用于低熱值燃氣輪機的煤氣加壓裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種用于低熱值燃氣輪機的煤氣加壓裝置，屬于低熱值燃氣輪機燃料加壓設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著燃氣輪機低熱值燃燒器的開發(fā)利用，越來越多的鋼鐵企業(yè)采用燃高爐煤氣或與轉(zhuǎn)爐及焦爐煤氣混合的聯(lián)合循環(huán)機組，消耗利用高爐煤氣，且可以取得比常規(guī)利用高爐煤氣鍋爐發(fā)電更高的電廠整體效率。9E燃機在鋼鐵行業(yè)應(yīng)用中熱值要求為1050kcal，常規(guī)情況下，天然氣熱值約為8000kcal/Nm3，而高爐煤氣熱值僅為700kcal/Nm3，與天然氣相比由于混合煤氣熱值較低，同等負荷下對于燃料的需求量升高了近八倍，針對燃料工況的巨大變化，部分鋼鐵企業(yè)采用軸流式煤氣壓縮機或兩級離心式煤氣壓縮機對高爐煤氣進行加壓，但軸流式壓縮機不易調(diào)節(jié)而且通流量小，遠不能滿足大型燃氣輪機所需煤氣需求；離心式煤氣壓縮機對入口工質(zhì)溫度要求嚴格，一般要求入口煤氣溫度在40°C，而高爐煤氣經(jīng)一級煤氣壓縮機壓縮后，在壓力升高的同時溫度也迅速提升，高溫煤氣不能進入第二級煤氣壓縮機，如何實現(xiàn)煤氣壓力升高的同時使溫度降至二級煤氣壓縮機所需溫度，也成為技術(shù)人員急需解決的難題。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于低熱值燃氣輪機的煤氣加壓裝置，可在對低熱值高爐煤氣加壓的同時實現(xiàn)溫度的降低，滿足二級煤氣壓縮機入口工質(zhì)溫度要求，最終實現(xiàn)燃氣輪機低熱值煤氣的需求，解決【背景技術(shù)】中的缺陷。
[0004]解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是:
[0005]一種用于低熱值燃氣輪機的煤氣加壓裝置，包括順序串聯(lián)的一級煤壓機、一級冷卻器、二級冷卻器、三級冷卻器、汽水分離器和二級煤壓機，所述一級冷卻器上安裝高壓給水進口閥和高壓給水出口閥；所述二級冷卻器上安裝凝結(jié)水進口閥和凝結(jié)水出口閥；所述三級冷卻器上安裝工業(yè)循環(huán)水進口閥和工業(yè)循環(huán)水出口閥。
[0006]上述的一種用于低熱值燃氣輪機的煤氣加壓裝置，所述汽水分離器和一級煤壓機之間安裝有溫度控制閥和溫度傳感器。
[0007]上述的一種用于低熱值燃氣輪機的煤氣加壓裝置，所述一級冷卻器、二級冷卻器和三級冷卻器均為四流程表面式換熱器。
[0008]本實用新型的有益效果:本實用新型通過在兩臺煤壓機之間串聯(lián)一級冷卻器、二級冷卻器和三級冷卻器，保證進入二級煤壓機的煤氣溫度在40°C左右，實現(xiàn)將燃氣輪機所需低熱值煤氣燃料由0.1bar加壓到22bar，從而滿足燃氣輪機所需低熱值煤氣燃料壓力的目的；同時，實現(xiàn)了凝結(jié)水和高壓給水對熱量的回收，既滿足了煤壓機高效運行的工況要求又大幅提高了整個聯(lián)合循環(huán)的熱力經(jīng)濟性和能源利用效率。
【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型連接示意圖；
