一种一体式集成发电系统技术方案

本发明专利技术公开了一种一体式集成发电系统，属于余热发电技术领域。本发明专利技术包括安装在底盘上的汽轮发电机组、空冷器、水箱和给水泵，所述的汽轮发电机组安装在底盘的一角，该汽轮发电机组一端与蒸汽进入管道相连，另一端与蒸汽排出管道相连；蒸汽排出管道与安装在底盘长度方向上的空冷器相连，该空冷器下方为水箱，所述的水箱与给水泵相连，该给水泵位于汽轮发电机组的同一侧，给水泵将水箱内的水通过排水管道的排水口排出，且该排水口与蒸汽进入管道的蒸汽进入口设置在同一侧。本发明专利技术通过对余热发电系统的各部件的安装位置、结构设计以及设备选型进行优化，设计出集成度小的余热发电系统，实现高效、快速发电。

【技术实现步骤摘要】
一种一体式集成发电系统
本专利技术涉及蒸汽发电
，更具体地说，涉及一种一体式集成发电系统。
技术介绍
蒸汽是钢铁冶金、化工等企业生产和生活必须的能源。根据对部分大中型企业的统计，蒸汽能耗占钢铁企业总能耗的10％左右，可回收利用的余热蒸汽量大。因此，优化蒸汽系统，提高余热蒸汽的回收利用率，将对企业的整体节能发挥重要作用。近年来，为了回收余热和节约能源，钢铁等企业加大了余热蒸汽的回收和高效利用力度，但整个回收利用系统效率普遍偏低，与国外先进水平相比存在较大差距。现有技术中钢铁等企业新建了部分蒸汽发电项目，这些项目大多采用发电效率低的传统型汽轮发电机组，需要设计齿轮传动机构、润滑系统等，系统较为复杂，土建及安装工程量大，且为固定式，灵活性差。因此，设计制造一种效率高、体积小、安装方便、运输快捷的整体发电装置，是余热蒸汽发电领域中的一个研究方向。经检索，中国专利号：ZL201721877851.X，授权公告日：2018年7月24日，专利技术创造名称：一体化闭式余热蒸汽轮机机组，该申请案包括提供给水的储水罐、水泵、余热锅炉、蒸汽轮机和冷凝器；所述储水罐中的水由所述水泵压缩提高压力后输送至所述余热锅炉中，所述余热锅炉利用所述高温烟气的余热与经水泵提高压力的水进行热交换，蒸发形成高压水蒸气，所述高压水蒸气进入所述蒸汽轮机内膨胀做功后进入冷凝器形成液态水，回到储水罐；所述储水罐、水泵、余热锅炉、蒸汽轮机和冷凝器固定组装在集装箱内；所述余热锅炉和蒸汽轮机在集装箱的一侧，所述储水罐、水泵和冷凝器在集装箱的另一侧。又如，中国专利申请号：201410638058.9，申请公布日2015年3月25日，专利技术创造名称：一种新型集成与节能型热力系统，该申请案由余热锅炉、汽轮机、发电机、冷凝器、除氧水箱、凝结泵和锅炉给水泵组成；余热锅炉通过蒸汽管道与汽轮机进汽口相连；汽轮机与发电机水平轴相连；汽轮机出汽口通过管道与冷凝器进汽口相连；冷凝器出水口通过管道与除氧水箱进水口相连；除氧水箱出水口通过管道与凝结泵进水口相连；凝结泵出水口通过管道与锅炉给水泵进水口相连；锅炉给水泵出水口通过管道与余热锅炉进水口相连。上述两件对比专利都利用余热锅炉产生的蒸汽进行发电，并且两个对比文件都对各部件进行布局，其中对比文件1中通过将余热蒸汽轮机机组中的各部件安装进行合理布局，对比文件2将冷凝系统与真空除氧系统等进行集成，都简化了余热发电的热力系统工艺和设备，但两件对比文件都存在汽轮机和发电机不是共轴直连方式，需要配套齿轮箱、油系统等辅助设备，使得整个系统占用空间大；此外，冷凝器采用水冷形式，需要配套循环水泵、冷却塔、真空泵等设备，系统结构设计相对复杂。
