一种天然气余热发电用混合驱动汽轮机系统的制作方法

本实用新型涉及天然气余热发电技术领域，更具体地说，涉及一种天然气余热发电用混合驱动汽轮机系统。

背景技术：

天然气在输送过程中需要高压，到达用户需要减压。在西气东输工程中一般采用燃机驱动天然气增压机使西气东输管道中压力维持在一定的范围内，在此过程中燃机排放出大量的热气，这些热气的温度较高，目前对这些热气的利用一般是通过热气来加热锅炉内水，产生过热蒸汽，过热蒸汽驱动汽轮机转动产生电能。然后供给给用户使用，由于节流过程中释放的热气量不稳定，导致汽轮机的转轴转速经常发生大幅度的变化，这种频繁的转变汽轮机的转轴，会造成汽轮机的寿命降低，而且常规的汽轮机较难实现快速调速的要求。除此外，由于蒸汽驱动的汽轮机产生的功率不稳定，对下游的用户产生了严重影响，为此需要提供一种输出功率稳定的汽轮机系统。

综上所述，如何提供一种输出功率稳定的汽轮机系统，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种天然气余热发电用混合驱动汽轮机系统，该天然气余热发电用混合驱动汽轮机系统的驱动系统稳定，从而使得输出功率稳定。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种天然气余热发电用混合驱动汽轮机系统，包括汽轮机、疏水扩容器、为所述汽轮机提供双侧蒸汽密封的均压箱、驱动所述汽轮机工作的锅炉的排气口以及驱动所述汽轮机工作的变频电机驱动装置，所述锅炉的排气口与所述变频电机驱动装置为互相连锁设置；

所述变频电机驱动装置包括变频电机和与所述变频电机相连接的变频器，所述变频器与连轴装置相连，所述连轴装置与所述汽轮机的转轴传动连接；

所述汽轮机的转轴两端设置有用于进行蒸汽密封的蒸汽密封装置，所述均压箱的出气管路同时连接两端的所述蒸汽密封装置；

锅炉的过热蒸汽出口与所述均压箱的进气口连接，且连接管路上设有用于根据所述均压箱内的温度和压力调节开度的自动控制阀；所述均压箱的冷能输入口连接所述汽轮机的凝汽器的冷能输出口；所述汽轮机的中段的进汽管路连接所述锅炉的低压过热蒸汽出口；所述汽轮机的尾部的出汽管路连接凝汽器。

优选的，所述锅炉的过热蒸汽出口与所述汽轮机的进汽口连接，且连接管路上设置有调节阀以及当所述通气量低于预设值时进行关闭的快关阀；

所述锅炉的过热蒸汽出口与所述疏水扩容器的进汽口连接，且连接管路上设有开关阀。

优选的，所述汽轮机连接提供润滑油的主油箱；

所述主油箱分别通过交流润滑油泵、直流润滑油泵连接所述汽轮机，所述交流润滑油泵和所述直流润滑油泵互相连锁；

所述主油箱与所述汽轮机的连接管路上设有用于冷却润滑油的换热器和备用换热器；

所述换热器和所述备用换热器的冷却油输出管路上设有用于过滤润滑油杂质的滤油器，所述滤油器与所述汽轮机连接的润滑油管路上设有油压检测装置以及低油压报警装置。

优选的，所述快关阀设置有用于测量所述过热蒸汽出口的流量或测量所述快关阀的流量的监测装置，所述监测装置与用于依据所述流量控制所述快关阀开闭的控制装置连接；所述控制装置与所述开关阀连接。

优选的，还包括用于当所述主油箱内油量过大时将其内部的润滑油导入调节系统中的高压启动油泵，所述主油箱底部设置有连接所述调节系统的管道和油量监测装置，所述油量监测装置连接高压启动油泵，所述管道连通所述高压启动油泵。

优选的，所述均压箱内设置有温度传感器和压力测量装置，所述温度传感器和所述压力测量装置均与所述自动控制阀连接。

优选的，所述换热器和所述备用换热器均为水换热设备。

本实用新型提供的系统中，在蒸汽驱动的汽轮机上加上变频电机驱动装置，变频电机驱动装置转速可控性高、可实时调速及转速运行稳定的优势来实现对汽轮机的精准控制和实时控制，当余热锅炉产生的过热蒸汽量较低时，启动变频电机驱动装置来辅助驱动汽轮机，实现汽轮机发电输出功率的稳定。此外，变频电机驱动装置和锅炉的排气口驱动装置互为备用，任一驱动发生故障，汽轮机都可以继续运行，提高了汽轮机的运行稳定性，并保证了汽轮机的输出稳定，提升了汽轮机的使用可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的一种天然气余热发电用混合驱动汽轮机系统的示意图；

图2为本实用新型所提供的系统的供油和汽轮机部分的局部示意图；

图3为本实用新型所提供的汽轮机部分的局部示意图。

图1-3中：

汽轮机1、发电机2、疏水扩容器3、均压箱4；

锅炉5、凝汽器6、变频器7、变频电机8、连轴装置9；

蒸汽密封装置11、调节阀12、快关阀13、自动控制阀14；主油箱15、交流润滑油泵16、直流润滑油泵17、换热器18、备用换热器19、高压启动油泵20、排空阀21、凝结水管22、锅炉低压过热蒸汽口23。

