饱和蒸汽汽轮发电机组的尾部除湿装置及其使用方法与流程

本发明涉及非变容式机器或发动机的部件、零件或附件领域，具体为一种饱和蒸汽汽轮发电机组的尾部除湿装置及其使用方法。

背景技术：

中国钢铁行业特点之一是流程结构以高炉-转炉流程为主。转炉冶炼过程中，产生约1600℃的高温烟气，为降低工序能耗，钢厂会通过汽化冷却系统回收这部分热量。由于转炉生产工艺间断性和波动性的特点，回收的余热蒸汽会进入蓄热器，通过蓄热器来调节供汽量和供汽压力。

蓄热器供给的蒸汽为饱和蒸汽，在满足工艺生产后，会有大量的饱和蒸汽剩余，钢铁厂会设置饱和蒸汽轮发电机组，以合理利用剩余饱和蒸汽。

饱和蒸汽与过热蒸汽不同，其含湿量会比较高，为保证汽轮机叶片安全，减少汽轮机尾部蒸汽含湿量，目前常用的饱和蒸汽轮机末级会设置强制疏水装置，使得汽轮机制作工艺较复杂，疏水量大、温度高，机组效率降低。

技术实现要素：

为了克服现有技术的缺陷，提供一种降低湿度、减少腐蚀、提高能源利用率的汽轮机，本发明公开了一种饱和蒸汽汽轮发电机组的尾部除湿装置及其使用方法。

本发明通过如下技术方案达到发明目的：

一种饱和蒸汽汽轮发电机组的尾部除湿装置，包括汽轮机和发电机，汽轮机的输出轴连接发电机的转子，其特征是：还包括凝汽器、燃烧器和过热器，

汽轮机的前部设有汽轮机主进汽口和汽轮机前出汽口，汽轮机的中部设有汽轮机中出汽口；

汽轮机的两侧分别设有过热器和凝汽器，过热器内设有燃烧器，过热器的后部设有过热器进汽口，过热器的前部设有过热器出汽口，凝汽器上设有凝汽器进汽口；

过热器出汽口通过输汽管连接汽轮机主进汽口，汽轮机前出汽口通过输汽管连接凝汽器进汽口，汽轮机中出汽口通过输汽管连接过热器进汽口，燃烧器的热辐射源正对过热器后部的过热器进汽口。

所述的饱和蒸汽汽轮发电机组的尾部除湿装置，其特征是：燃烧器选用燃烧转炉煤气供热，燃烧器的火焰作为热辐射源正对过热器后部的过热器进汽口。

所述的饱和蒸汽汽轮发电机组的尾部除湿装置的使用方法，其特征是：按如下步骤依次实施：

①作功：饱和蒸汽经汽轮机主进汽口进入汽轮机，推动汽轮机叶轮旋转作功，汽轮机叶轮带动汽轮机输出轴进而带动发电机转子转动，发电机对外输出电能，饱和蒸汽作功后从汽轮机前出汽口输出并经凝汽器进汽口输入凝汽器；

②加热：饱和蒸汽在汽轮机内作功后温度下降湿度增大，作功后的蒸汽抽取部分从汽轮机中出汽口输出并经过热器进汽口输入过热器，燃烧器的热辐射源对从汽轮机输入过热器的蒸汽实施加热，将蒸汽加热至过热状态；

