專利名稱：雙燃料助燃型燃氣-蒸汽聯合循環(huán)系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種雙燃料助燃型燃氣一蒸汽聯合循環(huán)系統(tǒng)，它屬于 能源綜合利用技術領域。 技術背景現有燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)和蒸汽輪機發(fā)電系統(tǒng)原先都是獨立的發(fā) 電系統(tǒng)，所述的燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)利用的是潔凈燃料；所述的蒸汽輪 機發(fā)電系統(tǒng)利用的是經過煤炭燃燒加熱水，產生高壓一高溫蒸汽推動 蒸汽輪機，從而實現發(fā)電的目的，因此蒸汽輪機發(fā)電系統(tǒng)需要大量的 煤炭?，F有煉焦工業(yè)在煉焦過程中產生大量的"廢氣"和"廢物"。 煉焦用煤來自煤礦。煤炭生產過程中產生大量的煤矸石，其量約占原 煤產量的四分之一。同時，煤矸石占用大量土地，惡化土壤，且極易 造成泥石流，煤矸石的自燃對大氣造成極大污染。原煤在炭化前，必 經洗煤工序，產生不少煤矸石和煤泥。如不利用，造成資源浪費和環(huán) 境污染。另外，在煉焦過程中，產生大量焦爐煤氣。據統(tǒng)計，每生產 一噸焦炭，可產煤氣380-430立方米，其中一半用作回爐助燃，另一 半，如不利用，只好點"天燈"，排入大氣中。焦爐煤氣在未處理前， 俗稱"荒煤氣"，含有大量可燃氣體，其熱值約為天然氣的一半，是 寶貴的能源資源。同時，"荒煤氣"中含有大量寶貴的化學成分，如 不回收利用，浪費了資源，污染了環(huán)境。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種可以利用煉焦系統(tǒng)中產生的焦爐煤 氣和煤泥、煤矸石作為能源生產原料，可實現環(huán)保和廢物利用的雙燃 料助燃型燃氣 一 蒸汽聯合循環(huán)系統(tǒng)。本發(fā)明的目的是這樣實現的一種雙燃料助燃型燃氣一蒸汽聯合循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于它包括 燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)、蒸汽輪機發(fā)電系統(tǒng)和一個循環(huán)流化床鍋爐；所述 的燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)的燃氣輪機排氣通過排氣管道與循環(huán)流化床鍋 爐的二次進風管相通，所述的循環(huán)流化床鍋爐通過蒸汽管道連接所述 的蒸汽輪機發(fā)電系統(tǒng)的蒸汽輪機，所述的蒸汽輪機發(fā)電系統(tǒng)的蒸汽輪 機通過冷凝器和給水泵連接入循環(huán)流化床鍋爐的省煤器；所述的潔凈 燃料供給管路分為兩個支路， 一個支路通向燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)的燃機 燃料噴嘴，另一個支路通向循環(huán)流化床鍋爐的燃燒器；所述劣質煤類 燃料供給管路通向循環(huán)流化床鍋爐的燃燒器。所述的循環(huán)流化床鍋爐為帶有二次風送風機和二次風預熱器的 循環(huán)流化床鍋爐。所述的蒸汽輪機為抽汽冷凝型蒸汽輪機。本發(fā)明充分利用了生產煤炭和利用煤炭生產焦炭的過程中產生 的廢棄原料，將原先廢棄的廢氣廢物作為新的能源生產的原材料，生 產電能和可利用的蒸汽，而且在系統(tǒng)運行中既消除了一次資源浪費和 一次環(huán)境污染，又無二次廢氣廢物排放，無二次資源浪費，無二次環(huán) 境污染，有效的保護了環(huán)境。
圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)構成示意2是本發(fā)明的應用實例系統(tǒng)構成示意圖
