一种利用蒸汽余热进行梯级螺杆膨胀发电的装置的制作方法

文档序号:14423988阅读:157来源:国知局

本实用新型属于热量回收领域,具体涉及一种利用蒸汽余热进行梯级螺杆膨胀发电的装置。



背景技术:

硫化氢催化还原成硫磺及二硫化碳生产的过程中,将会产生大量的热能,这些热能如果不充分利用,不仅造成了能源的巨大浪费,而且会对环境造成热污染,通常这些热能使用余热锅炉进行回收,而余热锅炉可有效回收这部分余热将产生带压力的水蒸汽,传统汽轮机发电装置不能够利用饱和或湿蒸汽发电,只能用于过热蒸汽,而余热锅炉往往产生的蒸汽为饱和或湿蒸汽,传统汽轮机难以用于至发电。同时,使用单级螺杆膨胀发电回收余热锅炉产生的蒸汽,存在回收效率低,能源回收不彻底的问题。



技术实现要素:

为克服现有技术的不足,本实用新型提供一种利用蒸汽余热进行梯级螺杆膨胀发电的装置,通过使用该装置可以有效回收水蒸汽进行发电,为企业节约了用电量,降低了生产成本。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:

一种利用蒸汽余热进行梯级螺杆膨胀发电的装置,包括余热锅炉、一级螺杆膨胀机、二级螺杆膨胀机、取热器、三级螺杆膨胀机、蒸发式冷凝器;

所述一级螺杆膨胀机的吸气口与余热锅炉的输出端通过蒸汽管路连接,排气口与二级螺杆膨胀机的吸气口连接,二级螺杆膨胀机的排气口通过设有三级进气调节阀的管路与取热器的一个输入端连接,所述一级螺杆膨胀机吸气口处的蒸汽管路上设有一级进气调节阀,一级螺杆膨胀机通过一级减速机与一级发电机连接,所述一级发电机通过一级并网柜与电网连接,二级螺杆膨胀机通过二级减速机与二级发电机连接,所述二级发电机通过二级并网柜与电网连接,

所述三级螺杆膨胀机的输出轴连接三级发电机,输入端与取热器的一个输出端连接,输出端与蒸发式冷凝器的一个输入端连接,所述蒸发式冷凝器的输出端通过设有高压工质泵的管路与取热器的另一个输入端连接,所述取热器的另一个输出端与热井的输入端连接,所述热井的输出端通过设有凝结水泵的管路分别与冷凝水箱的输入端和蒸发式冷凝器的另一个输入端连接,所述冷凝水箱的输出端通过设有锅炉补水泵的管路与余热锅炉的输入端连接。

进一步的,所述一级进气调节阀进气口处的蒸汽管路与三级进气调节阀进气口处的蒸汽管路之间设有分支管路,所述分支管路上设有旁通快开阀和旁通调节阀。设置旁通快开阀和旁通调节阀的分支管路,目的是当一级螺杆膨胀机和二级螺杆膨胀机故障检修时,蒸汽可以直接通过设有旁通快开阀和旁通调节阀的分支管路,直接用于取热器使三级螺杆膨胀机带动三级发电机发电。

