技术领域
[0001] 本
发明涉及低压
饱和蒸汽发电技术领域，适用于
冶金等企业利用低压饱和蒸汽进行发电的方法，特别是冶金企业利用转炉和加热炉
汽化回收蒸汽发电的方法。 背景技术
[0002] 冶金企业在消耗
能源的同时，又会产生转炉汽化回收蒸汽、加热炉汽化回收蒸汽等二次能源，它们携带的
能量属于低温余热，是一种低品位的饱和蒸汽资源，其特点是压
力低、
含水量大。如果不充分加以利用，则大量的余热资源就要白白的浪费掉。 [0003] 目前，对于上述蒸汽资源的利用大致有两种方式：一种是热利用，直接利用其
热能供生产或生活需要，其利用率非常低；另一种是将其转换成使用方便输送灵活的
电能，主要有以下几种方式：
[0004] 1)采用带补燃
锅炉的蒸汽动力循环余热发电技术，如使用
过热蒸汽炉。其特点是用
燃料把饱和蒸汽在
过热蒸汽炉中加热到比较高的参数，使其成为高品位的过热蒸汽，再通过常规的汽轮发
电机组来发电。这种技术的缺点是：(1)由于使用了过热蒸汽炉，整个系统比较复杂，运行维护比较麻烦；(2)污染大，额外消耗燃料，浪费资源。仅仅为了利用低品位的饱和蒸汽资源不得不附加一套补燃锅炉，是不经济的。
[0005] 2)直接利用转炉汽化回收蒸汽，采用带机内除湿再热功能的余热回收发电用冷凝式
汽轮机进行发电。这种技术只是单纯利用转炉汽化回收蒸汽发电，而对于压力偏低的加热炉汽化回收蒸汽资源没有加以利用，能源的
梯级利用率偏低。
发明内容
[0006] 本发明要解决的技术问题是提供一种利用低压饱和蒸汽的发电方法，使不同压力等级的低压饱和蒸汽均得以充分利用，具有投资小、运行成本低、日常管理简单的特点。 [0007] 为解决上述技术问题，本发明提供的利用低压饱和蒸汽的发电方法采用主汽和补汽两级压力蒸汽发动，主汽经自力式调节
阀稳压后输入补汽凝汽式汽轮机18的高压段6，补汽输入补汽凝汽式汽轮机18的低压段8，补汽和主汽推动补汽凝汽式汽轮机18转动，补汽凝汽式汽轮机18带动发电机9发电。
[0008] 为了充分利用余热蒸汽，主汽和补汽输入补汽凝汽式汽轮机18前的压力调节采用前压式压力调节方式，所谓前压式压力调节方式是，当输入补汽凝汽式汽轮机18前的
蒸汽压力高时，开大气阀流量，尽量让更多的蒸汽进入补汽凝汽式汽轮机18，增加发电量；当当输入补汽凝汽式汽轮机18前的蒸汽压力低时，减小气阀流量，维持补汽凝汽式汽轮机18的进汽压力，减小发电量。
[0009] 本发明提供的利用低压饱和蒸汽的发电设备是主汽发生装置1、自力式压力调节阀3、主汽速关阀5、补汽凝汽式汽轮机18的高压段6由蒸汽输送管道顺序连接；补汽发生装置11、补汽速关阀13、补汽配汽调节阀7、补汽凝汽式汽轮机18的低压段8由蒸汽输送管道顺序连接；补汽凝汽式汽轮机18带动发电机9发电。
[0010] 相对背景技术来说，本发明具有如下特点：
[0011] 1)直接利用饱和蒸汽发电，未采用过热蒸汽炉等补燃锅炉进行蒸汽的过
热处理，避免了环境污染和额外的燃料消耗，而且系统复杂性低、生产维护简便。 [0012] 2)利用压力等级较高的转炉汽化饱和蒸汽为主汽源，还在机组调节级后并入一定流量的压力等级偏低的加热炉汽化饱和蒸汽，利用补汽凝汽式汽轮
发电机组发电，从而充分利用了企业的饱和蒸汽资源，资源的梯级利用率较高；在主汽源中断的情况下，补汽能维持机组运行，确保发电机组不因转炉系统生产间断而频繁解列。
[0013] 3)主蒸汽采用前压式压力调节方式。正常的发电机组采用恒功率调节，即当机前压力高时关小调节汽
门、当机前压力低时开大调节汽门，维持机组发电量恒定。本机组是为了充分利用余热蒸汽，采用了前压调节的压力调节方式，即当机前压力高时开大调节汽门，尽量让更多的回收蒸汽进入汽轮机进行发电，增加发电量；当机前压力低时关小调节汽门，维持机组进汽压力，机组的发电量减小。同时，为了解决三座转炉同时吹
