[實(shí)用新型]一種空分系統(tǒng)壓縮設(shè)備驅(qū)動(dòng)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420674947.6
• 申請(qǐng)日: 2014-11-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204200282U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閆姝;穆延非;史紹平;陳新明;方芳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)華能集團(tuán)清潔能源技術(shù)研究院有限公司;中國(guó)華能集團(tuán)公司
• 主分類號(hào): F01D15/08
• 分類號(hào): F01D15/08;F01K13/02;F01K23/10;F02C6/00;F02C6/18;F01D15/10
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 賈玉健

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及小型汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)空分系統(tǒng)壓縮設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種空分系統(tǒng)壓縮設(shè)備驅(qū)動(dòng)裝置。

背景技術(shù)

在未來(lái)較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)，我國(guó)都將是以燃煤發(fā)電為主的格局。整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電是一種先進(jìn)的潔凈煤燃燒發(fā)電技術(shù)，它具有高效、環(huán)保的特點(diǎn)，被認(rèn)為是未來(lái)最具發(fā)展?jié)摿Φ臐崈裘杭夹g(shù)之一。因此，為促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展，整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電將在我國(guó)中遠(yuǎn)期的燃煤發(fā)電中扮演重要角色。

空分系統(tǒng)是整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)中耗能最高的單元，據(jù)統(tǒng)計(jì)，空分系統(tǒng)大約會(huì)消耗全廠廠用電的70％-85％。在空分系統(tǒng)中，空氣壓縮設(shè)備是最主要的耗能設(shè)備，其能耗占到空分系統(tǒng)能耗的80％～90％。空分系統(tǒng)中的壓縮設(shè)備分別由單獨(dú)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，這種方式存在以下問(wèn)題：(1)由于空氣壓縮設(shè)備所配備的電動(dòng)機(jī)、變壓器以及自動(dòng)控制設(shè)備的容量較高，因而整套裝置的投資費(fèi)用高；(2)一般泵、壓縮機(jī)等增壓設(shè)備在啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)力矩較大，為了適應(yīng)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，啟動(dòng)電機(jī)的功率一般都要比設(shè)備的額定功率高10％左右，那么當(dāng)設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)就經(jīng)常處于輕載運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)本身的容量得不到充分發(fā)揮，使得電動(dòng)機(jī)運(yùn)行效率低、性能不好，從而增加運(yùn)行費(fèi)用；(3)電動(dòng)機(jī)屬于連續(xù)工作的電機(jī)，在正常工作時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速一般恒定不變，因而其負(fù)載可調(diào)節(jié)范圍較小。當(dāng)整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行在較低負(fù)荷時(shí)(比如50％)，空分系統(tǒng)會(huì)浪費(fèi)一部分負(fù)載，經(jīng)濟(jì)性差。

可見(jiàn)，尋求一種新型的空分系統(tǒng)壓縮設(shè)備驅(qū)動(dòng)方式，以改善常規(guī)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式所帶來(lái)的能耗高、投資高的缺陷，從而保障整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)行是非常有意義的。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種空分系統(tǒng)壓縮設(shè)備驅(qū)動(dòng)裝置，通過(guò)優(yōu)化整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)中空分系統(tǒng)壓縮設(shè)備的驅(qū)動(dòng)方式，從而降低投資維護(hù)費(fèi)用、提高設(shè)備可靠性、減少空分系統(tǒng)能耗。

為達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種空分系統(tǒng)壓縮設(shè)備驅(qū)動(dòng)裝置，包括整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)中原有的空分系統(tǒng)1、氣化爐3、燃?xì)廨啓C(jī)4和余熱鍋爐5以及新增的小型汽輪機(jī)2、小型汽輪機(jī)凝汽器6和凝結(jié)水泵7；所述空分系統(tǒng)主要包括壓縮設(shè)備8和精餾系統(tǒng)9；所述壓縮設(shè)備8的轉(zhuǎn)軸與小型汽輪機(jī)2的轉(zhuǎn)軸相連接，精餾系統(tǒng)9的產(chǎn)品輸出口與氣化爐3的氣體輸入口相連通，氣化爐3的產(chǎn)品輸出口與燃?xì)廨啓C(jī)4的燃料輸入口相連通，燃?xì)廨啓C(jī)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(jī)2的輸入口相連通，小型汽輪機(jī)2的輸出口與小型汽輪機(jī)凝汽器6的輸入口相連通，小型汽輪機(jī)凝汽器6的輸出口與余熱鍋爐5的給水入口通過(guò)凝結(jié)水泵7相連通。

所述空分系統(tǒng)1包括多個(gè)壓縮設(shè)備8，多個(gè)壓縮設(shè)備8中的部分或全部通過(guò)小型汽輪機(jī)2同軸帶動(dòng)，或根據(jù)容量需求分別配備小型汽輪機(jī)2及小型汽輪機(jī)凝汽器6。

所述空分系統(tǒng)1中的2個(gè)壓縮設(shè)備8由小型汽輪機(jī)2同軸帶動(dòng)，所述小型汽輪機(jī)2的功率為40MW。

所述小型汽輪機(jī)2的轉(zhuǎn)速和進(jìn)汽量能夠根據(jù)負(fù)載大小進(jìn)行調(diào)節(jié)。

本實(shí)用新型和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1)降低投資。采用常規(guī)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式要滿足啟動(dòng)要求，必須配備比壓縮設(shè)備額定功率稍高的電動(dòng)機(jī)，除此之外，還需要同時(shí)配備啟動(dòng)變壓器、啟動(dòng)鍋爐等設(shè)備。而應(yīng)用本實(shí)用新型裝置驅(qū)動(dòng)壓縮設(shè)備，由于在啟動(dòng)時(shí)采取了先啟動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)的方式——通過(guò)燃燒天然氣來(lái)解決啟動(dòng)時(shí)空分系統(tǒng)的蒸汽和能量供給問(wèn)題，從而無(wú)需安裝啟動(dòng)鍋爐，只需配備同壓縮設(shè)備額定功率相同的小型汽輪機(jī)及其輔助設(shè)備。因此，應(yīng)用本實(shí)用新型裝置驅(qū)動(dòng)壓縮設(shè)備，可以大幅度節(jié)省初期投資。

2)提高能源利用效率。電動(dòng)機(jī)消耗的是電能，汽輪機(jī)消耗的是熱能，熱能向電能轉(zhuǎn)換時(shí)有一定的轉(zhuǎn)換效率，因此相比于常規(guī)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式，本實(shí)用新型裝置驅(qū)動(dòng)方式的能量利用率較高。不僅如此，由于正常運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)一般保持轉(zhuǎn)速不變，因此導(dǎo)致空分系統(tǒng)的負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍很小，當(dāng)機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，空分系統(tǒng)就會(huì)浪費(fèi)一部分出力，這種運(yùn)行方式很不經(jīng)濟(jì)。而汽輪機(jī)可以通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)汽量來(lái)調(diào)節(jié)出力，調(diào)節(jié)范圍較寬，從而使得空分系統(tǒng)能夠跟隨負(fù)荷大小調(diào)節(jié)出力，提高了能源利用效率，節(jié)約了成本，提升了電站運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的空分壓縮設(shè)備驅(qū)動(dòng)裝置示意圖。

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)流程示意圖。

具體實(shí)施方式