CN116480550A - 一种汽电双驱五合一机组、双加压硝酸装置及其运行方法 - Google Patents
一种汽电双驱五合一机组、双加压硝酸装置及其运行方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于双加压硝酸装置的汽电双驱五合一机组，解决了现有的双加压硝酸装置首次开车成本高，导致装置投资及运行成本增加且会污染环境的技术问题。具体包括依次连接的汽轮机、离合器、氧化氮压缩机、空气压缩机和尾气透平膨胀机，以及电动‑发电装置；所述氧化氮压缩机与空气压缩机的转速相同；所述电动‑发电装置与尾气透平膨胀机连接；或者，所述电动‑发电装置连接于离合器和氧化氮压缩机之间。本发明采用电动‑发电装置做为驱动机构，克服了因无启动蒸汽或启动蒸汽不足导致硝酸装置无法开车问题，保证了硝酸装置的运转正常，避免硝酸装置开车受到制约，提高了经济效益,并且不会对环境造成污染。
Description
技术领域
本发明涉及硝酸装置，具体涉及一种汽电双驱五合一机组、双加压硝酸装置及其运行方法。
背景技术
自1905年世界上首座生产硝酸的工厂投产至今，硝酸工业经过百余年的发展，已成为一个技术成熟、设计合理、产品规格齐全、能源综合利用、环保达标的工业体系。现今生产硝酸的流程有常压法、全压法和综合法，综合法也称为双加压法。
双加压法制硝酸技术因其先进可靠、能耗低、尾气达标、综合经济指标优等特点，成为当今硝酸生产首选技术。该工艺要求中压下进行氨氧化反应，高压下完成NOx吸收。氨氧化的反应热回收后用于驱动汽轮机拖动机组，尾气透平膨胀机用于回收NOx吸收后的剩余能量，与汽轮机共同驱动机组。
硝酸装置中的核心设备——硝酸四合一机组承担着为系统输送工艺介质、提供动力并从系统中回收能量的重要作用，该硝酸四合一机组主要由汽轮机、氧化氮压缩机、空气压缩机、尾气透平膨胀机及相关的辅助设备组成。其中由氧与氨按照一定的比例混合送入氧化炉进行氨氧化反应；氧化氮压缩机将氮氧化物加压至吸收反应所需压力，用于氧化氮的吸收。氨氧化的反应热回收后用于驱动汽轮机拖动机组，尾气透平膨胀机回收氧化氮吸收后的剩余能量，与汽轮机共同驱动硝酸四合一机组。但该传统的硝酸装置主要有以下缺陷：
(1)常规硝酸四合一机组在启动时没有装置自产蒸汽，需要引入外来蒸汽，由汽轮机将硝酸四合一机组拖动至开车工况，稳定运行后才可以点火。正常生产后，硝酸装置的自产蒸汽满足硝酸四合一机组拖动。因此为满足硝酸四合一机组正常启动要求，就需要单独设置一台开工锅炉，用于硝酸装置的首次开车，而其余时间开工锅炉基本处于闲置状态，导致硝酸装置的投资及运行成本增加。而且开工锅炉通常为燃煤锅炉，还会增加对环境的污染。
(2)部分硝酸装置在启动时有外来启动蒸汽，但蒸汽品质较差，出功能力有限，无法拖动硝酸四合一机组至开车工况，使硝酸装置开车受到制约。
(3)硝酸装置正常运行后，作为硝酸装置副产品的中压过热蒸汽，除驱动硝酸四合一机组的蒸汽透平外，还可以外送大量蒸汽。但由于没有其他中压过热蒸汽的用汽设备，因此需要将中压过热蒸汽外送或减温减压至低压蒸汽进行利用，这样就对能源进行了降级，导致能源利用效率较低，造成浪费。
发明内容
本发明的目的是解决现有的双加压硝酸装置首次开车成本高，导致硝酸装置投资及运行成本增加，且会增加对环境的污染，或者是部分硝酸装置的蒸汽启动动力不足，导致硝酸装置开车受到制约，以及能源利用效率较低的技术问题，而提供一种汽电双驱五合一机组、双加压硝酸装置及其运行方法。
为了达到上述目的，本发明提供了四种汽电双驱五合一机组：
