CN205677677U - 一种蒸汽和热风联合发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种蒸汽和热风联合发电系统，包括热风炉系统、热风发电机组系统、蒸汽发电系统、控制系统及发配电系统E,所述热风发电机组系统和蒸汽发电系统均分别连接控制系统和发配电系统E；所述热风发电机组系统包括顺次连接的烟气轮机B6、空气压缩机B5及发电机B1,所述烟气轮机B6和空气压缩机B5均连接热风炉系统，所述烟气轮机B6连接蒸汽发电系统，所述发电机B1连接发配电系统E。本实用新型采用空气压缩机、热风炉、烟气轮机代替发展较为缓慢的国产燃气轮机，在不用掺入其它更高热值的可燃气体的情况下能燃烧煤气发电，并提高煤气的燃烧效率。

Description

一种蒸汽和热风联合发电系统

技术领域

本实用新型涉及一种发电系统，属发电领域，更具体的说是涉及一种蒸汽和热风联合发电系统。

背景技术

高炉煤气是炼铁过程中产生的副产能源，以前高炉煤气由于热值比较低，而且含尘量大，不少企业除少量用于自身冶金自用燃气外，很多都是放空燃烧或直接排放，既浪费了能源，又污染了环境，随着技术的发展，对高炉煤气能源的重视，高炉煤气得以应用于供热风炉和焦炉以及与焦炉煤气配置成混合煤气供用户使用。

目前高炉煤气有以下一些常用形式：

1、锅炉燃烧发电：

其工作原理是：从高炉中出来的高炉煤气经过除尘后通过减压阀组(现在多通过TRT经行余能利用)后引入煤气柜稳定性质后除高炉自用外其他送入燃烧锅炉燃烧换热产生过热蒸汽驱动汽轮机发电，虽然一定程度上利用了高炉煤气，但由于技术原理的局限性，热效率较低，若是纯烧高炉煤气，效率都不高，一般掺入其他更高热值的燃气以提高效率。

2、燃气蒸汽联合循环发电：

其工作原理是：引入煤气柜稳定的高炉煤气通过掺入其他更高热值的可燃气体，一般是焦炉煤气，燃气压缩后通过燃气轮机燃烧发电，出来的烟气还有较高的温度，余热锅炉回收燃气轮机的排气余热，产生蒸汽驱动汽轮机带动电机发电实现了能量的循环利用，热效率得到了大幅度的提升，但限于国内技术的发展，一般采用国外燃机，效率较高，但比较昂贵，不少企业心有余而力不足。

实用新型内容

本实用新型克服了现有技术的不足，提供了一种蒸汽和热风联合发电系统，解决了以往发电系统中燃气轮机燃烧效率低、煤气加压易出现事故的技术难题。

为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种蒸汽和热风联合发电系统，包括热风炉系统、热风发电机组系统、蒸汽发电系统、控制系统及发配电系统E,所述热风发电机组系统和蒸汽发电系统均分别连接控制系统和发配电系统E；所述热风发电机组系统包括顺次连接的烟气轮机B6、空气压缩机B5及发电机B1,所述烟气轮机B6和空气压缩机B5均连接热风炉系统，所述烟气轮机B6连接蒸汽发电系统，所述发电机B1连接发配电系统E。

优选的，所述热风炉系统包括热风炉及与热风炉连通的煤气管道、冷风管道及热风出口管道，所述热风炉包括燃烧室A3和蓄热器A4，燃烧室A3连接有引风机A2和所述煤气管道，所述蓄热器A4连通所述冷风管道和热风出口管道，冷风管道与所述空气压缩机B5连通，所述热风出口管道与所述烟气轮机B6连通。

