专利名称：一种纯低温低压的利用低品质蒸汽余热发电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种发电装置，特别涉及一种纯低温低压的利用低品质蒸汽余热 发电装置。
背景技术：
在工业生产中，余热能源普遍存在。冶金行业的高炉煤气，炼铁厂高炉气化冷却 水，钢铁企业的线材、棒材、薄板、厚板等热轧工序的工业加热炉产生的余热蒸汽等，平炉 气化冷却水等；石化行业炼油装置的催化、裂化、焦化冷却水等；化工行业硫酸生产中的焙 烧、焚硫工序等；各种工业窑炉窑头和窑尾产生的烟气等都存在大量的余热。这些余热能源的分类没有明确的标准。通常将余热能源分为高温、中温、低温三 类。温度在650°C以上为高温能源，温度在230°C 650°C之间为中温能源，温度在230°C 以下为低温能源。温度在160°C以下、湿蒸汽，热源分散，其压力不高且波动较大，属于低品 质能源。通过现有的技术高品位能源的浪费是有限的，多数可以较好的回收和利用。而大 量浪费的是低品质能源为低温、低压、不稳定的的热能，占到总浪费能源的70-80%，甚至更 多。因此亟待开发能够回收此类低品质能源的余热发电装置。
发明内容本实用新型的目的是解决现有技术中的低品位余热能源无法回收利用的问题，提 供一种用于低温、低压下的余热发电装置，具有发电效率高、能耗低、运行费用省、设备少、 工艺简单、占地面积小、造价低、回报率高、运行可靠等特点。可回收利用工业大量低品质余 热，减轻企业的经济损失。该装置能适应过热蒸汽、饱和蒸汽、汽水两相湿蒸汽和热水以及 气液；能适应被污染了的和高盐分的低品质能源的回收；能很好的适应压力、流量及干湿 度不稳定的工业余热蒸汽。为了实现这一目的，本实用新型技术方案如下一种纯低温低压 的利用低品质蒸汽余热发电装置，包括控制器。其特征在于由进入管路、螺杆膨胀动力机、 出口管路、减速机、发电机构成。其特征在于发电机为无刷同步发电机。其特征在于进 入管道由安全阀、过滤网、膨胀节、电动截止阀、自立式压力调节阀组成。其特征在于在进 入管道上的过滤网后面旁接有截止阀和疏水阀。其特征在于在进入管道上还串接有气体 流量计。其特征在于在进入管道上旁接有压力表和压力表开关及温度计。其特征在于出 口管路由膨胀节、截止阀、单向阀、减压阀、安全阀组成。其特征在于在出口管路上旁接有 压力表和压力表开关及温度计。其特征在于在出口管路上旁接有截止阀和疏水阀。其特 征在于所有管道及连接的部件均涂有防腐隔热保温涂料。 本实用新型动力机采用螺杆膨胀动力机。螺杆膨胀动力机结构简单，主要部件为 螺杆转子和外壳，早先已有中国专利申请。蒸汽先进入机内螺杆齿槽，推动螺杆转动，随着 螺杆转动，齿槽旋转并逐渐加长、容积增大，介质降压降温膨胀做功，从齿槽排出。功率从主 螺杆轴输出，驱动发电机发电。螺杆动力机为容积式工作原理的动力机，除泄漏损失外，很 少其他损失，机械效率较高，即使介质参数或负荷变动仍能保持高效率。能够克服低品质余热蒸汽热源分散，压力不高且波动较大等缺陷。因低品质余热蒸汽热源分散，其压力不高且 波动较大导致对发电机要求较高，本实用新型采用TZHW3型无刷同步发电机，其结构为无 刷励磁结构。无刷同步发电机由主发电机、交流励磁机、旋转整流器、自动电压调节器等组 成。驱动端有与动力机对接的凸缘止口及安装孔，轴上装有叠片式弹性联轴器，可直接与动 力机对接安装。具有调压精度高、动态性能好及体积小、重量轻、安装维护简单、运行可靠等 特点。