第一种汽电双驱五合一机组，用于无启动蒸汽的环境，其特殊之处在于：包括依次连接的汽轮机、离合器、氧化氮压缩机、空气压缩机和尾气透平膨胀机，以及电动-发电装置；
所述氧化氮压缩机与空气压缩机的转速相同；
所述电动-发电装置与尾气透平膨胀机连接，且所述电动-发电装置与尾气透平膨胀机转速相同；
或者，所述电动-发电装置连接于离合器和氧化氮压缩机之间，且所述电动-发电装置与氧化氮压缩机转速相同。
进一步地，还包括第一齿轮箱；
所述电动-发电装置通过第一齿轮箱与尾气透平膨胀机连接，且所述电动-发电装置与尾气透平膨胀机转速不同；
或者，所述电动-发电装置通过第一齿轮箱与氧化氮压缩机连接，且所述电动-发电装置与氧化氮压缩机转速不同。
第二种汽电双驱五合一机组，用于无启动蒸汽的环境，其特殊之处在于：包括依次连接的汽轮机、离合器、氧化氮压缩机、第二齿轮箱、空气压缩机和尾气透平膨胀机，以及电动-发电装置；
所述氧化氮压缩机与空气压缩机的转速不同；
所述电动-发电装置与尾气透平膨胀机连接，且所述电动-发电装置与尾气透平膨胀机转速相同；
或者，所述电动-发电装置连接于离合器和氧化氮压缩机之间，且所述电动-发电装置与氧化氮压缩机转速相同。
进一步地，还包括第一齿轮箱；
所述电动-发电装置通过第一齿轮箱与尾气透平膨胀机连接，且所述电动-发电装置与尾气透平膨胀机转速不同；
或者，所述电动-发电装置通过第一齿轮箱与氧化氮压缩机连接，且所述电动-发电装置与氧化氮压缩机转速不同。
第三种汽电双驱五合一机组，用于启动蒸汽不足的环境，其特殊之处在于：包括依次连接的汽轮机、氧化氮压缩机、空气压缩机和尾气透平膨胀机，以及电动-发电装置；
所述氧化氮压缩机与空气压缩机的转速相同；
所述电动-发电装置与尾气透平膨胀机连接，且所述电动-发电装置与尾气透平膨胀机转速相同；
或者，所述电动-发电装置与汽轮机连接，且所述电动-发电装置与汽轮机转速相同。
进一步地，还包括第一齿轮箱；
所述电动-发电装置通过第一齿轮箱与尾气透平膨胀机连接，且所述电动-发电装置与尾气透平膨胀机转速不同；
或者，所述电动-发电装置通过第一齿轮箱与汽轮机连接，且所述电动-发电装置与汽轮机转速不同。
第四种汽电双驱五合一机组，用于启动蒸汽不足的环境，其特殊之处在于：包括依次连接的汽轮机、氧化氮压缩机、第二齿轮箱、空气压缩机和尾气透平膨胀机，以及电动-发电装置；
所述氧化氮压缩机与空气压缩机的转速不同；
所述电动-发电装置与尾气透平膨胀机连接，且所述电动-发电装置与尾气透平膨胀机转速相同；
或者，所述电动-发电装置与汽轮机连接，且所述电动-发电装置与汽轮机转速相同。
进一步地，还包括第一齿轮箱；
所述电动-发电装置通过第一齿轮箱与尾气透平膨胀机连接，且所述电动-发电装置与尾气透平膨胀机转速不同；
或者，所述电动-发电装置通过第一齿轮箱与汽轮机连接，且所述电动-发电装置与汽轮机转速不同。
本发明还提供了一种双加压硝酸装置，其特殊之处在于：包括上述任一种汽电双驱五合一机组，以及氧化炉和吸收塔；
所述氧化炉分别与汽轮机和空气压缩机连通；
所述吸收塔分别与氧化氮压缩机和尾气透平膨胀机连通。
本发明还提供了一种双加压硝酸装置的运行方法，用于无启动蒸汽的环境，其特殊之处在于，包括以下步骤：
步骤1、离合器脱开，电动-发电装置以电动状态运行，用于驱动氧化氮压缩机和空气压缩机启动，空气压缩机吸收空气并压缩后送入氧化炉，氧化炉吸收氨气和压缩后的空气进行氧化反应，生成氧化氮气体送往氧化氮压缩机，氧化氮压缩机吸收所述氧化氮气体进行压缩后送往吸收塔；同时氧化炉将氧化反应产生的蒸汽送往汽轮机，直至机组正常开车；
步骤2、氧化炉内蒸汽量增加，汽轮机升速，直至所述离合器啮合；
