專利名稱：煤聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)能量回收方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種潔凈煤聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)(IGCC)中，從燃?xì)廨啓C(jī)的壓氣機(jī)出口 處抽取部分壓縮空氣供給空分裝置并進(jìn)行能量回收的方法及裝置。
技術(shù)背景潔凈煤聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，是將煤氣化技術(shù)和高效聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)相結(jié)合的先進(jìn)動(dòng) 力發(fā)電系統(tǒng)。它由煤的氣化與凈化過程和燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)發(fā)電過程兩部分組成，包括 有空分裝置，燃?xì)廨啓C(jī)組，蒸汽輪機(jī)組等。在煤的氣化與凈化過程中需要空分裝置提供氧 氣作為煤氣化與凈化裝置中的氣化劑?？辗盅b置吸入壓縮空氣，產(chǎn)出氧氣和氮?dú)獾龋瑫r(shí) 需要氧壓機(jī)(外壓縮流程)和氮壓機(jī)將氧氣和氮?dú)鈮嚎s到需要的壓力，供給氣化爐氧氣以 及回注氮?dú)狻８鶕?jù)原料空氣的來源不同，空分裝置可分為獨(dú)立空分裝置、整體空分裝置和部分整體空分裝置。獨(dú)立空分裝置是所有的原料空氣都是空分裝置自帶的空壓機(jī)提供的； 整體空分裝置是所有的原料空氣都是燃?xì)廨啓C(jī)同軸的高性能壓氣機(jī)所提供的，但它必須帶 有啟動(dòng)用的50%空氣量的空壓機(jī)；部分整體空分裝置是原料空氣由空分裝置自帶的空壓機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)同軸的高性能壓氣機(jī)(一般占30% 50%)聯(lián)合提供。本發(fā)明針對的是潔凈煤聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)中用到的是部分整體空分裝置和整體空分裝置。在燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)發(fā)電過程中用到了燃?xì)廨啓C(jī)組和蒸汽輪機(jī)組，燃?xì)廨啓C(jī)組包括壓氣機(jī)、燃燒室和膨脹機(jī)； 而蒸汽輪機(jī)組包括余熱鍋爐和蒸汽輪機(jī)。在所述潔凈煤聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)中，燃?xì)廨啓C(jī)組的壓氣機(jī)所產(chǎn)生的壓縮空氣被分成兩 部分， 一部分供給燃?xì)廨啓C(jī)組的燃燒室，另一部分被抽取供給空分裝置做原料空氣。通常情況下，燃?xì)廨啓C(jī)組的壓氣機(jī)出口處壓縮空氣的壓力( 1.3Mpa)和溫度( 46(TC)遠(yuǎn)大于 空分裝置所需壓縮空氣的壓力( 0.5Mpa)和溫度( 100°C)。通常采用的方法是將燃 氣輪機(jī)組的壓氣機(jī)出口處壓縮空氣與燃?xì)廨啓C(jī)組燃燒室進(jìn)口燃?xì)膺M(jìn)行熱交換，再通過節(jié)流 裝置和冷卻器后供給空分裝置。此時(shí)由于熱交換器中壓縮空氣進(jìn)口溫度高，所以熱交換器 的技術(shù)難度大，成本也較高；同時(shí)通過節(jié)流降壓處理是對燃?xì)廨啓C(jī)組的壓氣機(jī)出口處壓縮 空氣能量的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述存在的不足，而提供一種改良工藝流程，使結(jié)構(gòu)布置更加 合理，成本較低，設(shè)備運(yùn)行的節(jié)能效果更明顯的煤聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)能量回收方法及裝置。
