專利名稱：一種能量回收三機同軸的壓縮機組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于動力機械工程專業(yè)領(lǐng)域的一種能量回收裝置，具有節(jié)能環(huán)保，減少污染、凈化環(huán)境的功效，可廣泛應(yīng)用于冶金、石化等領(lǐng)域的大、中型企業(yè)。
背景技術(shù)：
目前，環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重，國家加強了節(jié)能減排工作，倡導(dǎo)提高能源利用效率，并制定了促進節(jié)能減排的一系列政策措施，工業(yè)企業(yè)在節(jié)能減排上采取了許多的措施和辦法，但仍然存在著大量的余壓余熱能源，回收利用率不高的問題。目前余壓余熱的回收利用普遍模式是余壓余熱回收發(fā)電，特別在工業(yè)企業(yè)如大型鋼鐵企業(yè)中高爐冶煉的副產(chǎn)品，高爐爐頂排出大量的煤氣具有壓力能及熱能，能量回收是煤氣經(jīng)煤氣余壓透平膨脹機作功，驅(qū)動發(fā)電機進行發(fā)電并上網(wǎng)或企業(yè)自用，同時煤氣余壓透平機排出的低溫低壓煤氣供應(yīng)給其它所需用戶。對于鋼鐵企業(yè)而言，這種回收模式下，高爐煤氣具有的能量沒有徹底的充分利用，同時煤氣余壓透平機發(fā)出的電能上網(wǎng)外送或者鋼鐵企業(yè)通過內(nèi)部電網(wǎng)自用，這都屬于能源的二次利用，這種利用方式不可避免的存在能源的消耗損失與利用效率問題，并且機組運行與維護的人力和財力耗費巨大，存在余壓余熱能源回收利用率不高的問題。隨著國家建設(shè)資源節(jié)約型社會及節(jié)能減排工作的落實，研究能量回收三機同軸的壓縮機組對工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)工藝流程中的余壓余熱利用、能量回收方面具有重要意義。
發(fā)明內(nèi)容針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷或不足，本實用新型的目的在于，提供一種能量回收三機同軸的壓縮機組，本實用新型不同于工業(yè)企業(yè)如大型鋼鐵企業(yè)普遍應(yīng)用的高爐煤氣余壓透平發(fā)電機組，也不同于工業(yè)企業(yè)中大量應(yīng)用的余壓、余熱回收蒸汽輪機發(fā)電機組，它是將工業(yè)流程中產(chǎn)生的具有余壓余熱能量的煤氣通過煤氣余壓透平機回收轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，而非按照常規(guī)進行發(fā)電上網(wǎng)；同時，煤氣余壓透平機排出的低溫低壓煤氣進入燃氣鍋爐燃燒，燃氣鍋爐產(chǎn)生高參數(shù)蒸汽，高參數(shù)蒸汽具有的能量通過蒸汽輪機回收轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能；煤氣余壓透平機和蒸汽輪機共同驅(qū)動壓縮機，通過壓縮機將煤氣余壓透平機和蒸汽輪機的機械能轉(zhuǎn)變?yōu)楣に嚉怏w的壓力能和動能，壓縮機的出口管道向工藝系統(tǒng)提供壓縮工藝氣體，滿足工藝系統(tǒng)要求。因此，余壓余熱煤氣具有的能量得到了充分的全部利用，減少了能源的二次轉(zhuǎn)換的損失，實現(xiàn)能源的直接高效利用，實現(xiàn)了廢氣的零排放。