[发明专利]一种背压式汽轮机供热的能源梯级利用系统

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种背压式汽轮机供热的能源梯级利用系统，采用机组主汽轮机抽汽驱动背压式小汽轮机发电机组，小汽轮机排汽供热的能源梯级利用装置系统，属燃煤发电技术领域。

背景技术

 

目前热电联产机组多数采用主汽轮机抽汽供热，部分背压式机组采用主汽轮机排汽供热。主汽轮机抽汽的压力、温度参数通常均高于热用户需求，需要通过减温减压器调低参数后供给工业用汽或市政供暖等热用户。减温加压器造成主汽轮机抽汽能量的损失，影响热电联产机组发电效率。背压式机组主汽轮机排汽的压力、温度均较低，通常不能满足工业用汽的参数需求，只能供市政供暖。

传统的背压式汽轮机组的结构属于现有技术，例如在文献CN201110196Y中公开了一种背压式汽轮机，包括汽缸7、前轴承座2、后轴承座10、支撑在前轴承座2、后轴承座10下侧的底盘21，在前轴承座2上设置有调速器1，前轴承座2内安装有支撑转子11的轴承3、轴承4，前轴承座2上安装有温度计5，汽缸7内的复速级叶轮叶片8安装在转子11上，汽缸7与转子11之间设置有汽封9，汽缸7本体上安装有排汽管6，后轴承座10一侧的转子11上安装有联轴器12，汽缸7的蒸汽室底部安装有喷嘴组19和转向导叶环20，前轴承座2、后轴承座10靠近汽缸7的一侧与汽缸7内叶轮叶片8中心的距离为361.5cm，叶轮叶片8的内径为130cm，外径为400cm，汽缸7前后两侧的排汽管6与叶轮叶片8中心的距离为291.5cm，在汽缸7的前端设置有主汽阀13、危急遮断器16，调节汽阀连杆18，危急遮断器16与主汽阀13之间设置有危急遮断器连杆17，在主汽阀13的下侧设置有汽阀座架14，本汽轮机的进汽压力为2.5Mpa，进汽温度350℃，排汽压力为0.4Mpa，功率范围为75KW，额定转速为3000rpm/min，跳闸转速为3320rpm/min。该背压式汽轮机能够准确的满足用户对产品功率的要求，节约了能源

文献CN201301734U也公开了一种背压式汽轮机，取消了原机组4～13级压力级，保留其中4、8～12压力级叶轮作为平衡重块，在中汽缸设置中分式封堵涡壳及背压排汽口，同时对机组辅机部分做相应改造，改造后的背压式汽轮机背压式汽轮机，由前轴承箱、推力支持轴承、高压蒸汽室、前汽缸、双列调节级、第2级压力级、第3级压力级、中汽缸、中分式封堵涡壳、平衡重块、后汽缸、后轴承座组成，推力支持轴承位于前轴承箱内，前轴承箱与高压蒸汽室依结构和前汽缸相连，在前汽缸与中汽缸之间的转子上设计有双列调节级、第2级压力级、第3级压力级，后轴承座位于后汽缸内，在中汽缸设置中分式封堵涡壳、背压排汽口和平衡重块，且平衡重块为原凝汽式汽轮机的的第4、8～12压力级的叶轮。 中分式封堵涡壳、筋板及内置汽封组成的内置背压后缸，减小了蒸汽排汽容积，尾部气流损失大大减小，机组效率提高；特殊型线设计保证蜗壳强度以满足汽轮机在各种恶劣工况条件下运行，同时保证背压排汽压力的要求。改造前的凝汽式12MW汽轮机通流结构采用前、中、后三段组成的单汽缸结构，通流部分由1个双列调节级和12个压力级组成，前汽缸高压蒸汽室配置6只 50-60调节汽阀；前轴承为推力支持联合轴承、后支持轴承为椭圆轴承。改造后的背压式汽轮机通流结构包括：(1)对汽轮机转子进行改造，保留原复速级和两个压力级，去掉4～13级后所有的压力级叶片、叶轮保留下来作为配重块使用，前汽封由Φ445mm改为Φ300以降低机组轴向推力。(2)前后汽缸不作改动，中汽缸进行改造以加装水平中分式封堵涡壳，并在涡壳处建立新的后轴封，设置背压排汽口；原排汽缸仍保留以用作2号轴承的支承部件。(3)将原六个通径(φ50～60)mm的调节汽阀，更换成六个φ70mm的调节汽阀以增大进汽能力。(4)改造后的前、后轴承中心距离不变，与发电机的连接方式不变。从而保证原汽轮发电机组基础设计尺寸不变。调节系统：原调节系统不变，增加背压排汽压力保护装置。热力系统：(1)背压式汽轮机与凝汽式汽轮机的设计工况相同或接近，主汽和给水系统、部分回热设备系统(包括高压加热器、高压除氧器等)的参数均变化不大，故继续保留使用。(2)新设置一台带有2台风机(1开1备)的轴封加热器，用于建立背压机的空气系统，以接纳门杆、轴封漏汽和加热器的排空气。(3)凝汽器弃用，胶球清洗、射水抽气系统弃用，循环水系统停运(保留去往附属设备的升压循环冷却水系统。(4)疏水管路作相应改动，保留原疏水膨胀箱。(5)增加背压排汽管路，在背压管路上增设逆止阀、安全阀。(6)汽封系统改造，改造前的前汽封直径为445mm，其中前汽封第一档漏汽至高压加热器，第二档漏汽至均压箱，第三档漏汽至轴封加热器。改造后前汽封直径为300mm，降低汽封直径为保证改造后机组的轴向推力在合理范围内。其中前汽封第一档漏汽至高压加热器(和改造前保持不变)，第二档漏汽至新增加的轴封加热器，由于背压机漏汽量较大，原机组均压箱不能满足漏汽量大的要求。第三档漏汽仍至轴封加热器(和改造前保持不变)。内置汽封第一档漏汽至新增加的轴封加热器，第二档漏至原轴封加热器。机组原后汽封保持不变。将凝汽式汽轮机改造为背压式汽轮机技术为提高机组效率、降低煤耗，使同类型机组在改造后重新得以利用提供了有效途径；在保证机组外部结构不做变化，仅对通流部分做改造。这样提供了一个以低成本、低投入来获取高效益的有效方法。