进一步的,所述余热锅炉输出端连接的蒸汽管路上设有进汽阀,过滤器和流量计。以检测蒸汽管路中的蒸汽流量。

进一步的,所述热井上设有用于抽真空的水环式真空泵。

本实用新型的有益效果:一级螺杆膨胀机和二级螺杆膨胀机为蒸汽直接膨胀型螺杆膨胀机,余热锅炉的蒸汽通过管路依次通过一级螺杆膨胀机和二级螺杆膨胀机,用于带动一级发电机和二级发电机发电,充分利用蒸汽的余压能,二级螺杆膨胀机排出的为乏汽进入取热器与其内部介质换热,乏汽被冷凝为凝结水,凝结水经过热井和凝结水泵将水输送至冷凝水箱,介质吸热蒸发成高压气体进入三级螺杆膨胀机,三级螺杆膨胀机转动从而带动三级发电机发电,高压介质气体经过三级螺杆膨胀机做功后变成低压气体进入蒸发式冷凝器冷凝,冷凝后的液态介质经过高压工质泵加压进入取热器再次吸热,完成整个循环发电过程,余热锅炉蒸汽经过多级利用,实现带压蒸汽的充分利用,同时为企业节约了用电。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图中:1.余热锅炉;2.进气阀;3.过滤器;4.流量计;5.旁通快开阀;6.旁通调节阀;7.一级进气调节阀;8.一级螺杆膨胀机;9.一级减速机;10.一级发电机;11.一级并网柜;12.三级进气调节阀;13.取热器;14.三级螺杆膨胀机;15.三级发电机;16.蒸发式冷凝器;17.高压工质泵;18.分支管路;19.热井;20.水环式真空泵;21.凝结水泵;22.二级螺杆膨胀机;23.二级减速机;24.二级发电机;25.二级并网柜;26.冷凝水箱;27.锅炉补水泵。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示,一种利用蒸汽余热进行梯级螺杆膨胀发电的装置,包括余热锅炉1、一级螺杆膨胀机8、二级螺杆膨胀机22、取热器13、三级螺杆膨胀机14、蒸发式冷凝器16;所述一级螺杆膨胀机8的吸气口与余热锅炉1的输出端通过蒸汽管路连接,排气口与二级螺杆膨胀机22的吸气口连接,将一级螺杆膨胀机与二级螺杆膨胀机串联连接,充分利用蒸汽热能,进而转变为机械能,实现了蒸汽能量的充分利用,二级螺杆膨胀机22的排气口通过设有三级进气调节阀12的管路与取热器13的一个输入端连接,三级进气调节阀用于调节三级发电机的发电功率,所述一级螺杆膨胀机8吸气口处的蒸汽管路上设有一级进气调节阀7,一级进汽调节阀的设置,可控制一级发电机和二级发电机转速及发电功率,一级螺杆膨胀机8通过一级减速机9与一级发电机10连接,所述一级发电机10通过一级并网柜11与电网连接,二级螺杆膨胀机22通过二级减速机23与二级发电机24连接,所述二级发电机24通过二级并网柜25与电网连接,所述的一级发电机和二级发电机通过一级并网柜和二级并网柜与电网连接;当一级发电机和二级发电机转速达到1500rpm时,且一级发电机和二级发电机的电压、频率、相位角与电网相同时,所述的一级并网柜和二级并网柜自动合闸,使得所述的一级发电机和二级发电机与电网连接;

所述三级螺杆膨胀机14的输出轴连接三级发电机15,输入端与取热器13的一个输出端连接,输出端与蒸发式冷凝器16的一个输入端连接,所述蒸发式冷凝器16的输出端通过设有高压工质泵17的管路与取热器13的另一个输入端连接,所述取热器13的另一个输出端与热井19的输入端连接,所述热井19的输出端通过设有凝结水泵21的管路分别与冷凝水箱26的输入端和蒸发式冷凝器16的另一个输入端连接,所述冷凝水箱26的输出端通过设有锅炉补水泵27的管路与余热锅炉1的输入端连接。

进一步的,所述一级进气调节阀7进气口处的蒸汽管路与三级进气调节阀12进气口处的蒸汽管路之间设有分支管路18,所述分支管路上设有旁通快开阀5和旁通调节阀6。设置旁通快开阀和旁通调节阀的分支管路,目的是当一级螺杆膨胀机和二级螺杆膨胀机故障检修时,蒸汽可以直接通过设有旁通快开阀和旁通调节阀的分支管路,直接用于取热器使三级螺杆膨胀机带动三级发电机发电。

进一步的,所述余热锅炉输出端连接的蒸汽管路上设有进汽阀2、过滤器3和流量计4。以检测蒸汽管路中的蒸汽流量。

进一步的,所述热井上设有用于抽真空的水环式真空泵20,所述的水环式真空泵用于维持热井负压至-20KPa。

工作时,余热锅炉的蒸汽通过管路依次通过一级螺杆膨胀机和二级螺杆膨胀机,用于带动一级发电机和二级发电机发电,充分利用蒸汽的余压能,二级螺杆膨胀机排出的为乏汽进入取热器与其内部介质换热,乏汽被冷凝为凝结水,凝结水经过热井和凝结水泵将水输送至冷凝水箱,实现了冷凝水的重复利用,介质吸热蒸发成高压气体进入三级螺杆膨胀机,三级螺杆膨胀机转动从而带动三级发电机发电,高压介质气体经过三级螺杆膨胀机做功后变成低压气体进入蒸发式冷凝器冷凝,冷凝后的液态介质经过高压工质泵加压进入取热器再次吸热,完成整个循环发电过程,余热锅炉蒸汽经过多级利用发电,实现带压蒸汽的充分利用,同时为企业节约了用电。

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