步骤3、所述吸收塔吸收压缩后的氧化氮气体生成硝酸，并将尾气输送至尾气透平膨胀机，经尾气透平膨胀机处理后排出；同时所述汽轮机驱动机组正常运行，并产生富余能量；
步骤4、所述电动-发电装置获取所述富余能量，切换至发电状态运行，生成电能。
本发明还提供了一种双加压硝酸装置的运行方法，用于启动蒸汽不足的环境，其特殊之处在于，包括以下步骤：
步骤1、电动-发电装置以电动状态运行，用于驱动氧化氮压缩机和空气压缩机启动，空气压缩机吸收空气并压缩后送入氧化炉，氧化炉吸收氨气和压缩后的空气进行氧化反应，生成氧化氮气体送往氧化氮压缩机，氧化氮压缩机吸收所述氧化氮气体进行压缩后送往吸收塔；同时氧化炉将氧化反应产生的蒸汽送往汽轮机，所述汽轮机与电动-发电装置共同驱动机组启动，直至机组正常开车；
步骤2、所述吸收塔吸收压缩后的氧化氮气体生成硝酸，并将尾气输送至尾气透平膨胀机，经尾气透平膨胀机处理后排出，同时氧化炉内蒸汽量增加，汽轮机升速，直至驱动机组正常运行，汽轮机产生富余能量；
步骤3、所述电动-发电装置获取所述富余能量，切换至发电状态运行，生成电能。
本发明的有益效果：
1、本发明采用电动-发电装置做为驱动机构，克服了因无启动蒸汽或启动蒸汽不足导致硝酸装置无法开车的问题，保证了硝酸装置的正常启动，避免硝酸装置开车受制约，提高了硝酸装置的经济效益。
2、本发明采用了电动-发电装置做为驱动机构，机组启动时间大大缩短。采用汽轮机驱动启机时，硝酸装置停车再开车时，需要经历以下几个阶段：氧化炉-废热锅炉系统升温升压、汽轮机暖管暖机、启动冲转、低速暖机、升速充压、建立液位、引氨配比、氧化炉点火，整个开车过程需要约10-12个小时。而本发明采用电动-发电装置驱动机组开车时，省掉了汽轮机的暖管暖机、启动冲转、低速暖机等阶段，从电动-发电装置启机到机组升至额定转速，仅需5-8分钟，启动时间缩短8-10个小时，若按每年停机4次计算，年累计多投运40小时。以27万吨/年的硝酸装置为例，日产量900吨，每小时产量37.5吨，年增产1500吨。按1500元/吨的硝酸市场价计算，每年可获得225万元的收益，经济效益可观。
3、本发明采用电动-发电装置，电动-发电装置在输出能量的同时还能够回收能量用作发电，当硝酸装置正常运行时，通常自产蒸汽满足机组自用，之后还有富余能量，电动-发电装置可以获取富余能量直接进行发电，提高了硝酸装置的中压过热蒸汽余能的利用效率，降低了硝酸装置的运行成本。
4、本发明提供的五合一机组不再需要燃煤锅炉提供开启能量，因此避免了对环境的污染。
附图说明
图1是本发明一种用于双加压硝酸装置的汽电双驱五合一机组实施例一的结构示意图；
图2是本发明一种用于双加压硝酸装置的汽电双驱五合一机组实施例三的结构示意图；
图3是本发明一种用于双加压硝酸装置的汽电双驱五合一机组实施例五的结构示意图；
图4是本发明一种用于双加压硝酸装置的汽电双驱五合一机组实施例六的结构示意图；
图5是本发明一种用于双加压硝酸装置的汽电双驱五合一机组实施例七的结构示意图；
图6是本发明一种用于双加压硝酸装置的汽电双驱五合一机组实施例八的结构示意图；
图7是本发明一种用于双加压硝酸装置的汽电双驱五合一机组实施例九的结构示意图；
图8是本发明一种用于双加压硝酸装置的汽电双驱五合一机组实施例十一的结构示意图；
图9是本发明一种用于双加压硝酸装置的汽电双驱五合一机组实施例十三的结构示意图；
图10是本发明一种用于双加压硝酸装置的汽电双驱五合一机组实施例十四的结构示意图；
图11是本发明一种用于双加压硝酸装置的汽电双驱五合一机组实施例十五的结构示意图；
