一种混流式蒸汽能量转换透平级装置的制作方法

本发明涉及一种可以同时使用二种或二种以上不同品质或不同参数(压力、温度、蒸汽量)的蒸汽通过单透平级装置或由多个单透平级构成的多级透平级进行能量转换的混流式蒸汽能量转换透平级装置，属于蒸汽透平机装置节能。

背景技术：

1、目前我国的化石能源的利用率在国际上处于相对较低的水平。所有使用蒸汽或产生余热蒸汽的工业企业都对具有一定压力的蒸汽在降压使用中的压差能量进行充分回收问题和对各种余热(废热)蒸汽的充分回收利用问题。

2、利用蒸汽透平机实现的蒸汽压差节能和对各种余热(废热)蒸汽能量回收是目前最有效的手段，并且一直被普遍采用。然而随着我国工业企业的发展，企业产品品种的增加，企业所用蒸汽和所产生余热(废热)蒸汽的品种(品质、压力、温度、蒸汽量)也大大增加，同时部分企业如煤化工、造纸、钢铁等企业所产生的余热蒸汽(废热)蒸汽由于其中含有大量粉尘和腐蚀性介质，远远超出蒸汽透平机允许使用的标准，因此只能将蒸汽中的能量放掉，能量损失巨大。鉴于现有蒸汽透平机受基本结构、蒸汽使用条件和适用范围限制，无法完全回收上述能量。

技术实现思路

1、本发明提供一种混流式蒸汽能量转换透平级装置，对具有一定压力的蒸汽在降压使用中的压差能量进行充分回收和对各种余热(废热)蒸汽中的能量进行充分回收利用。

2、本发明采取的技术方案是一种混流式蒸汽能量转换透平级装置，包括具有内部腔体的机体和位于机体的内部腔体内的至少一个能量转换透平级装置；每个能量转换透平级装置包括至少2组蒸汽进汽管道、保安装置、蒸汽喷嘴组和透平级转子，透平级转子设置于机体的内部腔体内；机体的内部腔体构建有蒸汽排出口，排出口与排汽管道连接；

3、每个能量转换透平级装置还包括至少两组相互独立设置的蒸汽进汽组；并且各进汽组内的蒸汽压力、温度、蒸汽量和品质可以是不相同的；

4、所述蒸汽进汽组包括蒸汽进汽管道、保安装置和蒸汽喷嘴组，蒸汽进汽管道连接汽源并将汽源输送至蒸汽喷嘴组；所述蒸汽喷嘴组的出口端朝向透平级转子；保安装置安装于蒸汽进汽管道中段；

5、同一能量转换透平级装置的全部蒸汽进汽组中，至少一组蒸汽进汽组可以单独输送含有腐蚀性介质、易结垢物质和固体颗粒物的非常规脏蒸汽，并通过相应的蒸汽喷嘴将脏蒸汽吹送至透平级转子；并且，同一透平级的全部蒸汽进汽组中，至少一组蒸汽进汽组单独输送符合汽轮机行业标准的清洁蒸汽并将清洁蒸汽通过相应的蒸汽喷嘴吹送至透平级转子；

6、同一透平级输送的脏蒸汽和清洁蒸汽通过各自的蒸汽喷嘴组同时吹送至透平级转子并驱动透平级转子转动，进行能量转换；

7、进入同一透平级的清洁蒸汽压力可以大于脏蒸汽压力，也可以小于脏蒸汽压力。

8、优化的，上述混流式蒸汽能量转换透平级装置，输送脏蒸汽的蒸汽进汽组的蒸汽进汽管道、保安装置和蒸汽喷嘴组使用304、2cr13、316l、2205等耐磨防腐材料制造；

9、所述透平级转子使用304、2cr13、316l、2205等耐磨防腐材料制造。

10、优化的，上述混流式蒸汽能量转换透平级装置，同一透平级的全部蒸汽进汽组中蒸汽喷嘴组的喷嘴型线和喷嘴数量可以是相同的，也可以是不相同的。

11、在同一透平级的全部蒸汽进汽组输送的蒸汽中，至少具有一组清洁蒸汽并且同时至少允许具有一组脏蒸汽；脏蒸汽可以是煤化工行业高温黑水闪蒸汽、低温黑水闪蒸汽、真空闪蒸汽；造纸行业黑水闪蒸汽；钢铁行业炉渣冷却蒸汽；发酵行业干燥蒸汽等。

12、优化的，上述混流式蒸汽能量转换透平级装置，蒸汽喷嘴组的喷嘴型线和喷嘴数量依据各自进入和排出该蒸汽喷嘴组的蒸汽参数进行选择和设计型线；

13、所述进入和排出该蒸汽喷嘴组的蒸汽参数包括压力、温度、蒸汽量等参数。

14、优化的，上述混流式蒸汽能量转换透平级装置，透平级装置内具有单个透平级装置，或具有多个单透平级。多透平级装置的透平转子采用一只共用转子对外输出能量。

15、一种透平级装置的混流式蒸汽驱动方法，在多透平级的透平级装置的每个透平级中均设置至少两组蒸汽进汽组，蒸汽进汽组可以是内置的；

16、至少允许使用一组蒸汽进汽组输送含有腐蚀性介质、易结垢物质和固体颗粒物的非常规脏蒸汽并将脏蒸汽通过相应的蒸汽喷嘴组吹送至透平级转子；

17、并且使用至少一组蒸汽进汽组输送符合汽轮机行业标准的清洁蒸汽并将清洁蒸汽通过相应的蒸汽喷嘴组吹送至透平级转子；

18、脏蒸汽和清洁蒸汽同时通过各自蒸汽喷嘴组吹送至透平级转子并驱动透平级转子转动。

19、优化的，上述透平级装置的混流式蒸汽驱动方法，输送脏蒸汽的蒸汽进汽组的蒸汽进汽管道、保安装置和蒸汽喷嘴组使用304、2cr13、316l、2205等耐磨防腐材料制造；