為了達到上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案:一種能量回收三機同軸的壓縮機組，包括煤氣余壓透平機、變速離合器、壓縮機、蒸汽輪機和蒸汽輪機的輔機系統(tǒng)；所述的壓縮機的兩端分別連接煤氣余壓透平機和蒸汽輪機，煤氣余壓透平機與蒸汽輪機共同驅(qū)動壓縮機；所述的煤氣余壓透平機和壓縮機之間通過變速離合器相連；所述的煤氣余壓透平機的進氣口通過第一管道和工業(yè)流程中產(chǎn)生的具有余壓余熱能量的煤氣源相連接；壓縮機的輸出端通過第三管道向工業(yè)裝置提供所需的壓縮氣體。本實用新型還包括如下其它技術(shù)特征:所述的壓縮機采用離心壓縮機或者軸流壓縮機。所述蒸汽輪機的輔機系統(tǒng)包括凝汽器、凝結(jié)水泵、熱井液位調(diào)節(jié)閥、低壓加熱器、除氧器和燃氣鍋爐；其中，所述蒸汽輪機的排汽口連接到凝汽器的輸入端，凝汽器、凝結(jié)水泵、熱井液位調(diào)節(jié)閥、低壓加熱器、除氧器、燃氣鍋爐通過第四管道依次連接，所述燃氣鍋爐的輸出端通過第四管道連接蒸汽輪機的輸入端，上述各部件組成一個封閉系統(tǒng)完成蒸汽輪機的蒸汽動力循環(huán)；煤氣余壓透平機的排氣口和燃氣鍋爐的燃氣進口通過第二管道相連接。所述的凝汽器與冷卻水循環(huán)管道相連接，且凝汽器進水端的冷卻水循環(huán)管道上安裝有循環(huán)水泵。本實用新型的有益效果如下:1、本實用新型將煤氣余壓透平機、壓縮機、蒸汽輪機聯(lián)結(jié)在一個軸系上，實現(xiàn)了煤氣余壓透平機和蒸汽輪機聯(lián)合生產(chǎn)，將煤氣具有余壓余熱能量轉(zhuǎn)化為工藝氣體的壓力能和動能，共同驅(qū)動壓縮機向工藝系統(tǒng)提供所需的壓縮氣體，減少了能源的二次轉(zhuǎn)換損失，實現(xiàn)了工業(yè)流程中余壓、余熱的高效直接利用。2、本實用新型實現(xiàn)了工業(yè)流程中廢氣能量的完全最大化利用，實現(xiàn)了廢氣的零排放。具有余壓余熱能量的煤氣通過煤氣余壓透平機回收能量后，煤氣余壓透平機排出的低溫低壓煤氣通過燃氣鍋爐燃燒，產(chǎn)生高參數(shù)蒸汽，高參數(shù)蒸汽具有的能量通過蒸汽輪機回收能量，再次進行能量回收，這樣具有余壓余熱能量的煤氣得到了完全徹底的利用，減少了污染、凈化了環(huán)境，實現(xiàn)了廢氣的零排放，使工業(yè)過程產(chǎn)生的廢氣與余熱(廢熱)具有的能量得到了最大化利用。3、本實用新型采用煤氣余壓透平機和蒸汽輪機共同直接驅(qū)動壓縮機(煤氣余壓透平機+壓縮機+蒸汽輪機)運轉(zhuǎn)回收能量，與常用的煤氣余壓透平機驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電(煤氣余壓透平機+發(fā)電機)以及蒸汽輪機驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電(蒸汽輪機+發(fā)電機)兩套機組采用兩套獨立的系統(tǒng)比較，減少了一套系統(tǒng)，減少運行維護人員，實現(xiàn)了機組的集中控制與集中管理，綜合經(jīng)濟效益顯著。4、本實用新型投資少、見效快，具有明顯的經(jīng)濟、環(huán)保和社會效益。

