一种利用异步发电机的小型余热发电系统技术方案

本实用新型专利技术涉及发电设备领域，尤其是一种利用异步发电机的小型余热发电系统，包括余热输送管道、蒸发器、低热输出管道、蓄热箱、调压阀、透平、异步发电机、冷凝器和低沸点介质存储罐，蒸发器通过管道与蓄热箱相连，且蒸发器与蓄热箱之间设置有安全阀，蓄热箱包括箱体，箱体的内壁设置有内保温层，外壁设置有外保温层，蓄热箱通过蒸汽管与蒸发器相连，调压阀设置于蒸汽管上，透平的转轴与异步发电机的转子相连；透平通过管道与冷凝器相连，冷凝器与低沸点介质存储罐相连，低沸点介质存储罐通过循环管与蒸发器相连，循环管上设置有循环泵。本系统，运行、维护的成本低，适用于功率小于3MW的发电机组。

【技术实现步骤摘要】
一种利用异步发电机的小型余热发电系统
本技术涉及发电设备领域，尤其是一种利用异步发电机的小型余热发电系统。
技术介绍
余热发电必须坚持以热定电,也就是说应根据生产用热的余压量或生产过程中产生的余热量来决定发电量,以供热和余热利用为主,发电为辅。排空发电或添加辅助燃料来发电既不经济而且会对环境造成污染,这就失去了余热发电的意义。在钢铁、石油化工、建材、水泥、制糖等行业中，有大量低品位余热，包括低品位烟气、蒸汽和热水等，这些热量品位低、数量大、分布较散，基本不能为生产再利用。各行业专家及有关科研机构为了有效回收可资利用的余热资源，进一步就余热回收发电领域进行积极的探索、研究，相继开发出了纯低温余热发电技术及相配套的汽轮机研发、设计、应用技术。在小于3MW的余热发电项目中，大部分发电公司仍然需用交流同步发电机。致使电站投资费用高、同期麻烦、并网存在冲击电网的潜在危险，并有电环,电刷,转子励磁绕组,因此维护及运行费用高。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种利用异步发电机的小型余热发电系统，降低发电机的维护和运行成本。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种利用异步发电机的小型余热发电系统，包括余热输送管道、蒸发器、低热输出管道、蓄热箱、调压阀、透平、异步发电机、冷凝器和低沸点介质存储罐，所述余热输送管道、蒸发器和低热输出管道依次相连，所述蒸发器通过管道与蓄热箱相连，且蒸发器与蓄热箱之间设置有安全阀，所述蓄热箱包括箱体，箱体的内壁设置有内保温层，外壁设置有外保温层，所述蓄热箱通过蒸汽管与蒸发器相连，所述调压阀设置于蒸汽管上，所述透平的转轴与异步发电机的转子相连；所述透平通过管道与冷凝器相连，所述冷凝器与低沸点介质存储罐相连，所述低沸点介质存储罐通过循环管与蒸发器相连，所述循环管上设置有循环泵。进一步地，所述蓄热箱与调压阀之间的蒸汽管上设置有滤汽器，所述滤汽器的排液口与低沸点介质存储罐相连。进一步地，所述蓄热箱的底部设置有排液管，所述排液管与低沸点介质存储罐相连通，所述排液管上设置有排液阀。进一步地，所述冷凝器包括筒体，所述筒体的两端设置有封板，所述筒体内设置有冷凝管，所述冷凝管的外壁设置有多个轴向的换热翅片，筒体的底部设置有冷却液喷淋管，底部设置有冷却液排出管，所述冷却液喷淋管和冷却液排出管均与一冷却液存储箱相连，且所述冷却液喷淋管上设置有喷淋泵。进一步地，所述外保温层和内保温层均为陶瓷保温层。本技术的有益效果是：采用异步发电机发电，异步发电机并网运行无需专门的励磁装置,但需从电网吸收感性无功功率,如较大功率的余热发电系统，就会为电网增加更大的无功负载，但当功率小于3MW的发电机组，选用异步发电机后，其需要补充的无功负载不足以造成电网的负担。同时减少电气设备成本、减少设备维护成本。例如一个高压的余热发电系统，如选用同步发电机。其配套的电气设备有，发电机出口PT柜、同期装置、调速系统等。不仅造价提高。同时对电气调试人员水平要求高。如选用异步发电机，发电机并网前无电压、电流。不需要同期装置。而且只要把异步发电机用原动机拖到趋于同步转速。直接合闸，故不需要专用的调速装置。而且异步发电机合闸后电压和频率有电网一致。这样又省掉了发电机出口的一台PT柜。综上所述其所省的费用及操作的简单性，其价值远远超过所需要补偿那些无功负载。附图说明图1是本技术的示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。如图1所示，本技术的一种利用异步发电机的小型余热发电系统，包括余热输送管道1、蒸发器2、低热输出管道3、蓄热箱4、调压阀5、透平6、异步发电机7、冷凝器8和低沸点介质存储罐9，所述余热输送管道1、蒸发器2和低热输出管道3依次相连，所述蒸发器2通过管道与蓄热箱4相连，且蒸发器2与蓄热箱4之间设置有安全阀10，所述蓄热箱4包括箱体，箱体的内壁设置有内保温层11，外壁设置有外保温层12，所述蓄热箱4通过蒸汽管13与蒸发器2相连，所述调压阀5设置于蒸汽管13上，所述透平6的转轴与异步发电机7的转子相连；所述透平6通过管道与冷凝器8相连，所述冷凝器8与低沸点介质存储罐9相连，所述低沸点介质存储罐9通过循环管14与蒸发器2相连，所述循环管14上设置有循环泵15。余热输送管道1与各种设备的高温烟气管、蒸汽管、热水管等相连，用于输送需要冷却的流体，这些携带热量的流体经过蒸发器2时，与蒸发器2内部的低沸点介质换热，自身的温度降低后通过低热输出管道3排至其他工艺流程，而蒸发器2内部的低沸点吸热蒸发，产生大量的蒸汽，蒸汽进入蓄热箱4内存储，由于蒸汽的产生量不稳定，因此，将蒸汽存储在蓄热箱4中，并通过调压阀5调节蒸汽的输送量，保证蒸汽的流量均衡稳定，实现稳定地发电。当管道和蓄热箱4内的压力大于安全值时，安全阀10闭合，切断管路，避免继续输送蒸汽，避免压力过高而产生爆炸。蓄热箱4内的蒸汽通过蒸汽管13输送至透平6，推动透平6的叶片转动，叶片带动转轴转动，转轴带动异步发电机7的转子转动，完成发电。经过了透平6的蒸汽温度降低，在冷凝器8中液化，最后流入低沸点介质存储罐9中存储，低沸点介质存储罐9中的液态介质在循环泵15的作用下重新流动至蒸发器2进行循环工作。所述蓄热箱4与调压阀5之间的蒸汽管13上设置有滤汽器16，所述滤汽器16的排液口与低沸点介质存储罐9相连。滤汽器16用于除去蒸汽中携带的液态介质，然后将液态介质输送至低沸点介质存储罐9存储，避免浪费。所述蓄热箱4的底部设置有排液管17，所述排液管17与低沸点介质存储罐9相连通，所述排液管17上设置有排液阀18。少量的蒸汽在蓄热箱4内液化并流动至蓄热箱4的底部，定期打开排液阀18，将液态介质输送至低沸点介质存储罐9进行利用，避免浪费。所述冷凝器8包括筒体，所述筒体的两端设置有封板，所述筒体内设置有冷凝管19，所述冷凝管19的外壁设置有多个轴向的换热翅片20，筒体的底部设置有冷却液喷淋管22，底部设置有冷却液排出管23，所述冷却液喷淋管22和冷却液排出管23均与一冷却液存储箱24相连，且所述冷却液喷淋管22上设置有喷淋泵25。采用水作为冷却液，冷却液存储箱24中的水在喷淋泵25的作用下流动至冷却液喷淋管22，然后喷向冷凝管19，吸收了冷凝管19内部的蒸汽热量，使蒸汽液化，而水流动至筒体的底部，然后通过冷却液排出管23进入冷却液存储箱24中，实现循环冷却。优选的，所述外保温层12和内保温层11均为陶瓷保温层。采用异步发电机发电，异步发电机并网运行无需专门的励磁装置,但需从电网吸收感性无功功率,如较大功率的余热发电系统，就会为电网增加更大的无功负载，但当功率小于3MW的发电机组，选用异步发电机后，其需要补充的无功负载不足以造成电网的负担。同时减少电气设备成本、减少设备维护成本。例如一个高压的余热发电系统，如选用同步发电机。其配套的电气设备有，发电机出口PT柜、同期装置、调速系统等。不仅造价提高。同时对电气调试人员水平要求高。如选用异步发电机，发电机并网前无电压、电流。不需要同期装置。而且只要把异步发电机用原动机拖到趋于同步转速。直接合闸，故不需要专用的调速装置。而且异步发电机合闸后电压和频率有电网一致。这样又省掉了发电机出口的一台PT柜。综上所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用异步发电机的小型余热发电系统，其特征在于：包括余热输送管道(1)、蒸发器(2)、低热输出管道(3)、蓄热箱(4)、调压阀(5)、透平(6)、异步发电机(7)、冷凝器(8)和低沸点介质存储罐(9)，所述余热输送管道(1)、蒸发器(2)和低热输出管道(3)依次相连，所述蒸发器(2)通过管道与蓄热箱(4)相连，且蒸发器(2)与蓄热箱(4)之间设置有安全阀(10)，所述蓄热箱(4)包括箱体，箱体的内壁设置有内保温层(11)，外壁设置有外保温层(12)，所述蓄热箱(4)通过蒸汽管(13)与蒸发器(2)相连，所述调压阀(5)设置于蒸汽管(13)上，所述透平(6)的转轴与异步发电机(7)的转子相连；所述透平(6)通过管道与冷凝器(8)相连，所述冷凝器(8)与低沸点介质存储罐(9)相连，所述低沸点介质存储罐(9)通过循环管(14)与蒸发器(2)相连，所述循环管(14)上设置有循环泵(15)。

