阅读说明：本技术 一种工业余热回收高效发电方法及其系统 (Industrial waste heat recovery efficient power generation method and system ) 是由 侯宾才 刘亚雷 陈慧 管晓东 于 2021-04-02 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种工业余热回收高效发电方法及其系统,属于工业余热回收利用技术领域。本发明采用再热技术,将低压蒸汽送至余热锅炉再热器再热提高温度,然后将再热蒸汽送入汽轮机低压缸继续膨胀做功变为乏汽。与现有技术相比,本发明汽轮机低压缸内效率提高,可提高发电量,系统发电效率可进一步提高6～10%左右；同时,因再热蒸汽过热度提高,汽轮机低压缸排汽干度高,汽轮机末级叶片腐蚀风险降低,也提高了汽轮机的安全性。因此,本发明无论是在效率上还是在安全性上都相对于现有技术具有明显的进步。(The invention discloses an industrial waste heat recovery high-efficiency power generation method and a system thereof, belonging to the technical field of industrial waste heat recovery and utilization. The invention adopts a reheating technology, low-pressure steam is sent to a reheater of a waste heat boiler to be reheated and the temperature is raised, and then the reheated steam is sent to a low-pressure cylinder of a steam turbine to be continuously expanded and work is changed into dead steam. Compared with the prior art, the efficiency in the low-pressure cylinder of the steam turbine is improved, the generated energy can be improved, and the generating efficiency of the system can be further improved by about 6-10%; meanwhile, because the superheat degree of the reheated steam is improved, the dryness of the discharged steam of the low-pressure cylinder of the steam turbine is high, the corrosion risk of the last-stage blade of the steam turbine is reduced, and the safety of the steam turbine is also improved. Thus, the present invention represents a significant advance over the prior art, both in efficiency and safety.)

一种工业余热回收高效发电方法及其系统

技术领域

本发明属于工业余热回收利用技术领域，更准确地说本发明涉及一种工业余热回收高效发电方法及其系统。

背景技术

工业余热资源作为工业常出现的能量形式，对其回收利用是响应国家环保政策，实现节能减排的重要手段。一般而言，在余热利用中，对于汽轮机组存在的最大的问题是：主蒸汽温度较低，过热度不高，排汽湿度难以控制，汽轮机安全性难以保证。

再热，是指将在汽轮机高压级中做功过后的乏汽，引人锅炉再热器进行再次吸热，提升蒸汽温度，将高温蒸汽通人汽轮机低压级次中继续做功。采用再热技术是提高蒸汽循环效率的有效手段，大型火力发电站均采用了再热技术，部分火力发电站甚至采用了二次再热技术。随着汽轮机技术的发展以及各方对汽轮机经济效率的不断追求，近年来，越来越多的100MW以下机组也开始采用再热技术。

因此，亟需开发一种适合工业余热回收领域的高效再热式余热回收发电方法，以实现余热资源最大限度利用。

发明内容

本发明的目的是解决现有余热利用技术中排汽湿度难以控制的问题，提供了一种再热式的余热回收发电方法及其系统。

具体地说，本发明具体采用以下技术方案，一种工业余热回收高效发电方法，通过余热加热高压过热器、低压再热器、蒸发设备和省煤器，并通过汽轮机驱动发电机发电，步骤如下：高压过热器加热产生的高压过热蒸汽，通过蒸汽管道输入汽轮机高压缸膨胀做功后变为低压蒸汽；将低压蒸汽送至低压再热器再热提高温度，然后将再热蒸汽送入汽轮机低压缸继续膨胀做功变为乏汽；低压缸排出的乏汽被排入凝汽器中放热凝结为水，由给水泵依次送入省煤器、蒸发设备加热后转化为饱和蒸汽；饱和蒸汽进入高压过热器加热产生高压过热蒸汽，然后重复以上过程。

上述技术方案的进一步特征在于：所述低压缸排出的乏汽被排入凝汽器中放热凝结为水后，先进行预热与除氧，然后再由给水泵送入省煤器。

上述技术方案的进一步特征在于：循环冷却水泵将冷却水通过冷却水管泵入凝汽器吸收后，再通过冷却水管排出进行冷却得到冷却水以循环利用。

上述技术方案的进一步特征在于：所述蒸发设备为蒸发器或膜式壁。

上述技术方案的进一步特征在于：所述汽轮机高压缸和低压缸采用同轴连接。

上述技术方案的进一步特征在于：所述汽轮机高压缸和低压缸为同一缸体，由中间隔板分开。

上述技术方案的进一步特征在于：所述汽轮机低压缸做功之后的乏汽湿度不超过6%。

本发明同时公开了一种余热回收发电系统，包括汽轮机1、发电机2、凝汽器3和给水泵9，所述汽轮机1驱动发电机2发电，还包括高压过热器14、低压再热器13、蒸发设备和省煤器10，所述高压过热器14、低压再热器13、蒸发器12和省煤器10通过余热加热；高压过热器14出口与汽轮机1的高压缸进气口相连，所述高压缸排气口和低压再热器13进口相连，所述低压再热器13出口和汽轮机1的低压缸进气口相连；所述汽轮机1低压缸出气口与凝汽器3相连，凝汽器3的出水经给水泵9出口与省煤器10入口相连，经省煤器10、蒸发设备加热后的水转换为饱和蒸汽进入高压过热器14。

