分体式燃气蒸汽联合循环发电系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种分体式燃气蒸汽联合循环发电系统，包括高炉煤气压缩燃烧系统、热风发电机组系统、蒸汽发电系统、控制系统及发配电系统，所述热风发电机组系统和蒸汽发电系统均分别连接控制系统和发配电系统；热风发电机组系统包括烟气轮机、空气压缩机及第一发电机,烟气轮机连接蒸汽发电系统，第一发电机连接发配电系统；高炉煤气压缩燃烧系统包括煤气压缩机和低流速燃烧室，低流速燃烧室包括有煤气进口管、冷风进口管及热风出口管，煤气压缩机还连接有煤气输入管和电动机，电动机与发配电系统连接。本实用新型使用独立的低流速燃烧室，可使高炉煤气充分燃烧，提高了高炉煤气的燃烧效率和安全系数。
【专利说明】
分体式燃气蒸汽联合循环发电系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种发电系统，属发电领域，更具体的说是涉及一种分体式燃气蒸汽联合循环发电系统。
【背景技术】
[0002]高炉煤气是炼铁过程中产生的副产能源，以前高炉煤气由于热值比较低，而且含尘量大，不少企业除少量用于自身冶金自用燃气外，很多都是燃烧放空或直接排放，既浪费了能源，又污染了环境，随着技术的发展，对高炉煤气能源的重视，得以应用于供热风炉和焦炉以及与焦炉煤气配置成混合煤气供用户使用。
[0003]目前高炉煤气有以下一些常用形式:
[0004]1、锅炉燃烧发电:
[0005]其工作原理是:高炉煤气通过除尘，TRT余压余热发电后进入煤气柜，稳定后的高炉煤气送入燃烧锅炉燃烧与水换热后产生过热蒸汽驱动汽轮机发电，虽然一定程度上使高炉煤气得以利用，但热效率不高，即使掺烧其他更高热值的燃气，产生高温高压蒸汽，不扣除自耗电的情况下，发电效率也只在31%左右。
[0006]2、燃气蒸汽联合循环发电:
[0007]其工作原理是:煤气柜稳定后的高炉煤气通过掺入其他更高热值的可燃气体压缩后送入燃气轮机燃烧发电，排出的烟气还有较高温度，而余热锅炉回收燃气轮机的排气余热，产生蒸汽驱动汽轮机带动电机发电实现了能量的循环利用，发电效率得到提升，但限于国内技术的发展，一般采用国外燃机，效率较高，但比较昂贵，不少企业心有余而力不足。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型克服了现有技术的不足，提供了一种蒸汽和热风联合发电系统，解决了以往燃气轮机无法燃烧低热值高炉煤气、燃烧效率低及安全性差的技术难题。
[0009]为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案:
[0010]分体式燃气蒸汽联合循环发电系统，包括高炉煤气压缩燃烧系统、热风发电机组系统、蒸汽发电系统、控制系统及发配电系统，所述热风发电机组系统和蒸汽发电系统均分别连接控制系统和发配电系统;所述热风发电机组系统包括顺次连接的烟气轮机、空气压缩机及第一发电机，所述烟气轮机连接蒸汽发电系统，所述第一发电机连接发配电系统;所述高炉煤气压缩燃烧系统包括顺次连通的煤气压缩机和低流速燃烧室，低流速燃烧室包括有煤气进口管、冷风进口管及热风出口管，所述煤气进口管与煤气压缩机连通，所述冷风进口管与所述空气压缩机连通，所述热风出口管与所述烟气轮机连通，所述煤气压缩机还连接有煤气输入管和电动机，电动机与发配电系统连接。
[0011]所述冷风进口管上设置有冷风气量测量喷咀和冷风阀，所述空气压缩机的空气进口端还设置有压缩机静叶调角器。
[0012]所述煤气进口管上依次设置有煤气分进口阀和煤气气量流量喷咀。
[0013]所述煤气输入管上设置有煤气总进口阀。
[0014]所述蒸汽发电系统包括与烟气轮机管道连通的蒸汽锅炉，蒸汽锅炉通过主蒸汽管道连通有汽轮机，汽轮机连接有第二发电机，第二发电机连接所述发配电系统E;所述蒸汽发电系统还包括凝结水循环系统，凝结水循环系统包括相互连通的排汽装置和冷却塔，排汽装置一端连通汽轮机，所述排汽装置另一端连接有凝结水栗，凝结水栗再通过管道与蒸汽锅炉连通，所述凝结水栗和蒸汽锅炉之间的管道连接有补水栗。