图12是本发明一种用于双加压硝酸装置的汽电双驱五合一机组实施例十六的结构示意图；
图13是本发明一种双加压硝酸装置实施例的结构示意图。
附图标号：
1-汽轮机，2-离合器，3-氧化氮压缩机，4-空气压缩机，5-尾气透平膨胀机，6-电动-发电装置，7-第一齿轮箱，8-第二齿轮箱，9-氧化炉，10-吸收塔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明在传统的四合一机组中添加了电动-发电装置形成五合一机组，该电动-发电装置能够在启动动力不足或者无启动动力时，切换至电动状态，向机组提供少量或全部启动动力，并在机组正常运行时，回收富余的能量用以发电。下面对具体实施方案进行描述。
实施例一、当无启动蒸汽，即没有启动动力，且氧化氮压缩机3与空气压缩机4转速不同、电动-发电装置6与尾气透平膨胀机5的转速也不同(通常为电动-发电装置6的转速小于尾气透平膨胀机5的转速)时。
如图1所示，用于双加压硝酸装置的汽电双驱五合一机组包括依次连接的汽轮机1、离合器2、氧化氮压缩机3、第二齿轮箱8、空气压缩机4、尾气透平膨胀机5、第一齿轮箱7以及电动-发电装置6；第二齿轮箱8和第一齿轮箱7用于匹配速度。电动-发电装置6用于在启动时提供动力，并在机组正常运行时回收富余的能量用作发电。
实施例二、当无启动蒸汽，且氧化氮压缩机3与空气压缩机4转速不同、电动-发电装置6与氧化氮压缩机3的转速也不同时。
该实施例与实施例一的不同之处在于，第一齿轮箱7以及电动-发电装置6设置于离合器2与氧化氮压缩机3之间；并且电动-发电装置6通过第一齿轮箱7与氧化氮压缩机3连接。
实施例三、当无启动蒸汽，且氧化氮压缩机3与空气压缩机4转速不同、电动-发电装置6与尾气透平膨胀机5转速相同时。
如图2所示，用于双加压硝酸装置的汽电双驱五合一机组包括依次连接的汽轮机1、离合器2、氧化氮压缩机3、第二齿轮箱8、空气压缩机4、尾气透平膨胀机5以及电动-发电装置6；第二齿轮箱8用于匹配速度。电动-发电装置6用于在启动时提供动力，并在机组正常运行时回收富余的能量用作发电。
实施例四、当无启动蒸汽，且氧化氮压缩机3与空气压缩机4转速不同、电动-发电装置6与氧化氮压缩机3转速相同时。
该实施例与实施例三的不同之处在于，电动-发电装置6设置于离合器2与氧化氮压缩机3之间。
实施例五、当启动蒸汽不足，即有少量启动蒸汽，且电动-发电装置6与汽轮机1转速不同、氧化氮压缩机3与空气压缩机4的转速也不同时。
如图3所示，用于双加压硝酸装置的汽电双驱五合一机组包括依次连接的电动-发电装置6、第一齿轮箱7、汽轮机1、氧化氮压缩机3、第二齿轮箱8、空气压缩机4以及尾气透平膨胀机5；第一齿轮箱7和第二齿轮箱8用于匹配速度。电动-发电装置6用于在启动时提供动力，并在机组正常运行时回收富余的能量用作发电。
实施例六、当启动蒸汽不足，即有少量启动蒸汽，且电动-发电装置6与尾气透平膨胀机5转速不同、氧化氮压缩机3与空气压缩机4的转速也不同时。
如图4所示，用于双加压硝酸装置的汽电双驱五合一机组包括依次连接的汽轮机1、氧化氮压缩机3、第二齿轮箱8、空气压缩机4、尾气透平膨胀机5、第一齿轮箱7以及电动-发电装置6。第一齿轮箱7和第二齿轮箱8用于匹配速度。电动-发电装置6用于在启动时提供动力，并在机组正常运行时回收富余的能量用作发电。
实施例七、当启动蒸汽不足，即有少量启动蒸汽，且电动-发电装置6与汽轮机1转速相同、氧化氮压缩机3与空气压缩机4的转速不同时。
