[发明专利]基于蒸汽参数提升的煤气增效发电系统及方法

说明书

本发明提供一种基于蒸汽参数提升的煤气增效发电系统及方法，包括相互连通的新建发电系统和原有动力系统，新建发电系统包括新建煤气锅炉、新建第一汽轮机、新建第二汽轮机、新建发电机、再热器和除氧器，原有动力系统包括原有煤气锅炉和原有汽轮机，新建煤气锅炉和原有煤气锅炉通过煤气管网连通，新建煤气锅炉蒸汽出口与新建第一汽轮机进汽口连通，新建第一汽轮机排汽口与再热器进汽口连通；再热器出汽口与原有汽轮机和新建第二汽轮机进汽口连通；新建第二汽轮机有抽汽口，与除氧器的蒸汽进口连通；新建第一汽轮机为背压式汽轮机，新建第二汽轮机为凝汽式汽轮机；新建第一汽轮机与新建第二汽轮机同轴相连，共同驱动新建发电机发电。

技术领域

本发明涉及能源高效利用技术领域，尤其涉及一种基于蒸汽参数提升的煤气增效发电系统及方法。

背景技术

在钢铁、焦化等领域的生产工序中，存在大量的大功率、高能耗旋转机械，包括风机、压缩机、水泵等,作为工艺装置的辅助设施，这些旋转机械是导致企业厂用电率居高不下的主要因素。另一方面，钢铁、焦化生产过程中会产生副产煤气，如高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气等。近几年来，随着各工厂节能减排意识的提高和技术能力的提升，大量的工厂采用汽轮机拖动代替传统的电机拖动方式，用于驱动这些大功率旋转机械，将上述副产煤气送入锅炉进行燃烧，产生的蒸汽用于驱动汽轮机，并带动旋转机械做功，较传统的电机驱动方式具有明显的经济效益。

近年来，随着工厂产能的逐步扩大，在电动改汽动的潮流下，许多工厂出现全厂陆续分期建设并最终形成多台低参数(如中温中压)锅炉+低参数(如中温中压)工业汽轮机的装机模式。然而，低参数锅炉和低参数汽轮机均具有效率偏低、热耗偏高等缺点，导致工厂副产煤气资源未得到充分利用。例如，某钢厂陆续建设了十余台中温中压汽轮机，蒸汽由多台中温中压煤气锅炉供应，这些中温中压小容量锅炉的实际运行效率只有82％，远低于高参数大容量锅炉的热效率，此外，中温中压汽轮机的效率也远低于高参数汽轮机，这就导致全厂的热效率较低，对副产煤气的热能利用率严重不足。为此，相关技术人员一直在寻求提升机组整体热效率的有效改造途径，但是，由于工业拖动汽轮机是为上游最核心的工艺装置供能，必须保证其安全稳定运行，这一点明显有别于常规机组改造。

发明内容

本发明是为了解决现有技术中存在的上述技术问题而做出，其目的在于提供一种在原系统不改变的基础上，提高煤气资源利用效率的基于蒸汽参数提升的煤气增效发电系统。

根据本发明的一个方面，提供一种基于蒸汽参数提升的煤气增效发电系统，包括相互连通的原有动力系统和新建发电系统，所述原有动力系统包括至少一台原有煤气锅炉、至少一台原有汽轮机，所述原有煤气锅炉的蒸汽出口与所述原有汽轮机的进汽口连通，所述新建发电系统包括至少一个新建煤气发电单元，所述新建煤气发电单元包括新建煤气锅炉、新建第一汽轮机、新建第二汽轮机、新建发电机、再热器、除氧器和给水泵，其中：所述新建煤气发电单元通过煤气管网与所述原有动力系统连接，所述煤气管网分别与原有煤气锅炉的煤气进口和新建煤气锅炉的煤气进口连通，为原有煤气锅炉和新建煤气锅炉供应燃料；所述新建煤气锅炉的蒸汽出口与所述新建第一汽轮机的进汽口连通，所述新建第一汽轮机的排汽口与所述再热器的进汽口连通；所述再热器设置于所述新建煤气锅炉的烟道中，所述再热器的出汽口与所述新建第二汽轮机的进汽口以及原有汽轮机的进汽口连通；所述新建第二汽轮机设置有抽汽口，所述抽汽口与所述除氧器的蒸汽进口连通，为所述除氧器提供除氧蒸汽，所述除氧器的出水口通过所述给水泵与所述新建煤气锅炉的进水口连通，向所述新建煤气锅炉供水；所述新建第一汽轮机为背压式汽轮机，所述新建第二汽轮机为凝汽式汽轮机；所述新建第一汽轮机与新建第二汽轮机同轴相连，共同驱动所述新建发电机发电。

所述的煤气增效发电系统，其中，所述新建煤气发电单元还包括新建凝汽器、新建凝结水泵和低压省煤器，其中，所述新建第二汽轮机的排汽口与所述新建凝汽器、新建凝结水泵、低压省煤器、除氧器的进水口依次连通；所述低压省煤器设置于所述新建煤气锅炉的尾部烟道中，以所述尾部烟道的烟气余热为热源，对低压省煤器的凝结水进行预热。