专利名称：汽轮机冷凝系统及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种汽轮机冷凝系统及其控制方法，尤其涉及小容量汽轮机乏汽冷凝，属于汽轮机制造和余热利用技术领域。
背景技术：
我国的小容量汽轮机较多，尤其是余热发电行业，随着一次能源的不断枯竭，高能耗企业降低成本以求增加竞争力，小容量余热利用汽轮机会逐渐增多。截止2010年底，我国有200多条浮法玻璃生产线投运，浮法玻璃的平均能耗为6500kJ/kg 7500kJ/kg玻璃液，大量的水泥生产线、钢铁、化工、冶金等企业为了提高竞争力，降低成本，纷纷上马余热发电。节能潜力巨大。小容量汽轮机由于绝大多数没有考虑抽汽回热，汽轮机能源损失更大，初步计算， 单机容量IOOOOkW以下的汽轮机，冷源损失达到30%以上，如果对汽轮机乏汽的热量加以利用，可以大幅度提高汽轮机真空，提高发电效率，同时从汽轮机乏汽中吸收的热量来对低压给水进行加热，提高给水温度，提高锅炉效率。我国目前缺少汽轮机凝汽器余热利用技术， 汽轮机做功乏汽的余热很少进行综合利用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种汽轮机冷凝系统及其控制方法，使汽轮机做功乏汽的余热得到综合利用。为了达成上述目的，本发明的解决方案是
一种汽轮机冷凝系统，包括压缩机、加热器、膨胀减压装置、凝汽器和管道；压缩机的出口通过管道连接至加热器的进口，加热器的出口通过管道连接至膨胀减压装置的入口，膨胀减压装置的出口通过管道连接至凝汽器的入口，凝汽器的出口通过管道连接至压缩机的入口 ；汽轮机乏汽连接至凝汽器的凝汽入口，凝汽器的凝汽出口连接至加热器的冷水口，加热器的热水口连接至锅炉。上述各管道上设有阀门。—种汽轮机冷凝控制方法，由压缩机出口将低沸点低温低压气体介质压缩成为低沸点高温高压气体介质送至加热器，低沸点高温高压气体介质在加热器中放热冷凝，将加热器中的工质加热获得热量进行做功；低沸点高温高压气体介质在加热器中放热冷凝后变成低沸点中温中压液体介质，再经过膨胀减压装置，变成低沸点低温低压液体介质，低沸点低温低压液体介质在凝汽器中吸热带走汽轮机乏汽的热量，一方面提高真空，另一方面将汽轮机乏汽内热量带出进一步加以利用，低沸点低温低压液体介质吸热后变成低沸点低温低压气体介质，回到压缩机进口，重新由压缩机压缩成为低沸点高温高压气体介质，开始第二个循环。采用上述方案，本发明利用低沸点介质特性，即从高温高压气体发热后变成中温中压液体会大量放热，加热电力生产工艺中的低压给水温度，从低温低压液体吸热后变成
3低温低压气体，由于低沸点介质沸腾和冷凝的温度较低，因此对低品质热源具有广阔的前景。采用该装置后，低压给水温度提高20°C左右，同时将汽轮机排汽温度降低10 15°C， 真空提高4 5kpa，发电效率提高10%以上，大幅度提高低参数汽轮机的效率，同时，改变传统设计方式即纯凝式汽轮机采用循环水冷却的方式，减少设备占地面积，节约工程投资。
图1是本发明的结构及工艺流程示意图标号说明加热器1
低沸点中温中压液体介质3 膨胀减压装置6 管道8
低沸点低温低压气体介质11 压缩机14 凝汽入口 17 冷水口 19
低沸点高温高压气体介质2 管道4
低沸点低温低压液体介质7
凝汽器10
管道13
管道15
凝汽出口 18
热水口 20。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明做进一步详细说明。需要提前说明的是，图1中的箭头表示本发明运行时各类物质的运动方向，下面将不再一一详述。图1示出了本发明的示意性结构以及本发明运行时的工艺流程。本发明的汽轮机冷凝系统，包括压缩机14、加热器1、膨胀减压装置6、凝汽器10和管道4、管道8、管道13、管道15。压缩机14的出口通过管道15连接至加热器1的进口，加热器1的出口通过管道 4连接至膨胀减压装置6的入口，膨胀减压装置6的出口通过管道8连接至凝汽器10的入口，凝汽器10的出口通过管道13连接至压缩机14的入口。汽轮机乏汽连接至凝汽器10的凝汽入口 17，凝汽器10的凝汽出口 18连接至加热器1的冷水口 19，加热器1的热水口 20连接至锅炉。管道4、管道8、管道13和管道15上设有阀门。本发明的汽轮机冷凝控制方法是
