一种高效提质蒸汽利用系统技术方案

本发明专利技术公开了一种高效提质蒸汽利用系统，包括蒸汽螺杆压缩机、变频调速电动机以及调速变频器，蒸汽螺杆压缩机的进口端连接着压缩机入口变温缓冲罐，蒸汽螺杆压缩机的出口端分别连接着出口脱水缓冲罐以及恒压旁路调节阀，出口脱水缓冲罐内设置着脱水装置，恒压旁路调节阀出口端通过余热低压蒸汽管路连接着压缩机入口变温缓冲罐，压缩机入口变温缓冲罐下端通过管路以及2号液位控制阀连接着出口脱水缓冲罐，入口变温缓冲罐下端设置着1号液位控制阀，所述的调速变频器、变频调速电动机分别与DCS控制系统相连。控制系统相连。

【技术实现步骤摘要】
一种高效提质蒸汽利用系统


[0001]本专利技术涉及一种高效提质蒸汽利用系统。

技术介绍

[0002]蒸汽加热系统在工业领域应用较多，存在汽
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气、汽
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液等加热形式，对蒸汽汽源压力、温度及过热度都存在不同要求，现场蒸汽加热系统需要的蒸汽来源匹配困难，大量存在高品质蒸汽减温减压后供低品质蒸汽加热系统使用，存在调节困难和能源品质损耗的浪费。加热蒸汽来源主要有汽轮发电机组的抽汽、余热回收装置，并且在同一管道内混合流动，加热蒸汽汽源存在压力、温度的波动，但蒸汽加热装置常规是按照特定蒸汽参数设计的，偏离设计参数会造成蒸汽加热器工况不能满足运行工况，这也是蒸汽加热器大量存在高品质蒸汽减温减压使用的根本原因。采用高效提质蒸汽加热系统可替代部分减温降压降级使用和采用电加热系统的应用场景，提高系统能源的综合利用效率和降低成本。提质蒸汽加热系统采用全自动远程DCS控制，可与原有工艺控制系统融合。装置通过入口变温缓冲罐可以将过热蒸汽的过热焓转换为增加蒸汽产量（补充为汽化潜热），压缩机后出口脱水缓冲罐的疏水，通过降压进入入口变温缓冲罐回收疏水闪蒸的二次蒸汽，提高整个蒸汽提质增压系统的热量回收。
[0003]提质蒸汽加热系统以制氧分子筛再生氮气加热器为典型应用工况设计，两套制氧存在~10t/h饱和蒸汽消耗，造成减少汽轮发电机蒸汽量，降低发电量2777kW。目前使用减温减压器，高温高压蒸汽经减压调节阀降压，再喷入减温水使得降压后的过热蒸汽温度降至需要的温度，高压蒸汽减温减压过程焓值损失20%，不能用于发电做功，蒸汽能量利用损失严重。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种高效提质蒸汽利用系统，替代原有用于蒸汽加热器的高温高压蒸汽减压使用，提高蒸汽利用效率。
[0005]本专利技术采用的技术方案是，一种高效提质蒸汽利用系统，包括蒸汽螺杆压缩机、变频调速电动机以及调速变频器，蒸汽螺杆压缩机的进口端连接着压缩机入口变温缓冲罐，蒸汽螺杆压缩机的出口端分别连接着出口脱水缓冲罐以及恒压旁路调节阀，出口脱水缓冲罐内设置着脱水装置，恒压旁路调节阀出口端通过余热低压蒸汽管路连接着压缩机入口变温缓冲罐，压缩机入口变温缓冲罐下端通过管路以及2号液位控制阀连接着出口脱水缓冲罐，入口变温缓冲罐下端设置着1号液位控制阀，所述的调速变频器、变频调速电动机分别与DCS控制系统相连。
[0006]本专利技术使得低压余热蒸汽压缩后用于高压力蒸汽用户使用替代高品质蒸汽经减温减压后降级使用，造成蒸汽降级使用的焓值损失和发电损失，见附图1。可解决现有制氧分子筛再生氮气蒸汽加热器使用发电厂8.8MPa、535℃高温高压主蒸汽经过减温减压后供应0.8MPa饱和蒸汽用于加热系统，存在的发电厂主蒸汽发电量损失、主蒸汽焓降损失的典
型工况场景。
[0007]本专利技术使用螺杆压缩机作为蒸汽加压设备，工厂富裕的低压余热蒸汽压力提高、蒸汽和疏水热量回收及工艺系统，螺杆压缩机具有转速调节范围宽、无喘振工况、单级压缩比高、允许气液两相流的优点，替代原有用于蒸汽加热器的高温高压蒸汽减压使用，提高蒸汽利用效率。
[0008]本专利技术采用简单、稳定具有热回收功能的压缩机入口蒸汽调温方法，经装置组合和功能设计，通过水浴式压缩机入口温度控制，满足蒸汽压缩机入口的温度波动处于入口压力对应的饱和温度范围，符合压缩机通流转子部分的热膨胀量要求（提高压缩效率需要减小压缩机内部膨胀总间隙）和压缩机出口的压力控制，满足蒸汽加热器的不同流量工况要求，同时可回收入口蒸汽降温过程的汽化潜热和压缩机出口蒸汽压缩后产生的疏水闪蒸蒸汽，完全回收压缩过程中蒸汽、疏水的可利用热焓，提高整个系统热回收效率。
