一种乏汽机械压缩再利用的装置和方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种乏汽机械压缩再利用的装置和方法。
【背景技术】
[0002]目前，工业生产有些过程中大量使用蒸汽，在火电厂、化工厂、轮胎厂等高耗能环境大量使用蒸汽，乏汽再生的难度大，凝气散热巨大，浪费热量、效率低，以火电厂朗肯循环为例，蒸汽汽化膨胀后只做功一次，就进入散热冷凝过程，散热量大，浪费严重。实现蒸汽直接利用的常用方法是机械再压缩，由于工作过程中需要消耗机械能，通过直观的能量守恒定律分析，采用这种技术来实现蒸汽再循环并不科学。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是提供一种乏汽机械压缩再利用的装置和方法，采用超临界高压蒸汽的部分能量推动膨胀机做功，带动压缩机将低压乏汽再压缩成中压乏汽直接利用;并改进冷凝器，实现凝结热被乏汽直接吸收循环利用；同时产生少量冷凝水满足超临界高压锅炉的用水需求，系统的实现蒸汽乏汽直接再生利用。
[0004]为解决上述技术问题，本发明提供一种乏汽机械压缩再利用装置，包括涡旋发生器、冷凝器、高压水栗、高压锅炉、汽轮机、压缩机、射流栗，所述涡旋发生器的输入端连接乏汽入口，涡旋发生器的输出端分别和低温乏汽管、高温乏汽管连接，节流阀的一端和低温乏汽管连接，节流阀的另一端连接节流低温乏汽管，冷凝器的一端分别和节流低温乏汽管、不凝气排气头连接，冷凝器的另一端分别连接冷凝水管、再生乏汽管，高压水栗的一端连接冷凝水管，高压水栗的另一端连接高压锅炉，高压锅炉的另一端通过超临界蒸汽管连接汽轮机，汽轮机通过中压驱动蒸汽入口与射流栗连接，汽轮机的另一端通过转轴连接压缩机，压缩机的一端连接再生乏汽管，压缩机的另一端通过低压汽入口与射流栗连接，射流栗的另一端和再生中压蒸汽出口连接。
[0005]优选的是所述中压蒸汽出口的一端和射流栗连接，压蒸汽出口的另一端连接汽轮发电机组。
[0006]上述方案中优选的是，所述汽轮发电机组通过管路连接乏汽入口。
[0007]本发明还提供一种乏汽机械压缩再利用的方法，乏汽进入涡旋发生器后一分为二变成高温乏汽和低温乏汽，低温乏汽进入冷凝器的管束，高温乏汽进入冷凝器空腔，进入冷凝器管束的低温乏汽吸收冷凝器空腔中的高温乏汽的部分热量，使得部分高压乏汽冷凝成冷凝水，冷凝水进入加热装置后产生超临界蒸汽，超临界蒸汽进入汽轮机膨胀做功输出动力带动压缩机做功，做功之后的超临界蒸汽压力降低并进入射流栗，带动由压缩机做功后压力上升的乏汽一起合成可供利用的再生乏汽并推动汽轮发电机组做功发电，发电之后乏汽再次进入涡旋发生器循环利用。
[0008]优选的是，所述加热装置为高压锅炉。
[0009]本发明的上述技术方案的有益效果如下:提供一种乏汽机械压缩再利用装置和方法，包括涡旋发生器、冷凝器、高压水栗、高压锅炉、汽轮机、压缩机、射流栗，所述涡旋发生器的输入端连接乏汽入口，涡旋发生器的输出端分别和低温乏汽管、高温乏汽管连接，节流阀的一端和低温乏汽管连接，节流阀的另一端连接节流低温乏汽管，冷凝器的一端分别和节流低温乏汽管、不凝气排气头连接，冷凝器的另一端分别连接冷凝水管、再生乏汽管，高压水栗的一端连接冷凝水管，高压水栗的另一端连接高压锅炉，高压锅炉的另一端通过超临界蒸汽管连接汽轮机，汽轮机通过中压驱动蒸汽入口与射流栗连接，汽轮机的另一端通过转轴连接压缩机，压缩机的一端连接再生乏汽管，压缩机的另一端通过低压汽入口与射流栗连接，射流栗的另一端和再生中压蒸汽出口连接，采用超临界高压蒸汽的部分能量推动膨胀机做功，带动压缩机将低压乏汽再压缩成中压乏汽直接利用;并改进冷凝器，实现凝结热被乏汽直接吸收循环利用；同时产生少量冷凝水满足超临界高压锅炉的用水需求，系统的实现蒸汽乏汽直接再生利用。