如图5所示，用于双加压硝酸装置的汽电双驱五合一机组包括依次连接的电动-发电装置6、汽轮机1、氧化氮压缩机3、第二齿轮箱8、空气压缩机4以及尾气透平膨胀机5；第二齿轮箱8用于匹配速度。电动-发电装置6用于在启动时提供动力，并在机组正常运行时回收富余的能量用作发电。
实施例八、当启动蒸汽不足，即有少量启动蒸汽，且电动-发电装置6与尾气透平膨胀机5转速相同、氧化氮压缩机3与空气压缩机4的转速不同时。
如图6所示，用于双加压硝酸装置的汽电双驱五合一机组包括依次连接的汽轮机1、氧化氮压缩机3、第二齿轮箱8、空气压缩机4、尾气透平膨胀机5以及电动-发电装置6。第二齿轮箱8用于匹配速度。电动-发电装置6用于在启动时提供动力，并在机组正常运行时回收富余的能量用作发电。
实施例九、当无启动蒸汽，且电动-发电装置6与尾气透平膨胀机5转速不同、氧化氮压缩机3与空气压缩机4的转速相同时。
如图7所示，用于双加压硝酸装置的汽电双驱五合一机组包括依次连接的汽轮机1、离合器2、氧化氮压缩机3、空气压缩机4、尾气透平膨胀机5、第一齿轮箱7以及电动-发电装置6；第一齿轮箱7用于匹配速度；电动-发电装置6用于在启动时提供动力，并在机组正常运行时回收富余的能量用作发电。
实施例十、当无启动蒸汽，且电动-发电装置6与氧化氮压缩机3转速不同、氧化氮压缩机3与空气压缩机4的转速相同时。
该实施例与实施例九结构的不同之处在于，电动-发电装置6设置于离合器2与氧化氮压缩机3之间，且电动-发电装置6通过第一齿轮箱7与氧化氮压缩机3连接。
实施例十一、当无启动蒸汽，且电动-发电装置6与尾气透平膨胀机5转速相同、氧化氮压缩机3与空气压缩机4的转速也相同时。
如图8所示，用于双加压硝酸装置的汽电双驱五合一机组包括依次连接的汽轮机1、离合器2、氧化氮压缩机3、空气压缩机4、尾气透平膨胀机5以及电动-发电装置6；电动-发电装置6用于在启动时提供动力，并在机组正常运行时回收富余的能量用作发电。
实施例十二、当无启动蒸汽，且电动-发电装置6与氧化氮压缩机3转速相同、氧化氮压缩机3与空气压缩机4的转速也相同时。
该实施例与实施例三结构的不同之处在于，电动-发电装置6设置于离合器2与氧化氮压缩机3之间。
实施例十三、当启动蒸汽不足，即有少量启动蒸汽，且电动-发电装置6与汽轮机1转速不同、氧化氮压缩机3与空气压缩机4的转速相同时。
如图9所示，用于双加压硝酸装置的汽电双驱五合一机组包括依次连接的电动-发电装置6、第一齿轮箱7、汽轮机1、氧化氮压缩机3、空气压缩机4以及尾气透平膨胀机5；第一齿轮箱7用于匹配速度。电动-发电装置6用于在启动时提供动力，并在机组正常运行时回收富余的能量用作发电。
实施例十四、当启动蒸汽不足，即有少量启动蒸汽，且电动-发电装置6与尾气透平膨胀机5转速不同、氧化氮压缩机3与空气压缩机4的转速相同时。
如图10所示，用于双加压硝酸装置的汽电双驱五合一机组包括依次连接的汽轮机1、氧化氮压缩机3、空气压缩机4、尾气透平膨胀机5、第一齿轮箱7以及电动-发电装置6。第一齿轮箱7用于匹配速度。电动-发电装置6用于在启动时提供动力，并在机组正常运行时回收富余的能量用作发电。
实施例十五、当启动蒸汽不足，即有少量启动蒸汽，且电动-发电装置6与汽轮机1转速相同、氧化氮压缩机3与空气压缩机4的转速也相同时；
如图11所示，用于双加压硝酸装置的汽电双驱五合一机组包括依次连接的电动-发电装置6、汽轮机1、氧化氮压缩机3、空气压缩机4以及尾气透平膨胀机5；电动-发电装置6用于在启动时提供动力，并在机组正常运行时回收富余的能量用作发电。
实施例十六、当启动蒸汽不足，即有少量启动蒸汽，且电动-发电装置6与尾气透平膨胀机5转速相同、氧化氮压缩机3与空气压缩机4的转速也相同时。
