一种高压除氧器蒸汽热量协同梯级利用设备及其系统的制作方法

本技术涉及余热余压利用设备的，特别是涉及一种高压除氧器蒸汽热量协同梯级利用设备及其系统。

背景技术：

1、除氧器是发电厂、热电联产工程及余热利用工厂的主要设备之一，用于改善工业用水的水质，其中热力除氧器的主要功能是利用亨利或道尔顿定律将溶解在水中的氧气离析出来,达到除去水中氧气的效果。热电联产机组中，高压除氧器加热蒸汽的能量梯级利用系统是一种有助于更有效地利用废热和废汽的能源回收方式。能量梯级利用可以做到最大化利用可用的能源资源，减少高品质能量的浪费，并提高整体热电联产系统的经济性与稳定性。

2、热力除氧器的加热蒸汽主要来自汽轮机的抽汽、排汽，也有从锅炉引来的蒸汽来加热凝结水、补充水。高压除氧器被广泛应用于高参数大容量机组。额定负荷时，国内高压除氧器的额定工作压力一般取0.588mpa，相应的除氧水出口温度可达158～160℃，一般用于高压和135mw超高压机组，在200mw超高压机组中也有应用。背压式汽轮机的除盐水补充水温度较低（一般为25～30℃），除氧器出水温度较高，因此除盐水在除氧器中的换热温差较大，造成除氧器加热蒸汽的能源浪费。

3、为达到理想的除氧效果，除氧器会向大气中释放部分气体，排出氧气的同时夹带部分饱和蒸汽，除氧器排汽一般直接排向大气，造成了环境的热污染、工质与热量的浪费。因此，除氧器加热蒸汽的能量梯级高效利用能够减少工质和能源的浪费，提高机组的能源利用率，有助于热电联产机组实现向高效节能机组的转型。

技术实现思路

1、为了提高蒸汽的热量利用率，本技术提供了一种高压除氧器蒸汽热量协同梯级利用设备及其系统。

2、第一方面，本技术提供的一种高压除氧器蒸汽热量协同梯级利用设备采用如下技术方案：

3、一种高压除氧器蒸汽热量协同梯级利用设备，包括汽源管、第一涡轮机以及除氧器，所述汽源管用于输送蒸汽，所述汽源管的出口端分别设有第一支管和第二支管，所述第一支管的出口端连接于第一涡轮机，所述第二支管的出口端连接于除氧器，所述第一支管和第二支管之间设有用于切换蒸汽流向的第一切换组件；所述第一涡轮机的输出端连接有第一发电机，所述第一涡轮机与除氧器之间设有连通管，所述连通管的进口端连接于第一涡轮机，所述连通管的出口端连接于除氧器。

4、通过采用上述的技术方案，通过第一涡轮机和第一切换组件的设置，常态在第一切换组件的作用下，关闭第一支管并开启第二支管，汽源管输送的蒸汽能够通过第二支管输送至除氧器内进行除氧处理（此过程除氧器会向大气释放部分蒸汽，蒸汽中含有热量），处理后再引入车间供生产线使用；通过第一切换组件开启第一支管并关闭第二支管，蒸汽由第一支管进入第一涡轮机，使得第一涡轮机在蒸汽的作用下能够带动第一发电机的转轴转动以进行发电（此部分电量可用于车间使用），蒸汽作用于第一涡轮机后由连通管输送至除氧器进行除氧处理；在除氧器的前端设置第一涡轮机，提前消耗并利用了蒸汽中的部分能量，使得蒸汽在除氧器处理后，除氧器向大气中释放部分蒸汽的热量减小，进而降低热量的浪费，提高蒸汽的热量利用率。

5、第二方面，本技术提供的一种高压除氧器蒸汽热量协同梯级利用系统采用如下技术方案：

6、一种高压除氧器蒸汽热量协同梯级利用系统，包括锅炉、凝结器以及上述的一种高压除氧器蒸汽热量协同梯级利用设备，所述汽源管的进口端用于连接于锅炉的蒸汽输出端；所述连通管设有冷凝管，所述冷凝管的出口端连接于凝结器，所述凝结器设有加压泵送件，所述加压泵送件用于对凝结器的冷凝水加压并泵送至锅炉。

7、通过采用上述的技术方案，通过锅炉和凝结器的设置，蒸汽经第一涡轮机带动发电机发电的过程中，蒸汽进行能量交换，蒸汽的压力下降，根据生产需求，当需要提高蒸汽压力时，可将蒸汽引入凝结器，使蒸汽在凝结器中转化为冷凝水，通过加压泵送件对冷凝水进行加压并泵送至锅炉，压力提高后的冷凝水在锅炉的高温作用下重新转化为高温高压蒸汽，再将此蒸汽由汽源管输送至第一涡轮机或除氧器，形成循环，以持续供应高温高压蒸汽，满足生产需求。

