[实用新型]一种空分系统压缩设备驱动装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及小型汽轮机驱动空分系统压缩设备领域，具体涉及一种空分系统压缩设备驱动装置。

背景技术

在未来较长时期内，我国都将是以燃煤发电为主的格局。整体煤气化联合循环发电是一种先进的洁净煤燃烧发电技术，它具有高效、环保的特点，被认为是未来最具发展潜力的洁净煤技术之一。因此，为促进可持续发展，整体煤气化联合循环发电将在我国中远期的燃煤发电中扮演重要角色。

空分系统是整体煤气化联合循环发电系统中耗能最高的单元，据统计，空分系统大约会消耗全厂厂用电的70％-85％。在空分系统中，空气压缩设备是最主要的耗能设备，其能耗占到空分系统能耗的80％～90％。空分系统中的压缩设备分别由单独的电动机驱动，这种方式存在以下问题：(1)由于空气压缩设备所配备的电动机、变压器以及自动控制设备的容量较高，因而整套装置的投资费用高；(2)一般泵、压缩机等增压设备在启动时，启动力矩较大，为了适应启动转矩，启动电机的功率一般都要比设备的额定功率高10％左右，那么当设备正常运行时，电动机就经常处于轻载运行，电动机本身的容量得不到充分发挥，使得电动机运行效率低、性能不好，从而增加运行费用；(3)电动机属于连续工作的电机，在正常工作时，电机的转速一般恒定不变，因而其负载可调节范围较小。当整体煤气化联合循环发电系统运行在较低负荷时(比如50％)，空分系统会浪费一部分负载，经济性差。

可见，寻求一种新型的空分系统压缩设备驱动方式，以改善常规电动机驱动方式所带来的能耗高、投资高的缺陷，从而保障整体煤气化联合循环发电系统经济、安全运行是非常有意义的。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种空分系统压缩设备驱动装置，通过优化整体煤气化联合循环发电系统中空分系统压缩设备的驱动方式，从而降低投资维护费用、提高设备可靠性、减少空分系统能耗。

为达到以上目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种空分系统压缩设备驱动装置，包括整体煤气化联合循环系统中原有的空分系统1、气化炉3、燃气轮机4和余热锅炉5以及新增的小型汽轮机2、小型汽轮机凝汽器6和凝结水泵7；所述空分系统主要包括压缩设备8和精馏系统9；所述压缩设备8的转轴与小型汽轮机2的转轴相连接，精馏系统9的产品输出口与气化炉3的气体输入口相连通，气化炉3的产品输出口与燃气轮机4的燃料输入口相连通，燃气轮机4的输出口与余热锅炉5的燃料输入口相连通，余热锅炉5的蒸汽输出口与小型汽轮机2的输入口相连通，小型汽轮机2的输出口与小型汽轮机凝汽器6的输入口相连通，小型汽轮机凝汽器6的输出口与余热锅炉5的给水入口通过凝结水泵7相连通。

所述空分系统1包括多个压缩设备8，多个压缩设备8中的部分或全部通过小型汽轮机2同轴带动，或根据容量需求分别配备小型汽轮机2及小型汽轮机凝汽器6。

所述空分系统1中的2个压缩设备8由小型汽轮机2同轴带动，所述小型汽轮机2的功率为40MW。

所述小型汽轮机2的转速和进汽量能够根据负载大小进行调节。

本实用新型和现有技术相比，具有如下优点：

1)降低投资。采用常规电动机驱动方式要满足启动要求，必须配备比压缩设备额定功率稍高的电动机，除此之外，还需要同时配备启动变压器、启动锅炉等设备。而应用本实用新型装置驱动压缩设备，由于在启动时采取了先启动燃气轮机的方式——通过燃烧天然气来解决启动时空分系统的蒸汽和能量供给问题，从而无需安装启动锅炉，只需配备同压缩设备额定功率相同的小型汽轮机及其辅助设备。因此，应用本实用新型装置驱动压缩设备，可以大幅度节省初期投资。

2)提高能源利用效率。电动机消耗的是电能，汽轮机消耗的是热能，热能向电能转换时有一定的转换效率，因此相比于常规电动机驱动方式，本实用新型装置驱动方式的能量利用率较高。不仅如此，由于正常运行时电动机一般保持转速不变，因此导致空分系统的负荷调节范围很小，当机组低负荷运行时，空分系统就会浪费一部分出力，这种运行方式很不经济。而汽轮机可以通过调节进汽量来调节出力，调节范围较宽，从而使得空分系统能够跟随负荷大小调节出力，提高了能源利用效率，节约了成本，提升了电站运行经济性。

附图说明

图1为本实用新型实施例的空分压缩设备驱动装置示意图。

图2为本实用新型实施例的整体煤气化联合循环发电系统流程示意图。

具体实施方式