工业余热低压饱和蒸汽热电冷联供工艺系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种工业余热低压饱和蒸汽热电冷联供工艺系统及相应的方法，包括余热锅炉、蒸汽蓄能器、蒸汽加热器、低压饱和蒸汽抽凝式汽轮机、凝汽器、凝结水泵、水处理站、给水泵，以及相应的蒸汽驱动用户、制冷用户和供热用户。该系统可以利用工业余热产生低压饱和蒸汽，并将低压饱和蒸汽连续稳定地送入低压饱和蒸汽抽凝式汽轮机内做功，输出高品质的电能；同时，通过可调抽汽获取做功后的低压蒸汽，供给驱动、制冷及供热用户使用。由此，可以大大提高蒸汽资源的利用率，并且一年四季均可运行，从而增加企业自发电量，并实现了低压饱和蒸汽的电热冷联供目的，有效地降低了成本、提高了产能。

Process system and method of industrial waste heat low pressure saturated steam cogeneration

The invention provides an industrial waste heat low-pressure saturated steam combined heat and power cooling process system and corresponding methods, including waste heat boiler, steam accumulator, steam heater, low-pressure saturated steam extraction steam turbine, condenser, condensate pump, water treatment station and feed pump, as well as corresponding steam drive users, refrigeration users and heating users. The system can use industrial waste heat to generate low-pressure saturated steam, and send the low-pressure saturated steam to the low-pressure saturated steam extraction condensing turbine continuously and stably to do work, and output high-quality electric energy; at the same time, the low-pressure steam after doing work can be obtained through adjustable extraction, which can be used by users of drive, refrigeration and heating. As a result, the utilization rate of steam resources can be greatly improved, and it can be operated all year round, so as to increase the spontaneous power of the enterprise, and realize the purpose of electric heating and cold combined supply of low-pressure saturated steam, effectively reducing the cost and improving the production capacity.

【技术实现步骤摘要】
工业余热低压饱和蒸汽热电冷联供工艺系统及方法
本专利技术属于工业余热深度利用领域，特别涉及一种工业余热低压饱和蒸汽热电冷联供工艺系统及方法。
技术介绍
我国钢铁企业各生产工艺中均存在较为丰富的工业低温余热资源，主要包括烧结机大烟道余热资源、烧结环冷机余热资源、球团竖炉余热资源、转炉烟道汽化冷却余热资源以及轧钢加热炉汽化冷却余热资源等。蒸汽资源因其来源广泛、能量高、清洁度高等优点，因此成为一种高品质的资源。我国北方地区钢厂对所产生蒸汽的普遍应用方式为冬季采暖、夏季发电，这样导致全年发电量降低，并且冬季不发电的时候需要增加汽轮机的维护，因此也增加了大量的额外维护成本。另外，目前钢厂一般通过余热回收装置回收蒸汽，但回收时容易发生放散，会造成水资源和热能资源的浪费，严重影响了蒸汽资源的充分利用。