煤气化制氢余热发电系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种余热发电技术，尤其涉及一种煤气化制氢余热发电系统。


背景技术：

2.目前，煤气化制氢作为煤化工的新技术，是清洁煤技术的龙头。煤气化制氢涉及的工艺过程较为复杂，具体来说，煤炭经过气化、一氧化碳耐硫变换、酸性气体脱除、氢气提纯等关键环节，可以得到不同纯度的氢气。在煤气化制氢过程中会产生大量富含热量的蒸汽，合理回收利用蒸汽的余热，不仅能替代高品位能量，还可节约水、电等公用工程消耗，从而显著提升煤气化制氢的整体能效。
3.抽气背压汽轮机组通过抽汽回收热量，以提高给水温度来提高蒸汽热力循环的循环效率。然而，在回热加热器中，过热蒸汽的过热度远大干凝水或给水，对应段的传热温差很大，由此容易产生显著的不可逆损失，致使抽汽回热能效降低，高品质蒸汽无法得到合理的利用，且受热负荷的限制，不能随意长、落电负荷，给电网运行带来不便。
4.上述缺点掩盖了抽气背压汽轮机组的经济合理性，因此长期没有得到推广应用。随着电网扩大、装机容量的不断增大，需要控制的参数数量也越来越多和分散，控制系统功能也越来越先进、强大和智能化，为抽气背压汽轮机组的发展创造了一定的条件，抽气背压汽轮机组的优点日益显示出来。然而，现有抽气背压汽轮机组的轴封漏汽的回收设计是直接配管到除氧器内进行回收，在实际运行过程中，一旦除氧器压力高于轴封漏汽的压力时，就会出现“轴封漏汽、水混合物倒流”的现象，从而造成轴封漏汽进入润滑油系统，进而导致润滑油质量下降，甚至出现水进入油内和机内的情况，威胁机组的安全运行。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种煤气化制氢余热发电系统，该余热发电系统能够降低能量损耗，降低生产成本，并且还能够避免倒流现象发生。
6.为了实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案：
7.一种煤气化制氢余热发电系统，包括抽气背压汽轮机组和发电机，所述抽气背压汽轮机组的蒸汽室通过主蒸汽管路接收由煤气化制氢所产生的蒸汽，抽气背压汽轮机组驱动发电机运转发电；所述余热发电系统还包括轴封加热器、除氧器、脱盐水池、疏水箱和冷凝装置；所述轴封加热器具有加热介质管路和被加热介质管路，抽气背压汽轮机组的轴封漏汽通过轴封加热器的加热介质管路后连通至疏水箱，疏水箱连通至冷凝装置，脱盐水池通过轴封加热器的被加热介质管路连通至除氧器。
8.进一步地，所述余热发电系统还包括蓄热器，所述蓄热器设置在主蒸汽管路上。
9.进一步地，所述余热发电系统还包括汽水分离装置，所述汽水分离装置设置在主蒸汽管路上。
10.进一步地，所述余热发电系统还包括凝气装置、冷却塔、循环水池和抽真空装置；所述凝气装置具有冷却介质管路和被冷却介质管路，抽气背压汽轮机组的背压排汽通过凝
气装置的被冷却介质管路后连通至冷却塔，冷却塔连通至循环水池，循环水池通过凝气装置的冷却介质管路连通至抽真空装置。
11.本实用新型的余热发电系统，其利用由煤气化制氢所产生的蒸汽来进行发电，从而实现了较好的节能减排的效果；在此基础上，还采用抽气背压汽轮机组的轴封漏汽来加热进入除氧器的脱盐水，从而进一步降低了能量损耗；并且，轴封漏汽加热脱盐水是采用轴封加热器换热的方式来实现的，抽气背压汽轮机组的轴封漏汽口与除氧器并不直接连通，从而避免了倒流现象的发生。
12.本实用新型的余热发电系统相对现有技术，其有益效果在于：本实用新型的余热发电系统中，采用抽气背压汽轮机组的轴封漏汽来加热进入除氧器的脱盐水，并且，轴封漏汽加热脱盐水是采用轴封加热器换热的方式来实现的，一方面，降低了能量损耗，降低了生产成本，提高产品品质，减少余热排放对大气环境的热污染，另一方面，避免了倒流现象的发生，轴封漏汽则不会进入润滑油系统中，保证抽气背压汽轮机组能够连续稳定运行。
附图说明
13.图1为本实用新型的煤气化制氢余热发电系统的示意图。