8、可选的，所述第一涡轮机和除氧器之间设有第二涡轮机，所述第二涡轮机分别设有进气管和出气管，所述进气管的进口端和出气管的出口端均连接于连通管；所述第一涡轮机、第二涡轮机、除氧器以及凝结器之间设有第二切换组件，所述第二切换组件形成第一路线和第二路线，当切换至所述第一路线时，蒸汽由第一涡轮机进入除氧器，当切换至所述第二路线时，蒸汽依次由所述第一涡轮机、第二涡轮机进入凝结器。

9、通过采用上述的技术方案，通过第二涡轮机的设置，常态下，在第二切换组件的作用下切换至第一路线，此时第二涡轮机处于关闭状态，蒸汽能够由第一涡轮机进入除氧器进行除氧处理，在引入车间生产线使用；当处于用电高峰期时（即第一涡轮机的发电量满足不了车间用电量时），通过第二切换组件切换至第二路线，使蒸汽经第一涡轮机后，能够进入第二涡轮机，第一涡轮机和第二涡轮机的组合大大提高了发电量，以满足用电需求；第二路线中，蒸汽分别在第一涡轮机和第二涡轮机消耗了能量，使得蒸汽转化为低温低压，将低温低压的蒸汽引入凝结器，使蒸汽能够通过凝结器和锅炉重新形成高温高压蒸汽，达到循环的效果，以满足实际生产需求。

10、可选的，所述第二切换组件包括第一切换阀、第二切换阀、第三切换阀、第四切换阀以及第五切换阀，所述第一切换阀和第二切换阀均设置于连通管且第二切换阀位于第一切换阀靠近除氧器的一侧；所述第三切换阀设置于进气管并位于第一切换阀和第一涡轮机之间，所述第四切换阀设置于出气管并位于第一切换阀和第二切换阀之间，所述第五切换阀设置于冷凝管并位于第二切换阀和第四切换阀之间。

11、通过采用上述的技术方案，开启第一切换阀和第二切换阀，并关闭第三切换阀、第四切换阀以及第五切换阀，使蒸汽能够由第一涡轮机通过连通管直接进入除氧器（第二涡轮机处于停机状态），形成第一路线；关闭第一切换阀和第二切换阀，并开启第三切换阀、第四切换阀以及第五切换阀，使第一涡轮机的蒸汽能够由进气管进入第二涡轮机，再由出气管回流至连通管，接着通过冷凝管流向凝结器，形成第二路线，提高第一路线和第二路线之间的切换便捷性。

12、可选的，所述连通管包括第一连通部和第二连通部，所述第一连通部的进口端连接于第一涡轮机，所述第二连通部的出口端连接于除氧器；所述第二切换组件包括切换筒和切换件，所述切换筒内部具有切换腔，所述第一连通部的出口端、第二连通部的进出口、进气管的进口端、出气管的出口端以及冷凝管的进口端均连接于切换筒并连通于切换腔；所述切换件设置于切换腔以形成所述第一路线和所述第二路线。

13、通过采用上述的技术方案，通过切换筒和切换件的设置，第一连通部的出口端、第二连通部的进出口、进气管的进口端、出气管的出口端以及冷凝管的进口端均连接于切换筒并连通于切换腔，通过切换件形成第一路线和第二路线，从而控制第二涡轮机的启闭，降低整体制造成本。

14、可选的，所述切换件包括滑动板、切换板以及驱动气缸，所述滑动板滑移安装于切换腔内并将切换腔分隔形成第一切换区和第二切换区，所述第二连通部的进出口连通于第一切换区，所述进气管的进口端、出气管的出口端以及冷凝管的进口端均连通于第二切换区；所述切换板设置于滑动板靠近第二切换区的板面，所述驱动气缸设置于滑动板，当所述驱动气缸收缩状态时，所述第一连通部的出口端连通于第一切换区以使蒸汽由第一切换区进入第二连通部，当所述驱动气缸伸长状态时，所述第一连通部的出口端连通于第二切换区以使蒸汽依次通过第二涡轮机和凝结器。

15、通过采用上述的技术方案，通过滑动板、切换板以及驱动气缸的设置，常态下，驱动气缸处于收缩状态，第一连通部的出口端连通于第一切换区，使得第一连通部的蒸汽能够进入第一切换区，并通过第一切换区进入第二连通部，以流向除氧器，此时第二涡轮机处于关闭状态；当需要开启第二涡轮机时，驱使驱动气缸的活塞杆向外伸出，迫使第一连通部的出口端连通于第二切换区，第一连通部的蒸汽能够进入第二切换区，并在切换板的作用下依次通过进气管、第二涡轮机、出气管、冷凝管，从而排向凝结器，提高第一路线和第二路线之间的切换便捷性，降低整体结构的制造成本。

16、可选的，当所述驱动气缸伸长状态时，所述切换板将第二切换区分隔形成第一通道和第二通道，所述第一连通部的出口端和进气管的进口端均连通于第一通道，所述出气管的出口端和冷凝管的进出端均连通于第二通道。