圖1是本實用新型的能量回收三機同軸的壓縮機組的結(jié)構(gòu)示意圖。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的解釋說明。
具體實施方式
參見圖1，本實用新型能量回收三機同軸的壓縮機組，包括煤氣余壓透平機1、變速離合器2、壓縮機3、蒸汽輪機4和蒸汽輪機4的輔機系統(tǒng)；所述的壓縮機3的兩端分別連接煤氣余壓透平機I和蒸汽輪機4，煤氣余壓透平機I與蒸汽輪機4共同驅(qū)動壓縮機3 ;所述的煤氣余壓透平機I和壓縮機3之間通過變速離合器2相連；壓縮機3的輸出端通過第三管道14向工業(yè)裝置提供所需的壓縮氣體。[0019]所述壓縮機3采用離心壓縮機或者軸流壓縮機。所述蒸汽輪機4的輔機系統(tǒng)包括凝汽器5、凝結(jié)水泵7、熱井液位調(diào)節(jié)閥8、低壓加熱器9、除氧器10和燃氣鍋爐11 ;其中，所述蒸汽輪機4的排汽口連接到凝汽器5的輸入端，凝汽器5、凝結(jié)水泵7、熱井液位調(diào)節(jié)閥8、低壓加熱器9、除氧器10、燃氣鍋爐11通過第四管道15依次連接，所述燃氣鍋爐11的輸出端通過第四管道15連接蒸汽輪機4的輸入端，上述各部件組成一個封閉系統(tǒng)完成蒸汽輪機4的蒸汽動力循環(huán)。所述的凝汽器5與冷卻水循環(huán)管道16相連接，且凝汽器5進水端的冷卻水循環(huán)管道16上安裝有循環(huán)水泵6。所述的煤氣余壓透平機I的進氣口通過第一管道12和工業(yè)流程中產(chǎn)生的具有余壓余熱能量的煤氣源相連接；煤氣余壓透平機I的排氣口和燃氣鍋爐11的燃氣進口通過第二管道13相連接。本實用新型的工作原理如下:能量回收三機同軸的壓縮機組，是將工業(yè)流程中高爐冶煉的副產(chǎn)品，高爐爐頂煤氣具有的壓力能及熱能，經(jīng)過煤氣余壓透平機I將煤氣具有的壓力能及熱能轉(zhuǎn)化為機械能；同時煤氣余壓透平機I排出的低壓低溫煤氣進入燃氣鍋爐11燃燒產(chǎn)生高參數(shù)蒸汽，高參數(shù)蒸汽通過蒸汽輪機4回收能量轉(zhuǎn)化為機械能；煤氣余壓透平機I和蒸汽輪機4轉(zhuǎn)化的機械能共同驅(qū)動壓縮機3運轉(zhuǎn)，壓縮機3向工業(yè)裝置提供所需的壓縮工藝氣體。煤氣余壓透平機I排出的低壓低溫煤氣進入燃氣鍋爐11燃燒產(chǎn)生高參數(shù)蒸汽，通過第四管道15向蒸汽輪機4提供高參數(shù)蒸汽，蒸汽在蒸汽輪機4膨脹做功后，乏汽通過蒸汽輪機4排汽口進入凝汽器5，冷卻水經(jīng)冷卻水循環(huán)管道系統(tǒng)16與循環(huán)水泵6在凝汽器5中循環(huán)，將乏汽凝結(jié)成水，釋放的汽化潛熱，通過管道系統(tǒng)16被循環(huán)水帶走，凝結(jié)水泵7將凝結(jié)水提高壓力后，經(jīng)熱井液位調(diào)節(jié)閥8送至低壓加熱器9加熱，然后凝結(jié)水經(jīng)除氧器10、進入燃氣鍋爐11產(chǎn)生高參數(shù)蒸汽，燃氣鍋爐11的輸出端通過第四管道15連接汽輪機4的輸入端，完成蒸汽輪機4的蒸汽動力循環(huán)。這樣煤氣余壓透平機I排出的低壓低溫煤氣通過燃氣鍋爐11燃燒得到了徹底的充分利用，實現(xiàn)了廢氣的零排放，使工業(yè)過程的廢氣與余熱(廢熱)具有的能量得到了直接高效利用。綜上，本實用新型的應(yīng)用對于大、中型工業(yè)企業(yè)具有重要的節(jié)能環(huán)保意義。另外在新建項目工廠設(shè)計中，本實用新型實現(xiàn)了工業(yè)流程中余壓、余熱煤氣利用的最大化，通過煤氣余壓透平機與蒸汽輪機共同直接同軸驅(qū)動壓縮機，減少能量轉(zhuǎn)換損失，提高能源利用效率，同時最重要的是實現(xiàn)了煤氣的零排放。能量回收三機同軸的壓縮機組投資少、見效快，具有明顯的經(jīng)濟、環(huán)保和社會效益，系統(tǒng)綜合效益良好，將會得到廣泛的應(yīng)用。
