一種燃機驅動的聯合機組及基于該機組的生產設備制造技術

本實用新型專利技術屬化工設備領域，具體的，是一種燃機驅動的聯合機組及基于該機組的生產設備；其中，燃機驅動的聯合機組即為燃機驅動壓縮機發電機聯合機組(Gas?Turbine?Driving?Compressor?Generator?Combined?train，簡稱GDCG)包括依次通過聯軸器連接的燃氣輪機、壓縮機和電動發電機，所述燃氣輪機與壓縮機之間連接有離合器，所述燃氣輪機的尾氣出口通過管道與余熱鍋爐連通。基于該機組的生產設備為一種煤化工裝置和一種合成氨尿素裝置。本實用新型專利技術與現有技術相比，具有環保、運行可靠、高效、可循環運轉的優點。

A gas turbine driven combined unit and a production equipment based on the unit

The utility model belongs to the field of chemical equipment, in particular, is a gas turbine driven unit and the unit production equipment based on the combined gas turbine; the turbine driven compressor driven generator unit (Gas Turbine Driving Compressor Generator Combined train, referred to as GDCG) including are connected through the coupling of gas turbine, compressor and electric generator, a clutch is connected between the gas turbine and compressor, exhaust gas outlet of the gas turbine is communicated with the boiler through a pipeline. The production equipment based on the unit is a coal chemical plant and a synthetic ammonia urea plant. Compared with the prior art, the utility model has the advantages of environmental protection, reliable operation, high efficiency and cyclic operation.