具體實施例方式下面以附圖l、 2為本發(fā)明的實施例，對本發(fā)明進行進一步的闡述。在本實施例中，它包括燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)、蒸汽輪機發(fā)電系統(tǒng)和 一個循環(huán)流化床鍋爐7;其中燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)、蒸汽發(fā)電系統(tǒng)和循 環(huán)流化床鍋爐均為現有技術。所述的燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)包括由燃機壓 氣機l，燃機燃燒室2，燃機渦輪3組成的燃氣輪機15;和燃機發(fā)電機4;蒸汽發(fā)電系統(tǒng)包括循環(huán)流化床鍋爐7，蒸汽輪機13，汽輪發(fā)電 機14。本系統(tǒng)的輔機組成包括燃機燃料噴嘴5，雙燃料循環(huán)流化床鍋 爐燃燒器6，鍋爐二次風預熱器8，鍋爐引風機9，鍋爐二次風送風機 10、冷凝器12、給水泵11和省煤器71。所述的燃氣發(fā)電系統(tǒng)的燃機排氣通過排氣管道與循環(huán)流化床鍋 爐7的二次風進風管相通，所述的循環(huán)流化床鍋爐7通過蒸汽管道連 接所述的蒸汽輪機發(fā)電系統(tǒng)的蒸汽輪機13，所述的蒸汽輪機發(fā)電系 統(tǒng)的蒸汽輪機13通過冷凝器12和給水泵11連接入循環(huán)流化床鍋爐 7的省煤器；所述的凈煤氣供給管路分為兩個支路， 一個支路通向燃 氣輪機發(fā)電系統(tǒng)的燃機燃料噴嘴5，另一個支路通向循環(huán)流化床鍋爐 7的燃燒器6;所述的煤矸石和煤泥經磨煤機粉碎后由供給管路通向 循環(huán)流化床鍋爐？的燃燒器6。所述的循環(huán)流化床鍋爐7為帶有二次
風送風機10和二次風預熱器8的循環(huán)流化床鍋爐。 本發(fā)明的工作流程和原理說明 本發(fā)明所述的雙燃料是指適用于高效燃氣輪機發(fā)電機組的優(yōu)質潔 凈燃料如天然氣，處理過的焦爐煤氣或燃料油一一燃料2，和適用于 循環(huán)流化床鍋爐的低熱值劣質燃料如煤矸石，煤泥一一燃料l。所述的助燃型燃氣一蒸汽聯合循環(huán)技術是指燃機15的排氣全部進入循環(huán) 流化床鍋爐7參加燃燒，在鍋爐內進一步提高燃氣溫度，和鍋爐高溫 煙氣一起產生高溫高壓過熱蒸汽，驅動蒸汽輪機發(fā)電機組13， 14發(fā) 電。本發(fā)明所述的"助燃型"是指將燃氣輪機15的溫度高，含氧量約 15%的排氣，全部進入循環(huán)流化床鍋爐7，作為鍋爐的送風。為了不 增加燃機15排氣阻力，該燃氣輪機15的排氣應作為送入循環(huán)流化床 鍋爐7的二次風。為了保證循環(huán)流化床鍋爐啟動點火容易，并在任何焦爐煤氣富余 條件下，如燃機發(fā)電機組因故停機，焦爐煤氣生產富余等，不向外排 放，循環(huán)流化床鍋爐的燃燒器應是雙燃料型的。即，該燃燒器除了能 燃用劣質燃料如煤矸石和煤泥外，還能同時燃用另一種燃料如焦爐煤 氣或天然氣等。在正常運行時，燃氣輪機，循環(huán)流化床鍋爐，和蒸汽輪機聯合運 行，構成全新概念的雙燃料助燃型燃氣一蒸汽聯合循環(huán)。為了保證 非正常運行時的設備安全和滿足電網調度要求,本技術要求保留循環(huán) 流化床鍋爐的二次送風機10，預熱器8。其中本發(fā)明的循環(huán)流化床鍋
爐7 —蒸汽輪機13和發(fā)電機組14可單獨運行的。為了降低燃用低熱值煤矸石和煤泥時的二氧化硫的排放，可以 根據具體生產要求按比例在循環(huán)流化床內加入脫硫劑。加入脫硫劑 的技術為現有技術。下面結合附圖2闡述本發(fā)明實際應用狀況。將本發(fā)明應用在煉焦工業(yè)綜合系統(tǒng)中，該系統(tǒng)包括煤礦17，煉 焦廠18，荒煤氣總管19，煤氣凈化和化學產品回收站20,能源站21, 制冷機組22，建材廠23,煤矸石堆場24和脫硫劑給料機25。煤礦17 為小區(qū)域內的若干個煉焦廠18提供煉焦煤。同時產生大量的煤矸石 廢棄在煤矸石堆場24內.煉焦廠在進行配煤和洗煤工序時，產生煤 矸石和煤泥。生產焦炭時，將煉焦煤送入煤焦爐。焦煤在隔絕空氣高 溫加熱的條件下，發(fā)生劇烈變化，生成固體的焦炭和裂解出的揮發(fā)性 氣體，所揮發(fā)的氣體俗稱"荒煤氣"。本發(fā)明將"荒煤氣"排入收集 若干個煉焦廠焦爐煤氣的回收總管19，并在在凈化及化學產品回收 站20內，利用現有的技術，得到凈煤氣和多種化學產品。所述的能 源站21是將回收站20提供的凈煤氣和煤礦煤矸石堆場24提供的的 煤矸石以及煉焦廠洗煤過程中產生的煤矸石和煤泥作為本技術所述 的雙燃料實現能量轉換，產生電能，熱能和冷能的場所。