一種利用高爐煤氣實現chp聯合發電的裝置及其方法
2023-09-23 17:18:45
一種利用高爐煤氣實現chp聯合發電的裝置及其方法
【專利摘要】本發明公開了一種利用高爐煤氣實現CHP聯合發電的裝置，包括煤氣預處理系統、燃氣內燃機發電系統以及餘熱回收利用系統，所述餘熱回收利用系統包括餘熱鍋爐和蒸汽輪發電系統；同時還公開了實現該發明的方法。本發明在利用高效的燃氣內燃機對高爐煤氣發電過程中，利用高爐煤氣燃燒產生的高溫煙氣在內燃機中做功，將一部分熱能轉換成高品位的電能，利用餘熱回收裝置將燃氣內燃機中的煙氣缸套冷卻水油冷器及中冷器冷卻水的熱量進行回收，對產餘熱可以繼續採用常規餘熱鍋爐、純凝汽蒸汽輪機及發電機組成的發電項目，實現熱電聯合發電循環，將整體的發電效率提高，使用燃氣內燃機高效發電效率實現熱電聯供系統。
【專利說明】一種利用高爐煤氣實現CHP聯合發電的裝置及其方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及冶金行業中利用低熱值高爐煤氣進行高效發電的【技術領域】，尤其涉及一種利用高爐煤氣實現CHP聯合發電的裝置及其方法。
【背景技術】
[0002]近年來能源緊缺日漸成為經濟發展的瓶頸，並且由於石化燃料的大量燃燒所引起的環境汙染和溫室效應已經嚴重危害帶了人類賴以生存的自然環境，尤其是以鋼鐵產業為代表的冶金行業需要消耗大量的能源資源，並產生了大量的煙氣廢棄物，因此，開發以及利用高效清潔的能源轉換技術以及替代能源技術，尋找更廣泛的燃料來源以及如何減輕和避免對環境產生嚴重汙染已經成為當今社會的重要議題。
[0003]根據《「十二五」節能減排綜合性工作方案》利用餘熱、餘氣、餘壓的循環利用以後列為重點的節能減排的工程。循環經濟是一種以資源的高效利用和循環利用為核心，以「減量化、再利用、再循環」為原則，以低消耗、低排放、高效率為基本特徵，符合可持續發展理念的經濟增長模式，是兼顧發展經濟、節約資源和保護環境的一體化戰略。循環經濟首先是一種新的發展理念，其次是一種新的經濟增長方式，然後才是一種新的汙染治理模式，其實質是生態經濟。因此，循環經濟的衡量標準是:必須以「減量」和「循環」為主要手段，通過資源利用上的減量和將主要廢物商品化提高資源利用率，達到節約資源、保護環境的目的。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決 的技術問題是，克服現有技術的缺點，提供一種利用高爐煤氣實現CHP聯合發電的裝置，包括:煤氣預處理系統、燃氣內燃機發電系統以及餘熱回收利用系統，所述餘熱回收利用系統包括餘熱鍋爐和蒸汽輪發電系統。
[0005]所述煤氣預處理系統包括煤氣除塵裝置、煤氣加壓裝置和煤氣脫溼裝置。
[0006]所述燃氣內燃機發電系統包括調壓閥、三通預混閥、增壓渦輪、燃氣內燃機和發電機。
[0007]所述蒸汽輪發電系統包括蒸汽輪機和發電機。
[0008]本發明裝置進一步限定的技術方案是:
所述餘熱回收利用系統還包括換熱器和製冷系統。
[0009]所述燃氣內燃機和所述蒸汽輪發電機分別與各自的發電機多軸聯合。
[0010]利用高爐煤氣實現CHP聯合發電的方法，包括以下幾個步驟:
(I)對高爐煤氣進行預處理:為了達到燃氣內燃機的進氣的要求，保證其燃氣內燃機的高效發電，首先對進入燃氣內燃機之前的高爐煤氣的壓力、含塵量、溼度進行處理調整，使高爐煤氣進氣壓力到達17KPa，含塵量< 4mg/Nm3,相對溼度80%。
[0011](2)進入燃氣內燃機發電系統進行發電:將步驟(1)經預處理後的高爐煤氣經調節閥組調壓後與過濾後的清潔空氣在三通預混閥中按合適比例(根據煤氣熱值自動調節)混合，再由增壓渦輪吸入加壓後送至燃氣內燃機氣缸內做功，不斷地將燃料的化學能轉化為熱能，進而轉換為機械能，再通過發電機，將機械能轉換為電能直接供給用戶，燃氣內燃機產生的煙氣及餘熱進入餘熱回收系統；
(3)餘熱回收利用:將燃氣內燃機中的煙氣和缸套冷卻水油冷器冷卻水的熱量通入餘熱鍋爐後加熱鍋爐產生純凝蒸汽，蒸汽進入蒸汽輪機及發電機組推動蒸汽輪發電機發電直接供給用戶。
[0012]本發明實現方法進一步限定的技術方案是:
在所述步驟(2)中，所述燃氣內燃機餘熱還可以通過換熱器將冷水加熱為熱水，直接供給用戶使用。
[0013]在所述步驟(2)中，所述燃氣內燃機餘熱還可以通過製冷系統轉換為冷凍水直接供給用戶使用。
