专利名称：蒸汽余压余热发电及平衡供汽供热模块化装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于エ业及民用余热余压发电及供汽供热领域，特别涉及一种蒸汽余压余热发电及平衡供汽供热模块化装置。
背景技术：
在エ业及民用领域存在大量蒸汽热用户，甚至许多エ矿企业例如化工厂、制药厂等存在各类不同压カ及温度等级需求、蒸汽耗量的エ艺过程，而作为蒸汽来源的蒸汽锅炉房或热电联产汽轮机抽汽等的压カ及温度參数往往选型參数较高，以满足最高压カ热用户的參数要求，由此造成了较高压力及温度品位的蒸汽需经一次乃至多次减温减压方能送入相应的蒸汽使用末端，而这ー减温减压过程导致了严重不可逆损失，这ー高位能量被白白 浪费的现象普遍存在，如能将其转化为有用能源则将产生巨大的节能环保效益。在钢铁冶炼领域的高炉煤气炉顶余压发电是利用流体高位余压发电的典型余能回收利用技木。在钢铁厂、水泥厂、化工厂、焦化厂等大量エ矿企业采用的余热发电技术也已获得广泛应用。目前上述余压发电或余热发电已经成熟地应用于工程实际。另外，专利号为CN201010162555. 8分布式余热余压发电系统和分布式余热余压发电方法公开了采用单螺杆膨胀机由余热余压流体进行直接纯凝式发电或通过加热工作介质进行间接纯凝式发电的分布式余热余压发电方法。但是，上述利用余压、余热等余能资源进行发电的技术措施中，均不适合前述广泛存在的蒸汽供应与热用户需求之间存在或大或小的压差能量损失问题，例如CN201010162555. 8的方法无法解决蒸汽热用户对不同蒸汽參数的需求及其匹配问题。另外，热用户普遍存在用汽和用电的双重需求，而且其需求还随时间而发生或剧烈或平缓的变化，这也是热电联产系统用户所必须面对和平衡解决的问题。因此，有必要探寻全新的利用蒸汽余热余压等余能资源进行发电与供汽供热的优化设计方案及其装置结构，以提高整个热カ系统的能源资源利用效率及其经济效果。
实用新型内容本实用新型的目的是为克服已有技术的不足之处，设计出一种蒸汽余压余热发电及平衡供汽供热模块化装置，本发明采用背压式汽轮机，或采用背压式汽轮机与蒸汽喷射泵复合方式代替减温减压阀，利用高压蒸汽中的余压及余热进行发电并供应各类热用户所需蒸汽，并实现供电调节和供汽供热的均衡调节。本实用新型提出的一种蒸汽余压余热发电及平衡供汽供热模块化装置，特征在干，该装置包括背压式汽轮机、发电机、及阀门与连接管路；高压蒸汽进汽管(A)通过发电控制阀(Vl)与背压式汽轮机(I)的主蒸汽入ロ相连，高压蒸汽进汽管(A)还通过减温减压阀(V3)与第三低压供汽管(D)相连；背压式汽轮机(I)的排气出口通过第一供汽控制阀(V5)与第一低压供汽管(B)相连；背压式汽轮机(2)的轴与发电机(8)的轴相连，发电机(8)的输出端通过并网装置(9)与电网(E)相连。[0009]该装置还包括蒸汽喷射泵(3)，所述高压蒸汽进汽管(A)还通过驱动控制阀(V2)与蒸汽喷射泵(3)的驱动蒸汽喷嘴(2)的入口相连，蒸汽喷射泵(3)的扩压段(6)后的混合蒸汽出口和第二低压蒸汽供汽管(C)相连，并通过级间调压阀(V6)与第三低压供汽管(D)相连；背压式汽轮机(I)的排气出口还通过引射控制阀(V4)与蒸汽喷射泵(3)的引射ロ(7)相连，并通过第一供汽控制阀(V5)与第一低压供汽管(B)相连。该装置还包括将所述的背压式汽轮机(I)的中压抽汽ロ与蒸汽喷射泵(3)的驱动蒸汽喷嘴(2)的入口相连的管路。所述的蒸汽喷射泵(3)采用由依次相连的驱动蒸汽喷嘴(2)、引射ロ(7)、混合段
