CN102536366A - 双参数双驱动汽轮发电机组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种双参数双驱动汽轮发电机组，包括一台余热汽轮发电机，两台接入到所述余热汽轮发电机的汽轮机，一台控制器，以及与所述汽轮机相应的两个联轴器；所述汽轮机主轴分别与所述发电机主轴之间通过所述联轴器相连接，从而使三台设备的主轴形成一根主轴；所述控制器连接到所述汽轮机，控制所述两台汽轮机转速相同共同带动发电机发电。其使得两套独立的性质不同的余热发电***精简为一套***，简化***，减小投资，节约资金和设备。

Description

双参数双驱动汽轮发电机组
技术领域
本发明涉及工业余热发电技术领域，特别是，涉及一种双参数双驱动汽轮发电机组。
背景技术
目前在工业余热发电***中，通常的配置为一台汽轮机配套一台发电机及其电气接入***，从而形成一套余热发电***。而在大多数工业生产企业中，存在各种不同形式的余热资源，为综合利用各种不同形式余热资源进行发电，有时需要配套建设不同形式的余热发电***，从而在企业中建设多条余热发电机组。
例如在钢铁企业中，其烧结冷却机产生大量高温烟气，利用余热锅炉将此高温烟气中的热量回收产生过热蒸汽，从而配套建设过热蒸汽汽轮发电机组。同时在钢铁企业中，其转炉配套的汽化冷却烟道产生大量饱和蒸汽，由于蒸汽性质的不同，不能将饱和蒸汽并入到过热蒸汽管道中送入过热蒸汽汽轮机进行发电，需要采用饱和蒸汽汽轮机重新配套建设独立的饱和蒸汽汽轮发电***。这样就在企业中存在两套独立的性质不同的余热发电***。
同时，在现有的工业企业中，为了回收更多的低温余热，较先进的技术为根据余热品味的不同采用不同性质的循环工质进行余热回收发电。对于高温余热资源采用以水为***循环工质的发电机组，而对于低温余热资源采用以有机物为循环工质的有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle，ORC)发电机组，这样对于工业生产线需配套建设两套独立的余热发电机组。
在传统工业余热发电***中，由余热锅炉来的蒸汽进入主蒸汽管道，之后进入汽轮机中膨胀做功，带动发电机进行发电，汽轮机乏汽进入凝汽器中由冷却水冷凝为饱和液态水，并由凝结水泵抽出送至除氧给水***的除氧器进行除氧，化学水处理车间的化学补充水同时注入除氧器进行除氧补水，之后一同由锅炉给水泵加压输送至锅炉省煤器段从而完成一个循环。
针对以上两套独立的性质不同的余热发电机组相应地会配套建设两台发电机及其电气接入***，从而使整个工业企业中余热发电***更为复杂，增大投资，造成极大的浪费。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种双参数双驱动汽轮发电机组，其使得以上所述两套独立的性质不同的余热发电***简化，减小投资，节约资金和设备。
为实现本发明而提供的一种双参数双驱动汽轮发电机组，包括一台余热汽轮发电机，两台接入到所述余热汽轮发电机的汽轮机，一台控制器，以及与所述汽轮机相应的两个联轴器；
所述汽轮机主轴分别与所述发电机主轴之间通过所述联轴器相连接，从而使三台设备的主轴形成一根主轴；
所述控制器连接到所述汽轮机，控制所述汽轮机转速相同共同带动发电机发电。
较优地，所述汽轮机为以水为***循环工质的汽轮机，其中一台作为饱和蒸汽汽轮机，另一台作为过热蒸汽汽轮机。
较优地，所述控制器控制两台汽轮机转速与频率一致，共同带动发电机发电。
较优地，所述的双参数双驱动汽轮发电机组，还包括两个与汽轮机相应连接的凝汽器，一套除氧给水***；
所述除氧给水***分别连接到所述两台凝汽器，所述汽轮机产生的乏汽，输入到所述凝汽器进行凝结，得到凝结水输出到所述除氧给水***。
当所述汽轮机对水质要求相同时，所述两台凝汽器凝结水合并通过凝结水泵送入到一台共同的除氧器中进行除氧，完成一个循环。
较优地，所述的双参数双驱动汽轮发电机组，还包括两套抽真空装置；
所述抽真空装置分别连接到所述凝汽器，当所述汽轮机背压要求相同时，采用一台共同的抽真空装置同时对所述汽轮机配套的所述凝汽器进行抽真空，将所述凝汽器接入到所述抽真空装置中进行抽真空。