[0010]圖中標記為:一級煤壓機1、二級煤壓機2、一級冷卻器3、二級冷卻器4、三級冷卻器5、高壓給水進口閥6、高壓給水出口閥7、凝結(jié)水進口閥8、凝結(jié)水出口閥9、工業(yè)循環(huán)水進口閥10、工業(yè)循環(huán)水出口閥11、溫度控制閥12、汽水分離器13、溫度傳感器14。
【具體實施方式】
[0011]圖中顯示，本實用新型包括順序串聯(lián)的一級煤壓機1、一級冷卻器3、二級冷卻器
4、三級冷卻器5、汽水分離器13和二級煤壓機2，一級冷卻器3上安裝高壓給水進口閥6和高壓給水出口閥7 ;二級冷卻器4上安裝凝結(jié)水進口閥8和凝結(jié)水出口閥9 ;三級冷卻器5上安裝工業(yè)循環(huán)水進口閥10和工業(yè)循環(huán)水出口閥11 ;汽水分離器13和一級煤壓機I之間安裝有溫度控制閥12和溫度傳感器14 ;本實用新型所述一級冷卻器3、二級冷卻器4和三級冷卻器5均為四流程表面式換熱器。
[0012]使用本實用新型時，廠區(qū)低熱值高爐煤氣及加壓脫焦后的焦爐煤氣混合經(jīng)過濕式除塵后進入一級煤氣壓縮機I壓縮，壓縮后的高溫氣體分別經(jīng)過一級冷卻器3、二級冷卻器4和三級冷卻器5冷卻后再次進入二級煤氣壓縮機2中進行壓縮，再次升壓后進入燃燒室，與經(jīng)過壓氣機升壓后進入燃燒室的空氣混合燃燒，產(chǎn)生的高溫高壓煤氣進入9E燃氣輪機膨脹做功，通過燃機透平，將機械能轉(zhuǎn)換為電能輸出。
[0013]下面以邯鋼9E燃氣輪機為例，結(jié)合附圖對本實用新型使用過程及效果進行詳細說明:
[0014]邯鋼9E燃氣輪機額定功率98.42麗，混合煤氣經(jīng)過一級煤壓機I壓縮后壓力由0.1bar升高到4.5bar，煤氣溫度由環(huán)境溫度升高至到240°C，壓縮后的混合煤氣經(jīng)過管道連接到一級冷卻器3，一級冷卻器3為四流程表面式換熱器，管程介質(zhì)為鍋爐高壓給水，殼程介質(zhì)為加壓后的混合煤氣，在一級冷卻器中3進行逆流式換熱，混合煤氣經(jīng)過一級冷卻器3后進入二級煤氣冷卻器4，二級煤氣冷卻器4為四流程表面式換熱器，管程介質(zhì)為汽輪機凝結(jié)水，殼程介質(zhì)為一級冷卻器3出口的混合煤氣，在二級冷卻器4中進行逆流式換熱，二級冷卻后的煤氣進入三級冷卻器5，三級冷卻器5為四流程表面式換熱器，管程介質(zhì)為工業(yè)循環(huán)水，殼程介質(zhì)為混合煤氣，在三級冷卻器5中進行逆流式換熱實現(xiàn)混合煤氣冷卻到工藝要求溫度40°C，混合煤氣經(jīng)過三級冷卻后進入汽水分離器13進行脫水處理，防止混合煤氣溫度大幅下降后有飽和水析出對機組造成的損害，其中一級冷卻器3、二級冷卻器4、三級冷卻器5設(shè)計額定換熱面積余量；在機組的正常運行中高壓給水進口閥6、高壓給水出口閥7保持全開狀態(tài)，凝結(jié)水進口閥8、凝結(jié)水出口閥9保持全開狀態(tài)，工業(yè)循環(huán)水進口閥10、工業(yè)循環(huán)水出口閥11保持全開狀態(tài)，其中高壓給水、汽輪機凝結(jié)水的流量根據(jù)主機的參數(shù)工況變化進行適時調(diào)節(jié)為恒壓變量參數(shù)，為保證混合煤氣經(jīng)過冷卻后能達到工藝要求參數(shù)40°C，在汽水分離器13和一級煤壓機I之間安裝有溫度控制閥12和溫度傳感器14，當溫度傳感器14達到40°C以上時，溫度控制閥12關(guān)小進行調(diào)節(jié)增加混合煤氣冷卻量，當溫度傳感器14降至40°C以下時，溫度控制閥12開大進行調(diào)節(jié)，始終保持各種工況下三級冷卻器5后溫度為40°C，確保了二級煤壓機2始終運行在高效穩(wěn)定工況點。