17、通过采用上述的技术方案，驱动气缸的活塞杆伸出状态时，驱动气缸通过滑动板带动切换板滑移，使切换板将第二切换区分隔形成第一通道和第二通道，此时第一连通部的出口端和进气管的进口端均连通于第一通道，第一连通部的蒸汽能够进入第一通道，并由第一通道进入进气管，以作用于第二涡轮机，蒸汽经出气管进入第二通道，并由第二通道进入冷凝管，以输送至凝结器，形成第二路线，使蒸汽能够排向凝结器和锅炉形成高温高压蒸汽并重新循环至第一涡轮机或除氧器，提高第一路线和第二路线之间的切换便捷性。

18、可选的，所述第一连通部的出口端设有第一分支和第二分支，所述第一分支的出口端连通于第一切换区，所述第二分支的出口端连通于第二切换区；所述滑动板靠近第一切换区的板面设有第一阻挡块，所述滑动板靠近第二切换区的板面设有第二阻挡块，当所述驱动气缸收缩状态时，所述第二阻挡块阻挡于第二分支的出口端，当所述驱动气缸伸长状态时，所述第一阻挡块阻挡于第一分支的出口端。

19、通过采用上述的技术方案，通过第一阻挡块和第二阻挡块的设置，当驱动气缸收缩状态时，第二阻挡块阻挡于第二分支的出口端以闭合于第二分支，第一连通部的蒸汽能够进入第一切换区，形成第一路线；当驱动气缸伸长状态时，第一阻挡块阻挡于第一分支的出口端以闭合于第一分支，第一连通部的蒸汽能够进入第二切换区，形成第二路线。

20、可选的，所述切换筒的底壁开设有连通于切换腔的排水孔，所述切换板远离滑动板的侧壁设有封堵块，当所述驱动气缸伸长状态时，所述封堵块插设于排水孔以闭合于排水孔。

21、通过采用上述的技术方案，通过排水孔和封堵块的设置，驱动气缸收缩状态时，蒸汽流动于第一切换区而无法进入第二切换区，此时第二切换区内的冷却水能够由排水孔向外排出；当驱动气缸伸长状态时，蒸汽流动与第二切换区，此时封堵块封堵于排水孔，降低蒸汽由排水孔向外发生泄漏的可能性，提高整体结构的实用性。

22、可选的，所述第一切换组件包括第一阀门、第二阀门、第三阀门以及第四阀门，所述第一阀门和第二阀门均安装于第一支管以用于启闭第一支管，所述第三阀门和第四阀门均安装于第二支管以用于启闭第二支管。

23、通过采用上述的技术方案，通过第一阀门、第二阀门、第三阀门以及第四阀门，无需进行发电时，关闭第一阀门和第二阀门并开启于第三阀门和第四阀门，汽源管的蒸汽能够通过第二支管直接进入除氧器进行除氧处理；开启第一阀门和第二阀门并关闭于第三阀门和第四阀门，汽源管的蒸汽能够通过第一支管进入第一涡轮机进行发电，使第一涡轮机能够提前消耗并利用蒸汽中的部分能量，提高蒸汽的利用率。

24、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

25、1.通过第一涡轮机和第一切换组件的设置，常态在第一切换组件的作用下，关闭第一支管并开启第二支管，汽源管输送的蒸汽能够通过第二支管输送至除氧器内进行除氧处理（此过程除氧器会向大气释放部分蒸汽，蒸汽中含有热量），处理后再引入车间供生产线使用；通过第一切换组件开启第一支管并关闭第二支管，蒸汽由第一支管进入第一涡轮机，使得第一涡轮机在蒸汽的作用下能够带动第一发电机的转轴转动以进行发电（此部分电量可用于车间使用），蒸汽作用于第一涡轮机后由连通管输送至除氧器进行除氧处理；在除氧器的前端设置第一涡轮机，提前消耗并利用了蒸汽中的部分能量，使得蒸汽在除氧器处理后，除氧器向大气中释放部分蒸汽的热量减小，进而降低热量的浪费，提高蒸汽的热量利用率；

26、2.通过第二切换组件的设置，开启第一切换阀和第二切换阀，并关闭第三切换阀、第四切换阀以及第五切换阀，使蒸汽能够由第一涡轮机通过连通管直接进入除氧器（第二涡轮机处于停机状态），形成第一路线；关闭第一切换阀和第二切换阀，并开启第三切换阀、第四切换阀以及第五切换阀，使第一涡轮机的蒸汽能够由进气管进入第二涡轮机，再由出气管回流至连通管，接着通过冷凝管流向凝结器，形成第二路线，提高第一路线和第二路线之间的切换便捷性；

27、3.通过滑动板、切换板以及驱动气缸的设置，常态下，驱动气缸处于收缩状态，第一连通部的出口端连通于第一切换区，使得第一连通部的蒸汽能够进入第一切换区，并通过第一切换区进入第二连通部，以流向除氧器，此时第二涡轮机处于关闭状态；当需要开启第二涡轮机时，驱使驱动气缸的活塞杆向外伸出，迫使第一连通部的出口端连通于第二切换区，第一连通部的蒸汽能够进入第二切换区，并在切换板的作用下依次通过进气管、第二涡轮机、出气管、冷凝管，从而排向凝结器，提高第一路线和第二路线之间的切换便捷性，降低整体结构的制造成本。