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种工业余热低压饱和蒸汽热电冷联供工艺系统及方法。本专利技术具体技术方案如下：本专利技术一方面提供了一种工业余热低压饱和蒸汽热电冷联供工艺系统，包括依次连接的工业余热回收子系统、管路稳压子系统、低压饱和蒸汽抽凝发电子系统以及供热-制冷-蒸汽驱动联供子系统；所述工业余热回收子系统包括依次连接的水处理站、给水泵以及余热锅炉，用于收集产生的蒸汽和冷凝水、并向所述管路稳压子系统输出高压蒸汽；所述管路稳压子系统包括与所述余热锅炉连接的蒸汽蓄能器，用于接收所述高压蒸汽、并向所述低压饱和蒸汽抽凝发电子系统输出压力和流量稳定的蒸汽；所述低压饱和蒸汽抽凝发电子系统包括依次连接的低压饱和蒸汽抽凝式汽轮机、凝汽器、凝结水泵以及发电机，用于接收并利用所述压力和流量稳定的蒸汽输出电能、同时向所述供热-制冷-蒸汽驱动联供子系统输出低压蒸汽；所述供热-制冷-蒸汽驱动联供子系统包括分别与所述低压饱和蒸汽抽凝式汽轮机连接的蒸汽驱动用户、制冷用户以及供热用户，用于利用所述低压蒸汽实现蒸汽驱动、供热及制冷。进一步地，所述低压饱和蒸汽抽凝发电子系统还包括蒸汽加热器，所述蒸汽加热器的输入端和输出端分别与所述蒸汽蓄能器以及所述低压饱和蒸汽抽凝式汽轮机连接。进一步地，所述余热锅炉向所述蒸汽蓄能器输出的主蒸汽的压力为0.3～2MPa。进一步地，所述低压饱和蒸汽抽凝式汽轮机的抽汽压力为0.2～0.6MPa。本专利技术另一方面提供了一种工业余热低压饱和蒸汽热电冷联供方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：水处理站对凝结水进行处理后，经过给水泵进行升压，并输送到余热锅炉中；余热锅炉内的汽包达到运行压力后，向蒸汽蓄能器输送高温高压蒸汽；S2：蒸汽蓄能器接收来自所述余热锅炉的高温高压蒸汽，并向低压饱和蒸汽抽凝式汽轮机输出压力和流量稳定的蒸汽；S3：所述低压饱和蒸汽抽凝式汽轮机利用进入的蒸汽做功、通过发电机输出电能，同时将低压蒸汽输出给蒸汽驱动用户、制冷用户以及供热用户，用来供给蒸汽驱动、供热以及制冷。进一步地，步骤S2的方法具体如下：当产汽高峰时，所述蒸汽蓄能器内的存水在多余的蒸汽的加热下，热焓值升高到与进入所述蒸汽蓄能器的主蒸汽的压力相对应的热焓值，同时所述蒸汽凝结成水、汇入到所述存水中；当产汽低谷时，所述蒸汽蓄能器内压力下降，导致部分所述存水蒸发、形成水蒸气。进一步地，步骤S2中，所述蒸汽蓄能器输出的蒸汽经蒸汽加热器加热后被输送至所述低压饱和蒸汽抽凝式汽轮机中。进一步地，步骤S2中，所述余热锅炉向所述蒸汽蓄能器输出的主蒸汽的压力为0.3～2MPa。进一步地，步骤S3中，所述低压饱和蒸汽抽凝式汽轮机的抽汽压力为0.2～0.6MPa。本专利技术的有益效果如下：本专利技术提供了一种工业余热低压饱和蒸汽热电冷联供工艺系统及相应的方法，包括余热锅炉、蒸汽蓄能器、蒸汽加热器、低压饱和蒸汽抽凝式汽轮机、凝汽器、凝结水泵、水处理站、给水泵，以及相应的蒸汽驱动用户、制冷用户和供热用户。该系统可以利用工业余热产生低压饱和蒸汽，并将低压饱和蒸汽连续稳定地送入低压饱和蒸汽抽凝式汽轮机内做功，输出高品质的电能；同时，通过可调抽汽获取做功后的低压蒸汽，供给驱动、制冷及供热用户使用。由此，可以大大提高蒸汽资源的利用率，并且一年四季均可运行，从而增加企业自发电量，并实现了低压饱和蒸汽的电热冷联供目的，有效地降低了成本、提高了产能。附图说明图1为实施例1所述的一种工业余热低压饱和蒸汽热电冷联供工艺系统的结构示意图；图2为实施例2所述的一种工业余热低压饱和蒸汽热电冷联供方法的流程图；图3为应用实例中工业余热低压饱和蒸汽热电冷联供工艺系统的运行状态图。具体实施方式下面结合附图和以下实施例对本专利技术作进一步详细说明。实施例1如图1所示，本专利技术实施例1提供了一种工业余热低压饱和蒸汽热电冷联供工艺系统，包括依次连接的工业余热回收子系统、管路稳压子系统、低压饱和蒸汽抽凝发电子系统以及供热-制冷-蒸汽驱动联供子系统；工业余热回收子系统包括依次连接的水处理站1、给水泵2以及余热锅炉3，用于收集产生的蒸汽和冷凝水、并向管路稳压子系统输出高压蒸汽；管路稳压子系统包括与余热锅炉3连接的蒸汽蓄能器4，用于接收高压蒸汽、并向低压饱和蒸汽抽凝发电子系统输出压力和流量稳定的蒸汽；低压饱和蒸汽抽凝发电子系统包括依次连接的低压饱和蒸汽抽凝式汽轮机5、凝汽器6、凝结水泵7以及发电机8，用于接收并利用压力和流量稳定的蒸汽输出电能、同时向供热-制冷-蒸汽驱动联供子系统输出低压蒸汽；供热-制冷-蒸汽驱动联供子系统包括分别与低压饱和蒸汽抽凝式汽轮机5连接的蒸汽驱动用户9、制冷用户10以及供热用户11，用于利用低压蒸汽实现蒸汽驱动、供热及制冷。低压饱和蒸汽抽凝发电子系统还包括蒸汽加热器12，蒸汽加热器12的输入端和输出端分别与蒸汽蓄能器4以及低压饱和蒸汽抽凝式汽轮机5连接。