(4)、喉部(5)和扩压段(6)组成的单级结构或多效复叠式结构，该驱动蒸汽喷嘴(2)采用可调式喷嘴结构。本实用新型针对传统蒸汽供应方式中普遍存在的供汽压カ高于用汽设备所需压 力，而被迫采用减温减压阀导致严重不可逆损失，采用背压式汽轮机，或背压式汽轮机与蒸汽喷射泵复合方式代替减温减压阀，利用高压蒸汽中的余压及余热进行发电，并由汽轮机抽汽或高压蒸汽输入蒸汽喷射泵作为驱动蒸汽，引射汽轮机排气并加压到热用户所需压カ后送出，其中输入汽轮机的高压蒸汽流量由所需发电量实时控制，下游蒸汽热用户所需蒸汽量则由汽轮机，或汽轮机与蒸汽喷射泵和蒸汽旁通管联合调节，由此实现供电、供汽供热同时满足用户需求的热电联合运行模式。该装置方案可普遍推广于各类蒸汽用户。本实用新型解决了目前实际工程中普遍存在的高压蒸汽减温减压送往不同压カ需求的蒸汽热用户导致不可逆损失过大的难题，提出了完整的技术方案及工程实施装置，提高了整个热カ系统的能源综合利用效益，该装置方案可普遍推广于各类蒸汽用户。
图I是本实用新型的实施例I的结构示意图。图2是本实用新型的实施例2的结构示意图。图中各部件编号与名称如下背压式汽轮机I、驱动蒸汽喷嘴2、蒸汽喷射泵3、混合段4、喉部5、扩压段6、引射ロ 7、发电机8、并网装置9、高压蒸汽进汽管A、第一低压供汽管B、第二、低压供汽管C、第三低压供汽管D、电网E、发电控制阀VI、驱动控制阀V2、减温减压阀V3、引射控制阀V4、第一供汽控制阀V5、级间调压阀V6。
具体实施方式
本实用新型的蒸汽余压余热发电及平衡供汽供热模块化装置，结合附图及实施例详细说明如下本实用新型提出的蒸汽余压余热发电及平衡供汽供热模块化装置实施例I结构如图I所示特征在于，该装置包括背压式汽轮机、发电机、及阀门与连接管路；高压蒸汽进汽管A通过发电控制阀Vl与背压式汽轮机I的主蒸汽入口相连，高压蒸汽进汽管A还通过减温减压阀V3与第三低压供汽管D相连；背压式汽轮机I的排气出ロ通过第一供汽控制阀V5与第一低压供汽管B相连(当背压式汽轮机还设置有抽汽ロ吋，该抽汽ロ与第二低压蒸汽供汽管C相连)；背压式汽轮机I的轴与发电机8的轴相连，发电机8的输出端通过并网装置9与电网E相连。上述第一低压蒸汽供汽管B、第二低压蒸汽供汽管C和第三低压供汽管D的管内蒸汽流速可分别为0，但不同时为O。本实用新型提出的蒸汽余压余热发电及平衡供汽供热模块化装置实施例2结构如图2所示该装置在实施例I的结构基础上还包括蒸汽喷射泵，所述高压蒸汽进汽管A还通过驱动控制阀V2与蒸汽喷射泵3的驱动蒸汽喷嘴2的入口相连，蒸汽喷射泵3的扩压段6后的混合蒸汽出口和第二低压蒸汽供汽管C相连，并通过级间调压阀V6与第三低压供汽管D相连，背压式汽轮机I的排气出ロ还通过引射控制阀V4与蒸汽喷射泵3的引射ロ 7相连，还通过第一供汽控制阀V5与第一低压供汽管B相连。实施例2还可包括将所述的背压式汽轮机I的中压抽汽ロ与蒸汽喷射泵3的驱动蒸汽喷嘴2的入口相连的管路。本实施例的蒸汽喷射泵3可采用单级结构，该结构主要由喷嘴2、引射ロ 7、混合段
