余热发电系统三大主机:
◎余热锅炉
余热锅炉是余热发电系统中吸收余热、产生蒸汽、带动汽轮机的关键设备。一般由汽包、过热器、蒸发器、省煤器等部分组成,其参数依据可利用的余热量来确定,而汽轮机、发电机主要依据余热锅炉的规格来选型。
◎汽轮机
汽轮机又称蒸汽透平,是将蒸汽热能转换成为机械功的旋转式动力机械。来自锅炉的蒸汽进入汽轮机后,依次经过一系列环形配置的喷嘴和动叶,将蒸汽的热能转化为汽轮机转子旋转的机械能,其主要作发电用的原动机,也可直接驱动各种泵、风机、压缩机等,还可以利用汽轮机的排汽或中间抽汽满足生产和生活上的供热需要。
汽轮机按其排汽方式可分为凝汽式和背压式两类。凝汽式汽轮机的排汽在低于大气压的状态下进入凝汽器凝结成水。它具有较高的热能 - 电能装换率,广泛应用于大功率发电机组。
在凝汽式汽轮机中,若在某一级后将部分蒸汽于该点压力下引出,并用作工业过程用汽或生活用汽,这类汽轮机称为抽汽式汽轮机。抽汽式汽轮机可以在不同压力点多次抽汽,这类机型广泛用于热电联产。
背压式汽轮机的排汽压力高于大气压力,排汽可作为工业用气源,一般功率较小。如用于驱动发电机,其发电量取决于工业用蒸汽的需要量。若背压式汽轮机的排汽用作其他中、低压汽轮机的汽源,则该汽轮机称为前置式汽轮机。
此外,汽轮机还可按汽流方向分为轴流式和辐流式,按结构分为单级和多级。以发电为主要目的的现代大功率汽轮机广泛采用轴流式、多级、高初参数、凝汽式(或抽汽式)机组。
◎发电机
发电机是将机械能转变为电能的电机,通常由汽轮机、水轮机或内燃机驱动。发电机分直流发电机和交流发电机两大类,后者又可分为同步发电机和异步发电机,现代发电系统中最常用的是同步发电机。它由直流电流励磁,既能提供有功功率,也能提供无功功率,可满足各种负载的需要。异步发电机没有独立的励磁绕组,其结构简单,操作方便,但不能向负载提供电容器。直流发电机有换向器,结构复杂,价格较贵,易出故障,维修困难,效率也不如交流发电机。
余热发电系统示意图:
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