[实用新型]一种罗茨式小型蒸汽发电机组

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种小型蒸汽发电设备，具体是一种罗茨式小型蒸汽发电机组。

背景技术

当前工业生产中存在大量低压蒸汽气源，由于这些低压蒸汽不能驱动大功率的蒸汽发电机组，通常在工厂中分散分布经冷凝后直接排出。研究发现使用小型蒸汽发电机组可以对这些低压蒸汽回收利用。蒸汽发电机组其核心部件是蒸汽动力机，在现有技术中，小型蒸汽发电机组的蒸汽动力机均为容积式。如罗茨式蒸汽动力机，为定容积式，转子每旋转一周所通过的蒸汽流量为定值，即通过的流量与转速成正比。所以罗茨式蒸汽动力机驱动的发电机组，对蒸汽的流量波动较为敏感，流量有波动则转速也会波动。为保证发电质量，动力机转速应尽可能稳定且蒸汽流通的各环节能量损耗应尽可能减少。因此进气流量的控制对罗茨式蒸汽动力机非常重要。现有技术中罗茨式小型蒸汽发电机组进气控制通过以下方法实现：进气管道直接与气源管道相连，进气管道上设有流量阀，通过调节流量阀开度控制进气流量。

现有技术存在以下缺点：

1.进气局部能量损失大。其主要原因是流量阀流道复杂，流量阀阀芯动作频繁，且全部蒸汽都要流经并受到干扰。流量阀安装在进气主管道，全部进入动力机的蒸汽都要流经流量阀，都要通过流量阀型线复杂的流道，损失能量较多。尤其在阀芯动作的动态调节过程中，对流体状态干扰尤为明显，能量损失更多。局部能量损失主要由流量阀流道线型决定，流量阀其流道线型弯曲且有径向收缩，尤其在阀芯、阀座配合处边界形状较为复杂且不规则，容易在阀内引起流动分离并产生漩涡，尤其在阀芯动作过程中尤为剧烈，漩涡的形成与衰减以及流速分布的急剧改变均会消耗蒸汽的机械能。而罗茨式蒸汽动力机对进气流量波动较为敏感，为保证流量稳定阀芯需要响应迅速并频繁动作，这样扰动更加剧烈。

2.流量阀影响蒸汽特性，无法稳定进气流量，流量阀阀芯会出现抖动现象。流量阀的复杂流道及阀芯的动作会干扰蒸汽的特性，使流量的测量和调节变得困难，确定流量阀开度困难且误差大，导致动力机转速波动大，使得流量阀需要更加频繁动作，阀芯容易出现抖动现象，严重影响蒸汽流体特性。且流量阀置于进气主管道上，其管径大阀芯行程长，响应较慢，使得稳定流量十分困难。如：流量过大时流量阀要减小开度节流，由于阀门开度的减小进入阀门前的蒸汽的压力、密度会增大，加上气源蒸汽流量的波动，使确定下一个动作的阀门开度困难，且误差较大，在本次动作后由于流量不稳定，转速仍然存在波动阀芯需要进一步动作以调整流量，如此会进入频繁动作的抖动状态。

3.流量阀置于主管道，口径大、行程长、成本高，增加电能的成本。

现有小型蒸汽发电机组专利中，尤其是罗茨式蒸汽动力机驱动的蒸汽发电机组如：“一种小型蒸汽发电机组”(专利号：201310117957.X)、“蒸汽动力机”(专利号：200620004092.1)、“罗茨蒸汽动力机”(专利号：201210459887.1)、“一种小型蒸汽发电机组”(专利号：201320168272.3)，为使能量利用率高、发电质量高，在这些设计中急需要加入可以减少能量的损耗、提高流量稳定性的部件。

基于现有技术不足，发明低能量损耗、进气流量有效控制且高效廉价的罗茨式小型蒸汽发电机很有必要。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型要解决的问题是：提供一种罗茨式小型蒸汽发电机组。该发电机组可利用低压蒸汽气源进行发电，设计的进气管道系统对蒸汽的扰动显著减小，蒸汽能量因管路影响造成的损失显著减少，从根本上消除流量阀抖动现象，更准确地控制流入动力机流量，以稳定转速提高发电机组的工作品质，从而提高发电的质量。