③混合：过热蒸汽从过热器出汽口输出并经经汽轮机主进汽口进入汽轮机，和汽轮机内作功后的蒸汽混合，使蒸汽整体达到饱和，再度膨胀作功后输入凝汽器。

所述的饱和蒸汽汽轮发电机组的尾部除湿装置的使用方法，其特征是：步骤②时，燃烧器选用燃烧转炉煤气供热，燃烧器的火焰作为热辐射源对从汽轮机输入过热器的蒸汽实施加热。

本发明具有如下有益效果：

1.解决了使用饱和蒸汽的汽轮机尾部蒸汽含湿量高、疏水量大的问题；

2.降低或者消除汽轮机末级大量疏水；

3.降低汽轮机末级叶片制造材料要求和制作工艺水平要求，降低了产品制造成本；

4.降低蒸汽含湿量，减少汽轮机叶片斑点腐蚀，提高机组运行的安全性；

5.利用了低热值转炉煤气，提高了资源利用效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

以下通过具体实施例进一步说明本发明。

实施例1

一种饱和蒸汽汽轮发电机组的尾部除湿装置，包括汽轮机1、发电机2、凝汽器3、燃烧器4和过热器5，如图1所示，具体结构是：

汽轮机1的输出轴连接发电机2的转子；

汽轮机1的前部设有汽轮机主进汽口11和汽轮机前出汽口12，汽轮机1的中部设有汽轮机中出汽口13；

汽轮机1的两侧分别设有过热器5和凝汽器3，过热器5内设有燃烧器4，过热器5的后部设有过热器进汽口51，过热器5的前部设有过热器出汽口52，凝汽器3上设有凝汽器进汽口31；

过热器出汽口52通过输汽管连接汽轮机主进汽口11，汽轮机前出汽口12通过输汽管连接凝汽器进汽口31，汽轮机中出汽口13通过输汽管连接过热器进汽口51，燃烧器4的热辐射源正对过热器5后部的过热器进汽口51。

本实施例中：燃烧器4选用燃烧转炉煤气供热，燃烧器4的火焰作为热辐射源正对过热器5后部的过热器进汽口51。

汽轮机是一种以蒸汽为动力，并将蒸气的热能转化为机械功的旋转机械，是现代火力发电厂中应用最广泛的原动机。汽轮机具有单机功率大、效率高、寿命长等优点。

燃烧器和过热器是集成一体设备，燃烧器布置在设备一端，以过剩煤气和空气以一定的方式混合燃烧，释放大量的热量；过热器是一种管束换热器的结构形式，管束内部为湿蒸汽，管束外面是燃烧器燃烧产生的高温烟气，两者逆流传热，将湿蒸汽加热至过热蒸汽。

本实施例使用时，按如下步骤依次实施：

①作功：饱和蒸汽经汽轮机主进汽口11进入汽轮机1，推动汽轮机1叶轮旋转作功，汽轮机1叶轮带动汽轮机1输出轴进而带动发电机2转子转动，发电机2对外输出电能，饱和蒸汽作功后从汽轮机前出汽口12输出并经凝汽器进汽口31输入凝汽器3；

②加热：饱和蒸汽在汽轮机1内作功后温度下降湿度增大，作功后的蒸汽抽取部分从汽轮机中出汽口13输出并经过热器进汽口51输入过热器5，燃烧器4的火焰作为热辐射源对从汽轮机1输入过热器5的蒸汽实施加热，将蒸汽加热至过热状态；

③混合：过热蒸汽从过热器出汽口52输出并经经汽轮机主进汽口11进入汽轮机1，和汽轮机1内作功后的蒸汽混合，使蒸汽整体达到饱和，再度膨胀作功后输入凝汽器3。

本实施例的工作原理如下：

较高温度和压力的蒸汽经过主汽门、调节气门，进入汽轮机。由于排气口压力低于进汽压力，在压差作用下，蒸汽流向排汽口，其压力和温度逐渐降低，将一部分热力势能转化为机械能。如果进汽是饱和蒸汽的话，随着温度和压力的降低，蒸汽在运行过程中就会慢慢析出水分。

取汽位于汽轮机的中后级，此处蒸汽含湿量比较大，通过引汽口，将部分蒸汽引至过热器，在引出管道上设置调节阀，通过监测凝汽器蒸汽含湿量，来调节燃烧器功率和调节阀开度，最大含湿量要求小于10%，可以根据汽轮机运行情况建议在含湿量在7%时，开启调节功能。