[0015]所述蒸汽锅炉与汽轮机连通的主蒸汽管道上还设置有主蒸汽调节门和锅炉压力调节阀。
[0016]所述凝结水栗还并连有液位调节阀。
[0017]所述蒸汽锅炉与烟气轮机连通的管道上还连接有进风管，进风管上设置有入口混风阀。
[0018]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0019]1、本实用新型使用独立的低流速燃烧室，可使高炉煤气充分燃烧，可按照实际情况合理调整燃烧参数，保证稳定的燃烧率，并能有效控制安全作业和方便异常情况诊断，提高了高炉煤气的燃烧效率和安全系数。
[0020]2、本实用新型采用空气压缩机、热风炉、烟气轮机代替发展较为缓慢的国产燃气轮机，在不用掺入其它更高热值的可燃气体的情况下能燃烧煤气发电，并提高煤气的燃烧效率。
[0021]3、本实用新型通过回收热风内热量用于蒸汽发电使用，提到了热量利用率，减少了能耗。
[0022]4、本实用新型通过控制系统可以很好控制系统，避免出现安全问题，并提高燃烧效率和煤气利用率。
【附图说明】
[0023]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细说明。
[0024]图1是本实用新型的结构不意图；
[0025]图中的标号分别表不为:1、发配电系统；2、电动机;3、齿轮箱;4、煤气总进口阀；5、煤气压缩机;6、液压系统;7、煤气气量流量喷咀;8、煤气分进口阀；9、低流速燃烧室；10、润滑系统；11、第一发电机；12、控制系统；13、冷风阀；14、冷风气量测量喷阻；15、空气压缩机；16、压缩机静叶调角器；17、联轴器；18、烟气轮机；19、锅炉压力调节阀；20、主蒸汽调节门；21、入口混风阀；22、第二发电机;23、汽轮机;24、蒸汽锅炉;25、烟囱；26、冷却塔;27、单向阀；28、液位调节阀；29、排汽装置;30、凝结水栗;31、补水栗。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。
[0027]如图1所示，分体式燃气蒸汽联合循环发电系统，包括高炉煤气压缩燃烧系统、热风发电机组系统、蒸汽发电系统、控制系统及发配电系统，所述热风发电机组系统和蒸汽发电系统均分别连接控制系统12和发配电系统I;所述热风发电机组系统包括顺次连接的烟气轮机18、空气压缩机15及第一发电机11，所述烟气轮机18连接蒸汽发电系统，所述第一发电机11连接发配电系统I;所述高炉煤气压缩燃烧系统包括顺次连通的煤气压缩机5和低流速燃烧室9，低流速燃烧室9包括有煤气进口管、冷风进口管及热风出口管，所述煤气进口管与煤气压缩机5连通，所述冷风进口管与所述空气压缩机15连通，所述热风出口管与所述烟气轮机18连通，所述煤气压缩机5还连接有煤气输入管和电动机2，电动机2与发配电系统I连接。
[0028]所述冷风进口管上设置有冷风气量测量喷咀14和冷风阀13，所述空气压缩机15的空气进口端还设置有压缩机静叶调角器16。
[0029]所述煤气进口管上依次设置有煤气分进口阀8和煤气气量流量喷咀7。
[0030]所述煤气输入管上设置有煤气总进口阀4。
[0031]所述蒸汽发电系统包括与烟气轮机18管道连通的蒸汽锅炉24，蒸汽锅炉24通过主蒸汽管道连通有汽轮机23，汽轮机23连接有第二发电机22，第二发电机22连接所述发配电系统I;所述蒸汽发电系统还包括凝结水循环系统，凝结水循环系统包括相互连通的排汽装置29和冷却塔26，排汽装置29—端连通汽轮机23，所述排汽装置29另一端连接有凝结水栗30，凝结水栗30再通过管道与蒸汽锅炉24连通，所述凝结水栗30和蒸汽锅炉24之间的管道连接有补水栗31。