所述抽真空装置连接到所述除氧器，采用所述抽真空装置对所述除氧器进行抽真空。
较优地，所述的除氧给水***，还包括一套化学水处理车间；
所述化学水处理车间连接到所述两台凝汽器的同时，还连接到除氧给水***的除氧器中，其将化学补充水分别送至两台凝汽器同时送入到除氧器中。
较优地，采用所述的锅炉给水泵将所述除氧器中处理过的水加压送至余热锅炉。
较优地，所述两台汽轮机，其中一台是以水为循环工质的汽轮机；另一台以有机物为循环工质的汽轮机。
较优地，所述控制器对所述汽轮机的转速进行控制，使所述汽轮机转速与频率一致，共同带动发电机发电。
较优地，所述的双参数双驱动汽轮发电机组，还包括两个与汽轮机相应连接的凝汽器，两套独立的除氧给水***；
所述两套独立的除氧给水***分别连接到所述两台凝汽器，所述汽轮机产生的乏汽，输入到所述凝汽器进行凝结，得到凝结水输出到所述除氧给水***。
较优地，所述的双参数双驱动汽轮发电机组，还包括抽真空装置；
由于循环工质为有机物的有机郎肯循环汽轮机背压一般高于大气压，因此其凝汽器不需要连接抽真空装置；
循环工质为水的余热发电***，其所述凝汽器连接到所述抽真空装置进行抽真空。
较优地，所述两套独立的除氧给水***，还包括两套独立的循环工质处理车间；
所述两套独立的循环工质处理车间连接到所述两台凝汽器的同时，还连接到两套独立的除氧给水***的除氧器中，其将补充循环工质分别送至两台凝汽器同时送入到除氧器中。
较优地，采用所述独立的两个锅炉给水泵将所述独立的两个除氧器中处理过的循环工质加压送至各自余热锅炉。
本发明的优点在于：本发明的双参数双驱动汽轮发电机组，对比传统***，其将多台性质不同汽轮机对称串联地布置于发电机两侧，由控制器控制其转速相同共同带动发电机发电。若循环工质为同一物质并且冷凝压力相同，可采用同一套抽真空装置及除氧给水***；若循环工质为不同物质，则在汽轮机后分别独立地采用不同的冷凝除氧给水***。本发明的串联式双参数双驱动汽轮发电机组能够有效减少发电机组并联运行时发电机及其电气接入***数量，简化***，大大减少设备投资与土建施工。
附图说明
图1是本发明实施例一双参数双驱动汽轮发电机组结构示意图；
图2是本发明实施例二双参数双驱动汽轮发电机组结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明的双参数双驱动汽轮发电机组进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明而不是对本发明的限制。
下面的实施例以两台汽轮发电机组互联为例而对本发明的双参数双驱动汽轮发电机组进行描述，应当说明的是，本发明实施例同样适用于三台以上的汽轮发电机组互联的情况，其同样在本发明保护的范围之内。
实施例一：
在工业余热发电***中，对于同时存在以水为***循环工质的饱和蒸汽汽轮发电机组与过热蒸汽汽轮发电机组，由于汽轮机乏汽冷凝压力相同，因此本发明实施例的双参数双驱动汽轮发电机组实施例中，将两台汽轮机对称串联地连接到一台发电机。
作为一种可实施方式，本发明实施例一的双参数双驱动汽轮发电机组，其是一种对称串联式双汽轮机驱动的发电机组，如图1所示，在以水为***循环工质的双参数双驱动汽轮发电机组中，包括一台余热汽轮发电机2，两台接入到所述余热汽轮发电机的汽轮机1、11，一台控制器16，两个联轴器15；
所述两台以水为***循环工质汽轮机1、11设置在所述发电机2两侧，两台汽轮机1、11主轴分别与发电机2主轴之间采用联轴器15相连接，从而使三台设备的主轴形成一根主轴；
所述控制器16连接到两台汽轮机1、11，控制两台以水为***循环工质的汽轮机1、11，使两台汽轮机1、11转速相同而共同带动发电机2发电。
作为一种可实施方式，所述两台汽轮机1、11，其中一台作为过热蒸汽汽轮机1，另一台作为饱和蒸汽汽轮机11。
较佳地，所述双参数双驱动汽轮发电机组，还包括两个与汽轮机1、11相应连接的凝汽器3，两套除氧给水***8；两套抽真空装置6；
所述两台汽轮机产生的乏汽，输入到所述两个凝汽器3进行凝结，得到凝结水经过凝结水泵9输出到双参数双驱动汽轮发电机组的除氧给水***8。