【附图说明】
[0010]
图1为本发明的一种乏汽机械压缩再利用装置的一实施例整体结构示意图。
[0011]图2为本发明的一种乏汽机械压缩再利用装置的另一实施例整体结构示意图。
[0012][1、涡旋发生器;2、冷凝器;3、高压水栗;4、高压锅炉;5、汽轮机；，6、压缩机;7、射流栗;8、不凝气排气头;9、节流阀；10、乏汽入口； 11、低温乏汽管；12、节流低温乏汽管；13、高温乏汽管；14、冷凝水管；15、再生乏汽管；16、低压汽入口； 17、超临界蒸汽管；18、中压驱动蒸汽入口； 19、再生中压蒸汽出口； 20、汽轮发电机组。]
【具体实施方式】
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0013]实施例1
如图1所示，本发明提供一种乏汽机械压缩再利用装置，包括涡旋发生器1、冷凝器2、高压水栗3、高压锅炉4、汽轮机5、压缩机6、射流栗7，所述涡旋发生器1的输入端连接乏汽入口10，涡旋发生器1的输出端分别和低温乏汽管11、高温乏汽管13连接，节流阀9的一端和低温乏汽管11连接，节流阀9的另一端连接节流低温乏汽管12，冷凝器2的一端分别和节流低温乏汽管12、不凝气排气头8连接，冷凝器2的另一端分别连接冷凝水管14、再生乏汽管15，高压水栗3的一端连接冷凝水管14，高压水栗3的另一端连接高压锅炉4，高压锅炉4的另一端通过超临界蒸汽管17连接汽轮机5，汽轮机5通过中压驱动蒸汽入口 18与射流栗7连接，汽轮机5的另一端通过转轴连接压缩机6，压缩机6的一端连接再生乏汽管15，压缩机6的另一端通过低压汽入口 16与射流栗7连接，射流栗7的另一端和再生中压蒸汽出口 19连接，中压蒸汽出口 19的一端和射流栗7连接，压蒸汽出口 19的另一端连接汽轮发电机组20。
[0014]本发明进一步优化的技术方案，所述汽轮发电机组20通过管路连接乏汽入口10。
[0015]本发明的一种乏汽机械压缩再利用装置各个部件的工作过程和原理如下，涡旋发生器1对带有一定余压的乏汽使得涡旋发生器内部形成高速的气体蒸汽漩涡，气旋中心压力下降、温度下降；气旋外侧由于离心作用压力升高、温度上升，将气旋中心和外侧气体分别引出，从而变成温度更高的高温乏汽和温度更低的低温乏汽;冷凝器2包括冷凝空腔和管束;高压水栗3产生10-30兆帕的水压输出；高压锅炉4产生10兆帕以上的蒸汽输出；输入汽轮机5的蒸汽压力在超临界状态为10-30兆帕，输出时压力为3-5兆帕;汽轮机5通过转轴连接压缩机6，压缩机6对乏汽进行机械再压缩，使乏汽从0.15兆帕升压变为1-3兆帕的压力；射流栗7通过驱动温度相对较高的蒸汽气流带动压力较低的气流形成混合的中温中压的气流;不凝气排气头8将冷凝器中混合的不凝气体排出；节流阀9用于调整通过涡旋发生器1过来的冷蒸汽和热蒸汽比例，节流阀9也用于调节平衡冷热蒸汽的压力，同时为冷凝器2的管束提供蒸汽，由于节流阀9的节流作用并在压缩机6的负压吸引的情况下，进入冷凝器2