[发明专利]带低真空回热的新型背压式汽轮机

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于特殊用途的机器或发动机；发动机与其从动装置的组合装置，特别是一种带低真空回热的新型背压式汽轮机。

背景技术

现有技术中，高效、节能、经济、低碳的背压式汽轮机具有广泛的应用。但是，背压式汽轮机在运行中存在如下问题：首先是背压式汽轮机具有高压进汽部分和中压供汽部分，其进汽来自锅炉所提供的高压蒸汽，在汽轮机通流部分做功后的中压蒸汽供给热用户。运行中，背压式汽轮机组补水率高达70%以上，而将这些补水从20℃左右加热到锅炉给水温度，需要利用背压式汽轮机的部分排汽(占总背压排汽量的13%～25%)进行供给或降压后供给(也称背压排汽回热)。由于背压式汽轮机本身无低压汽源，因此要将0.8～1.3MPa(a)的排汽降压到高压除氧器所需要的0.6MPa(a)和大气式除氧器所需要的0.12MPa(a)，首先需要采用一系列的降压设备，其次是从高压到低压的纯节流降压过程直接导致了能量等级降低及其带来的系统总效能的降低，上述采用的背压排汽回热方式所损失的可用能占背压式汽轮机发电能力的12%左右，可见背压排汽回热能量效能利用率之[U1] 。

发明内容

本发明的目的在于根据现有技术的不足之处而提供一种能够充分利用能量梯级、提高系统总效能的带低真空回热的新型背压式汽轮机。

本发明的目的是通过以下途径来实现的：

带低真空回热的新型背压式汽轮机，包括有高压通流部分(或者和中压通流部分)，其结构要点在于，还包括低真空系统和回热抽汽系统，其中低真空系统包括有低压调节汽阀、低压蒸汽室、与该低压蒸汽室连接的低压蒸汽缸、低压抽汽口、低真空排汽口以及复数个压力级，低压蒸汽室的进汽口与高压通流部分或中压通流部分的背压排汽口连接，复数个压力级安装在低压蒸汽缸的内腔中，低压调节汽阀安装在低压蒸汽室与高/中压通流部分的背压排汽口的连接回路上，低压抽汽口安装于压力级叶片所对应的低压蒸汽缸的外侧面上，并通过管道连接到低压和/或真空用汽设备(如大气式除氧器)上；低真空排汽口位于低压蒸汽缸的尾端出汽口位置；

回热抽汽系统包括有排汽吸收器、热井、回热水泵和抽气器，其中低真空排汽口通过管道连接到排汽吸收器中，热井与排汽吸收器连通，位于排汽吸收器低端；回热水泵安装在热井下部，其出口通过管道连接到大气式除氧器，抽气器则与排汽吸收器连接。

本发明所提到的低真空，是指从略低于该地区大气压的稀簿气体状态，压力范围一般在0.02～0.10MPa(a)之间。使用时，低真空系统的低压蒸汽室经由高压通流部分或者中压通流部分的背压排汽口接收高压蒸汽或者中压蒸汽，该高压蒸汽或者中压蒸汽作用在复数个压力级上，继续对汽轮机做功，低压调节汽阀用于控制调节进入低压蒸汽室的蒸汽量，使之保持住最佳工作状态下；经由复数个压力级做功后，将进入低压蒸汽缸的蒸汽逐渐转化为低压蒸汽和低真空蒸汽，此时，在低压抽汽口处将该低压蒸汽抽出，并通过管道连接到回热抽汽系统的大气式除氧器等用汽设备上；最后，低真空蒸汽经低真空排汽口通过管道传送到回热抽汽系统的排汽吸收器中。

在排汽吸收器中，锅炉补水(除盐水)与低真空蒸汽进行混合传热，吸收蒸汽汽化潜热后形成一定温度的热水，与蒸汽凝结的热水一起收集到热井中，经由回热水泵将该热水传送到大气式除氧器进一步除氧加热，然后传送给锅炉用水。期间，低压调节汽阀用于控制进入排汽吸收器的蒸汽量，并和抽气器一起维持排汽吸收器的真空度，使之处于低真空状态，保持机组在最佳工作状态下，并使得蒸汽与补充水的混合传热效率提高。

本发明在现有技术中的背压式汽轮机基础上增加了低真空系统，利用其接收的高压蒸汽或者中压蒸汽继续对汽轮机膨胀做功，同时在做功过程中将高压蒸汽或者中压蒸汽成功地转换为低压蒸汽及低真空蒸汽，不但充分利用了高压蒸汽的梯级能量进行有效做功，而且无需另外设置降压设备，将直接获得低压蒸汽用于回热抽汽系统，将低真空蒸汽汽化潜热吸收后实现回热，充分利用了能量等级，大大提升了系统的总效能，在发挥背压式汽轮机组高效、节能、环保、低碳等特点的基础上，避免了采用较高压力的背压排汽节流减压回热所造成的能量损失，是现有的背压式汽轮机组以及抽汽凝汽式汽轮机组在节能、环保、高效能上的改造基础，能够带来可观的经济效果，也是热电联产企业担负节能减排的社会责任需要。

本发明可以具体为：

回热抽汽系统的排汽吸收器中安装有喷淋雾化设备，其连接补充水(除盐水)来源管道。