[发明专利]利用两级螺杆膨胀机蒸汽余压的动力系统

说明书

技术领域

本发明涉及利用两级螺杆膨胀机蒸汽余压的动力系统。

背景技术

随着工业生产中对设备的节能改造及二次能源的利用的重视，工业余压余热开始得到利用。螺杆膨胀动力机因其在低品质热源回收领域的良好性能特性而受到越来越多用户的认可。然而，目前使用于高压蒸汽能量回收的系统的直接动力式螺杆膨胀机仍然存在一些缺陷，如：间隙较大，单级膨胀比低，机械损耗大，效率较低。特别是要求螺杆膨胀机在较高的等熵效率工况下运行时，膨胀比一般为3～6，高效区的膨胀比一般为3～4，一旦膨胀比大于7，膨胀机的等熵效率将明显降低。另外由于螺杆膨胀机为容积型膨胀机，受主机尺寸等条件限制，单级机组难以对一些较高压力热源充分利用，能源利用率较低。

发明内容

本发明的目的在于克服单级螺杆膨胀机在余压蒸汽能量回收领域的缺陷，提供一种能够充分利用蒸汽余压资源，提高能量利用效率的一种利用两级螺杆膨胀机蒸汽余压的动力系统。

本发明采取的技术方案是：一种利用两级螺杆膨胀机蒸汽余压的动力系统，其特征在于，包括：通过管道顺序连接的一级进气阀、一级入口调节阀、一级螺杆膨胀机、级间换热器，二级进气阀、二级入口调节阀、二级螺杆膨胀机；

高温高压蒸汽通过管道进入一级进气阀、一级调节阀进入一级螺杆膨胀机，驱动一负载或驱动一发电机发电；从一级螺杆膨胀机输出的中温中压蒸汽再进入级间热交换器，通过该级间热交换器加热后输出到二级进气阀、二级调节阀进入二级螺杆膨胀机，驱动另一负载或驱动另一发电机发电。

上述一种利用两级螺杆膨胀机蒸汽余压的动力系统，其中，还包括一一级安全阀和一二级安全阀，分别设置在所述一级螺杆膨胀机和所述二级螺杆膨胀机的输出端。

上述一种利用两级螺杆膨胀机蒸汽余压的动力系统，其中，所述的一级入口调节阀的输入端还包括一转速传感器或功率传感器，所述的一级入口调节阀通过所述的转速传感器或功率传感器采集一级螺杆膨胀机的转速或功率信号来控制调节阀开度，以调节进入该一级螺杆膨胀机的蒸汽的流量。

上述一种利用两级螺杆膨胀机蒸汽余压的动力系统，其中，所述的二级入口调节阀的输入端还包括一转速传感器或功率传感器，所述的二级入口调节阀通过所述的转速传感器或功率传感器采集二级螺杆膨胀机的转速或功率信号来控制调节阀开度，以调节进入该二级螺杆膨胀机的蒸汽的流量。

上述一种利用两级螺杆膨胀机蒸汽余压的动力系统，其中，所述的级间热交换器还包括一高温热源输入口，输入高温热源对该级间热交换器的管程中的中温中压蒸汽加热。

上述一种利用两级螺杆膨胀机蒸汽余压的动力系统，其中，所述的级间热交换器还包括一废气排气口，通过管道排出。

上述一种利用两级螺杆膨胀机蒸汽余压的动力系统，其中，所述的级间热交换器还包括一高温高压蒸汽输入口，输入高温高压蒸汽对该级间热交换器的管程中的中温中压蒸汽加热。

上述一种利用两级螺杆膨胀机蒸汽余压的动力系统，其中，所述的级间热交换器还包括一高温高压蒸汽输出口，通过管道与所述一级进气阀连接。

上述一种利用两级螺杆膨胀机蒸汽余压的动力系统，其中，所述的系统还包括配备润滑油系统、冷却水系统、以及电气仪表控制装置；

所述的润滑油系统为各螺杆膨胀机及螺杆压缩机的密封、轴承及平衡活塞提供一定压力的润滑油；

所述的冷却水系统用以对所述润滑油及密封进行冷却；

所述的电气仪表控制装置用以对该系统的有关参数进行采集、监控，保证机组的正常运行。

本发明由于采用了两级螺杆膨胀机对工业余压余热资源进行回收的系统，具有以下优点：

1、采用两级膨胀流程，可对一级膨胀后的蒸汽热源中无法回收的能量经二级膨胀再回收，对回收的余热利用更充分，提高了热量的利用效率；

2、采用级间换热器，提高过热温度后再经二级膨胀回收，可增加二级膨胀的蒸汽的可降焓值，提高能量输出功率；

3、利用进入一级膨胀前的高压高温蒸汽对进入二级膨胀机的中温中压蒸汽进行加热，可降低一级螺杆膨胀机的工作温度，提高主机运行的可靠性；

4、采用螺杆膨胀机对余热资源进行回收利用，对进气含有液滴的湿蒸汽具有良好的适应性， 且对变工况适应行强，结构简单，维护方便，振动小、效率高，机组效率随负荷和参数的变化平缓，可靠性高。

附图说明

图1是本发明利用两级螺杆膨胀机蒸汽余压的动力系统的一种实施例的原理图。