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。

本实用新型的核心是提供一种天然气余热发电用混合驱动汽轮机系统，该天然气余热发电用混合驱动汽轮机系统的驱动系统稳定，从而使得输出功率稳定。

请参考图1至图3，图1为本实用新型所提供的一种天然气余热发电用混合驱动汽轮机系统的示意图；图2为本实用新型所提供的系统的供油和汽轮机部分的局部示意图；图3为本实用新型所提供的汽轮机部分的局部示意图。

本实用新型所提供的一种天然气余热发电用混合驱动汽轮机系统，包括汽轮机1、疏水扩容器3、为汽轮机1提供双侧蒸汽密封的均压箱4、驱动汽轮机1工作的锅炉的排气口以及驱动汽轮机1工作的变频电机驱动装置，锅炉的排气口与变频电机驱动装置为互相连锁设置。

变频电机驱动装置包括变频电机8和与变频电机8相连接的变频器7，变频器7与连轴装置9相连，连轴装置9与汽轮机1的转轴传动连接。

汽轮机1的转轴两端设置有用于进行蒸汽密封的蒸汽密封装置11，均压箱4的出气管路同时连接两端的蒸汽密封装置11。

锅炉的过热蒸汽出口与均压箱4的进汽口连接，且连接管路上设有用于根据均压箱4内的温度和压力调节开度的自动控制阀14；均压箱4的冷能输入口连接汽轮机1的凝汽器6的冷能输出口；汽轮机1的中段的进汽管路连接锅炉低压过热蒸汽出口23；汽轮机1的尾部的出汽管路连接凝汽器6。

需要说明的是，在蒸汽驱动的汽轮机上加上变频电机驱动装置，变频电机驱动装置转速可控性高、可实时调速及转速运行稳定的优势来实现对汽轮机1的精准控制和实时控制，当余热锅炉产生的过热蒸汽量较低时，启动变频电机驱动装置来辅助驱动汽轮机，实现汽轮机发电输出功率的稳定。此外，变频电机驱动装置和锅炉的排气口驱动装置互为备用，任一驱动发生故障，汽轮机都可以继续运行，提高了汽轮机的运行稳定性。

变频电机驱动装置包括变频电机8和与变频电机8相连接的变频器7，以及与变频器7相连接的连轴装置9，连轴装置9与汽轮机1的转轴相连接。

可选的，所采用的变频电机8、变频器7和连轴装置9都是根据汽轮机1的功率选用的通用设备。

在上述实施例的基础之上，锅炉的过热蒸汽出口与汽轮机1的进汽口连接，且连接管路上设置有调节阀12以及当通气量低于预设值时进行关闭的快关阀13；锅炉的过热蒸汽出口与疏水扩容器3的进汽口连接，且连接管路上设有开关阀。

快关阀13能够快速关闭汽轮机1，避免汽轮机无效工作。主要体现在当锅炉的高压气体量不足时，及时关闭汽轮机1，避免无效工作，能够进一步提升汽轮机1的使用效果和工作效率。

在上述任意一个实施例的基础之上，汽轮机1连接提供润滑油的主油箱15；主油箱15分别通过交流润滑油泵16、直流润滑油泵17连接汽轮机1，交流润滑油泵16和直流润滑油泵17互相连锁；

主油箱15与汽轮机1的连接管路上设有用于冷却润滑油的换热器18和备用换热器19；

换热器18和备用换热器19的冷却油输出管路上设有用于过滤润滑油杂质的滤油器，滤油器与汽轮机1连接的润滑油管路上设有油压检测装置以及低油压报警装置。

本实施例中，选用两个互相连锁的油泵对主油箱15进行油量控制，以便对汽轮机1进行润滑油供应，从而能够保证润滑油供给的稳定性，确保汽轮机1使用安全，延长汽轮机1的使用寿命。

在上述任意一个实施例的基础之上，快关阀13设置有用于测量过热蒸汽出口的流量或测量快关阀13的流量的监测装置，监测装置与用于依据流量控制快关阀13开闭的控制装置连接；控制装置与开关阀连接。

在上述任意一个实施例的基础之上，还包括用于当主油箱15内油量过大时将其内部的润滑油导入调节系统中的高压启动油泵20，主油箱15底部设置有管道和油量监测装置，油量监测装置连接高压启动油泵20，管道连通高压启动油泵20。

在上述任意一个实施例的基础之上，均压箱4内设置有温度传感器和压力测量装置，温度传感器和压力测量装置均与自动控制阀14连接。

可选的，换热器18和备用换热器19均为水换热设备。

需要说明的是，图2和图3中，汽轮机1的气体输出口连接乏汽处理系统，锅炉5指的是锅炉的高压过热蒸汽出口，均压箱4的一个入口连接凝结水管22，锅炉低压过热蒸汽口23连接汽轮机1的中部，均压箱4的入口连接凝汽器6。

除了上述各个实施例中所提供的天然气余热发电用混合驱动汽轮机系统的主要结构与连接关系，该混合驱动汽轮机系统的其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本实用新型所提供的天然气余热发电用混合驱动汽轮机系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。