14.图中：1-蓄热器、2-汽水分离装置、3-抽气背压汽轮机组、4-发电机、7-凝气装置、8-冷却塔、9-循环水池、10-抽真空装置、12-轴封加热器、13-除氧器、15-脱盐水池、16-疏水箱、17-冷凝装置。
具体实施方式
15.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明：
16.本实施方式提供了一种煤气化制氢余热发电系统，该余热发电系统利用由煤气化制氢所产生的蒸汽来进行发电，从而能够实现较好的节能减排效果。
17.参见图1，本实施方式的余热发电系统包括抽气背压汽轮机组3、发电机4、蓄热器1和汽水分离装置2。
18.所述抽气背压汽轮机组3的蒸汽室通过蒸汽管路接收由煤气化制氢所产生的蒸汽，抽气背压汽轮机组3在蒸汽膨胀做功的作用下运转并驱动发电机4运转发电，发电机4发出的电力通过电力线路并入电网。抽气背压汽轮机组3接收由煤气化制氢所产生的蒸汽的蒸汽管路称其为主蒸汽管路。
19.所述蓄热器1和汽水分离装置2均设置在所述主蒸汽管路上，汽水分离装置2位于蓄热器1的蒸汽流动下游侧，或者说，蓄热器1位于汽水分离装置2的蒸汽流动上游侧。蓄热器1的作用是对进入抽气背压汽轮机组3的蒸汽的温度进行缓冲，以稳定进入抽气背压汽轮机组3的蒸汽的温度。汽水分离装置2的作用是分离蒸汽中的水滴和杂物，防止其进入抽气背压汽轮机组3中。
20.本实施方式的余热发电系统还包括轴封加热器12、除氧器13、脱盐水池15、疏水箱16和冷凝装置17。
21.所述轴封加热器12具有两段管路，分别为加热介质管路和被加热介质管路，该轴封加热器12能够用“加热介质管路中的流动介质”的热量来对“被加热介质管路中的流动介质”进行加热，从而实现热交换的功能。加热介质管路的一端管口称为加热介质进口，加热
介质管路的另一端管口称为加热介质出口，被加热介质管路的一端管口称为被加热介质进口，被加热介质管路的另一端管口称为被加热介质出口。
22.所述轴封加热器12设置在抽气背压汽轮机组3的轴封处。
23.抽气背压汽轮机组3的轴封漏汽口通过管路连通至轴封加热器12的加热介质进口，轴封加热器12的加热介质出口通过管路与疏水箱16的进水口连通，也就是说，抽气背压汽轮机组3的轴封漏汽口通过轴封加热器12的加热介质管路连通至疏水箱16的进水口，或者说，轴封加热器12的加热介质管路串接在抽气背压汽轮机组3的轴封漏汽口与疏水箱16的进水口之间。抽气背压汽轮机组3的轴封漏汽通过轴封加热器12的加热介质管路后进入到疏水箱16中。
24.轴封加热器12的被加热介质进口通过管路与脱盐水池15的出水口连通，轴封加热器12的被加热介质出口通过管路与除氧器13的进口连通，也就是说，脱盐水池15的出水口通过轴封加热器12的被加热介质管路连通至除氧器13的进口，或者说，轴封加热器12的被加热介质管路串接在脱盐水池15的出水口与除氧器13的进口之间。由脱盐水池15提供的脱盐水通过轴封加热器12的被加热介质管路后供给至除氧器13。
25.这样一来，所述轴封加热器12将抽气背压汽轮机组3的轴封漏汽回收，并用该轴封漏汽的热量来对“供给除氧器13的脱盐水”进行加热，从而达到回收热量的目的。
26.疏水箱16的出水口连通至冷凝装置17的进汽口，经过热量回收之后的轴封漏汽进入到疏水箱16中，然后经冷凝装置17冷凝后作为抽气背压汽轮机组3的一般用水来重复利用。
27.本实施方式的余热发电系统还包括凝气装置7、冷却塔8、循环水池9和抽真空装置10。
28.所述凝气装置7具有两段管路，分别为冷却介质管路和被冷却介质管路，该凝气装置7能够用“冷却介质管路中的流动介质”来对“被加热介质管路中的流动介质”进行冷却，从而实现热交换的功能。冷却介质管路的一端管口称为冷却介质进口，冷却介质管路的另一端管口称为冷却介质出口，被冷却介质管路的一端管口称为被冷却介质进口，被冷却介质管路的另一端管口称为被冷却介质出口。
29.所述抽气背压汽轮机组3的背压排汽口通过管路连通至凝气装置7的被冷却介质进口，所述凝气装置7的被冷却介质出口通过管路连通至冷却塔8的进水口，也就是说，抽气背压汽轮机组3的背压排汽口通过凝气装置7的被冷却介质管路连通至冷却塔8的进水口，或者说，凝气装置7的被冷却介质管路串接在抽气背压汽轮机组3的背压排汽口与冷却塔8的进水口之间。抽气背压汽轮机组3的背压排汽通过凝气装置7的被冷却介质管路后进入到冷却塔8中。