技术特征：

1.一种饱和蒸汽汽轮发电机组的尾部除湿装置，包括汽轮机(1)和发电机(2)，汽轮机(1)的输出轴连接发电机(2)的转子，其特征是：还包括凝汽器(3)、燃烧器(4)和过热器(5)，

汽轮机(1)的前部设有汽轮机主进汽口(11)和汽轮机前出汽口(12)，汽轮机(1)的中部设有汽轮机中出汽口(13)；

汽轮机(1)的两侧分别设有过热器(5)和凝汽器(3)，过热器(5)内设有燃烧器(4)，过热器(5)的后部设有过热器进汽口(51)，过热器(5)的前部设有过热器出汽口(52)，凝汽器(3)上设有凝汽器进汽口(31)；

过热器出汽口(52)通过输汽管连接汽轮机主进汽口(11)，汽轮机前出汽口(12)通过输汽管连接凝汽器进汽口(31)，汽轮机中出汽口(13)通过输汽管连接过热器进汽口(51)，燃烧器(4)的热辐射源正对过热器(5)后部的过热器进汽口(51)。

2.如权利要求1所述的饱和蒸汽汽轮发电机组的尾部除湿装置，其特征是：燃烧器(4)选用燃烧转炉煤气供热，燃烧器(4)的火焰作为热辐射源正对过热器(5)后部的过热器进汽口(51)。

3.如权利要求1或2所述的饱和蒸汽汽轮发电机组的尾部除湿装置的使用方法，其特征是：按如下步骤依次实施：

①作功：饱和蒸汽经汽轮机主进汽口(11)进入汽轮机(1)，推动汽轮机(1)叶轮旋转作功，汽轮机(1)叶轮带动汽轮机(1)输出轴进而带动发电机(2)转子转动，发电机(2)对外输出电能，饱和蒸汽作功后从汽轮机前出汽口(12)输出并经凝汽器进汽口(31)输入凝汽器(3)；

②加热：饱和蒸汽在汽轮机(1)内作功后温度下降湿度增大，作功后的蒸汽抽取部分从汽轮机中出汽口(13)输出并经过热器进汽口(51)输入过热器(5)，燃烧器(4)的热辐射源对从汽轮机(1)输入过热器(5)的蒸汽实施加热，将蒸汽加热至过热状态；

③混合：过热蒸汽从过热器出汽口(52)输出并经经汽轮机主进汽口(11)进入汽轮机(1)，和汽轮机(1)内作功后的蒸汽混合，使蒸汽整体达到饱和，再度膨胀作功后输入凝汽器(3)。

4.如权利要求3所述的饱和蒸汽汽轮发电机组的尾部除湿装置的使用方法，其特征是：步骤②时，燃烧器(4)选用燃烧转炉煤气供热，燃烧器(4)的火焰作为热辐射源对从汽轮机(1)输入过热器(5)的蒸汽实施加热。

技术总结
本发明涉及非变容式机器或发动机的部件、零件或附件领域，具体为一种饱和蒸汽汽轮发电机组的尾部除湿装置及其使用方法。一种饱和蒸汽汽轮发电机组的尾部除湿装置，包括汽轮机(1)和发电机(2)，其特征是：还包括凝汽器(3)、燃烧器(4)和过热器(5)，过热器出汽口(52)连接汽轮机主进汽口(11)，汽轮机前出汽口(12)连接凝汽器进汽口(31)，汽轮机中出汽口(13)连接过热器进汽口(51)，燃烧器(4)的热辐射源正对过热器进汽口(51)。一种饱和蒸汽汽轮发电机组的尾部除湿装置的使用方法，其特征是：按如下步骤依次实施：①作功；②加热；③混合。本发明降低湿度，减少腐蚀，提高能源利用率。

技术研发人员：刘艳军;施国华
受保护的技术使用者：宝钢工程技术集团有限公司
技术研发日：2020.04.30
技术公布日：2020.08.25