[实用新型]一种利用蒸汽透平排出乏汽发电的装置

说明书

技术领域

本发明属于节能工程、余热利用技术领域，具体涉及一种利用蒸汽透平排出乏汽发电的装置。

背景技术

工业上通常首选水作为火力发电的热能工质，水加热变成高温高压（温度400～500℃，压力4～10MPa）水蒸汽，再通过蒸汽透平驱动发电机组进行发电，以达到将热能转换成电能的目的。在此过程中，蒸汽透平做功后排出的蒸汽，仍然含有大量的冷凝热 (即气化潜热)，但其压力通常小于0.1MPa，温度通常小于100℃，由于压力和温度太低，在上述压力和温度条件下，每公斤水中2253千焦的汽化潜热是无法继续使用的，属于低品质热能，故而称为“乏汽”。

目前，发电厂对于乏汽均没有再利用，通常是利用换热器将乏汽的冷凝热转移到冷却水里，然后再通过冷却塔将冷却水里的热量排入大气，所以其必然造成乏汽热能的浪费，这也是目前以煤为原料的发电机组，总能量转化效率只有35~40%的主要原因之一。

现有技术中，中国专利CN201606122U公开了一种余热发电系统，包括储液罐、加压泵、蒸发器、预热器、涡轮机、冷凝器；其中，蒸发器、预热器以及冷凝器均包括低温回路和高温回路，冷凝器包括冷凝器低温回路和高温回路。所述储液罐出口连接加压泵进口，加压泵出口连接蒸发器低温回路进口，而蒸发器高温回路则与余热热源相连接，蒸发器低温回路出口连接预热器高温回路进口，预热器高温回路的出口连接涡轮机进口，涡轮机动子连接发电机驱动发电机进行发电，涡轮机出口连接冷凝器高温回路的进口，冷凝器高温回路出口连接预热器低温回路的进口，冷凝器低温回路则连接冷却水，预热器低温回路的出口最后连接储液罐的进口，从而形成一个循环系统。

该技术中，在储液罐内设有低压液态工质，由于其采用的有机循环工质冷凝后的温度低于所述有机循环工质在蒸发器中的汽化温度，并且具有一定的温度差，所以该技术中必须设置预热器，这样从冷凝器出来的有机循环工质经预热器进行预热，然后再进入蒸发器中进行汽化，系统会复杂许多。

中国专利CN101709661A公开了另一种余热发电系统，该发电系统利用热能储存系统中储存的热能进行发电，该发电系统包括发电机、汽轮机、氨气轮机和吸收式热泵，所述多级热能储存系统向汽轮机输送蒸汽，汽轮机将热能转化为动力机械能，并带动发电机将机械能转化为电能；所述吸收式热泵采用氨－水作工质，将所述汽轮机出口末端蒸汽的低品质热能转化为较高品质热能，并由所述热能存储系统为所述热泵提供高品质驱动热源，使浓氨水混合溶液在高压下大量蒸发形成高压饱和氨气，驱动氨气轮机以将氨气产生的压力能转换为机械能，与汽轮机产生的机械能合并输出给发电机。

上述技术中，在将所述汽轮机出口末端蒸汽的低品质热能转化为较高品质热能过程中，同样需要采用预热装置对所述汽轮机出口末端蒸汽进行预热，系统结构同样复杂，大规模工业上很难实施。每小时几千吨的氨通过氨气轮机做工后要溶入水中，再用蒸汽加热氨水让氨蒸发形成高压蒸气几乎是不可能的。另外，采用氨水作为工质，容易对系统设备造成腐蚀。

申请人经过研究发现，只要选择适合的工质，即可以通过简单的系统实现对乏汽的利用，并且避免工质对系统设备造成腐蚀。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题是现有技术中的利用余热发电的装置没有考虑到可以利用介质的适宜选择，省去预加热器，而是对于所有工质都设置预加热器，增加了设备成本，并容易造成对系统设备造成腐蚀，进而提供一种通过选择适宜的工质、结构简单且不会腐蚀系统设备的利用蒸汽透平排出乏汽发电的装置。

    为了解决上述技术问题，本发明提供了一种利用蒸汽透平排出乏汽进行发电的装置，其包括液氨储罐、加压泵、蒸发器、透平和冷凝器；

    所述液氨储罐的进口与所述冷凝器的出口相连接，所述液氨储罐的出口通过加压泵与蒸发器的液氨进口相连接，所述蒸发器的液氨蒸汽出口与透平的进口相连接，所述透平的出口与所述冷凝器的进口相连接，形成一个闭合回路；

    所述蒸发器的加热回路与蒸汽透平的乏汽出口相连接。

所述蒸发器的冷凝水出口与蒸汽锅炉的进口连接，所述蒸汽锅炉的出口与所述蒸汽透平的蒸汽进口相连接。

    所述蒸发器内的温度为80～90℃，压力为3.5～5MPa。

所述蒸汽透平排出乏汽的压强为0.058－0.1MPa，温度为85－100℃。

所述液氨的循环流量为1800t/h。   

所述蒸发器的液氨蒸汽出口与透平的进口之间设置有过热器。

本发明的技术方案相比现有技术具有如下优点：