[发明专利]一种提高蒸汽发电效率的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及热处理及设备技术领域，具体为一种提高蒸汽发电效率的装置及方法。

背景技术

在工业生产中，使用着各种窑炉，会产生大量的余热，将这些余热利用起来可以节省大量能源，目前余热利用的最好方法就是生产余热蒸汽，使用余热蒸汽可以采暖、真空冶炼、发电等，但是余热蒸汽的温度压力比较低，在真空冶炼、发电等场合使用效果不稳定、效率低下，从而大都用在少量采暖上，这就使得低温低压余热蒸汽的适用场合非常有限，低温低压余热蒸汽不能广泛应用，大量的余热就得不到利用白白浪费。

而在余热发电上，不仅节能，还有利于环境保护，蒸汽动力发电一般是通过蒸汽机和汽轮机的蒸汽动力循环将蒸汽热能转换为机械能，其工质的状态变化过程是按郎肯循环进行的，且为了提高郎肯循环的热效率，需要提高进入蒸汽动力装置的蒸汽初参数，即提高初始蒸汽压力及温度，所以现代大容量的蒸汽动力装置的初参数毫无例外地都是高温、高压的，然而产生高温、高压蒸汽必须要有高温热源，其又主要是采用燃料燃烧才能满足要求的，而通过燃料燃烧的话，其燃料消耗大，成本比较高，以及用余热作为热源产生余热蒸汽，按郎肯循环运行热效率相当低，因此，如何有效利用余热蒸汽发电是摆在我们面前的重大课题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种提高蒸汽发电效率的装置，其不仅可以用低温低压蒸气提高蒸汽发电效率，成本低，节能环保，而且能使余热蒸汽的应用范围进一步扩大，解决低品位热能利用的问题，本发明还提供了一种提高蒸汽发电效率的方法。

其技术方案是这样的：一种提高蒸汽发电效率的装置，其特征在于，其包括蒸汽混合器、汽轮机、发电机、热交换器、压缩机，所述蒸汽混合器的进口通过蒸汽管道与余热蒸汽源连接，所述蒸汽混合器的出口通过所述蒸汽管道与所述汽轮机蒸汽进口连接，所述蒸汽混合器的蒸汽混合口通过所述蒸汽管道与所述压缩机的压缩蒸汽出口连接；所述汽轮机的蒸汽出口通过所述蒸汽管道与所述热交换器的低压蒸汽进口连接，所述汽轮机与发电机之间通过传动轴连接，所述热交换器的低压蒸汽出口通过所述蒸汽管道与所述压缩机的低压蒸汽进口连接，所述热交换器的加热蒸汽进口通过所述蒸汽管道与所述压缩机的压缩蒸汽出口连接，所述热交换器的下部底端开有凝结水口，并通过管道与外部连接。

一种提高蒸汽发电效率的方法，其特征在于，其包括以下步骤：

（1）、余热蒸汽通过蒸汽管道进入蒸汽混合器与从压缩机出来的一部分压缩蒸汽混合；

（2）、混合后的蒸汽进入汽轮机，在所述汽轮机中混合蒸汽的部分热能转换为机械能，带动发电机发电；

（3）、作了功的所述混合蒸汽以较低的流速进入热交换器后，所述混合蒸汽与直接进入的从压缩机出来的一部分压缩蒸汽通过所述热交换器的换热管进行间接热交换，吸收热量，然后进入所述压缩机进行压缩，压缩后的蒸汽升温升压；从所述压缩机出来的另一部分压缩蒸汽进入所述蒸汽混合器中重新与所述余热蒸汽混合，并重复上述步骤循环工作；

（4）、从所述压缩机出来的一部分压缩蒸汽，在进入所述热交换器后，与从所述汽轮机中作了功的所述混合蒸汽进行间接热交换，放出大量显热和汽化潜热，其最后成为凝结水，并从凝结水口排出。

本发明的有益效果是，余热蒸汽与压缩机出来的一部分压缩蒸汽混合，其部分热能在汽轮机内转换为机械能，可带动发电机发电；而后作了功的混合蒸汽压力及温度下降，并进入热交换器与从压缩机出来的压缩蒸汽进行间接热交换，其一部分蒸汽温度低吸收热量，然后进入压缩机增压，压力及温度都有所上升，热电转换效率得到大幅度提高，其另一部分蒸汽温度高放出热量，由于放出大量显热和汽化潜热，该蒸汽最终变成凝结水排放；以及热交换器中进入压缩机增压后的蒸汽一部分进入蒸汽混合器与余热蒸汽混合工作，混合后的蒸汽继续在汽轮机内膨胀作功，另一部分进入热交换器与作功后温度下降的混合蒸汽进行间接热交换，从而有效利用了从压缩机排出的压缩蒸汽，节省了余热蒸汽用量，且经过转换可以使用各种品位的蒸汽，大量的余热得到了充分利用，从而扩大了适用范围，节能效果明显。

附图说明

图1是本发明的工艺流程示意图。

具体实施方式