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题本专利技术的目的在于克服现有技术中余热发电系统占用空间大的问题，提供了一种一体式集成发电系统，本专利技术通过对余热发电系统的各部件的安装位置、结构设计以及设备选型进行优化，设计出集成度小的余热发电系统。2.技术方案为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：本专利技术的一种一体式集成发电系统，包括安装在底盘上的汽轮发电机组、空冷器、水箱和给水泵，所述的汽轮发电机组安装在底盘的一角，该汽轮发电机组一端与蒸汽进入管道相连，另一端与蒸汽排出管道相连；蒸汽排出管道与安装在底盘长度方向上的空冷器相连，该空冷器下方为水箱，所述的水箱与给水泵相连，该给水泵位于汽轮发电机组的同一侧，给水泵将水箱内的水通过排水管道的排水口排出，且该排水口与蒸汽进入管道的蒸汽进入口设置在同一侧。作为本专利技术的更进一步改进，所述的汽轮发电机组包括汽轮机和发电机，该汽轮机采用向心汽轮机，其叶轮与发电机转子通过竖直设置的拉杆相连。作为本专利技术的更进一步改进，所述的汽轮机的侧壁设置有汽轮机进汽口，该汽轮机进汽口与蒸汽进入管道相连，且汽轮机进汽口与排水口的朝向相反；汽轮机的垂直向上设有汽轮机排汽口，该汽轮机排汽口与蒸汽排出管道相连。作为本专利技术的更进一步改进，所述的发电机为永磁同步发电机，并采用磁悬浮轴承控制，该发电机与冷却风机相连。作为本专利技术的更进一步改进，所述的蒸汽排出管道与两个支管想通，该支管与空冷器相连通。作为本专利技术的更进一步改进，所述的空冷器采用翅片管式空冷器，并在空冷器的侧边设有两台风机，该空冷器位于风机与汽轮发电机组之间。作为本专利技术的更进一步改进，所述的风机设置在框架内，并通过框架上的安装板进行固定。作为本专利技术的更进一步改进，所述的给水泵采用往复泵，并在其出口处设有阻尼器。专利技术人在最初设计时，采用体积相对较小、性能较为稳定的离心泵，但经过使用发现，离心泵会产生气蚀，水在里面循环，靠的是离心力的作用，必然要求有一个最低的气蚀余量，不能在泵与叶轮之间出现真空，出现真空空气会发生爆炸，水就会不停地往空穴里走，会使离心泵的叶片损坏，所以对其有个硬性要求，就必须有个气蚀余量，经过核算，这个气蚀余量达到3米，3米就意味着水泵与空气之间净距离达到3米，这就导致其他部分无法排布，难以满足空间布局要求。同样的，当采用转子泵时，也存在一系列问题。本专利技术所采用的高压往复泵，克服了气蚀余量问题，但经过后期实验发现，采用高压往复泵供水的流量和压力在可能会产生波动，作为优选，在往复泵的出口端，加一个阻尼器，泵在出进的时候会有一个产生流量波动，通过阻尼器进行平衡。3.有益效果采用本专利技术提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：(1)本专利技术所述的一种一体式集成发电系统，其汽轮发电机组安装在底盘的一角，且该汽轮发电机组一端与蒸汽进入管道相连，另一端与蒸汽排出管道相连；蒸汽排出管道与安装在底盘长度方向上的空冷器相连，该空冷器下方为水箱，水箱与给水泵相连，给水泵位于汽轮发电机组的同一侧，给水泵将水通过排水管道的排水口排出，且该排水口与蒸汽进入管道的蒸汽进入口设置在同一侧，该系统中的各部件通过合理的布局，集中在一块底盘上，组成一体式系统进行发电，整个系统的占用空间小，集成度高，方便移动。(2)本专利技术所述的一种一体式集成发电系统，其汽轮机的一侧边设置有汽轮机进汽口，并在汽轮机的垂直向上设置有汽轮机排汽口，且该汽轮机的叶轮与发电机转子通过竖直设置的拉杆相连，使两者共轴直连，该结构设计与传统的卧式发电机组相比，一方面大大降低了汽轮发电机组的占用空间，并减少配套齿轮箱、油系统等辅助设备，降低生产成本，另一方面采用立式布置，侧面进汽、垂直向上排汽，叶轮所受的重力方向与发电机的轴方向相同，力学性能更加稳定，发电效率更高。