氧，
蒸发发生量瞬间过高的问题，在主汽管道上设立自立式压力调节阀，当瞬间主汽压力超过机组进汽压力时，自立式调节阀自动打开，将压力峰值的蒸汽泄入容量较大的低压蒸汽管网，保证蒸汽不放散。这种前压式压力调节方式，使蒸汽得到充分利用。
[0014] 4)主汽、补汽口前增设汽水分离器，保证出汽的干度≥99.5％；汽轮机通流部份各压力级前设置疏水槽沟，末一、二级
叶片汽边进行激光硬化处理，末三级隔板设置除湿疏水环形槽。
[0015] 5)利用
凝结水
泵回收凝结水并再利用，水泵电机采用变频技术，适应了机组负荷变化比较大的特点。
附图说明
[0016] 下面结合附图对本发明进行详细说明
[0017] 图1利用低压饱和蒸汽的发电方法工艺流程
具体实施方式
[0018] 本发明的设计思想为：
[0019] 1热力系统
[0020] 主汽及补汽进入汽轮机作功发电，乏汽进入凝汽器凝结，汇集到热井中，凝结水经过凝结水泵，通过新敷设的管道送至厂区软水站循环利用。主汽来自转炉汽化冷却产生的饱和蒸汽，设管道接入发电站，同时在该管道上安装了一组自力式蒸汽压力调节阀，提高并稳定了机组的主进汽压力。补汽来自加热炉汽化蒸汽，设管道接入发电站。针对饱和蒸汽含水大的缺点，还在机组进汽侧增设了汽水分离装置，以保证机组进汽干度，确保安全运行。汽轮机凝汽器启动时所需的补水，接自厂区软水管网，并设管道接入发电站。 [0021] 2净
循环水系统
[0022] 系统采用工业净水开路循环系统，为汽轮发电机组凝汽器、冷油器及空冷器供水，供水采用泵组加压供水，回水利用余压直接上到
冷却塔，冷却降温后回流至吸水井并循环使用。系统中设有无阀滤器、管道
过滤器及加药系统，以保证供水
质量。 [0023] 3电气设计
[0024] 1)高压系统
[0025] 发电机出口设10KV
电压母线，系统为单母线接线方式，分别设发电机出口
断路器和并网联络断路器，发电机同期点设在发电机出口断路器上。
[0026] 2)低压系统
[0027] 发电机380V低压动力两路电源供电，一路接自发电机10KV系统母线的低压厂用电
变压器，一路接自水泵房。
[0028] 4、控制系统
[0029] 1)汽轮机组的调节系统采用了美国WOODWARD公司生产的505数字式电液调速器+西门子制造的液压执行系统，可以实现蒸汽压力前压调节。补汽系统采用汽轮机自带低压配汽调节阀，由西门子S-300控制系统系统控制补汽压力和流量。
[0030] 2)配置了本特利3500检测系统，可以检测机组各部振动、位移及胀差情况。 [0031] 3)采用了西门子S-300控制系统，可以显示有关运行信息，便于运行人员对发电机组的运行情况进行监视和控制。
[0032] 4)同时对泵站仪控系统进行了升级，采用了DCS控制系统，以保证供水系统的稳定。
[0033] 下面以
钢铁企业的转炉化冷却系统产生的饱和蒸汽和加热炉汽化冷却系统产生的蒸汽的利用为例来说明本发明。
[0034] 如图1所示，低压饱和蒸汽发电工艺流程如下：主汽来自转炉汽化冷却系统1产生的饱和蒸汽，在其输送的蒸汽管道上设置了自力式压力调节装置3，当主汽压力过高时，将部分蒸汽分流至厂区蒸汽管网2，以降低转炉汽化饱和蒸汽的
波动。经稳压后的饱和蒸汽再送入主汽汽水分离器4，再经过主汽速关阀5进入汽轮机高压段6；补汽来自加热炉汽化冷却系统11，其经专用管道送入补汽汽水分离器12，再经过补汽速关阀13和低压配汽调节阀7，由汽轮机的补汽口送入汽轮机低压段8，蒸汽在汽轮机内进行能量转换，汽轮机拖动发电机9进行发电；做功后的乏汽进入凝汽器17，凝结水则通过变频凝结水泵16送入集中软水站15，再经水泵加压后送入厂区软水管网10后，供转炉汽化冷却系统)和加热炉汽化冷却系统11循环利用。来自转炉汽化冷却系统1产生的饱和主蒸汽和来自加热炉汽化冷却系统
