[實用新型]一種空分系統壓縮設備驅動裝置

有效

• 申請號: 201420674947.6
• 申請日: 2014-11-05
• 公開（公告）號: CN204200282U
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 閆姝;穆延非;史紹平;陳新明;方芳
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司;中國華能集團公司
• 主分類號: F01D15/08
• 分類號: F01D15/08;F01K13/02;F01K23/10;F02C6/00;F02C6/18;F01D15/10
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賈玉健

技術領域

本實用新型涉及小型汽輪機驅動空分系統壓縮設備領域，具體涉及一種空分系統壓縮設備驅動裝置。

背景技術

在未來較長時期內，我國都將是以燃煤發電為主的格局。整體煤氣化聯合循環發電是一種先進的潔凈煤燃燒發電技術，它具有高效、環保的特點，被認為是未來最具發展潛力的潔凈煤技術之一。因此，為促進可持續發展，整體煤氣化聯合循環發電將在我國中遠期的燃煤發電中扮演重要角色。

空分系統是整體煤氣化聯合循環發電系統中耗能最高的單元，據統計，空分系統大約會消耗全廠廠用電的70％-85％。在空分系統中，空氣壓縮設備是最主要的耗能設備，其能耗占到空分系統能耗的80％～90％。空分系統中的壓縮設備分別由單獨的電動機驅動，這種方式存在以下問題：(1)由于空氣壓縮設備所配備的電動機、變壓器以及自動控制設備的容量較高，因而整套裝置的投資費用高；(2)一般泵、壓縮機等增壓設備在啟動時，啟動力矩較大，為了適應啟動轉矩，啟動電機的功率一般都要比設備的額定功率高10％左右，那么當設備正常運行時，電動機就經常處于輕載運行，電動機本身的容量得不到充分發揮，使得電動機運行效率低、性能不好，從而增加運行費用；(3)電動機屬于連續工作的電機，在正常工作時，電機的轉速一般恒定不變，因而其負載可調節范圍較小。當整體煤氣化聯合循環發電系統運行在較低負荷時(比如50％)，空分系統會浪費一部分負載，經濟性差。

可見，尋求一種新型的空分系統壓縮設備驅動方式，以改善常規電動機驅動方式所帶來的能耗高、投資高的缺陷，從而保障整體煤氣化聯合循環發電系統經濟、安全運行是非常有意義的。

發明內容

為了解決上述現有技術存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種空分系統壓縮設備驅動裝置，通過優化整體煤氣化聯合循環發電系統中空分系統壓縮設備的驅動方式，從而降低投資維護費用、提高設備可靠性、減少空分系統能耗。

為達到以上目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種空分系統壓縮設備驅動裝置，包括整體煤氣化聯合循環系統中原有的空分系統1、氣化爐3、燃氣輪機4和余熱鍋爐5以及新增的小型汽輪機2、小型汽輪機凝汽器6和凝結水泵7；所述空分系統主要包括壓縮設備8和精餾系統9；所述壓縮設備8的轉軸與小型汽輪機2的轉軸相連接，精餾系統9的產品輸出口與氣化爐3的氣體輸入口相連通，氣化爐3的產品輸出口與燃氣輪機4的燃料輸入口相連通，燃氣輪機4的輸出口與余熱鍋爐5的燃料輸入口相連通，余熱鍋爐5的蒸汽輸出口與小型汽輪機2的輸入口相連通，小型汽輪機2的輸出口與小型汽輪機凝汽器6的輸入口相連通，小型汽輪機凝汽器6的輸出口與余熱鍋爐5的給水入口通過凝結水泵7相連通。

所述空分系統1包括多個壓縮設備8，多個壓縮設備8中的部分或全部通過小型汽輪機2同軸帶動，或根據容量需求分別配備小型汽輪機2及小型汽輪機凝汽器6。

所述空分系統1中的2個壓縮設備8由小型汽輪機2同軸帶動，所述小型汽輪機2的功率為40MW。

所述小型汽輪機2的轉速和進汽量能夠根據負載大小進行調節。

本實用新型和現有技術相比，具有如下優點：

1)降低投資。采用常規電動機驅動方式要滿足啟動要求，必須配備比壓縮設備額定功率稍高的電動機，除此之外，還需要同時配備啟動變壓器、啟動鍋爐等設備。而應用本實用新型裝置驅動壓縮設備，由于在啟動時采取了先啟動燃氣輪機的方式——通過燃燒天然氣來解決啟動時空分系統的蒸汽和能量供給問題，從而無需安裝啟動鍋爐，只需配備同壓縮設備額定功率相同的小型汽輪機及其輔助設備。因此，應用本實用新型裝置驅動壓縮設備，可以大幅度節省初期投資。

2)提高能源利用效率。電動機消耗的是電能，汽輪機消耗的是熱能，熱能向電能轉換時有一定的轉換效率，因此相比于常規電動機驅動方式，本實用新型裝置驅動方式的能量利用率較高。不僅如此，由于正常運行時電動機一般保持轉速不變，因此導致空分系統的負荷調節范圍很小，當機組低負荷運行時，空分系統就會浪費一部分出力，這種運行方式很不經濟。而汽輪機可以通過調節進汽量來調節出力，調節范圍較寬，從而使得空分系統能夠跟隨負荷大小調節出力，提高了能源利用效率，節約了成本，提升了電站運行經濟性。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例的空分壓縮設備驅動裝置示意圖。

圖2為本實用新型實施例的整體煤氣化聯合循環發電系統流程示意圖。

具體實施方式