本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案來完成的，該方法是將從燃?xì)廨啓C(jī)組壓氣機(jī)出口 處抽取的高溫、高壓空氣，先通過一個(gè)能量回收透平裝置，使透平出口處的空氣達(dá)到適當(dāng) 低的壓力；再將經(jīng)過透平后的空氣與空分裝置中的氮壓機(jī)出口的回注氮?dú)膺M(jìn)行熱交換，使 空氣達(dá)到適當(dāng)?shù)偷臏囟?，最后將空氣供給空分裝置。
所述的能量回收透平裝置所產(chǎn)生的功率被供給氮壓機(jī)，以減少氮壓機(jī)所需功率；或者 將能量回收透平裝置所產(chǎn)生的功率供給發(fā)電機(jī)發(fā)電。一種如上所述的煤聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)能量回收裝置，它主要由空分裝置，燃?xì)廨啓C(jī)組， 蒸汽輪機(jī)組等組成，它根據(jù)燃?xì)廨啓C(jī)組壓氣機(jī)出口氣體溫度和壓力，及空分裝置所需空氣 的壓力來設(shè)計(jì)能量回收透平裝置，將設(shè)計(jì)好的能量回收透平裝置的進(jìn)口與燃?xì)廨啓C(jī)組壓氣 機(jī)排氣口通過管道連結(jié)；根據(jù)能量回收透平裝置出口空氣溫度和空分裝置中氮壓機(jī)出口的 氮?dú)鉁囟仍O(shè)計(jì)熱交換器，將設(shè)計(jì)好的熱交換器的空氣入口與能量回收透平裝置出口通過管 道連接，空氣出口與空分裝置壓縮空氣入口通過管道連接。
本發(fā)明還根據(jù)熱變形和受力的要求在管道中設(shè)置波紋管類的吸收變形元件，同時(shí)能量 回收透平裝置與氮壓機(jī)共軸，或者將能量回收透平裝置與發(fā)電機(jī)用軸用聯(lián)軸器連接發(fā)電。 本發(fā)明屬于對現(xiàn)有技術(shù)的一種改進(jìn)，它具有工藝流程簡單，結(jié)構(gòu)布置合理，制備方便，成 本較低，節(jié)能效果更明顯等特點(diǎn)。


附圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細(xì)的介紹附圖1所示，本發(fā)明主要是由空分裝置1， 燃?xì)廨啓C(jī)組2及蒸汽輪機(jī)組3組成一個(gè)完整的潔凈煤聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)。其中燃?xì)廨啓C(jī)組 2包括壓氣機(jī)4、燃燒室5和膨脹機(jī)6;而蒸汽輪機(jī)組3包括余熱鍋爐7和蒸汽輪機(jī)8。
將從燃?xì)廨啓C(jī)組2壓氣機(jī)4出口處抽取的高溫、高壓空氣，先通過一個(gè)能量回收透平 裝置9,使透平裝置9出口處空氣達(dá)到適當(dāng)?shù)偷膲毫ΑＴ賹⒖諝馀c空分裝置1中的氮壓機(jī) IO出口的回注氮?dú)膺M(jìn)行熱交換，使空氣達(dá)到適當(dāng)?shù)偷臏囟?，同時(shí)提高回注氮?dú)獾臏囟龋瑴p 少燃燒所需的煤氣，從而滿足空分裝置對空氣壓力和溫度的要求，最后將空氣供給空分裝 置l。同時(shí)將能量回收透平裝置9所產(chǎn)生的功率供給氮壓機(jī)10，以減少氮壓機(jī)10所需功
率；或者將能量回收透平裝置9所產(chǎn)生的功率供給發(fā)電機(jī)發(fā)電。由于通過能量回收透平裝 置后，從燃?xì)廨啓C(jī)組2壓氣機(jī)4抽取的壓縮空氣溫度得到降低，所以可以有效降低熱交換 器成本。同時(shí)這種技術(shù)可以有效提高整個(gè)IGCC系統(tǒng)的發(fā)電效率。本發(fā)明根據(jù)燃?xì)廨啓C(jī)組2壓氣機(jī)4出口氣體溫度和壓力，及空分裝置1所需空氣的壓 力來設(shè)計(jì)能量回收透平裝置9。將設(shè)計(jì)好的能量回收透平裝置9的進(jìn)口與燃?xì)廨啓C(jī)組2壓 氣機(jī)4排氣口通過管道連結(jié)。根據(jù)能量回收透平裝置9出口空氣溫度和空分裝置1中氮壓 機(jī)10出口的氮?dú)鉁囟仍O(shè)計(jì)熱交換器11。將設(shè)計(jì)好的熱交換器11的空氣入口與能量回收透 平裝置9出口通過管道連接，空氣出口與空分裝置l壓縮空氣入口通過管道連接，根據(jù)熱 變形和受力的要求在管道中設(shè)置波紋管等吸收變形的元件。同時(shí)能量回收透平裝置9與氮 壓機(jī)IO共軸，或者將能量回收透平裝置與發(fā)電機(jī)軸用聯(lián)軸器連接發(fā)電。