【技術實現步驟摘要】
一種燃機驅動的聯合機組及基于該機組的生產設備
本技術涉及化工設備領域，具體的說，是一種燃機驅動的聯合機組及基于該機組的生產設備。
技術介紹
我國的資源結構是貧油、少氣、富煤，僅管我國的煤炭儲備、生產和消費均居世界前列，但在本世紀初，由于國際油價持續飆升，以油氣為原料生產合成氨和化肥的企業逐漸都啟動“油氣改煤”工程，一方面，引進國外的煤氣化技術，另一方面，我國的航天爐、賽鼎爐和水煤漿等煤氣化技術也得到了提高。但目前所有的煤化工企業都存在一個共同的問題：依然需要大量的以煤為燃料的鍋爐來產生各種高、中壓的蒸汽來驅動大型壓縮機或進行火力發電做為自備電廠，且設備占地大，結構復雜；其熱值利用率低于30％，這不僅浪費煤炭資源，而且對大氣造成嚴重的污染。國外的煤氣化技術主要用于煤氣化聯合循環發電，但只有大型發電項目才能體現其優勢,無法有效改善國內煤化工的燃料清潔利用問題?，F需要一種適應國內項目的能夠提高經濟效益，實現清潔、高效、可循環運轉的燃機驅動壓縮機和發電的聯合機組來解決上述問題。于是我專利技術了本技術：本技術涉及燃氣輪機在驅動壓縮機并利用剩余能量進行發電的設備，即GasTurbineDrivingCompressorGeneratorCombinedtrain(GDCG)機組簡稱GDCG，可以廣泛應用在能源、化工領域。
技術實現思路
本技術的目的在于設計出一種燃機驅動的聯合機組及基于該聯合機組的生產設備，具有環保、運行可靠、高效、可循環運轉的優點。本技術通過下述技術方案實現：一種燃機驅動的聯合機組及基于該聯合機組的生產設備，包括依次通過聯軸器連接的燃氣輪機、壓縮機和電動發電機，所述燃氣輪機與壓縮機之間連接有離合器，所述燃氣輪機的尾氣出口通過管道與余熱鍋爐連通。離合器能夠根據該聯合機組的運轉情況實現燃氣輪機和壓縮機的自動連接和脫開，電動發電機能夠根據化工系統生產的需要在電動機和發電機這兩種功能模式進行自動切換。該聯合機組用于化工生產系統內，用來為化工系統壓縮各種介質，能夠使用煤化工系統產生的煤氣化氣或其他燃氣作為燃氣輪機的燃料，驅動該聯合機組運行，實現煤炭資源的清潔環保利用。在化工系統啟動階段，離合器將燃氣輪機與壓縮機脫開，首先由電動發電機以電動機的形式驅動壓縮機，為與之連接的化工生產系統提供必要的壓縮氣體，當化工生產設備運行穩定并能夠為燃氣輪機提供充足的燃氣，使燃氣輪機運行穩定并達到壓縮機所需要匹配的轉速后，離合器自動將燃氣輪機與壓縮機連接，使燃氣輪機驅動壓縮機運轉，此時即實現的化工系統熱效率的高效使用。之后當燃氣輪機的輸出能量大于壓縮機所需要的輸入能量時，電動發電機轉換為發電機，使燃氣輪機驅動壓縮機的同時驅動發電機進行發電并向外輸送電力，使得燃氣輪機始終處于高效率的工作點上；可以在調節壓縮機負荷的同時調節聯合機組的發電量，化工企業可以靈活決定生產化工產品和發電的比例，實現企業效益的最大化。同時燃氣輪機產生的高溫尾氣經過余熱鍋爐回收產生蒸汽通過蒸汽管道作為化工生產線的汽輪機或煤氣化爐等的汽源，并以汽輪機驅動其他壓縮機(二氧化碳壓縮機、循環氣壓縮機、氨冰機等)進行發電，或者作為熱源進行供熱，達到了節能減排的效果；蒸汽做功后產生的冷凝水再通過循環水管回到余熱鍋爐被燃氣輪機的尾氣加熱，生成蒸汽，實現水資源的循環利用。在化工系統處于啟動階段或燃氣輪機例行檢修或意外停機時，離合器脫開壓縮機，電動發電機轉換為電動機驅動壓縮機，使化工系統的生產不受影響。進一步的為更好的實現本技術，特別采用下述設置結構：所述離合器為變速離合器。是否需要變轉速可根據壓縮機與燃氣輪機的轉速情況靈活確定。進一步的為更好的實現本技術，特別采用下述設置結構：所述燃氣輪機的燃料為煤氣化氣或天然氣。更進一步的，燃氣的種類還可為其他可燃氣體，其可以根據化工系統需要靈活選擇。進一步的為更好的實現本技術，特別采用下述設置結構：所述壓縮機為多軸齒式壓縮機或單軸壓縮機。壓縮機的選擇可以根據化工系統需要以及性能的優越性靈活選擇。但壓縮機必須能夠在兩端有聯軸器，通過聯軸器分別與燃氣輪機和電動發電機進行傳動連接。一種煤化工裝置，包括一種燃機驅動的聯合機組；還包括煤氣化爐和空分設備，所述煤氣化爐通過管道與燃氣輪機的燃料進口連通，所述空分設備的進氣口和氧氣出口分別通過管道與壓縮機和煤氣化爐的氧氣進口連通，所述余熱鍋爐與煤氣化爐之間分別通過蒸汽管道和循環水管道連通。余熱鍋爐通過蒸汽管道為煤氣化爐提供蒸汽，蒸汽冷凝后所產生的冷凝水由管道再輸送回余熱鍋爐繼續生產蒸汽，實現水資源的循環利用。進一步的為更好的實現本技術，特別采用下述設置結構：所述煤氣化爐與燃氣輪機之間還設置有用于凈化煤氣化氣的凈化設備，所述凈化設備的進氣口與煤氣化爐的出氣口連通，所述凈化設備的出氣口與燃氣輪機的燃料進口連通。煤氣化爐經管道輸送凈化機的后的煤氣化氣做為燃氣輪燃料，更進一步的，所述凈化設備還與下游相關化工工藝設備連通并提供凈化后的煤氣化氣。進一步的為更好的實現本技術，特別采用下述設置結構：所述壓縮機為空壓機與增壓機的一體化壓縮機組。煤氣化爐經管道為該聯合機組輸送凈化后的煤氣化氣做為燃氣輪機的燃料，燃氣輪機經聯軸器和離合器驅動一體化壓縮機組(空壓機與增壓機)，一體化壓縮機組排出高壓空氣經管道輸送給空分設備，空分設備將分離出的氧氣通過管道輸送給煤氣化爐，同時余熱鍋爐通過蒸汽管道向煤氣化爐輸送蒸汽，使煤氣化爐中的煤與氧氣一同反應產生煤氣化氣；煤氣化氣通過管道進入凈化設備，凈化后的煤氣化氣通過管道輸送到燃氣輪機中作為燃料；同時凈化后的煤氣化氣也通過管道輸送到下游的化工生產設備中去；余熱鍋爐排除的多余蒸汽輸送到下游相關化工工藝設備中為設備提供驅動力或進行發電。更進一步的，當燃氣輪機的輸出能量大于壓縮機所需要的輸入能量時，電動發電機轉換為發電機，使燃氣輪機驅動壓縮機的同時驅動發電機進行發電并向外輸送電力，使得燃氣輪機始終處于高效率的工作點上，在調節壓縮機負荷的同時可以調節聯合機組的發電量，化工企業可以靈活決定生產化工產品和發電的比例，實現企業效益的最大化。一種合成氨尿素裝置，包括一種燃機驅動的聯合機組；還包括用于分離氧氣和氮氣的空分設備、氨合成器塔、煤氣化爐、煤氣化氣凈化分離設備、汽輪機、二氧化碳壓縮機、尿素反應釜、氫氣凈化設備；所述汽輪機通過聯軸器與二氧化碳壓縮機連接，所述二氧化碳壓縮機通過管道與尿素反應釜連通；所述煤氣化爐的出氣口分別通過管道與燃氣輪機的燃料進口和煤氣化氣凈化分離設備的進氣口連通，所述煤氣化氣凈化分離設備的出氣口分別通過管道與氫氣凈化設備的進氣口和二氧化碳壓縮機的進氣口連通；所述氫氣凈化設備的出氣口通過管道與壓縮機的進氣口連通，所述壓縮機的出氣口通過管道與氨合成器塔的進氣口連通，所述氨合成器塔的出口與尿素反應釜連通；所述二氧化碳壓縮機的出氣口通過管道與尿素反應釜連通；所述余熱鍋爐與煤氣化爐之間分別通過蒸汽管道和循環水管道連通。蒸汽冷凝后所產生的冷凝水由管道再輸送回余熱鍋爐繼續生產蒸汽，實現水資源的循環利用。進一步的為更好的實現本技術，特別采用下述設置結構：所述余熱鍋爐與汽輪機之間分別通過蒸汽管道和循環水管道連通。進一步的為更好的實現本技術，特本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種燃機驅動的聯合機組，其特征在于：包括依次通過聯軸器連接的燃氣輪機(1)、壓縮機(2)和電動發電機(3)，還包括煤氣化爐；所述燃氣輪機(1)與壓縮機(2)之間連接有離合器(4)，所述燃氣輪機(1)的尾氣出口通過管道與余熱鍋爐(5)連通，所述余熱鍋爐(5)與煤氣化爐之間分別通過蒸汽管道和循環水管道連通。