【技术特征摘要】
1.一种利用异步发电机的小型余热发电系统，其特征在于：包括余热输送管道(1)、蒸发器(2)、低热输出管道(3)、蓄热箱(4)、调压阀(5)、透平(6)、异步发电机(7)、冷凝器(8)和低沸点介质存储罐(9)，所述余热输送管道(1)、蒸发器(2)和低热输出管道(3)依次相连，所述蒸发器(2)通过管道与蓄热箱(4)相连，且蒸发器(2)与蓄热箱(4)之间设置有安全阀(10)，所述蓄热箱(4)包括箱体，箱体的内壁设置有内保温层(11)，外壁设置有外保温层(12)，所述蓄热箱(4)通过蒸汽管(13)与蒸发器(2)相连，所述调压阀(5)设置于蒸汽管(13)上，所述透平(6)的转轴与异步发电机(7)的转子相连；所述透平(6)通过管道与冷凝器(8)相连，所述冷凝器(8)与低沸点介质存储罐(9)相连，所述低沸点介质存储罐(9)通过循环管(14)与蒸发器(2)相连，所述循环管(14)上设置有循环泵(15)。2.如权利要求1所述的一种利用异步发电机的小型余热发电系统，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯佳，
申请(专利权)人：北京康吉森节能环保技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11