所述抽真空装置6分别连接到所述凝汽器3，当两台汽轮机背压要求相同时，所述抽真空装置对汽轮机配套的凝汽器进行抽真空，将凝汽器的真空管7合并为一根管道接入到抽真空装置6中进行抽真空。
所述除氧给水***8连接到所述凝结水泵9，当两台汽轮机1、11对水质要求相同时，两台凝汽器3的热井4中的凝结水并入到一根管道14经凝结水泵9送入到除氧给水***8的除氧器10中进行除氧，之后经锅炉给水泵5加压后送出。
较佳地，所述双参数双驱动汽轮发电机组，所述的除氧给水***8，还包括一套化学水处理车间12。
所述化学水处理车间12在连接到所述两台凝汽器3的热井4的同时，还连接到除氧给水***的除氧器10中，其将化学补充水分别送至两台凝汽器3的热井4中同时送入到除氧给水***的除氧器10中。
饱和蒸汽与过热蒸汽分别进入各自主蒸汽管道13，之后分别进入过热蒸汽汽轮机1与饱和蒸汽汽轮机11中分别膨胀做功，由控制器16对两台汽轮机进行转速控制，使两台汽轮机转速相同，两台汽轮机1、11同时带动同一发电机2发电；
之后汽轮机乏汽分别汇入到各自凝汽器3中进行冷凝，并将两台凝汽器3的凝结水汇总到一根管道14由凝结水泵9送至除氧给水***8的除氧器10进行除氧，同时，所述化学水处理车间12，将化学补充水分别送至两台凝汽器3的热井4同时送入到除氧器10中进行除氧，其后由锅炉给水泵5加压送至余热锅炉，从而完成一个循环。
实施例二：
本发明实施例二的双参数双驱动汽轮发电机组，如图2所示，包括一条以水为循环工质的发电机组和一条以有机物为循环工质的有机朗肯循环发电机组，一台余热汽轮发电机2，两台接入到余热汽轮发电机的汽轮机1、1’，以及一控制器16，和两个联轴器15；
在工业余热发电***中，对于一条工业生产线高温烟气配套建设以水为循环工质的发电机组和低温烟气建设以有机物为循环工质的有机朗肯循环发电机组，由于两套发电机组循环工质不同，工质循环回路分别独立运行，本发明实施例二的双参数双驱动汽轮发电机组实施例中，将以有机物为循环工质的有机朗肯循环发电机组的汽轮机1’通过联轴器15连接到发电机2上，与以水为循环工质的发电机组的汽轮机1一起带动发电机2发电。
所述两台汽轮机1、1’设置于所述发电机2两侧，两台汽轮机1、1’主轴分别与发电机2主轴之间采用联轴器15相连接，从而使三台设备的主轴形成一根主轴；
所述控制器16连接到所述两台汽轮机1、1’，对两台汽轮机1、1’的转速进行控制，使汽轮机1、1’与发电机2的转速与频率一致，共同带动发电机2发电。
较佳地，所述双参数双驱动汽轮发电机组，还包括两个与汽轮机1、1’相应连接的凝汽器3与凝汽器3’，分别与所述凝汽器相应连接的两套除氧给水***8与8’；连接到所述凝汽器3的抽真空装置6。
由于以水为循环工质的发电机组其循环背压低于大气压，因此所述凝汽器3配置抽真空装置6，而以有机物为循环工质的发电机组其背压一般高于大气压，因此所述凝汽器3’不需配置抽真空装置。
所述两台汽轮机1、1’产生的乏汽，输入到所述两个凝汽器3与3’进行凝结，得到凝结水分别经凝结水泵9与9’输出到双参数双驱动汽轮发电机组的两套除氧给水***8与8’。
所述抽真空装置6连接到所述凝汽器3，所述抽真空装置对以水为循环工质的汽轮机配套的凝汽器3进行抽真空。
较佳地，所述双参数双驱动汽轮发电机组，所述的除氧给水***8与8’，还包括两套循环工质处理车间7与7’；
所述循环工质处理车间7与7’在分别连接到所述凝汽器3与3’的同时，还连接到除氧给水***的除氧器10与10’中，其将循环补充工质分别送至凝汽器3与3’中同时分别送入到各自的除氧给水***的除氧器10与10’中。
作为一种可实施方式，对于以水为循环工质的发电机组，由余热锅炉来的蒸汽进入其主蒸汽管道13，之后进入汽轮机1中膨胀做功，带动发电机2进行发电；然后汽轮机乏汽进入凝汽器3中由冷却水冷凝为饱和液态水，并由凝结水泵9抽出送至除氧给水***8的除氧器10进行除氧，同时循环工质处理车间7的化学补充水同时注入除氧器10进行除氧，之后通过锅炉给水泵5加压输送至余热锅炉从而完成一个循环。
