一种汽轮发电机润滑油余热发电方法及发电系统与流程

1.本发明设计电厂余热发电技术领域，特别涉及一种汽轮发电机润滑油余热发电方法及发电系统。


背景技术：

2.汽轮发电机组是大型高速旋转设备，各旋转部件需要大量具有一定物理性质的油进行润滑和冷却。润滑油系统就是向汽轮发电机各轴承、盘车装置、联轴器等部件提供参数适当流量稳定的润滑油，用以形成油膜润滑，同时吸收各部件由于热传导、表面摩擦和油涡流等产生的热量，使得各装置在允许的温度范围内工作，保证设备安全稳定运行。为始终保持润滑油温合适，润滑油回油携带的余热在冷油器中传递给汽轮机闭式水，这种油冷却方式造成了能量损失。迄今未有关于汽轮发电机组润滑油余热回收相关技术的公开报导。


技术实现要素：

3.本发明是为避免上述现有技术所存在的不足，提供一种汽轮发电机润滑油余热发电方法及发电系统，使汽轮发电机中润滑油回油携带的余热得到有效利用，减少能量损失。
4.本发明为解决技术问题采用如下技术方案：
5.本发明汽轮发电机润滑油余热发电方法的特点是：将汽轮发电机润滑油所携带的余热利用蒸发器传递给有机工质，使所述有机工质吸收热量后发生相变，发生相变的有机工质通过有机朗肯循环将热能转化为机械能，并带动发电机输出电能，实现汽轮发电机润滑油的余热发电。
6.本发明汽轮发电机润滑油余热发电系统的特点是包括：余热吸收系统、有机工质循环系统和发电系统；
7.所述余热吸收系统是在蒸发器中设置油回路和工质回路，通过润滑油与有机工质的热交换，将润滑油携带的余热通过蒸发器传递给有机工质，有机工质在蒸发器中吸收热量发生相变；所述油回路与汽轮发电机润滑油系统相连通，油回路入口与润滑油箱的出口连通，油回路出口与润滑油用户相连；所述工质回路与有机工质循环系统相连通，工质回路入口接工质泵的出口，工质回路出口与蒸发器相连，所述工质回路设置液相引出口，所述液相引出口与工质再循环回路相连；
8.所述有机工质循环系统包括工质膨胀机，工质膨胀机入口与蒸发器相连，工质膨胀机出口与工质冷凝器相连；工质冷凝器工质侧入口与工质膨胀机相连，工质冷凝器工质侧出口与外置工质储罐和工质泵相连或直接与工质泵相连；发生相变的有机工质通过有机朗肯循环将热能转化为机械能；
9.所述发电系统是将发电机与工质膨胀机联轴，联轴方式为同轴一体式，或为联轴器联接，或通过变速箱联轴，由所述发电系统输出电能。
10.本发明汽轮发电机润滑油余热发电系统的特点也在于：所述工质再循环回路中的再循环回路入口从工质回路中部或中下部引出，再循环回路出口与工质回路入口相连，在
所述工质再循环回路中设置再循环泵。
11.本发明汽轮发电机润滑油余热发电系统的特点也在于：所述工质冷凝器的冷源侧与汽轮发电机开式循环水系统中的冷源相连。
12.与现有技术相比，本发明有益效果体现在：
13.1、本发明通过设置有机朗肯循环发电系统吸收润滑油余热，并输出电能，使低品位能量得到有效利用，有效减少能源浪费；
14.2、本发明系统产生的电能代替部分厂用电，提高机组效率，降低发电成本；
15.3、本发明系统减少润滑油系统闭式水的使用，降低设备水耗，减弱了环境温度的变化对润滑油冷却效果的影响。
附图说明：
16.图1为本发明汽轮发电机润滑油余热利用发电系统的系统构成图。
17.图中标号：1润滑油箱，2蒸发器，3再循环泵，4工质膨胀机，5发电机，6工质冷凝器，7内置工质储罐，8冷却水进水，9冷却水回水，10工质泵。
具体实施方式
18.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚完整的描述，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施方式，都属于本发明保护的范围。
19.本实施例中汽轮发电机润滑油余热发电方法是将汽轮发电机润滑油所携带的余热利用蒸发器传递给有机工质，使所述有机工质吸收热量后发生相变，发生相变的有机工质通过有机朗肯循环将热能转化为机械能，并带动发电机输出电能，实现汽轮发电机润滑油的余热发电。
20.参见图1，本实施例中汽轮发电机润滑油余热发电系统包括：余热吸收系统、有机工质循环系统和发电系统。
21.余热吸收系统是在蒸发器2中设置油回路和工质回路，通过润滑油与有机工质的热交换，将润滑油携带的余热通过蒸发器传递给有机工质，有机工质在蒸发器中吸收热量发生相变；油回路与汽轮发电机润滑油系统相连通，油回路入口与润滑油箱1的出口连通，油回路出口与润滑油用户相连；润滑油回油携带热量回到润滑油箱1，油温升高的润滑油从润滑油箱1进入蒸发器2油回路，加热蒸发器2工质回路的有机工质，润滑油放热后温度降低，达到允许工作温度范围，供给各用户装置使用。工质回路与有机工质循环系统相连通，工质回路入口接工质泵10的出口，工质回路出口与蒸发器相连，工质回路设置液相引出口，液相引出口与工质再循环回路相连；蒸发器2工质回路的液态有机工质吸收润滑油余热，大部分发生相变转化为气态有机工质，部分未转化的液态有机工质进入工质再循环回路；工质再循环回路使未相变的液态有机工质通过工质再循环泵3返回工质回路入口，再次投入热交换。
