[发明专利]低热值煤气发电方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤气发电，尤其涉及一种低热值煤气发电方法。

背景技术

我国钢铁工业迅猛发展，已连续多年位居世界第一生产大国。钢铁企业在冶炼过程中产生了大量的副产煤气，如高炉煤气、转炉煤气和焦炉煤气。焦炉煤气和转炉煤气由于发热值高，可以在生产和生活中有效利用。而高炉煤气具有产量最大、热值最低、难于稳定燃烧、发电效率低等特点。

高炉煤气是一种无色无味、无臭的混合气体，主要成分为CO、CO₂、N₂、H₂、CH₄等，其中可燃成分CO含量约占25％；H₂、CH₄的含量很少，对总发热量影响不大；惰性气体CO₂、N₂的含量分别占15％、55％(均以体积分数计)，所占比例高，既不参与燃烧产生热量，也不能助燃，相反，还吸收大量的燃烧过程中产生的热量；火焰较长；着火点温度约为700℃；火焰传播速度很慢，温度不高，燃烧稳定性不好；热值一般为3100kJ/Nm³-4200kJ/Nm³，烟气量大。因此，高炉煤气的有效转换和利用是钢铁企业清洁生产和节能的重要环节。

基于高炉煤气燃料及燃烧特性，高炉煤气与其它高热值的固体或者气体燃料有显著的区别，煤气锅炉的传热特性有很大的变化，其受热面布置与燃煤煤气锅炉有显著不同。虽然专利《一种全烧高炉煤气锅炉烟气余热回收利用系统》(申请号：201320444475.0)及《一种全烧高炉煤气锅炉烟气余热深度回收利用系统》(申请号：201320446384.0)公布了相关高炉煤气锅炉烟气余热回收利用系统，但是，其仅着重提高烟气侧余热的回收利用，而未考虑因高炉煤气的热值低、难于稳定燃烧等特点带来的煤气锅炉传热和受热面布置等核心重要问题，也未考虑如何通过汽水侧工艺优化提高低热值煤气发电效率。

同时，目前很多高炉煤气锅炉在高负荷时存在减温水使用量远远超过设计值，特别是在煤气锅炉负荷拉升或在高负荷煤气锅炉负荷波动情况下，存在减温水跟不上，煤气锅炉过热器受热面易超温的问题。为此，需要对高炉煤气锅炉的各类受热面进行合理布置，包括受热面布置形式、受热面布置比例等，从而解决煤气锅炉过热器受热面易超温的问题，稳定汽水参数，提高低热值煤气发电装置的整体热效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低热值煤气发电方法，旨在用于解决现有的低热值煤气的热效率较低的问题。

本发明是这样实现的：

本发明实施例提供一种低热值煤气发电方法，其特征在于，包括以下步骤：

将低热值煤气由煤气管道经燃烧器送入煤气锅炉的燃烧室内进行燃烧，燃烧产生热量，加热各受热面；

将一锅筒中的水液通过液体出口流出，通过管道送入所述煤气锅炉的炉体的水冷壁内，水液在所述水冷壁内被加热，相变为汽水混合物，通过管道送回所述锅筒；

汽水混合物在所述锅筒内进行汽水分离，分离出来的饱和蒸汽通过管道送至顶棚管，且经所述顶棚管将饱和蒸汽导入所述炉体内的过热机组内继续加热为过热蒸汽；

过热蒸汽通过管道送至汽轮机的高压缸内，蒸汽冲转所述汽轮机的叶片，所述汽轮机带动发电机进行发电，冲转做功后蒸汽温度和压力降低；

从所述高压缸出来的蒸汽进入一低温再热器，之后进入一高温再热器被再次加热为过热蒸汽，将该过热蒸汽导入所述汽轮机的低压缸，在冲转做功后，蒸汽温度和压力再次降低；

从所述汽轮机的低压缸出来的乏汽进入冷凝器进行冷凝，在所述冷凝器中被冷凝为水液，之后通过凝结水泵将水液打入低压加热器，在所述低压加热器中被汽机的低压抽汽加热；

从所述低压加热器出来的水进入除氧器，在所述除氧器进行除氧后，通过给水泵打入高压加热器，在所述高压加热器中被汽机的高压抽汽加热，之后进入主省煤器；

水液在所述主省煤器经烟气加热后进入旁路省煤器，被进一步加热后重新导入所述锅筒内循环使用。

进一步地，所述过热机组包括屏式过热器组件、对流式的低温过热器以及对流式的高温过热器，三者依次连通，所述顶棚管将饱和蒸汽先导入所述屏式过热器组件内加热，然后依次进入所述低温过热器与所述高温过热器内加热为过热蒸汽。