为满足汽轮机安全稳定运行的要求，可以在低压饱和蒸汽抽凝式汽轮机5的主气阀前设置蒸汽加热器12、对蒸汽蓄能器4输出的蒸汽进行加热，可以减少饱和蒸汽中因压力损失析出的少量水分，以保证汽轮机安全稳定运行时对蒸汽干度的要求。余热锅炉3向蒸汽蓄能器4输出的主蒸汽的压力为0.3～2MPa。低压饱和蒸汽抽凝式汽轮机5的抽汽压力为0.2～0.6MPa。抽气方式采用内置可调式，可根据驱动、制冷或供热用户的需求自动调节抽气量，满足相应用户的需求，从而实现低压饱和蒸汽的梯级利用。本实施例提供了一种工业余热低压饱和蒸汽热电冷联供系统，可以利用工业余热产生低压饱和蒸汽，并将低压饱和蒸汽连续稳定地送入低压饱和蒸汽抽凝式汽轮机内做功，输出高品质的电能；同时，通过可调抽汽获取做功后的低压蒸汽，供给驱动、制冷及供热用户使用。由此，可以大大提高蒸汽资源的利用率，并且一年四季均可运行，从而增加企业自发电量，并实现了低压饱和蒸汽的电热冷联供目的，有效地降低了成本、提高了产能。实施例2如图1所示，本专利技术实施例2提供了一种应用上述工艺系统的工业余热低压饱和蒸汽热电冷联供方法，包括如下步骤：S1：水处理站1对凝结水进行处理后，经过给水泵2进行升压，并输送到余热锅炉3中；余热锅炉3内的汽包达到运行压力(针对不同规格型号的汽包，可通过查阅设计说明书获得)后，向蒸汽蓄能器4输送高温高压蒸汽；S2：蒸汽蓄能器4接收来自余热锅炉3的高温高压蒸汽，并向低压饱和蒸汽抽凝式汽轮机5输出压力和流量稳定的蒸汽；S3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工业余热低压饱和蒸汽热电冷联供工艺系统，其特征在于，包括依次连接的工业余热回收子系统、管路稳压子系统、低压饱和蒸汽抽凝发电子系统以及供热‑制冷‑蒸汽驱动联供子系统；所述工业余热回收子系统包括依次连接的水处理站(1)、给水泵(2)以及余热锅炉(3)，用于收集产生的蒸汽和冷凝水、并向所述管路稳压子系统输出高压蒸汽；所述管路稳压子系统包括与所述余热锅炉(3)连接的蒸汽蓄能器(4)，用于接收所述高压蒸汽、并向所述低压饱和蒸汽抽凝发电子系统输出压力和流量稳定的蒸汽；所述低压饱和蒸汽抽凝发电子系统包括依次连接的低压饱和蒸汽抽凝式汽轮机(5)、凝汽器(6)、凝结水泵(7)以及发电机(8)，用于接收并利用所述压力和流量稳定的蒸汽输出电能、同时向所述供热‑制冷‑蒸汽驱动联供子系统输出低压蒸汽；所述供热‑制冷‑蒸汽驱动联供子系统包括分别与所述低压饱和蒸汽抽凝式汽轮机(5)连接的蒸汽驱动用户(9)、制冷用户(10)以及供热用户(11)，用于利用所述低压蒸汽实现蒸汽驱动、供热及制冷。

【技术特征摘要】
1.一种工业余热低压饱和蒸汽热电冷联供工艺系统，其特征在于，包括依次连接的工业余热回收子系统、管路稳压子系统、低压饱和蒸汽抽凝发电子系统以及供热-制冷-蒸汽驱动联供子系统；所述工业余热回收子系统包括依次连接的水处理站(1)、给水泵(2)以及余热锅炉(3)，用于收集产生的蒸汽和冷凝水、并向所述管路稳压子系统输出高压蒸汽；所述管路稳压子系统包括与所述余热锅炉(3)连接的蒸汽蓄能器(4)，用于接收所述高压蒸汽、并向所述低压饱和蒸汽抽凝发电子系统输出压力和流量稳定的蒸汽；所述低压饱和蒸汽抽凝发电子系统包括依次连接的低压饱和蒸汽抽凝式汽轮机(5)、凝汽器(6)、凝结水泵(7)以及发电机(8)，用于接收并利用所述压力和流量稳定的蒸汽输出电能、同时向所述供热-制冷-蒸汽驱动联供子系统输出低压蒸汽；所述供热-制冷-蒸汽驱动联供子系统包括分别与所述低压饱和蒸汽抽凝式汽轮机(5)连接的蒸汽驱动用户(9)、制冷用户(10)以及供热用户(11)，用于利用所述低压蒸汽实现蒸汽驱动、供热及制冷。2.如权利要求1所述的工业余热低压饱和蒸汽热电冷联供工艺系统，其特征在于，所述低压饱和蒸汽抽凝发电子系统还包括蒸汽加热器(12)，所述蒸汽加热器(12)的输入端和输出端分别与所述蒸汽蓄能器(4)以及所述低压饱和蒸汽抽凝式汽轮机(5)连接。3.如权利要求1或2所述的工业余热低压饱和蒸汽热电冷联供工艺系统，其特征在于，所述余热锅炉(3)向所述蒸汽蓄能器(4)输出的主蒸汽的压力为0.3～2MPa。4.如权利要求1或2所述的工业余热低压饱和蒸汽热电冷联供工艺系统，其特征在于，所述低压饱和蒸汽抽凝式汽轮机(5)的抽汽压力为0.2～0.6MPa。...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾根华，张志祥，魏国栋，杨宪礼，刘建勋，刘云祥，宋立群，冯翠英，
申请(专利权)人：北京裕嘉源环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11