一种用于燃气轮机前端的燃气稳压能量回收装置制造方法及图纸

一种用于燃气轮机前端的燃气稳压能量回收装置，包括带有入口紧急切断球阀的高压合成气管道，高压合成气管道的支路连接合成气膨胀机组的入口，合成气膨胀机组的出口通过低压合成气管道与合成气预热器的入口连接，合成气预热器的出口连接燃机系统，合成气膨胀机组的动力输出端与发电机的动力输入端相连，调节进入合成气膨胀机组的合成气压力，在膨胀机减压过程中带动转子转动，驱动发电机发电，在合成气膨胀机组中减压后的合成气通过合成气预热器预热到指定温度后进入燃机系统；本实用新型专利技术可利用透平膨胀机组及压力调节阀将IGCC化工岛或长输天然气供气管道压力降稳压，在进入燃机前实现压力稳定，并能同时将高压气体压力能利用膨胀机组进行充分回收。

Gas pressure stabilizing energy recovery device for front end of gas turbine

For gas pressure energy recovery device at the front end of the gas turbine, including the high-pressure synthesis gas pipeline emergency shut-off valve entrance, entrance pressure synthesis gas pipeline connecting branch synthesis gas expansion unit, synthesis gas entrance expansion unit outlet and the synthesis gas preheater through low pressure synthesis gas pipeline connection, synthesis gas preheater outlet connection gas turbine system, a power input power output end of synthetic gas expansion unit and generator is connected with the regulation into synthesis gas expansion unit synthesis gas pressure in the process of expander decompression driven to rotate and drive the generator to generate electricity, gas expansion in the synthesis of synthetic gas after decompression unit through the synthesis gas preheated to the specified after the temperature into the gas turbine system; the utility model can expansion unit and pressure regulating valve IGCC or long distance using the turbine Island chemical industry The pressure drop of the gas supply pipeline is stable, and the pressure is stable before entering the gas turbine, and the high-pressure gas pressure can be fully recovered by the expansion unit at the same time.