附图说明
[0009]图1为本专利技术的连接结构示意图。
实施方式
[0010]一种高效提质蒸汽利用系统，包括蒸汽螺杆压缩机8、变频调速电动机9以及调速变频器1，蒸汽螺杆压缩机的进口端连接着压缩机入口变温缓冲罐3，蒸汽螺杆压缩机的出口端分别连接着出口脱水缓冲罐7以及恒压旁路调节阀2，出口脱水缓冲罐7内设置着脱水装置6，恒压旁路调节阀2出口端通过余热低压蒸汽管路连接着压缩机入口变温缓冲罐3，压缩机入口变温缓冲罐3下端通过管路以及2号液位控制阀5连接着出口脱水缓冲罐7，入口变温缓冲罐3下端设置着1号液位控制阀4，所述的调速变频器1、变频调速电动机9以及液位控制阀4、5分别与DCS控制系统相连。
[0011]蒸汽压缩机选型，考虑蒸汽加热器使用蒸汽量较小，流量波动大，蒸汽压缩后存在气液两相流的情况，造成压缩机效率、喘振和汽水冲蚀情况，选择工况适应小流量、高压比及允许少量气液双相流的螺杆压缩机为最佳压缩机选型，具体型号，根据工艺系统提出的压缩机进出口工质进行选择。
[0012]低压蒸汽进入压缩机入口变温缓冲罐，蒸汽在缓冲罐底部液面下30cm，通过蒸汽分布板环形小孔经过疏水（凝结水）水浴及脱除机械水，将外网蒸汽由过热的高温蒸汽或饱和蒸汽温度，统一降温转换为饱和蒸汽状态，可利用过热蒸汽过热焓蒸发部分疏水，增加了蒸汽产量，同时满足螺杆压缩机进口温度范围较小的要求，如0.4
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0.6MPa饱和蒸汽温度152
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165℃，避免过热蒸汽温度＞170℃，保证螺杆压缩机入口温度在选型设计工况下正常工作。
[0013]经过螺杆压缩机压缩后的蒸汽，由于蒸汽压力升高，蒸汽饱和温度升高，部分蒸汽冷凝释放出汽化潜热及压缩机喷液，含有少量疏水的湿饱和蒸汽进入机后脱水缓冲罐，产生的机械冷凝水分离，脱水后饱和蒸汽通过控制阀进入原有蒸汽加热装置，满足原工况要求。
[0014]压缩机出口脱水缓冲罐的冷凝水液位控制，通过自动疏水阀控制，通过差压式+磁翻板液位计监测正常液位，液位高于正常值20%，强制开启旁路疏水控制阀，避免脱水缓冲
罐液位失控，凝结水进入蒸汽换热器造成汽水冲击损坏，疏水经疏水控制阀及多级节流后，依靠差压进入压缩机入口缓冲罐，疏水压力降低，饱和温度降低，闪蒸出部分闪蒸蒸汽量，回收疏水闪蒸蒸汽热量的同时、降温后疏水补充入口缓冲罐的降温水蒸发损耗。
[0015]压缩机入口缓冲罐的液位控制通过补水和排出凝结水共同控制，启动前、入口蒸汽为过热蒸汽降温蒸发的凝结水量大于压缩机出口脱水缓冲罐返流的凝结水情况下，液位低于正常值时，补充除盐水满足液位控制要求；当入口蒸汽为饱和蒸汽降温蒸发的凝结水量小于压缩机出口脱水缓冲罐返流的凝结水情况下，液位高于正常值时，通过疏水控制阀排出凝结水，满足液位控制要求，排出的凝结水进入疏水膨胀箱统一经水泵升压后进入疏水管网回收利用。
[0016]螺杆压缩机压缩后的蒸汽压力、流量控制方式，采用拖动电机变频转速控制+压缩机出口至入口缓冲罐的回流调节控制，正常工况下采用变频调速控制，通过转速改变螺杆压缩机的压缩量，适应蒸汽加热器的用量（压力）要求，在开停机、调试、流量小于压缩机最低流量和出口压力快速升高等异常情况下，回流调节控制回路参与控制，保证系统的冗余安全控制。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效提质蒸汽利用系统，包括蒸汽螺杆压缩机、变频调速电动机以及调速变频器，其特征是：蒸汽螺杆压缩机的进口端连接着压缩机入口变温缓冲罐，蒸汽螺杆压缩机的出口端分别连接着出口脱水缓冲罐以及恒压旁路调节阀，出口脱水缓冲罐内设置着脱水装置，恒压旁...

【专利技术属性】
技术研发人员：王成，吴新平，王立元，
申请(专利权)人：新疆八一钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：