22.有机工质循环系统包括工质膨胀机4，工质膨胀机入口与蒸发器2相连，工质膨胀机出口与工质冷凝器6相连；工质冷凝器工质侧入口与工质膨胀机4相连，工质冷凝器工质侧出口与外置工质储罐和工质泵相连或直接与工质泵相连；发生相变的有机工质通过有机
朗肯循环将热能转化为机械能；
23.发电系统是将发电机与工质膨胀机4联轴，联轴方式为同轴一体式，或为联轴器联接，或通过变速箱联轴，由发电系统输出电能。
24.具体实施中，相应技术措施也包括：
25.工质再循环回路中的再循环回路入口从工质回路中部或中下部引出，再循环回路出口与工质回路入口相连，在工质再循环回路中设置再循环泵3。
26.工质冷凝器6的冷源侧与汽轮发电机开式循环水系统中的冷源相连。
27.汽轮发电机组正常运行时，润滑油箱1的润滑油进入蒸发器2加热有机工质，润滑油的温度降低后供给用户装置使用。蒸发器2中的液态有机工质被加热相变为气态有机工质进入工质膨胀机5做功，工质热能转化为机械能；未相变的工质进入再循环管路由再循环泵3输送至蒸发器2入口；由工质膨胀机4带动发电机5发电。做功后的气态工质进入工质冷凝器6被冷却水进水8冷凝成液相储存在工质储罐7中，冷却水回水9吸热升温后回水返回开式水出口处。内置工质储罐7中的液态工质由工质泵10加压进入蒸发器2中与润滑油换热。
28.本实施例中工质冷凝器6中内置工质储罐7，低压液态有机工质暂存内置工质储罐7中，内置工质储罐7通过管路与工质泵10相连；低压液态有机工质从工质储罐7进入工质泵10加压，进入蒸发器2工质回路入口，完成有机工质的发电循环。
29.汽轮发电机组正常运行时，润滑油温度一般要求在35-45℃，润滑油回油温度一般不高于65℃，温差在20℃以内，此温差的产生即为润滑油携带的余热所致，本发明通过增设有机朗肯循坏发电系统回收这部分热量用以发电，达到余热利用的目标。
30.以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种汽轮发电机润滑油余热发电方法，其特征是：将汽轮发电机润滑油所携带的余热利用蒸发器传递给有机工质，使所述有机工质吸收热量后发生相变，发生相变的有机工质通过有机朗肯循环将热能转化为机械能，并带动发电机输出电能，实现汽轮发电机润滑油的余热发电。2.一种汽轮发电机润滑油余热发电系统，其特征是包括：余热吸收系统、有机工质循环系统和发电系统；所述余热吸收系统是在蒸发器(2)中设置油回路和工质回路，通过润滑油与有机工质的热交换，将润滑油携带的余热通过蒸发器传递给有机工质，有机工质在蒸发器中吸收热量发生相变；所述油回路与汽轮发电机润滑油系统相连通，油回路入口与润滑油箱(1)的出口连通，油回路出口与润滑油用户相连；所述工质回路与有机工质循环系统相连通，工质回路入口接工质泵(10)的出口，工质回路出口与蒸发器相连，所述工质回路设置液相引出口，所述液相引出口与工质再循环回路相连；所述有机工质循环系统包括工质膨胀机(4)，工质膨胀机入口与蒸发器(2)相连，工质膨胀机出口与工质冷凝器(6)相连；工质冷凝器工质侧入口与工质膨胀机(4)相连，工质冷凝器工质侧出口与外置工质储罐和工质泵相连或直接与工质泵相连；发生相变的有机工质通过有机朗肯循环将热能转化为机械能；所述发电系统是将发电机与工质膨胀机(4)联轴，联轴方式为同轴一体式，或为联轴器联接，或通过变速箱联轴，由所述发电系统输出电能。3.根据权利要求2所述的汽轮发电机润滑油余热发电系统，其特征是：所述工质再循环回路中的再循环回路入口从工质回路中部或中下部引出，再循环回路出口与工质回路入口相连，在所述工质再循环回路中设置再循环泵(3)。4.根据权利要求2所述的汽轮发电机润滑油余热发电系统，其特征是：所述工质冷凝器(6)的冷源侧与汽轮发电机开式循环水系统中的冷源相连。

技术总结
本发明公开一种汽轮发电机润滑油余热发电方法及发电系统，是将汽轮发电机润滑油所携带的余热利用蒸发器传递给有机工质，使有机工质吸收热量后发生相变，发生相变的有机工质通过有机朗肯循环将热能转化为机械能，并带动发电机输出电能，实现汽轮发电机润滑油的余热发电；本发明发明系统包括余热吸收系统、有机工质循环系统和发电系统；本发明使汽轮发电机中润滑油回油携带的余热得到有效利用，减少能量损失。损失。损失。


技术研发人员：李勇 杨骏 张骏 徐鹏程 苏阳 丛星亮
受保护的技术使用者：国网安徽省电力有限公司电力科学研究院
技术研发日：2023.03.21
技术公布日：2023/7/12