4、喉部5和扩压段6所组成，喷嘴2与引射ロ 7相连后与混合段4、喉部5和扩压段6相连，其喷嘴2采用可调式喷嘴结构。也可采用多级串并联且驱动流体分级做功的多级复叠式结构，该结构包括依次复叠式连接的首级喷射器、末级喷射器、末级流量分配器；该首级喷射器和末级喷射器均由依次连接的设有喷嘴的入口段、混合段、喉部及扩压段所组成(与单级结构相类似)，末级流量分配器开有末级混合引出口和混合流体出口，首级喷射器的首级引射ロ与末级喷射器的末级扩压段的末级混合引出ロ通过引射连通管相连。本实施例2采用上述单级结构或多级复叠式引射方式的蒸汽喷射泵可以大幅提高引射效率，将总体引射效率提高2 5倍以上。本实施例的背压式汽轮机、发电机、并网装置及阀门均可选用常规产品。需要说明的是，本实用新型提出了如何解决供汽压カ高于热用户压カ需要而导致浪费高位能源的问题的方法，而按照此ー总体解决方案可有不同的具体实施措施和不同结构的具体实施装置，上述具体实施方式
仅仅是其中的一种而已，其它类似的简单变形的实施方式，均落入本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种蒸汽余压余热发电及平衡供汽供热模块化装置，特征在于，该装置包括背压式汽轮机、发电机、及阀门与连接管路；高压蒸汽进汽管(A)通过发电控制阀(Vl)与背压式汽轮机(I)的主蒸汽入口相连，高压蒸汽进汽管(A)还通过减温减压阀(V3)与第三低压供汽管(D)相连；背压式汽轮机(I)的排气出口通过第一供汽控制阀(V5)与第一低压供汽管(B)相连；背压式汽轮机(I)的轴与发电机(8)的轴相连，发电机(8)的输出端通过并网装置(9)与电网(E)相连。
2.如权利要求I所述的蒸汽余压余热发电及平衡供汽供热模块化装置，特征在于，该装置还包括蒸汽喷射泵(3)，所述高压蒸汽进汽管(A)还通过驱动控制阀(V2)与蒸汽喷射泵(3)的驱动蒸汽喷嘴(2)的入口相连，蒸汽喷射泵(3)的扩压段(6)后的混合蒸汽出口和第二低压蒸汽供汽管(C)相连，并通过级间调压阀(V6)与第三低压供汽管(D)相连；背压式汽轮机(I)的排气出口还通过引射控制阀(V4)与蒸汽喷射泵(3)的引射ロ(7)相连，并通过第一供汽控制阀(V5)与第一低压供汽管(B)相连。
3.如权利要求2所述的蒸汽余压余热发电及平衡供汽供热模块化装置，其特征在干，该装置还包括将所述的背压式汽轮机(I)的中压抽汽ロ与蒸汽喷射泵(3)的驱动蒸汽喷嘴(2)的入口相连的管路。
4.如权利要求2所述的蒸汽余压余热发电及平衡供汽供热模块化装置，其特征在干，所述的蒸汽喷射泵(3)采用由依次相连的驱动蒸汽喷嘴(2)、引射ロ(7)、混合段(4)、喉部(5)和扩压段(6)组成的单级结构或多效复叠式结构，该驱动蒸汽喷嘴(2)采用可调式喷嘴结构。
专利摘要本实用新型涉及一种蒸汽余压余热发电及平衡供汽供热模块化装置，属于工业及民用余热余压发电及供汽供热领域，该装置包括背压式汽轮机、发电机、及阀门与连接管路；高压蒸汽进汽管通过发电控制阀与背压式汽轮机的主蒸汽入口相连，高压蒸汽进汽管还通过减温减压阀与第三低压供汽管；背压式汽轮机的排气出口通过第一供汽控制阀与第一低压供汽管相连；背压式汽轮机的轴与发电机的轴相连，发电机的输出端通过并网装置与电网相连。本实用新型解决了目前实际工程中普遍存在的高压蒸汽减温减压送往不同压力需求的蒸汽热用户导致不可逆损失过大的难题，提高了整个热力系统的能源综合利用效益，该装置方案可普遍推广于各类蒸汽用户。
文档编号F01K27/00GK202596802SQ20112056704
公开日2012年12月12日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年12月30日
发明者张茂勇, 张军 申请人:北京中科华誉能源技术发展有限责任公司