如图12所示，用于双加压硝酸装置的汽电双驱五合一机组包括依次连接的汽轮机1、氧化氮压缩机3、空气压缩机4、尾气透平膨胀机5以及电动-发电装置6；电动-发电装置6用于在启动时提供动力，并在机组正常运行时回收富余的能量用作发电。
如图13所示，本发明实施例的双加压硝酸装置，包括上述十六个汽电双驱五合一机组中的任意一个，还包括氧化炉9和吸收塔10。氧化炉9分别与汽轮机1和空气压缩机4连通；吸收塔10分别与氧化氮压缩机5和尾气透平膨胀机5连通。
双加压硝酸装置的运行方法包括两种，第一种用于无启动蒸汽的环境，第二种用于启动蒸汽不足的环境，具体步骤如下：
第一种包括以下步骤：
步骤1、离合器2脱开，电动-发电装置6以电动状态运行，用于驱动氧化氮压缩机3和空气压缩机4启动，空气压缩机4吸收空气并压缩后送入氧化炉9，氧化炉9吸收氨气和压缩后的空气进行氧化反应，生成氧化氮气体送往氧化氮压缩机3，氧化氮压缩机3吸收氧化氮气体进行压缩后送往吸收塔10；同时氧化炉9将氧化反应产生的蒸汽送往汽轮机1，直至机组正常开车；
步骤2、氧化炉9内蒸汽量增加，汽轮机1升速，直至离合器2啮合；
步骤3、吸收塔10吸收压缩后的氧化氮气体生成硝酸，并将尾气输送至尾气透平膨胀机5，经尾气透平膨胀机5处理后排出；同时汽轮机1驱动机组正常运行，并产生富余能量；
步骤4、电动-发电装置6获取富余能量，切换至发电状态运行，生成电能。
第二种包括以下步骤：
步骤1、电动-发电装置6以电动状态运行，用于驱动氧化氮压缩机3和空气压缩机4启动，空气压缩机4吸收空气并压缩后送入氧化炉9，氧化炉9吸收氨气和压缩后的空气进行氧化反应，生成氧化氮气体送往氧化氮压缩机3，氧化氮压缩机3吸收氧化氮气体进行压缩后送往吸收塔10；同时氧化炉9将氧化反应产生的蒸汽送往汽轮机1，汽轮机1与电动-发电装置6共同驱动机组启动，直至机组正常开车；
步骤2、吸收塔10吸收压缩后的氧化氮气体生成硝酸，并将尾气输送至尾气透平膨胀机5，经尾气透平膨胀机5处理后排出，同时氧化炉9内蒸汽量增加，汽轮机1升速，直至驱动机组正常运行，汽轮机1产生富余能量；
步骤3、电动-发电装置6获取富余能量，切换至发电状态运行，生成电能。
综上，本发明通过在传统的硝酸四合一机组上采用合理的匹配方式增加电动-发电装置形成五合一机组，解决硝酸装置无法启动、污染环境、能量浪费等问题。在硝酸装置启动阶段，汽轮机脱开，电动-发电装置为电动状态运行，即向机组提供启动能量，满足机组开车，拖动机组运行至开车状态，解决现有技术中无启动蒸汽问题。正常运行时，电动-发电装置转化为发电状态运行，将硝酸生产过程中产生的中压过热蒸汽余能进行回收发电，以解决现有技术中硝酸装置的中压过热蒸汽余能利用效率低、新建装置运行成本高的技术问题，以及其他硝酸装置有启动蒸汽但有启动蒸汽不足以拖动机组正常启动和硝酸装置后续自产蒸汽无法直接消耗的技术问题，从而提高硝酸装置的中压过热蒸汽余能利用效率，并降低运行成本。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何在本发明披露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (11)
1.一种汽电双驱五合一机组，用于无启动蒸汽的环境，其特征在于：包括依次连接的汽轮机(1)、离合器(2)、氧化氮压缩机(3)、空气压缩机(4)和尾气透平膨胀机(5)，以及电动-发电装置(6)；
所述氧化氮压缩机(3)与空气压缩机(4)的转速相同；
所述电动-发电装置(6)与尾气透平膨胀机(5)连接，且所述电动-发电装置(6)与尾气透平膨胀机(5)转速相同；