凈煤氣供燃 氣輪機15燃用，發(fā)出電能。煤矸石和煤泥供循環(huán)流化床鍋爐7燃用。在所述的雙燃料助燃型燃氣一蒸汽聯合循環(huán)中，燃氣輪機的排氣作為 二次風，進入循環(huán)流化床鍋爐7。進入循環(huán)流化床鍋爐的還有有燃 料2和脫硫劑25;燃料2是燃機發(fā)電機組不工作時未用的，或工作時未用完的富余焦爐煤氣。循環(huán)流化床鍋爐7產生的高溫高壓蒸汽驅動蒸汽輪機一發(fā)電機組13， 14發(fā)電。循環(huán)流化床鍋爐7的煙氣經脫硫 除塵后排入大氣。蒸汽輪機13為抽汽冷凝型，抽出的低壓低溫蒸汽 分別滿足焦爐煤氣凈化及化學產品回收站20的工藝需求，和以粉煤 灰和灰渣為原料的建材廠23的工藝需求。富余的蒸汽可對外供熱和 利用制冷機組22,以熱制冷，對外供冷。建材廠23以粉煤灰和灰渣 為原料，利用能源站21提供的蒸汽，可生產出無土免燒的建筑材料。 如上所述，上述利用本發(fā)明的系統(tǒng)將煉焦化學工業(yè)，電力工業(yè)， 燃機工業(yè)和建材工業(yè)結合起來了，將煉焦工業(yè)和冷熱電三聯供(產) 結合起來，實現了無廢氣廢物排放，無資源浪費，無環(huán)境污染，并具 有節(jié)能，環(huán)保的效果。
權利要求
1、 一種雙燃料助燃型燃氣一蒸汽聯^1盾環(huán)系統(tǒng)，其特征在于它包 括燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)、蒸汽輪機發(fā)電系統(tǒng)和一個循環(huán)流化床鍋 爐(7);所述的燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)的燃氣輪機(15)排氣通過排氣管道與循環(huán)流化床鍋爐(7)的二次進風管相通，所述的循 環(huán)流化床鍋爐(7)通過蒸汽管道連接所述的蒸汽輪機發(fā)電系統(tǒng) 的蒸汽輪機(13)，所述的蒸汽輪機發(fā)電系統(tǒng)的蒸汽輪機(13) 通過冷凝器(12)和給水泵(11)連接入循環(huán)流化床鍋爐(7) 的省煤器(71);所述的潔凈燃料供給管路分為兩個支路， 一個 支路通向燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)的燃機燃料噴嘴(5)，另一個支路 通向循環(huán)流化床鍋爐(7)的燃燒器(6);所述劣質煤類燃料供 給管路通向循環(huán)流化床鍋爐(7)的燃燒器(6)。
2、 如權利要求1中所述的雙燃料助燃型燃氣一蒸汽聯合循環(huán)系 統(tǒng)，其特征在于所述的循環(huán)流化床鍋爐(7)為帶有二次風送風 機(10)和二次風預熱器(8)的循環(huán)流化床鍋爐。
3、 如權利要求1中所述的循環(huán)流化床鍋爐(7)的燃燒器為兩相雙 燃料燃燒器。
全文摘要
一種雙燃料助燃型燃氣-蒸汽聯合循環(huán)系統(tǒng)，它屬于能源綜合利用技術領域，其特征在于它包括燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)、蒸汽輪機發(fā)電系統(tǒng)和一個循環(huán)流化床鍋爐；燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)的燃氣輪機排氣通過排氣管道與循環(huán)流化床鍋爐的二次進風管相通，循環(huán)流化床鍋爐通過蒸汽管道連接蒸汽輪機發(fā)電系統(tǒng)的蒸汽輪機，蒸汽輪機發(fā)電系統(tǒng)的蒸汽輪機通過冷凝器和給水泵連接入循環(huán)流化床鍋爐的省煤器；潔凈燃料供給管路分為兩個支路，一個支路通向燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)的燃機燃料噴嘴，另一個支路通向循環(huán)流化床鍋爐的燃燒器；劣質煤類燃料供給管路通向循環(huán)流化床鍋爐的燃燒器。本發(fā)明利用廢棄原料生產電能和蒸汽，消除了一次資源浪費和環(huán)境污染，無二次污染，保護了環(huán)境。
文檔編號F01K23/06GK101144396SQ20061006263
公開日2008年3月19日 申請日期2006年9月15日 優(yōu)先權日2006年9月15日
發(fā)明者馬龍根 申請人:馬龍根