作为一种可实施方式，对于以有机物为循环工质的有机朗肯循环发电机组，由余热锅炉来的蒸汽进入其主蒸汽管道13’，之后进入汽轮机1’中膨胀做功，一同带动发电机2进行发电；然后，汽轮机乏汽进入凝汽器3’中由冷却水冷凝为饱和液态工质，并由凝结水泵9’抽出送至另一套除氧给水***8’的除氧器10’进行除氧，补充工质同时注入到除氧给水***的除氧器10’进行除氧，之后一同由锅炉给水泵5’加压输送至锅炉从而完成一个循环。
本发明实施例的双参数双驱动汽轮发电机组，一方面，将多台汽轮机连接到同一发电机，由控制器控制其转速与发电机一致，共同带动发电机发电，减少一台发电机及其配套电气接入***，从而简化发电***，减少设计、施工周期，减少***投资；另一方面，多台汽轮机连接到同一发电机，由控制器对多台汽轮机及发电机的转速进行控制，从而使汽轮机与发电机的转速与频率一致，共同带动发电机发电，而不会在主轴上产生扭应力；同时，多台汽轮机连接到同一发电机，汽轮机主轴与发电机主轴采用联轴器相连，形成一条共同主轴，带动发电机发电。当一台汽轮机产生故障，无法继续运行时，将其联轴器解列，从而将此汽轮机从发电***中解列出来，并不影响另外的汽轮机带动发电机继续发电。
最后应当说明的是，很显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。

Claims (10)

1.一种双参数双驱动汽轮发电机组，其特征在于，包括一台余热汽轮发电机，两台接入到所述余热汽轮发电机的汽轮机，一台控制器，以及与所述汽轮机相应的两个联轴器；
所述汽轮机主轴分别与所述发电机主轴之间通过所述联轴器相连接，从而使三台设备的主轴形成一根主轴；
所述控制器连接到所述汽轮机，控制所述汽轮机转速相同共同带动发电机发电。
2.根据权利要求1所述的双参数双驱动汽轮发电机组，其特征在于，所述汽轮机为以水为***循环工质的汽轮机，其中一台作为饱和蒸汽汽轮机，另一台作为过热蒸汽汽轮机。
3.根据权利要求2所述的双参数双驱动汽轮发电机组，其特征在于，所述控制器控制两台汽轮机转速与频率一致，共同带动发电机发电。
4.根据权利要求3所述的双参数双驱动汽轮发电机组，其特征在于，还包括两个与汽轮机相应连接的凝汽器，两套除氧给水***；
所述除氧给水***分别连接到所述两台凝汽器，所述汽轮机产生的乏汽，输入到所述凝汽器进行凝结，得到凝结水输出到所述除氧给水***。
当所述汽轮机对水质要求相同时，所述凝汽器凝结水合并入到一根共同的管道送入到一台共同的除氧器中进行除氧，完成一个循环。
5.根据权利要求4所述的双参数双驱动汽轮发电机组，其特征在于，还包括两套抽真空装置；
所述抽真空装置分别连接到相应所述凝汽器，当所述汽轮机背压要求相同时，所述抽真空装置同时对所述汽轮机配套的所述凝汽器进行抽真空，将所述凝汽器接入到所述抽真空装置中进行抽真空。
6.根据权利要求4或5所述的双参数双驱动汽轮发电机组，其特征在于，所述的除氧给水***，还包括一套化学水处理车间；
所述控制器控制所述化学水处理车间在连接到所述两台凝汽器的同时，还连接到除氧给水***的除氧器中，其将化学补充水分别送至两台凝汽器同时送入到除氧给水***的除氧器中。
7.根据权利要求1所述的双参数双驱动汽轮发电机组，其特征在于，所述两台汽轮机，其中一台是以水为循环工质的汽轮机；另一台以有机物为循环工质的汽轮机。
8.根据权利要求7所述的双参数双驱动汽轮发电机组，其特征在于，所述控制器对所述汽轮机的转速进行控制，使所述汽轮机与所述发电机的转速与频率一致，共同带动发电机发电。
9.根据权利要求8所述的双参数双驱动汽轮发电机组，其特征在于，还包括两个与汽轮机相应连接的凝汽器，分别与所述凝汽器相应连接的两套除氧给水***；
所述汽轮机产生的乏汽，输入到所述凝汽器进行凝结，得到凝结水输出到所述除氧给水***。
10.根据权利要求9所述的双参数双驱动汽轮发电机组，其特征在于，所述的除氧给水***，还包括循环工质处理车间；
所述循环工质处理车间在连接到所述凝汽器的同时，还连接到除氧给水***的除氧器中，其将化学补充水与有机工质分别送至所述凝汽器同时送入到除氧给水***的除氧器中。
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