熱量進(jìn)行做功；低沸點(diǎn)高溫高壓氣體介質(zhì)在加熱器中放熱冷凝后變成低沸點(diǎn)中溫中壓液體介質(zhì)，再經(jīng)過膨脹減壓裝置，變成低沸點(diǎn)低溫低壓液體介質(zhì)，低沸點(diǎn)低溫低壓液體介質(zhì)在凝汽器中吸熱帶走汽輪機(jī)乏汽的熱量，一方面提高真空，另一方面將汽輪機(jī)乏汽內(nèi)熱量帶出進(jìn)一步加以利用，低沸點(diǎn)低溫低壓液體介質(zhì)吸熱后變成低沸點(diǎn)低溫低壓氣體介質(zhì)，回到壓縮機(jī)進(jìn)口，重新由壓縮機(jī)壓縮成為低沸點(diǎn)高溫高壓氣體介質(zhì)，開始第二個(gè)循環(huán)。采用上述方案，本發(fā)明利用低沸點(diǎn)介質(zhì)特性，即從高溫高壓氣體發(fā)熱后變成中溫中壓液體會(huì)大量放熱，加熱電力生產(chǎn)工藝中的低壓給水溫度，從低溫低壓液體吸熱后變成
3低溫低壓氣體，由于低沸點(diǎn)介質(zhì)沸騰和冷凝的溫度較低，因此對低品質(zhì)熱源具有廣闊的前景。采用該裝置后，低壓給水溫度提高20°C左右，同時(shí)將汽輪機(jī)排汽溫度降低10 15°C， 真空提高4 5kpa，發(fā)電效率提高10%以上，大幅度提高低參數(shù)汽輪機(jī)的效率，同時(shí)，改變傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式即純凝式汽輪機(jī)采用循環(huán)水冷卻的方式，減少設(shè)備占地面積，節(jié)約工程投資。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及工藝流程示意圖標(biāo)號(hào)說明加熱器1
低沸點(diǎn)中溫中壓液體介質(zhì)3 膨脹減壓裝置6 管道8
低沸點(diǎn)低溫低壓氣體介質(zhì)11 壓縮機(jī)14 凝汽入口 17 冷水口 19
低沸點(diǎn)高溫高壓氣體介質(zhì)2 管道4
低沸點(diǎn)低溫低壓液體介質(zhì)7
凝汽器10
管道13
管道15
凝汽出口 18
熱水口 20。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。需要提前說明的是，圖1中的箭頭表示本發(fā)明運(yùn)行時(shí)各類物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)方向，下面將不再一一詳述。圖1示出了本發(fā)明的示意性結(jié)構(gòu)以及本發(fā)明運(yùn)行時(shí)的工藝流程。本發(fā)明的汽輪機(jī)冷凝系統(tǒng)，包括壓縮機(jī)14、加熱器1、膨脹減壓裝置6、凝汽器10和管道4、管道8、管道13、管道15。壓縮機(jī)14的出口通過管道15連接至加熱器1的進(jìn)口，加熱器1的出口通過管道 4連接至膨脹減壓裝置6的入口，膨脹減壓裝置6的出口通過管道8連接至凝汽器10的入口，凝汽器10的出口通過管道13連接至壓縮機(jī)14的入口。汽輪機(jī)乏汽連接至凝汽器10的凝汽入口 17，凝汽器10的凝汽出口 18連接至加熱器1的冷水口 19，加熱器1的熱水口 20連接至鍋爐。管道4、管道8、管道13和管道15上設(shè)有閥門。本發(fā)明的汽輪機(jī)冷凝控制方法是
汽輪機(jī)做功后的乏汽經(jīng)凝汽器10的凝汽入口 17進(jìn)入凝汽器10，被低沸點(diǎn)低溫低壓液體介質(zhì)7冷卻后，從凝汽器10的凝汽出口 18進(jìn)入低壓給水系統(tǒng)即加熱器1的冷水口 19。 經(jīng)加熱器1內(nèi)低沸點(diǎn)高溫高壓氣體介質(zhì)2放熱加熱后，由加熱器1的熱水口 20進(jìn)入鍋爐， 進(jìn)入鍋爐的水變成過熱蒸汽再次進(jìn)入汽輪機(jī)做功，進(jìn)入凝汽器10冷卻，水循環(huán)完成。壓縮機(jī)14將管道13內(nèi)低沸點(diǎn)低溫低壓氣體介質(zhì)11壓縮成為低沸點(diǎn)高溫高壓氣體介質(zhì)2，經(jīng)管道15進(jìn)入加熱器1，在加熱器1內(nèi)低沸點(diǎn)高溫高壓氣體介質(zhì)2放熱后變成低沸點(diǎn)中溫中壓液體介質(zhì)3，經(jīng)管道4進(jìn)入膨脹減壓裝置6，進(jìn)一步減壓后變成低沸點(diǎn)低溫低壓液體介質(zhì)7，經(jīng)管道8進(jìn)入凝汽器10，吸熱帶走汽輪機(jī)做功后乏汽的熱量，吸熱后變成低