(3)本专利技术所述的一种一体式集成发电系统，其汽轮机采用向心汽轮机，发电机为永磁同步发电机，并采用磁悬浮轴承控制，蒸汽在汽轮机中膨胀做功，使得汽轮机的叶轮高速旋转，转速可达到62000rpm以上，进而使得发电效率达到95％以上；为了确保发电机本体发热量及时有效地冷却，在发电机上连接有冷却风机，能够及时的对发电机进行冷却。(4)本专利技术所述的一种一体式集成发电系统，其蒸汽排出管道上设有两个支管，该支管与空冷器相连，通过两个支管将发电后的蒸汽均匀的输送至空冷器中，增强空冷器对蒸汽的冷凝效果；此外，空冷器采用翅片管式空冷器，且设有两台变频风机，能够根据空冷器内部发出的压力和温度信号自动调节风机转速以满足冷却工艺要求。(5)本专利技术所述的一种一体式集成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种一体式集成发电系统，其特征在于：包括安装在底盘(100)上的汽轮发电机组(300)、空冷器(400)、水箱(500)和给水泵(600)，所述的汽轮发电机组(300)安装在底盘(100)的一角，该汽轮发电机组(300)一端与蒸汽进入管道(202)相连，另一端与蒸汽排出管道(203)相连；蒸汽排出管道(203)与安装在底盘(100)长度方向上的空冷器(400)相连，该空冷器(400)下方为水箱(500)，所述的水箱(500)与给水泵(600)相连，该给水泵(600)位于汽轮发电机组(300)的同一侧，给水泵(600)将水箱(500)内的水通过排水管道(601)的排水口(602)排出，且该排水口(602)与蒸汽进入管道(202)的蒸汽进入口(201)设置在同一侧。

【技术特征摘要】
1.一种一体式集成发电系统，其特征在于：包括安装在底盘(100)上的汽轮发电机组(300)、空冷器(400)、水箱(500)和给水泵(600)，所述的汽轮发电机组(300)安装在底盘(100)的一角，该汽轮发电机组(300)一端与蒸汽进入管道(202)相连，另一端与蒸汽排出管道(203)相连；蒸汽排出管道(203)与安装在底盘(100)长度方向上的空冷器(400)相连，该空冷器(400)下方为水箱(500)，所述的水箱(500)与给水泵(600)相连，该给水泵(600)位于汽轮发电机组(300)的同一侧，给水泵(600)将水箱(500)内的水通过排水管道(601)的排水口(602)排出，且该排水口(602)与蒸汽进入管道(202)的蒸汽进入口(201)设置在同一侧。2.根据权利要求1所述的一种一体式集成发电系统，其特征在于：所述的汽轮发电机组(300)包括汽轮机(302)和发电机(305)，该汽轮机(302)采用向心汽轮机，其叶轮(307)与发电机转子(309)通过竖直设置的拉杆(308)相连。3.根据权利要求2所述的一种一体式集成发电系统，其特征在于：所述的汽轮机(302)的侧壁设置有汽轮机进汽口(303)，该...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁毅，史德明，包自力，吴海彤，许朋，刘长青，刘勇，徐玉林，王飞，彭劲，张黎，张欣沛，
申请(专利权)人：安徽欣创节能环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34