汽轮机做功后的乏汽经凝汽器10的凝汽入口 17进入凝汽器10，被低沸点低温低压液体介质7冷却后，从凝汽器10的凝汽出口 18进入低压给水系统即加热器1的冷水口 19。 经加热器1内低沸点高温高压气体介质2放热加热后，由加热器1的热水口 20进入锅炉， 进入锅炉的水变成过热蒸汽再次进入汽轮机做功，进入凝汽器10冷却，水循环完成。压缩机14将管道13内低沸点低温低压气体介质11压缩成为低沸点高温高压气体介质2，经管道15进入加热器1，在加热器1内低沸点高温高压气体介质2放热后变成低沸点中温中压液体介质3，经管道4进入膨胀减压装置6，进一步减压后变成低沸点低温低压液体介质7，经管道8进入凝汽器10，吸热带走汽轮机做功后乏汽的热量，吸热后变成低
4沸点低温低压气体介质11，经管道13进入压缩机1进一步加压，作为下一循环开始。本发明充分利用低沸点介质的特性，在汽轮机凝汽器中吸热汽化，带走汽轮机乏汽中的热量，提高机组真空，吸出热量后的低沸点低温低压气体经压缩机加压成为低沸点高温高压气体，将在凝汽器中吸收的热量在加热器中放热，提高锅炉给水温度，实现带走汽轮机冷源损失提高机组真空进而提高机组发电效率，同时通过低沸点介质带出的热量对锅炉给水进一步放热，提高锅炉给水温度，进而提高锅炉运行效率。综上所述，本发明通过设置新型凝汽器，可以降低汽轮机排汽温度，提高真空，通过设置外供热量换热器，提高锅炉给水温度。该发明可提高发电效率10%以上，单位千瓦时可节约用水4. ^g，单位千瓦时节约工程造价400元，因此该发明具有十分巨大的经济效益和社会效益。由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
权利要求
1.一种汽轮机冷凝系统，其特征在于包括压缩机、加热器、膨胀减压装置、凝汽器和管道；压缩机的出口通过管道连接至加热器的进口，加热器的出口通过管道连接至膨胀减压装置的入口，膨胀减压装置的出口通过管道连接至凝汽器的入口，凝汽器的出口通过管道连接至压缩机的入口 ；汽轮机乏汽连接至凝汽器的凝汽入口，凝汽器的凝汽出口连接至加热器的冷水口，加热器的热水口连接至锅炉。
2.如权利要求1所述的一种汽轮机冷凝系统，其特征在于上述各管道上设有阀门。
3.一种汽轮机冷凝控制方法，其特征在于由压缩机出口将低沸点低温低压气体介质压缩成为低沸点高温高压气体介质送至加热器，低沸点高温高压气体介质在加热器中放热冷凝，将加热器中的工质加热获得热量进行做功；低沸点高温高压气体介质在加热器中放热冷凝后变成低沸点中温中压液体介质，再经过膨胀减压装置，变成低沸点低温低压液体介质，低沸点低温低压液体介质在凝汽器中吸热带走汽轮机乏汽的热量，低沸点低温低压液体介质吸热后变成低沸点低温低压气体介质，回到压缩机进口，重新由压缩机压缩成为低沸点高温高压气体介质，开始第二个循环。
全文摘要
本发明公开一种汽轮机冷凝系统及控制方法。系统包括压缩机、加热器、膨胀减压装置、凝汽器和管道；压缩机的出口连接至加热器的进口，加热器的出口连接至膨胀减压装置的入口，膨胀减压装置的出口连接至凝汽器的入口，凝汽器的出口连接至压缩机的入口；汽轮机乏汽连接至凝汽器的凝汽入口，凝汽器的凝汽出口连接至加热器的冷水口，加热器的热水口连接至锅炉。本发明使汽轮机做功乏汽的余热得到综合利用，低压给水温度提高20℃，汽轮机排汽温度降低10～15℃，真空提高4～5kpa，发电效率提高10%以上，大幅度提高低参数汽轮机的效率，减少设备占地面积，节约工程投资。
文档编号F22D1/00GK102393150SQ201110229880
公开日2012年3月28日 申请日期2011年8月11日 优先权日2011年8月11日
发明者安德刚, 杨晓平, 钱刚 申请人:福建大源节能环保科技有限公司