优选的，所述冷风管道上设置有气量测量喷咀B3和冷风阀A5，所述空气压缩机B5的空气进口端还设置有压缩机静叶调角器B4。

优选的，所述煤气管道上依次设置有煤气分进口阀A8、气量流量喷咀A7及煤气总进口阀A6，煤气分进口阀A8连通燃烧室A3，煤气总进口阀A6连通外部煤气出口管道。

优选的，所述热风出口管道上还设置有热风阀A1。

优选的，所述蒸汽发电系统包括与烟气轮机B6管道连通的蒸汽锅炉C4，蒸汽锅炉C4通过主蒸汽管道连通有汽轮机C3，汽轮机C3连接有发电机C1，发电机C1连接所述发配电系统E；所述蒸汽发电系统还包括凝结水循环系统，凝结水循环系统包括相互连通的排汽装置C6和冷却塔C9，排汽装置C6一端连通汽轮机C3，所述排汽装置C6另一端连接有凝结水泵C10，凝结水泵C10再通过管道与蒸汽锅炉C4连通，所述凝结水泵C10和蒸汽锅炉C4之间的管道连接有补水泵C11。

优选的，所述蒸汽锅炉C4与汽轮机C3连通的主蒸汽管道上还设置有主蒸汽调节门C2和锅炉压力调节阀C8。

优选的，所述凝结水泵C10还并连有液位调节阀C7。

优选的，所述蒸汽锅炉C4与烟气轮机B6连通的管道上还连接有进风管，进风管上设置有入口混风阀C5。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型采用空气压缩机、热风炉、烟气轮机代替发展较为缓慢的国产燃气轮机，在不用掺入其它更高热值的可燃气体的情况下能燃烧煤气发电，并提高煤气的燃烧效率。

2、本实用新型通过空气压缩机压缩空气，并通过热风炉与高炉煤气燃烧后产生的烟气进行换热，避免了以往需对煤气压缩易造成安全事故的问题。

3、本实用新型通过回收热风内热量用于蒸汽发电使用，提到了热量利用率，减少了能耗。

4、本实用新型通过控制系统可以很好控制系统，避免出现安全问题，并提高燃烧效率和煤气利用率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

图1是本实用新型的结构示意图；

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。

如图1所示，一种蒸汽和热风联合发电系统，包括热风炉系统、热风发电机组系统、蒸汽发电系统、控制系统及发配电系统E,所述热风发电机组系统和蒸汽发电系统均分别连接控制系统和发配电系统E；所述热风发电机组系统包括顺次连接的烟气轮机B6、空气压缩机B5及发电机B1,所述烟气轮机B6和空气压缩机B5均连接热风炉系统，所述烟气轮机B6连接蒸汽发电系统，所述发电机B1连接发配电系统E。

所述热风炉系统包括热风炉及与热风炉连通的煤气管道、冷风管道及热风出口管道，所述热风炉包括燃烧室A3和蓄热器A4，燃烧室A3连接有引风机A2和所述煤气管道，所述蓄热器A4连通所述冷风管道和热风出口管道，冷风管道与所述空气压缩机B5连通，所述热风出口管道与所述烟气轮机B6连通。

所述冷风管道上设置有气量测量喷咀B3和冷风阀A5，所述空气压缩机B5的空气进口端还设置有压缩机静叶调角器B4。

所述煤气管道上依次设置有煤气分进口阀A8、气量流量喷咀A7及煤气总进口阀A6，煤气分进口阀A8连通燃烧室A3，煤气总进口阀A6连通外部煤气出口管道。

所述热风出口管道上还设置有热风阀A1。

所述蒸汽发电系统包括与烟气轮机B6管道连通的蒸汽锅炉C4，蒸汽锅炉C4通过主蒸汽管道连通有汽轮机C3，汽轮机C3连接有发电机C1，发电机C1连接所述发配电系统E；所述蒸汽发电系统还包括凝结水循环系统，凝结水循环系统包括相互连通的排汽装置C6和冷却塔C9，排汽装置C6一端连通汽轮机C3，所述排汽装置C6另一端连接有凝结水泵C10，凝结水泵C10再通过管道与蒸汽锅炉C4连通，所述凝结水泵C10和蒸汽锅炉C4之间的管道连接有补水泵C11。