上述技术方案的进一步特征在于：所述蒸发设备为蒸发器或膜式壁。

本发明的有益效果如下：本发明采用再热技术，汽轮机低压缸内效率提高，可提高发电量，系统发电效率可进一步提高6~10%左右；同时，因再热蒸汽过热度提高，汽轮机低压缸排汽干度高，汽轮机末级叶片腐蚀风险降低，也提高了汽轮机的安全性。因此，本发明无论是在效率上还是在安全性上都相对于现有技术具有明显的进步。

附图说明

图1为实施例1的余热回收高效发电系统流程图；

图2为实施例2的余热回收高效发电系统流程图；

上述图中，1-汽轮机；1a-高压缸排气口；1b-低压缸进气口；2-发电机；3-凝汽器；4-循环冷却水泵；5-冷却塔；6-凝结水泵；7-轴封加热器；8-除氧器；9-给水泵；10-省煤器；11-汽包；12-蒸发器；13-低压再热器；14-高压过热器；15-余热锅炉；16-膜式壁；17-垃圾焚烧炉。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

图1是本发明用于玻璃窑余热回收利用的一种实施方式，其系统主要包括汽轮机1、发电机2、凝汽器3、循环冷却水泵4、冷却塔5、凝结水泵6、轴封加热器7、除氧器8、给水泵9及余热锅炉15等，其主要工作过程如下：

（1）玻璃窑烟气进入余热锅炉15，依次经过余热锅炉15中的高压过热器14、低压再热器13、蒸发器12以及省煤器10并加热其中工质；汽轮机1驱动发电机2发电；

（2）由给水泵9来的冷水进入省煤器10预热后输入汽包11，然后通过下降管进入蒸发器12，水在蒸发器内加热成饱和蒸汽，再通过上升管进入汽包11；

（3）饱和蒸汽从汽包11输出后进入高压过热器14加热产生高压过热蒸汽；

（4）高压过热蒸汽通过蒸汽管道输入汽轮机1高压缸，膨胀做功后变为低压蒸汽；

（5）将低压蒸汽由高压缸排气口1a输出，送至低压再热器13再热提高温度，然后将再热蒸汽经低压缸进气口1b送入汽轮机1低压缸，继续膨胀做功变为乏汽；

（6）将汽轮机1低压缸排出的乏汽排入凝汽器3中放热凝结为水；循环冷却水泵4将冷却塔5的水池中的冷却水通过冷却水管泵入凝汽器3吸收后，再通过冷却水管排往冷却塔5进行冷却，经过冷却的水最后回到水池循环利用；

（7）凝汽器3经凝结水泵6的水至轴封加热器7预热，然后再进入除氧器8除氧后，由给水泵9送入省煤器10预热，然后重复上述过程。

本实施例中汽轮机高压缸和低压缸可采用同轴连接，也可为同一缸体，由中间隔板分开。因再热蒸汽过热度提高，经汽轮机低压缸做功之后的乏汽湿度不超过6%，汽轮机末级叶片腐蚀风险降低，显著提高了汽轮机的安全性。因汽轮机1低压缸内效率提高，可进一步提高发电机2的发电量。

实施例2：

图2是本发明用于垃圾焚烧余热回收利用的一种实施方式，同实施例1类似，其系统主要包括汽轮机1、发电机2、凝汽器3、循环冷却水泵4、冷却塔5、凝结水泵6、轴封加热器7、除氧器8、给水泵9及垃圾焚烧炉17等，其主要工作过程如下：

（1）垃圾在垃圾焚烧炉17中焚烧产生高温烟气，依次经过膜式壁16、低压再热器13、高压过热器14以及省煤器10并加热其中工质；汽轮机1驱动发电机2发电；

（2）由给水泵9来的冷水进入省煤器10预热后输入汽包11，然后通过下降管进入膜式壁16，水在膜式壁16内加热成饱和蒸汽，再通过上升管进入汽包11；

（3）饱和蒸汽从汽包11输出后进入高压过热器14加热产生高压过热蒸汽；

（4）高压过热蒸汽通过蒸汽管道输入汽轮机1高压缸，膨胀做功后变为低压蒸汽；

（5）将低压蒸汽由高压缸排气口1a输出，送至低压再热器13再热提高温度，然后将再热蒸汽经低压缸进气口1b送入汽轮机1低压缸，继续膨胀做功变为乏汽；

（6）将汽轮机1低压缸排出的乏汽排入凝汽器3中放热凝结为水；循环冷却水泵4将冷却塔5的水池中的冷却水通过冷却水管泵入凝汽器3吸收后，再通过冷却水管排往冷却塔5进行冷却，经过冷却的水最后回到水池循环利用；

（7）凝汽器3经凝结水泵6的水至轴封加热器7预热，然后再进入除氧器8除氧后，由给水泵9送入省煤器10预热，然后重复上述过程。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但实施例并不是用来限定本发明的。在不脱离本发明之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。