權(quán)利要求1.一種能量回收三機同軸的壓縮機組，其特征在于，包括煤氣余壓透平機(I)、變速離合器(2)、壓縮機(3)、蒸汽輪機(4)和蒸汽輪機(4)的輔機系統(tǒng)；所述的壓縮機(3)的兩端分別連接煤氣余壓透平機(I)和蒸汽輪機(4)，煤氣余壓透平機(I)與蒸汽輪機(4)共同驅(qū)動壓縮機(3);所述的煤氣余壓透平機(I)和壓縮機(3)之間通過變速離合器(2)相連；所述的煤氣余壓透平機(I)的進氣口通過第一管道(12)和工業(yè)流程中產(chǎn)生的具有余壓余熱能量的煤氣源相連接；壓縮機(3)的輸出端通過第三管道(14)向工業(yè)裝置提供所需的壓縮氣體。
2.如權(quán)利要求1所述的能量回收三機同軸的壓縮機組，其特征在于，所述的壓縮機(3)采用離心壓縮機或者軸流壓縮機。
3.如權(quán)利要求1所述的能量回收三機同軸的壓縮機組，其特征在于，所述蒸汽輪機(4)的輔機系統(tǒng)包括凝汽器(5)、凝結(jié)水泵(7)、熱井液位調(diào)節(jié)閥(8)、低壓加熱器(9)、除氧器(10)和燃氣鍋爐(11);其中，所述蒸汽輪機(4)的排汽口連接到凝汽器(5)的輸入端，凝汽器(5)、凝結(jié)水泵(7)、熱井液位調(diào)節(jié)閥(8)、低壓加熱器(9)、除氧器(10)、燃氣鍋爐(11)通過第四管道(15)依次連接，所述燃氣鍋爐(11)的輸出端通過第四管道(15)連接蒸汽輪機(4)的輸入端，上述各部件組成一個封閉系統(tǒng)完成蒸汽輪機(4)的蒸汽動力循環(huán)；煤氣余壓透平機(I)的排氣口和燃氣鍋爐(11)的燃氣進口通過第二管道(13)相連接。
4.如權(quán)利要求3所述的能量回收三機同軸的壓縮機組，其特征在于，所述的凝汽器(5)與冷卻水循環(huán)管道(16)相連接，且凝汽器(5)進水端的冷卻水循環(huán)管道(16)上安裝有循環(huán)水泵(6)。
專利摘要本實用新型公開了一種能量回收三機同軸的壓縮機組，包括煤氣余壓透平機、變速離合器、壓縮機、蒸汽輪機和蒸汽輪機的輔機系統(tǒng)；壓縮機的兩端分別連接煤氣余壓透平機的和蒸汽輪機，煤氣余壓透平機與蒸汽輪機共同驅(qū)動壓縮機；煤氣余壓透平機和壓縮機之間通過變速離合器相連；煤氣余壓透平機的進氣口和工業(yè)流程中產(chǎn)生的具有余壓余熱能量的煤氣源相連接；壓縮機的輸出端向工業(yè)裝置提供所需的壓縮氣體。本實用新型通過煤氣余壓透平機和蒸汽輪機共同驅(qū)動壓縮機，通過壓縮機將煤氣余壓透平機和蒸汽輪機的機械能轉(zhuǎn)變?yōu)楣に嚉怏w的壓力能和動能，壓縮機的出口管道向工藝系統(tǒng)提供壓縮工藝氣體，滿足工藝系統(tǒng)要求。
文檔編號F01D15/08GK202991536SQ20122063367
公開日2013年6月12日 申請日期2012年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月26日
發(fā)明者宋選利, 趙正平, 雷向陽, 李雪鋒, 閆云龍, 趙金陽, 謝永康 申請人:西安陜鼓動力股份有限公司