所述蒸汽锅炉C4与汽轮机C3连通的主蒸汽管道上还设置有主蒸汽调节门C2和锅炉压力调节阀C8。

所述凝结水泵C10还并连有液位调节阀C7。

所述蒸汽锅炉C4与烟气轮机B6连通的管道上还连接有进风管，进风管上设置有入口混风阀C5。

本实施例的烟气轮机B6通过联轴器连接空气压缩机B5，空气压缩机B5通过齿轮箱连接发电机B1，发电机B1也可以是启动电动机，而汽轮机C3通过齿轮箱连接发电机C1，齿轮箱带有润滑系统，蒸汽锅炉C4中自带汽包并且内部设置有锅炉过热器CB2、蒸发器CB3及省煤器CB4，蒸汽锅炉C4还连接有烟囱。

本实施例的热风炉系统中，设置多个并列的热风炉，从而可以提高换热速率，提高单位时间发电量。

本实施例的工作原理是：

煤气通过煤气管道的煤气总进口阀A6进入热风炉的燃烧室A3与引风机A2引入的空气燃烧反应，燃烧达到一定条件后打开冷风阀A5，而经过处理的空气通过静叶调角器B4进入空气压缩机B5进行加温加压后通过冷风阀A5进入蓄热器A4，空气在蓄热器A4中与燃烧空气换热后形成高温热风，高温热风通过热风阀A1进入烟气轮机B6，高温热风冲转烟气轮机B6带动发电机B1发电以及空气压缩机B5的转动，发电机B1转动从而通过发配电系统E配电。

同时，蒸汽锅炉C4产生的过热蒸汽通过主蒸汽调节门C2进入汽轮机C3做功，汽轮机C3带动发电机C1转动发电并送入发配电系统E，而经过做功后的乏汽经过排汽装置C6导入冷却塔C9冷凝成凝结水，凝结水通过管道流回排汽装置C6，排汽装置C6中的凝结水通过凝结水泵C10抽给蒸汽锅炉C4的省煤器CB4，凝结水泵C10出口引排出凝结水并经过液位调节阀C7流回排汽装置C6，通过调节液位调节阀C7开度控制回水量来调节排汽装置C6液位，凝结水通过补水泵C11补水后经过除氧流回蒸汽锅炉C4本体，并分别经过省煤器CB4、蒸发器CB3、过热器CB2转化为过热蒸汽，过热蒸汽通过主蒸汽管道的主蒸汽调节门C2进入汽轮机C3做功，汽轮机C3带动发电机C1转动发电并送入发配电系统E，如此循环即可循环发电。

过热蒸汽通过主蒸汽管道时，锅炉压力调节阀C8可确保烟气量变化时的锅筒压力稳定。

从烟气轮机B6出来的高温热风还有较高的温度，高温热风通过管道依次流经蒸汽锅炉C4的锅炉过热器CB2、蒸发器CB3及省煤器CB4，高温热风在蒸汽锅炉C4的受热面被冷却将温度传给蒸汽锅炉C4内的蒸汽，高温热风传热后控制在一定温度内后由烟囱排出，并通过入口混风阀C5的开度控制进风管的进风量，保证蒸汽锅炉C4的入口温度不至过高。

发配电系统E包括发电系统、变压系统、送电系统及配电系统等，发配电系统E是现有技术，并非技术重点，具体内容不再阐述；B1和C1所发电直接通过发配电系统E引入发配电房，供给厂里所用电分配后剩余电能通过变压系统变电后传输供给其他用户使用。

控制系统包括分块控制系统FB和分块控制系统FC，分块控制系统FB控制煤气管道煤气入口量与空气压缩机B5的空气入口量，分块控制系统FC控制锅炉压力调节阀C8、主蒸汽调节门及补水泵C11。