11的补汽分别从不同部位进入汽轮机。为了充分利用余热蒸汽，本发明采用了前压调节的压力调节方式，即当机前压力高时开大调节汽门，尽量让更多的回收蒸汽进入汽轮机进行发电，增加发电量；当机前压力低时关小调节汽门，维持机组进汽压力，机组的发电量减小。 [0035] 系统采用工业净水闭路循环系统，为汽轮发电机组凝汽器、冷油器及空冷器供水。
供水采用泵组加压供水，回水利用余压直接上到冷却塔14，冷却降温后回流至吸水井并循环使用。系统中设有无阀滤器、管道过滤器及加药系统，以保证供水质量。 [0036] 发电机出口设10KV电压母线，系统为单母线接线方式，分别设发电机出口断路器和并网联络断路器，发电机同期点设在发电机出口断路器上。发电机组并网点设在
变电所，采用
电缆线路。发电机380V低压动力采用两路电源供电。
[0037] 汽轮机组的调节系统采用了美国WOODWARD公司生产的505数字式电液调速器+西门子制造的液压执行系统，补汽系统采用汽轮机自带低压配汽调节阀，由西门子S-300控制系统系统控制补汽压力和流量。采用本特利3500检测系统。
[0038] 本发明的主要发电设备如下：
[0039] 1)热力系统设备主要包括补汽凝汽式汽轮发电机、
冷凝器、集中油站、凝结水泵、射水泵、汽水分离装置、自力式蒸汽压力调节装置及阀门等；
[0040] 2)净循环水系统设备主要包括冷却塔、水池、供水泵组、无阀滤器、管道过滤器、加药设备及阀门等；
[0041] 3)高低压电气系统设备主要包括高低压
配电柜、励磁装置、发电机保护装置等； [0042] 4)控制系统设备主要包括汽轮机组调节系统装置、机组振动检测装置、PLC控制系统及一次测量装置。
[0043] 补汽凝汽式汽轮机组由杭州中能汽轮动力有限公司生产，额定功率9000kw/h。该汽轮机组以一钢轧三座转炉汽化冷却系统产生的约45～55t/h、压力2.0Mpa的蒸汽作为主汽源，同时在机组调节级后并入10t/h、压力0.8Mpa的加热炉汽化蒸汽作为补汽。 [0044] 补汽凝汽式汽轮机组有A、B、C三个进汽点，其主要参数为：
[0045] A点.正常点
[0046] 进汽压力：2.0(范围1.9～2.2)Mpa(A)进汽
温度：饱和温度
[0047] 排汽压力：0.007Mpa(A) 进汽流量：45t/h
[0048] 补汽压力：0.65(范围0.6～0.8)Mpa(A)补汽温度：饱和温度
[0049] 补汽流量：10t/h 循环水温度：25℃(最大34℃)
[0050] 循环水量：4000t/h
[0051] 发电功率：9015kw
[0052] B点.最大点
[0053] 进汽压力：2.0(范围1.9～2.2)Mpa(A)进汽温度：饱和温度
[0054] 排汽压力：0.007Mpa(A) 最大进汽流量：55t/h
[0055] 补汽压力：0.65(范围0.6～0.8)Mpa(A)补汽温度：饱和温度
[0056] 最大补汽流量：15t/h 循环水温度：25℃(最大34℃)
[0057] 循环水量：4900t/h
[0058] 发电功率：11550kw
[0059] C点.最小点
[0060] 进汽压力：2.0(范围1.9～2.2)Mpa(A)进汽温度：饱和温度
[0061] 排汽压力：0.007Mpa(A) 进汽流量：0t/h
[0062] 补汽压力：0.65(范围0.6～0.8)Mpa(A)补汽温度：饱和温度
[0063] 补汽流量：10t/h 循环水温度：25℃(最大34℃)
[0064] 循环水量：750t/h
[0065] 发电功率：～200kw
[0066] 发电机组主要参数
[0067] 额定功率：12MW
[0068] 额定电压：10.5KV
[0069] 额定转速：3000r/min