30.冷却塔8的出水口通过管路连通至循环水池9的进水口，循环水池9的出水口通过管路连通至凝气装置7的冷却介质进口，凝气装置7的冷却介质出口通过管路连通至抽真空装置10的抽气口，也就是说，循环水池9的出水口通过凝气装置7的冷却介质管路连通至抽真空装置10的抽气口，或者说，凝气装置7的冷却介质管路串接在循环水池9的出水口与抽真空装置10的抽气口之间。
31.所述凝气装置7、冷却塔8、循环水池9和抽真空装置10共同组成了一个辅助循环系统，该辅助循环系统作用是将抽气背压汽轮机组3的背压排汽凝结成水。
32.本实施方式的余热发电系统，其利用由煤气化制氢所产生的蒸汽来进行发电，从而实现了较好的节能减排的效果；在此基础上，还采用抽气背压汽轮机组3的轴封漏汽来加热进入除氧器13的脱盐水，从而进一步降低了能量损耗，降低了企业的生产成本，提高产品品质，减少余热排放对大气环境的热污染；并且，“轴封漏汽加热脱盐水”是采用轴封加热器12换热的方式来实现的，抽气背压汽轮机组3的轴封漏汽口与除氧器并不直接连通，从而避免了“轴封漏汽、水混合物倒流”的现象发生，轴封漏汽则不会进入润滑油系统中，保证抽气背压汽轮机组3能够连续稳定运行。
33.以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围，因此，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种煤气化制氢余热发电系统，包括抽气背压汽轮机组（3）和发电机（4），所述抽气背压汽轮机组（3）的蒸汽室通过主蒸汽管路接收由煤气化制氢所产生的蒸汽，抽气背压汽轮机组（3）驱动发电机（4）运转发电；其特征在于：所述余热发电系统还包括轴封加热器（12）、除氧器（13）、脱盐水池（15）、疏水箱（16）和冷凝装置（17）；所述轴封加热器（12）具有加热介质管路和被加热介质管路，抽气背压汽轮机组（3）的轴封漏汽通过轴封加热器（12）的加热介质管路后连通至疏水箱（16），疏水箱（16）连通至冷凝装置（17），脱盐水池（15）通过轴封加热器（12）的被加热介质管路连通至除氧器（13）。2.根据权利要求1所述煤气化制氢余热发电系统，其特征在于：所述余热发电系统还包括蓄热器（1），所述蓄热器（1）设置在主蒸汽管路上。3.根据权利要求1所述煤气化制氢余热发电系统，其特征在于：所述余热发电系统还包括汽水分离装置（2），所述汽水分离装置（2）设置在主蒸汽管路上。4.根据权利要求1所述煤气化制氢余热发电系统，其特征在于：所述余热发电系统还包括凝气装置（7）、冷却塔（8）、循环水池（9）和抽真空装置（10）；所述凝气装置（7）具有冷却介质管路和被冷却介质管路，抽气背压汽轮机组（3）的背压排汽通过凝气装置（7）的被冷却介质管路后连通至冷却塔（8），冷却塔（8）连通至循环水池（9），循环水池（9）通过凝气装置（7）的冷却介质管路连通至抽真空装置（10）。

技术总结
本实用新型公开了一种煤气化制氢余热发电系统。该余热发电系统包括抽气背压汽轮机组（3）、发电机（4）、轴封加热器（12）、除氧器（13）、脱盐水池（15）、疏水箱（16）和冷凝装置（17），抽气背压汽轮机组的蒸汽室通过主蒸汽管路接收由煤气化制氢所产生的蒸汽，抽气背压汽轮机组驱动发电机运转发电；轴封加热器具有加热介质管路和被加热介质管路，抽气背压汽轮机组的轴封漏汽通过轴封加热器的加热介质管路后连通至疏水箱，疏水箱连通至冷凝装置，脱盐水池通过轴封加热器的被加热介质管路连通至除氧器。本实用新型的余热发电系统能够降低能量损耗，降低生产成本，还能够避免倒流现象发生，保证抽气背压汽轮机组连续稳定运行。抽气背压汽轮机组连续稳定运行。抽气背压汽轮机组连续稳定运行。


技术研发人员：李志刚 刘倩 颜贝妮
受保护的技术使用者：上海市机电设计研究院有限公司
技术研发日：2022.12.09
技术公布日：2023/5/31