權(quán)利要求
1、一種煤聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)能量回收方法，它是將從燃?xì)廨啓C(jī)組壓氣機(jī)出口處抽取的高溫、高壓空氣，先通過一個(gè)能量回收透平裝置，使透平裝置出口處空氣達(dá)到適當(dāng)?shù)偷膲毫?；再將空氣與空分裝置中的氮壓機(jī)出口的回注氮?dú)膺M(jìn)行熱交換，使空氣達(dá)到適當(dāng)?shù)偷臏囟?，最后將空氣供給空分裝置。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)能量回收方法，其特征在于所述的能 量回收透平裝置所產(chǎn)生的功率供給氮壓機(jī)，以減少氮壓機(jī)所需功率；或者將能量回收透平 裝置所產(chǎn)生的功率供給發(fā)電機(jī)發(fā)電。
3、 一種如權(quán)利要求1或2所述的煤聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)能量回收裝置，它主要由空分 裝置、燃?xì)廨啓C(jī)組及蒸汽輪機(jī)組組成，其特征在于根據(jù)燃?xì)廨啓C(jī)組(2)的壓氣機(jī)(4)出 口氣體溫度和壓力，及空分裝置(1)所需空氣的壓力來設(shè)計(jì)能量回收透平裝置(9)，將 設(shè)計(jì)好的能量回收透平裝置(9)的進(jìn)口與燃?xì)廨啓C(jī)組(2)壓氣機(jī)(4)排氣口通過管道 連結(jié)；根據(jù)能量回收透平裝置(9)出口空氣溫度和空分裝置(1)中氮壓機(jī)(10)出口的 氮?dú)鉁囟仍O(shè)計(jì)熱交換器(11)，將設(shè)計(jì)好的熱交換器(11)的空氣入口與能量回收透平裝置(1)出口通過管道連接，空氣出口與空分裝置(1)壓縮空氣入口通過管道連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的煤聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)能量回收裝置，其特征在于根據(jù)熱變 形和受力的要求在管道中設(shè)置波紋管類的吸收變形元件，同時(shí)能量回收透平裝置(9)與 氮壓機(jī)(10)共軸，或者將能量回收透平裝置(9)與發(fā)電機(jī)軸用聯(lián)軸器連接發(fā)電。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的煤聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)能量回收系統(tǒng)，其特征在于所述的熱 交換器(11)采用低溫?zé)峤粨Q器代替高溫?zé)峤粨Q器。
全文摘要
一種煤聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)能量回收方法及裝置，該方法是將從燃?xì)廨啓C(jī)組壓氣機(jī)出口處抽取的高溫、高壓空氣，先通過一個(gè)能量回收透平裝置，使透平出口處的空氣達(dá)到適當(dāng)?shù)偷膲毫?；再將?jīng)過透平后的空氣與空分裝置中的氮壓機(jī)出口的回注氮?dú)膺M(jìn)行熱交換，使空氣達(dá)到適當(dāng)?shù)偷臏囟?，最后將空氣供給空分裝置；所述裝置主要由空分裝置，燃?xì)廨啓C(jī)組，蒸汽輪機(jī)組等組成，它根據(jù)燃?xì)廨啓C(jī)組壓氣機(jī)出口氣體溫度和壓力等來設(shè)計(jì)能量回收透平裝置，該能量回收透平裝置的進(jìn)口與燃?xì)廨啓C(jī)組壓氣機(jī)排氣口通過管道連結(jié)；根據(jù)能量回收透平裝置出口空氣溫度等設(shè)計(jì)熱交換器，該熱交換器的空氣入口與能量回收透平裝置出口通過管道連接，空氣出口與空分裝置壓縮空氣入口通過管道連接；它具有工藝流程簡單，結(jié)構(gòu)布置合理，制備方便，成本較低，節(jié)能效果更明顯等特點(diǎn)。
文檔編號F02C6/08GK101126348SQ20071006968
公開日2008年2月20日 申請日期2007年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月22日
發(fā)明者池雪林 申請人:杭州杭氧透平機(jī)械有限公司