【技术实现步骤摘要】
一种用于燃气轮机前端的燃气稳压能量回收装置
本技术属于发电设备节能
，特别涉及一种用于燃气轮机前端的燃气稳压能量回收装置。
技术介绍
IGCC电站主要包括空分单元、煤气化单元、煤气净化单元和动力岛单元，其中动力岛又分为燃气轮机系统、燃气蒸汽联合循环发电系统和余热锅炉系统，空分单元为煤气化单元及全厂提供氧气和氮气，煤在煤气化单元中转化为煤气(CO+H2)，煤气经过煤气净化单元进行脱硫和除尘，洁净的煤气进入燃气轮机发电，燃机的排气进入余热锅炉，回收的热量产生蒸汽，蒸汽进入蒸汽轮机发电。常规IGCC电站气化装置产生煤气压力较高，为3.0-6.0MPag，经过净化装置后压力降低0.5MPag，由于富氢合成气燃烧速度快，在送入燃机发电之前需注入惰性气体以稀释热值，目前IGCC电站多采用气化炉汽水系统产的中压饱和蒸汽进行稀释，经合成气混合器进行混合后压力仍较高，而燃机燃烧室的煤气压力是1.2MPag左右，煤气压力的降低是通过流量调节阀减压完成的。此外，常规天然气管网出于安全性和经济性考虑，均采用高压输送，如“西气东输”等管网压力已达10MPa，在以天然气为原料的燃气蒸汽联合循环电厂，其燃机入口压力约为0.5-1.5MPa，需经过调压站降压之后进入燃机系统，均面临同样问题。因此，常规IGCC电站及燃气蒸汽联合循环电厂生产过程均存在由于压力降低损失的能量，传统的工艺方法一般是直接通过减压阀降压，压力的降低完全损失在克服流动阻力上，没有推动任何机械做功，因此造成了能量的大量浪费，且在调压过程中可能存在压力波动影响燃机系统稳定性。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种用于燃气轮机前端的燃气稳压能量回收装置，高压燃气进入燃机前通过膨胀机组，对燃机进气压力进行稳定调节并充分利用此部分能量；不仅可以更好地保证入燃机前压力的稳定，同时可以对高压原料气能量加以回收和利用，即将高压能量通过透平机做功，驱动发电机发电，产生的电能不仅可以供车间厂房自用，剩余的电能可以与市政电网并网，该技术高效节能，对环境不产生任何形式的污染。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种用于燃气轮机前端的燃气稳压能量回收装置，包括带有入口紧急切断球阀1的高压合成气管道11，高压合成气管道11的支路连接合成气膨胀机组5的入口，合成气膨胀机组5的出口通过低压合成气管道12与合成气预热器10的入口连接，合成气预热器10的出口连接燃机系统，合成气膨胀机组5的动力输出端由联轴器与发电机13的动力输入端相连。所述高压合成气管道11与合成气预热器10的入口连接，且连接管路上设置有旁通合成气开关阀7、旁通合成气压力调节阀8及合成气放散口9。所述合成气预热器10加热装置热源为中压蒸汽。所述高压合成气管道11的支路上位于气膨胀机组5的入口之前依次设置有入口压力调节阀2、入口过滤器3以及膨胀机入口紧急切断阀4。所述低压合成气管道12上设置有出口压力调节阀6。所述高压合成气管道11和低压合成气管道12均设置有旁路，作为检修及事故状态管路。本技术还提供了基于所述装置的回收方法，调节进入合成气膨胀机组5的合成气压力，在膨胀机减压过程中，带动转子转动，驱动发电机13发电，在合成气膨胀机组5中减压后的合成气通过合成气预热器10预热到指定温度后进入燃机系统。在检修及紧急情况下，高压合成气通过旁路系统进入燃机系统，此时，高压合成气在经过旁通合成气开关阀7、旁通合成气压力调节阀8调节至要求压力后进入燃机。与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术利用IGCC高压合成气等作为动力源，在合成气压力降低过程中推动膨胀机组做功，将高压合成气的压力能转化为机械能，并通过发电机转化为电能输出至电网系统。在减压过程中，同时对合成气进行稳压，多阀组设计增加了系统在变工况下的运行稳定性，使进入燃机的合成气压力和流量保持在稳定状态，而在事故及检修状态下，则通过旁路压力调节阀将合成气降压送入燃机。本系统可实现远程自动控制、本身不需要额外消耗能量，具有良好的经济效益。附图说明图1是本技术结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例详细说明本技术的实施方式。如图1所示，一种用于燃气轮机前端的燃气稳压能量回收装置，包括带有入口紧急切断球阀1的高压合成气管道11，高压合成气管道11的支路连接合成气膨胀机组5的入口，且该支路上依次设置有入口压力调节阀2、入口过滤器3以及膨胀机入口紧急切断阀4。在紧急状态下，利用入口紧急切断阀1，可对合成气通过主管道进行放空。入口压力调节阀2作为高压合成气入口压力调节器。压力经调节后，进入入口过滤器3，过滤掉合成气中可能存在固体颗粒。合成气膨胀机组5的出口通过带出口压力调节阀6的低压合成气管道12与合成气预热器10的入口连接，合成气预热器10的出口连接燃机系统，合成气预热器10加热装置热源为中压蒸汽。合成气膨胀机组5的动力输出端由联轴器与发电机13的动力输入端相连，高压合成气管道11与合成气预热器10的入口连接，且连接管路上设置有旁通合成气开关阀7、旁通合成气压力调节阀8及合成气放散口9。合成气在进行调节后进入膨胀机组5，在膨胀机减压过程中，带动转子转动，膨胀机组的动力输出端由联轴器与发电机13动力输入端相连，减压后合成气通过合成气预热器10预热到指定温度后进入燃机。本技术中，高压合成气管道11和低压合成气管道12均设置有旁路，作为检修及事故状态管路。以国内首座250MW级整体煤气化循环联合发电机组-华能天津IGCC电厂为例，合成气主管网流量约60.26kg/s，温度为215℃，压力为2.5MPag。合成气出膨胀机组后通过出口压力调节阀6调节系统压力至要求值进入低压合成气管道12，低压合成气管道上设置有温度、压力仪表实时监测，合成气进入燃机前要求压力为1.2MPag，为保证合成气在进入燃机前高于本压力下露点，将合成气在合成气预热器10内进行加热达到＞190℃进入燃机系统。此外，在检修及紧急情况下，高压合成气可通过旁路系统进入燃机。此时，高压合成气在经过旁通合成气开关阀7、旁通合成气压力调节阀8调节至要求压力后进入燃机。本余压回收装置各仪表及调节阀均接入DCS或其它控制系统，系统压力、燃机入口温度的调节均通过中控完成。发电机3与膨胀机组5相连，并由膨胀机组5驱动发电，采用本膨胀机组进行余压发电，其总回收电量约7500kW。本技术所述的合成气余压回收系统在燃机正常启动时，可通过旁路压力调节阀8调节至系统燃机工作压力，在燃机运行稳定后，通过入口合成气调节阀2、膨胀机入口紧急切断阀4、旁路压力调节阀8配合完成系统切换。需要说明的是，燃机也可以直接通过余压回收系统启动，通过入口压力调节阀2和出口压力调节阀6调节至要求压力后进入燃机，最终达到高压合成气能量回收目的。以上所述仅为本技术的优选实施案例，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本技术将合成气切换至并联的余压发电装置，利用膨胀机组驱动发电并同时对燃料气进行降压，回收大量的能量，并可以把回收的能量进行发电，同时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于燃气轮机前端的燃气稳压能量回收装置，其特征在于，包括带有入口紧急切断球阀(1)的高压合成气管道(11)，高压合成气管道(11)的支路连接合成气膨胀机组(5)的入口，合成气膨胀机组(5)的出口通过低压合成气管道(12)与合成气预热器(10)的入口连接，合成气预热器(10)的出口连接燃机系统，合成气膨胀机组(5)的动力输出端由联轴器与发电机(13)的动力输入端相连。

【技术特征摘要】
1.一种用于燃气轮机前端的燃气稳压能量回收装置，其特征在于，包括带有入口紧急切断球阀(1)的高压合成气管道(11)，高压合成气管道(11)的支路连接合成气膨胀机组(5)的入口，合成气膨胀机组(5)的出口通过低压合成气管道(12)与合成气预热器(10)的入口连接，合成气预热器(10)的出口连接燃机系统，合成气膨胀机组(5)的动力输出端由联轴器与发电机(13)的动力输入端相连。2.根据权利要求1所述的用于燃气轮机前端的燃气稳压能量回收装置，其特征在于，所述高压合成气管道(11)与合成气预热器(10)的入口连接，且连接管路上设置有旁通合成气开关阀(7)、旁通合成气压力调节阀(8)及合成气放散口(9)。3.根据权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：李广宇，柳康，许世森，任永强，李小宇，刘刚，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11