TZHW3型无刷同步发电机适宜于由螺杆膨胀动力机拖动组成小型移动或固定工频电 站。控制器主要控制螺杆膨胀机进气阀门以及膨胀机润滑系统，配有可编程控制器和显示 屏，显示屏动态显示各阀门状态、螺杆膨胀机入口蒸汽流量，出入口蒸汽压力和温度，膨胀 机转速等等。控制系统可实现手动控制和自动控制，当用电负荷减少时，手动调整发电量。 发电机控制部分主要是并网运行柜，根据用户电网波形情况配置不同的电压调节器，保证 发电机发出的电全部送入电网且不影响电网正常运行，电网的谐波不影响发电机的正常运 行。控制系统有电压显示、电流显示、功率显示、功率因素显示等。本实用新型的优点是可 以回收利用低品质能源进行余热发电，并将电力送入电网，把浪费的能源再次利用。
附图为本实用新型的结构示意图具体实施方式
下面结合实例及附图对本实用新型作详细说明。安全阀1、截止阀2、过滤网3、疏水阀4、膨胀节5、气体流量计6、压力表7、压力表 开关(球阀)8、温度计9、电动截止阀10、自立式压力调节阀11、螺杆膨胀机12、减速机13、 发电机14、单向阀15、减压阀16。进入管路17，出口管路18。适用范围蒸汽温度120 250°C，蒸汽压力0. 3 2. 5MPa，适合废热水、废蒸汽及 水气混合发电。图中包括控制器(图中未画)，其特征在于由进入管路17、螺杆膨胀动力机12、 出口管路18、减速机13、发电机14构成。其特征在于发电机14为无刷同步发电机14。其 特征在于进入管道由安全阀1、过滤网3、膨胀节5、电动截止阀10、自立式压力调节阀11 组成。其特征在于在进入管道17上的过滤网3后面旁接有截止阀2和疏水阀4。其特征 在于在进入管道上还串接有气体流量计6。其特征在于在进入管道17上旁接有压力表 7和压力表开关8及温度计9。其特征在于出口管路18由膨胀节5、截止阀2、单向阀15、 减压阀16、安全阀1组成。其特征在于在出口管路18上旁接有压力表7和压力表开关8 及温度计9。其特征在于在出口管路18上旁接有截止阀2和疏水阀4。其特征在于所有 管道及连接的部件均涂有防腐隔热保温涂料。本实用新型动力机采用螺杆膨胀动力机12。 螺杆膨胀动力机结构简单，主要部件为螺杆转子和外壳。蒸汽先进入机内螺杆齿槽，推动螺 杆转动，随着螺杆转动，齿槽旋转并逐渐加长、容积增大，介质降压降温膨胀做功，从齿槽排 出。功率从主螺杆轴输出，驱动发电机发电。螺杆动力机为容积式工作原理的动力机，除 泄漏损失外，很少其他损失，机械效率较高，即使介质参数或负荷变动仍能保持高效率。能 够克服低品质余热蒸汽热源分散，压力不高且波动较大等缺陷。因低品质余热蒸汽热源分 散，其压力不高且波动较大导致对发电机要求较高，本实用新型采用TZHW3型无刷同步发电机，其结构为无刷励磁结构。无刷同步发电机由主发电机、交流励磁机、旋转整流器、自 动电压调节器等组成。驱动端有与动力机对接的凸缘止口及安装孔，轴上装有叠片式弹性 联轴器，可直接与动力机对接安装。具有调压精度高、动态性能好及体积小、重量轻、安装维 护简单、运行可靠等特点。TZHW3型无刷同步发电机适宜于由螺杆膨胀动力机拖动组成小型 移动或固定工频电站。控制器主要控制螺杆膨胀机进气阀门以及膨胀机润滑系统，配有可 编程控制器和显示屏，显示屏动态显示各阀门状态、螺杆膨胀机入口蒸汽流量，出入口蒸汽 压力和温度，膨胀机转速等等。控制系统可实现手动控制和自动控制，当用电负荷减少时， 手动调整发电量。