[0032]所述蒸汽锅炉24与汽轮机23连通的主蒸汽管道上还设置有主蒸汽调节门20和锅炉压力调节阀19。
[0033]所述凝结水栗30还并连有液位调节阀28。
[0034]所述蒸汽锅炉24与烟气轮机18连通的管道上还连接有进风管，进风管上设置有入口混风阀21。
[0035]本实施例的烟气轮机18通过联轴器17连接空气压缩机15，第一发电机11也可以是启动电动机，煤气压缩机5和电动机2之间、空气压缩机15和第一发电机11之间、汽轮机23和22第二发电机之间均通过齿轮箱3连接，且齿轮箱3均连接有润滑系统10，煤气压缩机5、空气压缩机15及汽轮机23均连接有液压系统6，蒸汽锅炉24中自带汽包并且内部设置有锅炉过热器CBl、蒸发器CB2及省煤器CB3，蒸汽锅炉24还连接有烟囱25。
[0036]本实施例的工作原理是:
[0037]煤气柜中的煤气通过煤气输入管的煤气总进口阀4进入由电动机2带动的煤气压缩机5给高炉煤气加温加压后送入低流速燃烧室9，同时经过处理的空气通过压缩机静叶调角器16进入空气压缩机15进行加温加压后送入低流速燃烧室9，空气与高炉煤气在低流速燃烧室9中经点火燃烧产生烟气进入烟气轮机18，高温烟气冲转烟气轮机18带动第一发电机11发电以及空气压缩机15的转动，第一发电机11转动从而通过发配电系统I配电。
[0038]同时，蒸汽锅炉24产生的过热蒸汽通过主蒸汽调节门20和锅炉压力调节阀19进入汽轮机23做功，汽轮机23带动第二发电机22转动发电并送入发配电系统I，而经过做功后的乏汽经过排汽装置29导入冷却塔26冷凝成凝结水，凝结水通过管道流回排汽装置29，排汽装置29中的凝结水通过凝结水栗30抽给蒸汽锅炉24的省煤器CB3，凝结水栗30出口引出凝结水并经过液位调节阀28流回排汽装置29，通过调节液位调节阀28开度控制回水量来调节排汽装置29液位，凝结水通过补水栗31补水后经过除氧流回蒸汽锅炉24本体，并分别经过省煤器CB3、蒸发器CB2、过热器CBl转化为过热蒸汽，过热蒸汽通过主蒸汽管道进入汽轮机23做功，汽轮机23带动第二发电机22转动发电并送入发配电系统I，如此循环即可循环发电。
[0039]本实施例在冷却塔26和排汽装置29之间的管道上还设置有单向阀27，从而可以控制内部凝结水流向。冷风气量测量喷咀14和冷风阀13可控制冷风的进口流量和开关，而压缩机静叶调角器16可控制气流平稳，便于同步控制。煤气分进口阀8和煤气气量流量喷咀7可控制煤气进入低流速燃烧室9的进口流量和开关，而煤气总进口阀4则可以控制煤气整体流量和开关
[0040]过热蒸汽通过主蒸汽管道时，锅炉压力调节阀19可确保烟气量变化时的锅筒压力稳定。
[0041]从烟气轮机18出来的高温热风还有较高的温度，高温热风通过管道依次流经蒸汽锅炉24的锅炉过热器CBl、蒸发器CB2及省煤器CB3，高温热风在蒸汽锅炉24的受热面被冷却将温度传给蒸汽锅炉24内的蒸汽，高温热风传热后控制在一定温度内后由烟囱25排出，并通过入口混风阀21的开度控制进风管的进风量，保证蒸汽锅炉24的入口温度不至过高。
[0042]发配电系统I包括发电系统、变压系统、送电系统及配电系统等，发配电系统I是现有技术，并非技术重点，具体内容不再阐述;第一发电机11和第二发电机22所发电直接通过发配电系统I引入发配电房，供给厂里所用电分配后剩余电能通过变压系统变电后传输供给其他用户使用。
[0043]控制系统12包括煤气分块控制系统和锅炉分块控制系统，煤气分块控制系统控制煤气管道煤气入口量与空气压缩机5的空气入口量，锅炉分块控制系统控制主蒸汽调节门20、锅炉压力调节阀19及补水栗31。
[0044]本实用新型通过高炉煤气热风和蒸汽联合发电，并能合理利用热风能余热供给蒸汽发电，降低了能耗，并且联合发电效果好，相互不受影响。
[0045]综上，本实施例的有益效果是:
[0046]本实用新型采用煤气压缩机5和低流速燃烧室9代替发展较为缓慢的国产燃气轮机，在不用掺入其它更高热值的可燃气体的情况下能燃烧高炉煤气发电，并提高高炉煤气的燃烧效率和安全性;通过煤气压缩机5压缩煤气，并通过空气压缩机15单独压缩空气与煤气混合，通过流速燃烧室9燃烧后产生的烟气进行换热，避免了以往需对煤气压缩易造成安全事故的问题;通过回收热风内热量用于蒸汽发电使用，提到了热量利用率，减少了能耗；通过控制系统可以很好控制系统，避免出现安全问题，并提高燃烧效率和煤气利用率。
[0047]如上所述即为本实用新型的实施例。前文所述为本实用新型的各个优选实施例，各个优选实施例中的优选实施方式如果不是明显自相矛盾或以某一优选实施方式为前提，各个优选实施方式都可以任意叠加组合使用，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述实用新型人的实用新型验证过程，并非用以限制本实用新型的专利保护范围，本实用新型的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.分体式燃气蒸汽联合循环发电系统，其特征在于:包括高炉煤气压缩燃烧系统、热风发电机组系统、蒸汽发电系统、控制系统(12)及发配电系统(I)，所述热风发电机组系统和蒸汽发电系统均分别连接控制系统(12)和发配电系统(I);所述热风发电机组系统包括顺次连接的烟气轮机(18)、空气压缩机(15)及第一发电机(11)，所述烟气轮机(18)连接蒸汽发电系统，所述第一发电机(11)连接发配电系统(I);所述高炉煤气压缩燃烧系统包括顺次连通的煤气压缩机(5)和低流速燃烧室(9)，低流速燃烧室(9)包括有煤气进口管、冷风进口管及热风出口管，所述煤气进口管与煤气压缩机(5)连通，所述冷风进口管与所述空气压缩机(15)连通，所述热风出口管与所述烟气轮机(18)连通，所述煤气压缩机(5)还连接有煤气输入管和电动机(2)，电动机(2)与发配电系统(I)连接。2.根据权利要求1所述的分体式燃气蒸汽联合循环发电系统，其特征在于:所述冷风进口管上设置有冷风气量测量喷咀(14)和冷风阀(13)，所述空气压缩机(15)的空气进口端还设置有压缩机静叶调角器(16)。3.根据权利要求1所述的分体式燃气蒸汽联合循环发电系统，其特征在于:所述煤气进口管上依次设置有煤气分进口阀(8)和煤气气量流量喷咀(7)。4.根据权利要求1所述的分体式燃气蒸汽联合循环发电系统，其特征在于:所述煤气输入管上设置有煤气总进口阀(4)。5.根据权利要求1所述的分体式燃气蒸汽联合循环发电系统，其特征在于:所述蒸汽发电系统包括与烟气轮机(18)管道连通的蒸汽锅炉(24)，蒸汽锅炉(24)通过主蒸汽管道连通有汽轮机(23)，汽轮机(23)连接有第二发电机(22)，第二发电机(22)连接所述发配电系统(I);所述蒸汽发电系统还包括凝结水循环系统，凝结水循环系统包括相互连通的排汽装置(29)和冷却塔(26)，排汽装置(29)一端连通汽轮机(23)，所述排汽装置(29)另一端连接有凝结水栗(30)，凝结水栗(30)再通过管道与蒸汽锅炉(24)连通，所述凝结水栗(30)和蒸汽锅炉(24)之间的管道连接有补水栗(31)。6.根据权利要求5所述的分体式燃气蒸汽联合循环发电系统，其特征在于:所述蒸汽锅炉(24)与汽轮机(23)连通的主蒸汽管道上还设置有主蒸汽调节门(20)和锅炉压力调节阀(19)。7.根据权利要求5所述的分体式燃气蒸汽联合循环发电系统，其特征在于:所述凝结水栗(30)还并连有液位调节阀(28)。8.根据权利要求5所述的分体式燃气蒸汽联合循环发电系统，其特征在于:所述蒸汽锅炉(24)与烟气轮机(18)连通的管道上还连接有进风管，进风管上设置有入口混风阀(21)。
【文档编号】C21B5/06GK205669435SQ201620625526
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年6月22日
【发明人】马志斌, 刘蓉, 李成, 杨天, 杨云福
【申请人】成都成发科能动力工程有限公司