[0014]本發明的有益效果是:本發明實現了冶金行業產生的低熱值高爐煤氣高效、正常、平穩發電，解決了高爐煤氣放空的問題，有利於環境保護，變廢為寶，降低企業成本，提高企業效益，合理高效的使得高爐煤氣獲得充分利用。另外，利用燃氣內燃機實現CHP發電系統，實現熱電聯合發電循環，將整體的發電效率提高，使用燃氣內燃機高效發電效率實現熱電聯供系統，改變了以往低熱值的高爐煤氣不能利用內燃機方式發電的現狀。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明的工作流程圖。
【具體實施方式】
[0016]實施例1
本實施例提供的一種利用高爐煤氣實現CHP聯合發電的裝置，如圖1所示，包括:煤氣預處理系統、燃氣內燃機發電系統以及餘熱回收利用系統，餘熱回收利用系統包括餘熱鍋爐和蒸汽輪發電系統。
[0017]煤氣預處理系統包括煤氣除塵裝置、煤氣加壓裝置和煤氣脫溼裝置；燃氣內燃機發電系統包括燃氣內燃機和發電機；本實施例所採用的燃氣內燃機為GE燃氣內燃機，蒸汽輪發電系統包括蒸汽輪機和發電機。
[0018]餘熱回收利用系統還包括換熱器和製冷系統。燃氣內燃機和蒸汽輪發電機分別與各自的發電機多軸聯合。
[0019]本實施例利用高爐煤氣實現CHP聯合發電的方法，包括以下幾個步驟:
(I)對高爐煤氣進行預處理:首先對進入燃氣內燃機之前的高爐煤氣的壓力、含塵量、含氫量、溼度進行處理調整，使高爐煤氣進氣壓力到達17KPa，含塵量^4mg/Nm3，相對溼度80%。
[0020](2)進入燃氣內燃機發電系統進行發電:將步驟(1)經預處理後的高爐煤氣經調節閥組調壓後與過濾後的清潔空氣在三通預混閥中按合適比例(根據煤氣熱值自動調節)混合，再由增壓渦輪吸入加壓後送至燃氣內燃機氣缸內做功，不斷地將燃料的化學能轉化為熱能，進而轉換為機械能，再通過發電機，將機械能轉換為電能，燃氣內燃機發電後的煙氣、餘熱進入餘熱回收系統。
[0021](3)餘熱回收利·用:將步驟(2)燃氣內燃機中的煙氣和缸套冷卻水油冷器冷卻水的熱量通入餘熱鍋爐後加熱鍋爐產生純凝蒸汽，蒸汽進入蒸汽輪機及發電機組推動蒸汽輪發電機發電；同時鍋爐餘熱中還包含熱油，熱油和蒸汽可以將熱能直接供給用戶使用。
[0022]在步驟(2 )中，燃氣內燃機餘熱還可以通過換熱器將冷水加熱為熱水，直接供給用戶使用。
[0023]除上述實施例外，本發明還可以有其他實施方式。凡採用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在 本發明要求的保護範圍。
【權利要求】
1.一種利用高爐煤氣實現CHP聯合發電的裝置，其特徵在於:包括煤氣預處理系統、燃氣內燃機發電系統，餘熱回收利用系統，所述餘熱回收利用系統包括餘熱鍋爐和蒸汽輪發電系統； 所述煤氣預處理系統包括煤氣除塵裝置、煤氣加壓裝置和煤氣脫溼裝置； 所述燃氣內燃機發電系統包括調壓閥、三通預混閥、增壓渦輪、燃氣內燃機和發電機； 所述蒸汽輪發電系統包括蒸汽輪機和發電機。
2.根據權利要求1所述的利用高爐煤氣實現CHP聯合發電的裝置，其特徵在於:所述餘熱回收利用系統還包括換熱器和製冷系統。
3.根據權利要求1所述的利用高爐煤氣實現CHP聯合發電的裝置，其特徵在於:所述燃氣內燃機和所述蒸汽輪發電機分別與各自的發電機多軸聯合。
4.根據權利要求1或2或3所述的利用高爐煤氣實現CHP聯合發電的方法，其特徵在於，包括以下幾個步驟: (1)對高爐煤氣進行預處理:對進入燃氣內燃機之前的高爐煤氣的壓力、含塵量、溼度進行處理調整，使高爐煤氣進氣壓力到達17KPa，含塵量^4mg/Nm3，相對溼度80% ; (2)進入燃氣內燃機發電系統進行發電:將步驟(1)經預處理後的高爐煤氣經調節閥組調壓後與過濾後的清潔空氣在三通預混閥中按合適比例(根據煤氣熱值自動調節)混合，再由增壓渦輪吸入加壓後送至燃氣內燃機氣缸內燃燒做功，然後通過發電機進行發電；燃氣內燃機餘熱進入餘熱回收系統； (3)餘熱回收利用:將燃氣內燃機中的煙氣和缸套冷卻水油冷器冷卻水的熱量通入餘熱鍋爐後，餘熱鍋爐加熱產生純凝蒸汽，蒸汽進入蒸汽輪機及發電機組推動蒸汽輪發電機發電。
5.根據權利要求4所述的利用高爐煤氣實現CHP聯合發電的方法，其特徵在於，在所述步驟(2 )中，所述燃氣內燃機餘熱還可以通過換熱器將冷水加熱為熱水。
6.根據權利要求4所述的利用高爐煤氣實現CHP聯合發電的方法，其特徵在於，在所述步驟(2)中，所述燃氣內燃機餘熱還可以通過製冷系統轉換為冷凍水。
【文檔編號】C21B5/06GK103667558SQ201310497295
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年10月21日 優先權日:2013年10月21日
【發明者】張馳, 劉海芳, 王軍, 張敏 申請人:江蘇卓易環保科技有限公司