或者，所述电动-发电装置(6)连接于离合器(2)和氧化氮压缩机(3)之间，且所述电动-发电装置(6)与氧化氮压缩机(3)转速相同。
2.根据权利要求1所述的汽电双驱五合一机组，其特征在于：还包括第一齿轮箱(7)；
所述电动-发电装置(6)通过第一齿轮箱(7)与尾气透平膨胀机(5)连接，且所述电动-发电装置(6)与尾气透平膨胀机(5)转速不同；
或者，所述电动-发电装置(6)通过第一齿轮箱(7)与氧化氮压缩机(3)连接，且所述电动-发电装置(6)与氧化氮压缩机(3)转速不同。
3.一种汽电双驱五合一机组，用于无启动蒸汽的环境，其特征在于：包括依次连接的汽轮机(1)、离合器(2)、氧化氮压缩机(3)、第二齿轮箱(8)、空气压缩机(4)和尾气透平膨胀机(5)，以及电动-发电装置(6)；
所述氧化氮压缩机(3)与空气压缩机(4)的转速不同；
所述电动-发电装置(6)与尾气透平膨胀机(5)连接，且所述电动-发电装置(6)与尾气透平膨胀机(5)转速相同；
或者，所述电动-发电装置(6)连接于离合器(2)和氧化氮压缩机(3)之间，且所述电动-发电装置(6)与氧化氮压缩机(3)转速相同。
4.根据权利要求3所述的汽电双驱五合一机组，其特征在于：还包括第一齿轮箱(7)；
所述电动-发电装置(6)通过第一齿轮箱(7)与尾气透平膨胀机(5)连接，且所述电动-发电装置(6)与尾气透平膨胀机(5)转速不同；
或者，所述电动-发电装置(6)通过第一齿轮箱(7)与氧化氮压缩机(3)连接，且所述电动-发电装置(6)与氧化氮压缩机(3)转速不同。
5.一种汽电双驱五合一机组，用于启动蒸汽不足的环境，其特征在于：包括依次连接的汽轮机(1)、氧化氮压缩机(3)、空气压缩机(4)和尾气透平膨胀机(5)，以及电动-发电装置(6)；
所述氧化氮压缩机(5)与空气压缩机(4)的转速相同；
所述电动-发电装置(6)与尾气透平膨胀机(5)连接，且所述电动-发电装置(6)与尾气透平膨胀机(5)转速相同；
或者，所述电动-发电装置(6)与汽轮机(1)连接，且所述电动-发电装置(6)与汽轮机(1)转速相同。
6.根据权利要求5所述的汽电双驱五合一机组，其特征在于：还包括第一齿轮箱(7)；
所述电动-发电装置(6)通过第一齿轮箱(7)与尾气透平膨胀机(5)连接，且所述电动-发电装置(6)与尾气透平膨胀机(5)转速不同；
或者，所述电动-发电装置(6)通过第一齿轮箱(7)与汽轮机(1)连接，且所述电动-发电装置(6)与汽轮机(1)转速不同。
7.一种汽电双驱五合一机组，用于启动蒸汽不足的环境，其特征在于：包括依次连接的汽轮机(1)、氧化氮压缩机(3)、第二齿轮箱(8)、空气压缩机(4)和尾气透平膨胀机(5)，以及电动-发电装置(6)；
所述氧化氮压缩机(3)与空气压缩机(4)的转速不同；
所述电动-发电装置(6)与尾气透平膨胀机(5)连接，且所述电动-发电装置(6)与尾气透平膨胀机(5)转速相同；
或者，所述电动-发电装置(6)与汽轮机(1)连接，且所述电动-发电装置(6)与汽轮机(1)转速相同。
8.根据权利要求7所述的一种汽电双驱五合一机组，其特征在于：还包括第一齿轮箱(7)；
所述电动-发电装置(6)通过第一齿轮箱(7)与尾气透平膨胀机(5)连接，且所述电动-发电装置(6)与尾气透平膨胀机(5)转速不同；
或者，所述电动-发电装置(6)通过第一齿轮箱(7)与汽轮机(1)连接，且所述电动-发电装置(6)与汽轮机(1)转速不同。
9.一种双加压硝酸装置，其特征在于：包括权利要求1-8任一所述的汽电双驱五合一机组，以及氧化炉(9)和吸收塔(10)；