[0015]本實用新型通過在兩臺煤壓機中間布置三級冷卻裝置既實現(xiàn)了兩臺煤壓機串聯(lián)布置后的穩(wěn)定運行確保二級煤壓機在高效穩(wěn)定工況下運行避免遠離喘振曲線又實現(xiàn)了煤氣冷卻過程中的熱量有效回收，其中一級冷卻器3中高壓給水流量190t/h、換熱后溫升40°C，回收熱量為4.2*190000*40=31920000KJ,汽輪機凝結(jié)水流量260t/h，換熱后溫升40°C，回收熱量4.2*260000*40=43680000KJ,每小時共計回收熱量75600000KJ，每小時節(jié)約標煤約2571KG，本實用新型在采用中間冷卻器的技術(shù)應(yīng)用中通過三級冷卻裝置實現(xiàn)了對整個聯(lián)合循環(huán)不同參數(shù)介質(zhì)的分梯度能源回收利用，大大提高了能源的利用效率。
【主權(quán)項】
1.一種用于低熱值燃氣輪機的煤氣加壓裝置，其特征在于:構(gòu)成中包括順序串聯(lián)的一級煤壓機(I)、一級冷卻器(3 )、二級冷卻器(4)、三級冷卻器(5 )、汽水分離器(13 )和二級煤壓機(2)，所述一級冷卻器(3)上安裝高壓給水進口閥(6)和高壓給水出口閥(7);所述二級冷卻器(4)上安裝凝結(jié)水進口閥(8)和凝結(jié)水出口閥(9);所述三級冷卻器(5)上安裝工業(yè)循環(huán)水進口閥(10 )和工業(yè)循環(huán)水出口閥(11)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于低熱值燃氣輪機的煤氣加壓裝置，其特征在于:所述汽水分離器(13)和一級煤壓機(I)之間安裝有溫度控制閥(12)和溫度傳感器(14)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種用于低熱值燃氣輪機的煤氣加壓裝置，其特征在于:所述一級冷卻器(3)、二級冷卻器(4)和三級冷卻器(5)均為四流程表面式換熱器。
【專利摘要】本實用新型涉及一種用于低熱值燃氣輪機的煤氣加壓裝置，屬于低熱值燃氣輪機燃料加壓設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中低熱值燃氣輪機所用兩級煤氣加壓機無法實現(xiàn)煤氣壓力升高的同時使溫度降至二級煤氣壓縮機所需溫度的技術(shù)問題，技術(shù)方案為：包括順序串聯(lián)的一級煤壓機、一級冷卻器、二級冷卻器、三級冷卻器、汽水分離器和二級煤壓機，一級冷卻器上安裝高壓給水進口閥和高壓給水出口閥；二級冷卻器上安裝凝結(jié)水進口閥和凝結(jié)水出口閥；三級冷卻器上安裝工業(yè)循環(huán)水進口閥和工業(yè)循環(huán)水出口閥。本實用新型既實現(xiàn)了兩臺煤壓機串聯(lián)布置后的穩(wěn)定運行，又大幅提高了整個聯(lián)合循環(huán)的熱力經(jīng)濟性和能源利用效率，推廣應(yīng)用前景廣闊。
【IPC分類】F23K5-00
【公開號】CN204534638
【申請?zhí)枴緾N201520224430
【發(fā)明人】任強, 帥勇民, 張永生, 王賀敏, 陳兵, 武世龍
【申請人】河北鋼鐵股份有限公司邯鄲分公司
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年4月15日