本实用新型通过热风和蒸汽联合发电，并能合理利用热风能余热供给蒸汽发电，降低了能耗，并且联合发电效果好，相互不受影响。

综上，本实施例的有益效果是：

本实用新型采用空气压缩机、热风炉、烟气轮机代替发展较为缓慢的国产燃气轮机，在不用掺入其它更高热值的可燃气体的情况下能燃烧煤气发电，并提高煤气的燃烧效率；通过空气压缩机压缩空气，并通过热风炉与高炉煤气燃烧后产生的烟气进行换热，避免了以往需对煤气压缩易造成安全事故的问题；通过回收热风内热量用于蒸汽发电使用，提到了热量利用率，减少了能耗；通过控制系统可以很好控制系统，避免出现安全问题，并提高燃烧效率和煤气利用率。

如上所述即为本实用新型的实施例。前文所述为本实用新型的各个优选实施例，各个优选实施例中的优选实施方式如果不是明显自相矛盾或以某一优选实施方式为前提，各个优选实施方式都可以任意叠加组合使用，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述实用新型人的实用新型验证过程，并非用以限制本实用新型的专利保护范围，本实用新型的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种蒸汽和热风联合发电系统，其特征在于：包括热风炉系统、热风发电机组系统、蒸汽发电系统、控制系统及发配电系统E,所述热风发电机组系统和蒸汽发电系统均分别连接控制系统和发配电系统E；所述热风发电机组系统包括顺次连接的烟气轮机B6、空气压缩机B5及发电机B1,所述烟气轮机B6和空气压缩机B5均连接热风炉系统，所述烟气轮机B6连接蒸汽发电系统，所述发电机B1连接发配电系统E。

2.根据权利要求1所述的一种蒸汽和热风联合发电系统，其特征在于：所述热风炉系统包括热风炉及与热风炉连通的煤气管道、冷风管道及热风出口管道，所述热风炉包括燃烧室A3和蓄热器A4，燃烧室A3连接有引风机A2和所述煤气管道，所述蓄热器A4连通所述冷风管道和热风出口管道，冷风管道与所述空气压缩机B5连通，所述热风出口管道与所述烟气轮机B6连通。

3.根据权利要求2所述的一种蒸汽和热风联合发电系统，其特征在于：所述冷风管道上设置有气量测量喷咀B3和冷风阀A5，所述空气压缩机B5的空气进口端还设置有压缩机静叶调角器B4。

4.根据权利要求2所述的一种蒸汽和热风联合发电系统，其特征在于：所述煤气管道上依次设置有煤气分进口阀A8、气量流量喷咀A7及煤气总进口阀A6，煤气分进口阀A8连通燃烧室A3，煤气总进口阀A6连通外部煤气出口管道。

5.根据权利要求2所述的一种蒸汽和热风联合发电系统，其特征在于：所述热风出口管道上还设置有热风阀A1。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种蒸汽和热风联合发电系统，其特征在于：所述蒸汽发电系统包括与烟气轮机B6管道连通的蒸汽锅炉C4，蒸汽锅炉C4通过主蒸汽管道连通有汽轮机C3，汽轮机C3连接有发电机C1，发电机C1连接所述发配电系统E；所述蒸汽发电系统还包括凝结水循环系统，凝结水循环系统包括相互连通的排汽装置C6和冷却塔C9，排汽装置C6一端连通汽轮机C3，所述排汽装置C6另一端连接有凝结水泵C10，凝结水泵C10再通过管道与蒸汽锅炉C4连通，所述凝结水泵C10和蒸汽锅炉C4之间的管道连接有补水泵C11。

7.根据权利要求6所述的一种蒸汽和热风联合发电系统，其特征在于：所述蒸汽锅炉C4与汽轮机C3连通的主蒸汽管道上还设置有主蒸汽调节门C2和锅炉压力调节阀C8。

8.根据权利要求6所述的一种蒸汽和热风联合发电系统，其特征在于：所述凝结水泵C10还并连有液位调节阀C7。

9.根据权利要求6所述的一种蒸汽和热风联合发电系统，其特征在于：所述蒸汽锅炉C4与烟气轮机B6连通的管道上还连接有进风管，进风管上设置有入口混风阀C5。