所述氧化炉(9)分别与汽轮机(1)和空气压缩机(4)连通；
所述吸收塔(10)分别与氧化氮压缩机(3)和尾气透平膨胀机(5)连通。
10.一种双加压硝酸装置的运行方法，用于无启动蒸汽的环境，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、离合器(2)脱开，电动-发电装置(6)以电动状态运行，用于驱动氧化氮压缩机(3)和空气压缩机(4)启动，空气压缩机(4)吸收空气并压缩后送入氧化炉(9)，氧化炉(9)吸收氨气和压缩后的空气进行氧化反应，生成氧化氮气体送往氧化氮压缩机(3)，氧化氮压缩机(3)吸收所述氧化氮气体进行压缩后送往吸收塔(10)；同时氧化炉(9)将氧化反应产生的蒸汽送往汽轮机(1)，直至机组正常开车；
步骤2、氧化炉(9)内蒸汽量增加，汽轮机(1)升速，直至所述离合器(2)啮合；
步骤3、所述吸收塔(10)吸收压缩后的氧化氮气体生成硝酸，并将尾气输送至尾气透平膨胀机(5)，经尾气透平膨胀机(5)处理后排出；同时所述汽轮机(1)驱动机组正常运行，并产生富余能量；
步骤4、所述电动-发电装置(6)获取所述富余能量，切换至发电状态运行，生成电能。
11.一种双加压硝酸装置的运行方法，用于启动蒸汽不足的环境，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、电动-发电装置(6)以电动状态运行，用于驱动氧化氮压缩机(3)和空气压缩机(4)启动，空气压缩机(4)吸收空气并压缩后送入氧化炉(9)，氧化炉(9)吸收氨气和压缩后的空气进行氧化反应，生成氧化氮气体送往氧化氮压缩机(3)，氧化氮压缩机(3)吸收所述氧化氮气体进行压缩后送往吸收塔(10)；同时氧化炉(9)将氧化反应产生的蒸汽送往汽轮机(1)，所述汽轮机(1)与电动-发电装置(6)共同驱动机组启动，直至机组正常开车；
步骤2、所述吸收塔(10)吸收压缩后的氧化氮气体生成硝酸，并将尾气输送至尾气透平膨胀机(5)，经尾气透平膨胀机(5)处理后排出，同时氧化炉(9)内蒸汽量增加，汽轮机(1)升速，直至驱动机组正常运行，汽轮机(1)产生富余能量；
步骤3、所述电动-发电装置(6)获取所述富余能量，切换至发电状态运行，生成电能。
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|---|---|---|---|
| CN202310347013.5A CN116480550A (zh) | 2023-04-04 | 2023-04-04 | 一种汽电双驱五合一机组、双加压硝酸装置及其运行方法 |
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| CN (1) | CN116480550A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118361391A (zh) * | 2024-06-17 | 2024-07-19 | 能者科技（湖南）有限公司 | 硝酸生产机组、装置及方法 |
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2023
- 2023-04-04 CN CN202310347013.5A patent/CN116480550A/zh active Pending
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