4沸點(diǎn)低溫低壓氣體介質(zhì)11，經(jīng)管道13進(jìn)入壓縮機(jī)1進(jìn)一步加壓，作為下一循環(huán)開始。本發(fā)明充分利用低沸點(diǎn)介質(zhì)的特性，在汽輪機(jī)凝汽器中吸熱汽化，帶走汽輪機(jī)乏汽中的熱量，提高機(jī)組真空，吸出熱量后的低沸點(diǎn)低溫低壓氣體經(jīng)壓縮機(jī)加壓成為低沸點(diǎn)高溫高壓氣體，將在凝汽器中吸收的熱量在加熱器中放熱，提高鍋爐給水溫度，實(shí)現(xiàn)帶走汽輪機(jī)冷源損失提高機(jī)組真空進(jìn)而提高機(jī)組發(fā)電效率，同時(shí)通過低沸點(diǎn)介質(zhì)帶出的熱量對鍋爐給水進(jìn)一步放熱，提高鍋爐給水溫度，進(jìn)而提高鍋爐運(yùn)行效率。綜上所述，本發(fā)明通過設(shè)置新型凝汽器，可以降低汽輪機(jī)排汽溫度，提高真空，通過設(shè)置外供熱量換熱器，提高鍋爐給水溫度。該發(fā)明可提高發(fā)電效率10%以上，單位千瓦時(shí)可節(jié)約用水4. ^g，單位千瓦時(shí)節(jié)約工程造價(jià)400元，因此該發(fā)明具有十分巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。由技術(shù)常識(shí)可知，本發(fā)明可以通過其它的不脫離其精神實(shí)質(zhì)或必要特征的實(shí)施方案來實(shí)現(xiàn)。因此，上述公開的實(shí)施方案，就各方面而言，都只是舉例說明，并不是僅有的。所有在本發(fā)明范圍內(nèi)或在等同于本發(fā)明的范圍內(nèi)的改變均被本發(fā)明包含。
權(quán)利要求
1.一種汽輪機(jī)冷凝系統(tǒng)，其特征在于包括壓縮機(jī)、加熱器、膨脹減壓裝置、凝汽器和管道；壓縮機(jī)的出口通過管道連接至加熱器的進(jìn)口，加熱器的出口通過管道連接至膨脹減壓裝置的入口，膨脹減壓裝置的出口通過管道連接至凝汽器的入口，凝汽器的出口通過管道連接至壓縮機(jī)的入口 ；汽輪機(jī)乏汽連接至凝汽器的凝汽入口，凝汽器的凝汽出口連接至加熱器的冷水口，加熱器的熱水口連接至鍋爐。
2.如權(quán)利要求1所述的一種汽輪機(jī)冷凝系統(tǒng)，其特征在于上述各管道上設(shè)有閥門。
3.一種汽輪機(jī)冷凝控制方法，其特征在于由壓縮機(jī)出口將低沸點(diǎn)低溫低壓氣體介質(zhì)壓縮成為低沸點(diǎn)高溫高壓氣體介質(zhì)送至加熱器，低沸點(diǎn)高溫高壓氣體介質(zhì)在加熱器中放熱冷凝，將加熱器中的工質(zhì)加熱獲得熱量進(jìn)行做功；低沸點(diǎn)高溫高壓氣體介質(zhì)在加熱器中放熱冷凝后變成低沸點(diǎn)中溫中壓液體介質(zhì)，再經(jīng)過膨脹減壓裝置，變成低沸點(diǎn)低溫低壓液體介質(zhì)，低沸點(diǎn)低溫低壓液體介質(zhì)在凝汽器中吸熱帶走汽輪機(jī)乏汽的熱量，低沸點(diǎn)低溫低壓液體介質(zhì)吸熱后變成低沸點(diǎn)低溫低壓氣體介質(zhì)，回到壓縮機(jī)進(jìn)口，重新由壓縮機(jī)壓縮成為低沸點(diǎn)高溫高壓氣體介質(zhì)，開始第二個(gè)循環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種汽輪機(jī)冷凝系統(tǒng)及控制方法。系統(tǒng)包括壓縮機(jī)、加熱器、膨脹減壓裝置、凝汽器和管道；壓縮機(jī)的出口連接至加熱器的進(jìn)口，加熱器的出口連接至膨脹減壓裝置的入口，膨脹減壓裝置的出口連接至凝汽器的入口，凝汽器的出口連接至壓縮機(jī)的入口；汽輪機(jī)乏汽連接至凝汽器的凝汽入口，凝汽器的凝汽出口連接至加熱器的冷水口，加熱器的熱水口連接至鍋爐。本發(fā)明使汽輪機(jī)做功乏汽的余熱得到綜合利用，低壓給水溫度提高20℃，汽輪機(jī)排汽溫度降低10～15℃，真空提高4～5kpa，發(fā)電效率提高10%以上，大幅度提高低參數(shù)汽輪機(jī)的效率，減少設(shè)備占地面積，節(jié)約工程投資。
文檔編號(hào)F22D1/00GK102393150SQ201110229880
公開日2012年3月28日 申請日期2011年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月11日
發(fā)明者安德剛, 楊曉平, 錢剛 申請人:福建大源節(jié)能環(huán)?？萍加邢薰?br>