20、透平级转子使用304、2cr13、316l、2205等耐磨防腐材料制造。

21、优化的，上述透平级装置的混流式蒸汽驱动方法，蒸汽喷嘴组将蒸汽减压减温后加速喷出，吹动所述透平级转子转动；

22、进入同一透平级的全部蒸汽进汽组的蒸汽，允许至少两种具有不同品质、压力、温度和蒸汽量的蒸汽通过各自的蒸汽喷嘴组吹送至透平级转子进行能量转换，所有经过能量转换后的蒸汽通过蒸汽排出管道排出。

23、优化的，上述透平级装置的混流式蒸汽驱动方法，同一透平级的全部蒸汽进汽组中的蒸汽喷嘴组的喷嘴型线和喷嘴数量可以是相同的，也可以不相同的。

24、优化的，上述透平级装置的混流式蒸汽驱动方法，蒸汽喷嘴组的喷嘴型线和喷嘴数量依据进入和排出该蒸汽喷嘴组的蒸汽参数进行选择和设计型线；

25、所述进入和排出该蒸汽喷嘴组的蒸汽参数包括压力、温度、蒸汽量等参数。

26、本申请的优点在于：本申请的技术方案可以同时使用二种或二种以上不同品质或不同参数(压力、温度、流量)的蒸汽通过单透平级多个单透平级组成的多级透平装置进行能量转换。本发明可以拓展汽轮机节能减排应用范围，同时还利用一台单透平级或由多个单透平级组成多级透平级装置，同时高效回收多种不同品质、不同参数(压力、温度、流量)蒸汽的能量。拓展汽轮机节能减排应用范围和高效提高蒸汽能量转化率的蒸汽透平应用。

技术特征：

1.一种混流式蒸汽能量转换透平级装置，包括具有内部腔体的机体和位于机体的内部腔体内的至少一个透平级装置；每个透平级装置包括透平级转子；透平级转子设置于机体的内部腔体内；机体的内部腔体构建有蒸汽排出口，其特征在于：每个透平级装置还包括至少两组相互独立设置的蒸汽进汽组，并且各蒸汽进汽组输送的蒸汽的参数相同或者不同；

2.根据权利要求1所述的混流式蒸汽能量转换透平级装置，其特征在于：输送脏蒸汽的蒸汽进汽组的蒸汽进汽管道、保安装置和蒸汽喷嘴组使用304、2cr13、316l、2205等耐磨防腐材料制造；

3.根据权利要求1所述的混流式蒸汽能量转换透平级装置，其特征在于：同一透平级的全部蒸汽进汽组中的蒸汽喷嘴组的喷嘴型线相同或者不同；

4.根据权利要求1所述的混流式蒸汽能量转换透平级装置，其特征在于：各蒸汽喷嘴组的喷嘴型线和喷嘴数量依据进入和排出该蒸汽喷嘴组的蒸汽参数进行选择和设计型线；

5.根据权利要求1所述的混流式蒸汽能量转换透平级装置，其特征在于：透平级装置由单个透平级构成或由多个单透平级组合而成；对于由多个单透平级组合而成的透平级装置，每个透平级转子轴上装有多只单透平级叶轮，所有单透平级叶轮通过各自蒸汽喷嘴输出蒸汽获得能量，通过一只共用转子轴对外输出能量。

6.一种如权利要求1-5任一所述的透平级装置的混流式蒸汽驱动方法，其特征在于：

7.根据权利要求6所述的透平级装置的混流式蒸汽驱动方法，其特征在于：进入同一透平级的清洁蒸汽的压力大于脏蒸汽的压力，或者进入同一透平级的清洁蒸汽的压力小于脏蒸汽的压力。

8.根据权利要求6所述的透平级装置的混流式蒸汽驱动方法，其特征在于：蒸汽喷嘴组将蒸汽减压减温后加速喷出，吹动所述透平级转子转动；

9.根据权利要求6所述的透平级装置的混流式蒸汽驱动方法，其特征在于：同一透平级的全部蒸汽进汽组中的蒸汽喷嘴组的喷嘴型线相同或者不同；

10.根据权利要求6所述的透平级装置的混流式蒸汽驱动方法，其特征在于：蒸汽喷嘴组的喷嘴型线和喷嘴数量依据进入和排出该蒸汽喷嘴组的蒸汽参数进行选择和设计型线；

技术总结本申请公开了一种混流式蒸汽能量转换透平级装置，属于蒸汽透平装置节能技术领域，解决了现有技术中蒸汽透平机受基本结构、蒸汽使用条件和适用范围限制，多种蒸汽能量回收利用困难的问题。本申请中，同一透平级的蒸汽进汽组中，至少一组蒸汽进汽组单独输送非常规脏蒸汽并将脏蒸汽通过相应的蒸汽喷嘴组吹送至透平级转子；同一透平级的蒸汽进汽组中，至少一组蒸汽进汽组单独输送清洁蒸汽吹送至透平级转子；同一透平级的脏蒸汽和清洁蒸汽同时吹送至透平级转子并驱动透平级转子转动。本发明的混流式蒸汽能量转换透平级装置，对具有一定压力的蒸汽在降压使用中的压差能量进行充分回收，同时对各种余热(废热)蒸汽也可以进行充分的回收利用。技术研发人员：张光宇受保护的技术使用者：青岛华捷汽轮机有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/23