发电机控制部分主要是并网运行柜，根据用户电网波形情况配置不同的 电压调节器，保证发电机发出的电全部送入电网且不影响电网正常运行，电网的谐波不影 响发电机的正常运行。控制系统有电压显示、电流显示、功率显示、功率因素显示等。当螺 杆膨胀动力机出口的蒸汽如还要应用于下面的其它工艺，并有明确的参数要求，可通过调 节膨胀动力机动力轴的长径比，保证蒸汽做功后仍满足后续工艺的使用要求；在蒸汽流量 和压力变大时，螺杆膨胀机出口蒸汽压力仍高于后续使用要求，此时通过膨胀机出口处的 减压阀16将蒸汽压力降至符合使用要求。 管道进口安装气体流量计6、压力表7和温度计9，对进入发电装置的蒸汽进行监 控，通过调节阀11进入螺杆膨胀机12做功推动发电机14发电。螺杆膨胀机出口处安装压 力表7、温度计9及减压阀16，以保证出口蒸汽符合后续工艺的使用要求。工厂产生的蒸汽 有些具有腐蚀性，在膨胀节前加装疏水阀4，检修时把管道中结露的液体排除，防止膨胀节 及其它阀门被腐蚀。在疏水阀4前加装截止阀2，起到双保险作用。正常生产时从气源出来的蒸汽带有一定的高压经涂有防腐隔热保温涂料的管道 通过安全阀1，截止阀2、过滤网3、疏水阀4、膨胀节5、流量计6、压力表7、温度计9、电动截 止阀10、自立式压力调节阀11、进入螺杆膨胀动力机12内降温降压膨胀做功，经减速机13、 推动发电机14发电，所发电量并网于工厂低压电网。经螺杆膨胀动力机12出来的蒸汽经 压力表7、疏水阀4、膨胀节5、截止阀2、单向阀15、减压阀16、压力表7、温度计9、经安全阀 1排出。
权利要求一种纯低温低压的利用低品质蒸汽余热发电装置，包括控制器，其特征在于由进入管路通过安全阀(1)、截止阀(2)、过滤网(3)、疏水阀(4)、膨胀节(5)、流量计(6)、压力表(7)、温度计(9)、电动截止阀(10)、自立式压力调节阀(11)接螺杆膨胀动力机(12)，螺杆膨胀动力机(12)出来的蒸汽经压力表(7)、疏水阀(4)、膨胀节(5)、截止阀(2)、单向阀(15)、减压阀(16)、压力表(7)、温度计(9)、安全阀(1)排出，螺杆膨胀动力机经减速机接发电机。
2.如权利要求1所述的一种纯低温低压的利用低品质蒸汽余热发电装置，其特征在 于发电机为无刷同步发电机。
3.如权利要求1或2所述的一种纯低温低压的利用低品质蒸汽余热发电装置，其特征 在于所有管道及连接的部件均涂有防腐隔热保温涂料。
专利摘要本实用新型涉及一种纯低温低压的利用低品质蒸汽余热发电装置。包括控制器。其特征在于由进入管路、螺杆膨胀动力机、出口管路、减速机、发电机构成。其特征在于发电机为无刷同步发电机。其特征在于进入管道由安全阀、过滤网、膨胀节、电动截止阀、自立式压力调节阀组成。其特征在于在进入管道上的过滤网后面旁接有截止阀和疏水阀。其特征在于在进入管道上旁接有压力表和压力表开关及温度计。其特征在于出口管路由膨胀节、截止阀、单向阀、减压阀、安全阀组成。其特征在于所有管道及连接的部件均涂有防腐隔热保温涂料。本实用新型的优点是可以回收利用低品质蒸汽能源进行余热发电，并将电力送入电网，把浪费的能源再次利用。
文档编号F16L51/00GK201771561SQ20092020791
公开日2011年3月23日 申请日期2009年8月14日 优先权日2009年8月14日
发明者吉丽萍, 李国平, 王伟, 蔡丽娟, 赵春禾, 赵江龙 申请人:上海西重所重型机械成套有限公司