【技術特征摘要】
1.一種燃機驅動的聯合機組，其特征在于：包括依次通過聯軸器連接的燃氣輪機(1)、壓縮機(2)和電動發電機(3)，還包括煤氣化爐；所述燃氣輪機(1)與壓縮機(2)之間連接有離合器(4)，所述燃氣輪機(1)的尾氣出口通過管道與余熱鍋爐(5)連通，所述余熱鍋爐(5)與煤氣化爐之間分別通過蒸汽管道和循環水管道連通。2.根據權利要求1所述的一種燃機驅動的聯合機組，其特征在于：所述離合器(4)為變速離合器。3.根據權利要求1所述的一種燃機驅動的聯合機組，其特征在于：所述燃氣輪機(1)的燃料為煤氣化氣或天然氣或石油氣。4.根據權利要求1或2或3所述的一種燃機驅動的聯合機組，其特征在于：所述壓縮機(2)為多軸齒式壓縮機或單軸壓縮機。5.一種煤化工裝置，其特征在于：包括權利要求4中所述的一種燃機驅動的聯合機組；還包括空分設備，所述煤氣化爐通過管道與燃氣輪機(1)的燃料進口連通，所述空分設備的進氣口和氧氣出口分別通過管道與壓縮機和煤氣化爐的氧氣入口連通。6.根據權利要求5所述的一種煤化工裝置，其特征在于：所述煤氣化爐與燃氣輪機(1)之間還設置有用于凈化煤氣化氣的凈化設備，所述凈化設備的進氣口與煤氣化爐的出氣口連通，所述凈化設備的出氣口與燃氣輪...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊娜，
申請(專利權)人：楊娜，
類型：新型
國別省市：陜西,61