一种燃机驱动的联合机组及基于该机组的生产设备制造技术

本实用新型专利技术属化工设备领域，具体的，是一种燃机驱动的联合机组及基于该机组的生产设备；其中，燃机驱动的联合机组即为燃机驱动压缩机发电机联合机组(Gas Turbine Driving Compressor Generator Combined train，简称GDCG)包括依次通过联轴器连接的燃气轮机、压缩机和电动发电机，所述燃气轮机与压缩机之间连接有离合器，所述燃气轮机的尾气出口通过管道与余热锅炉连通。基于该机组的生产设备为一种煤化工装置和一种合成氨尿素装置。本实用新型专利技术与现有技术相比，具有环保、运行可靠、高效、可循环运转的优点。

A gas turbine driven combined unit and a production equipment based on the unit

The utility model belongs to the field of chemical equipment, in particular, is a gas turbine driven unit and the unit production equipment based on the combined gas turbine; the turbine driven compressor driven generator unit (Gas Turbine Driving Compressor Generator Combined train, referred to as GDCG) including are connected through the coupling of gas turbine, compressor and electric generator, a clutch is connected between the gas turbine and compressor, exhaust gas outlet of the gas turbine is communicated with the boiler through a pipeline. The production equipment based on the unit is a coal chemical plant and a synthetic ammonia urea plant. Compared with the prior art, the utility model has the advantages of environmental protection, reliable operation, high efficiency and cyclic operation.

【技术实现步骤摘要】
一种燃机驱动的联合机组及基于该机组的生产设备
本技术涉及化工设备领域，具体的说，是一种燃机驱动的联合机组及基于该机组的生产设备。
技术介绍
我国的资源结构是贫油、少气、富煤，仅管我国的煤炭储备、生产和消费均居世界前列，但在本世纪初，由于国际油价持续飙升，以油气为原料生产合成氨和化肥的企业逐渐都启动“油气改煤”工程，一方面，引进国外的煤气化技术，另一方面，我国的航天炉、赛鼎炉和水煤浆等煤气化技术也得到了提高。但目前所有的煤化工企业都存在一个共同的问题：依然需要大量的以煤为燃料的锅炉来产生各种高、中压的蒸汽来驱动大型压缩机或进行火力发电做为自备电厂，且设备占地大，结构复杂；其热值利用率低于30％，这不仅浪费煤炭资源，而且对大气造成严重的污染。国外的煤气化技术主要用于煤气化联合循环发电，但只有大型发电项目才能体现其优势,无法有效改善国内煤化工的燃料清洁利用问题。现需要一种适应国内项目的能够提高经济效益，实现清洁、高效、可循环运转的燃机驱动压缩机和发电的联合机组来解决上述问题。于是我专利技术了本技术：本技术涉及燃气轮机在驱动压缩机并利用剩余能量进行发电的设备，即GasTurbineDrivingCompressorGeneratorCombinedtrain(GDCG)机组简称GDCG，可以广泛应用在能源、化工领域。
技术实现思路
本技术的目的在于设计出一种燃机驱动的联合机组及基于该联合机组的生产设备，具有环保、运行可靠、高效、可循环运转的优点。本技术通过下述技术方案实现：一种燃机驱动的联合机组及基于该联合机组的生产设备，包括依次通过联轴器连接的燃气轮机、压缩机和电动发电机，所述燃气轮机与压缩机之间连接有离合器，所述燃气轮机的尾气出口通过管道与余热锅炉连通。离合器能够根据该联合机组的运转情况实现燃气轮机和压缩机的自动连接和脱开，电动发电机能够根据化工系统生产的需要在电动机和发电机这两种功能模式进行自动切换。该联合机组用于化工生产系统内，用来为化工系统压缩各种介质，能够使用煤化工系统产生的煤气化气或其他燃气作为燃气轮机的燃料，驱动该联合机组运行，实现煤炭资源的清洁环保利用。在化工系统启动阶段，离合器将燃气轮机与压缩机脱开，首先由电动发电机以电动机的形式驱动压缩机，为与之连接的化工生产系统提供必要的压缩气体，当化工生产设备运行稳定并能够为燃气轮机提供充足的燃气，使燃气轮机运行稳定并达到压缩机所需要匹配的转速后，离合器自动将燃气轮机与压缩机连接，使燃气轮机驱动压缩机运转，此时即实现的化工系统热效率的高效使用。之后当燃气轮机的输出能量大于压缩机所需要的输入能量时，电动发电机转换为发电机，使燃气轮机驱动压缩机的同时驱动发电机进行发电并向外输送电力，使得燃气轮机始终处于高效率的工作点上；可以在调节压缩机负荷的同时调节联合机组的发电量，化工企业可以灵活决定生产化工产品和发电的比例，实现企业效益的最大化。同时燃气轮机产生的高温尾气经过余热锅炉回收产生蒸汽通过蒸汽管道作为化工生产线的汽轮机或煤气化炉等的汽源，并以汽轮机驱动其他压缩机(二氧化碳压缩机、循环气压缩机、氨冰机等)进行发电，或者作为热源进行供热，达到了节能减排的效果；蒸汽做功后产生的冷凝水再通过循环水管回到余热锅炉被燃气轮机的尾气加热，生成蒸汽，实现水资源的循环利用。在化工系统处于启动阶段或燃气轮机例行检修或意外停机时，离合器脱开压缩机，电动发电机转换为电动机驱动压缩机，使化工系统的生产不受影响。进一步的为更好的实现本技术，特别采用下述设置结构：所述离合器为变速离合器。是否需要变转速可根据压缩机与燃气轮机的转速情况灵活确定。进一步的为更好的实现本技术，特别采用下述设置结构：所述燃气轮机的燃料为煤气化气或天然气。更进一步的，燃气的种类还可为其他可燃气体，其可以根据化工系统需要灵活选择。进一步的为更好的实现本技术，特别采用下述设置结构：所述压缩机为多轴齿式压缩机或单轴压缩机。压缩机的选择可以根据化工系统需要以及性能的优越性灵活选择。但压缩机必须能够在两端有联轴器，通过联轴器分别与燃气轮机和电动发电机进行传动连接。一种煤化工装置，包括一种燃机驱动的联合机组；还包括煤气化炉和空分设备，所述煤气化炉通过管道与燃气轮机的燃料进口连通，所述空分设备的进气口和氧气出口分别通过管道与压缩机和煤气化炉的氧气进口连通，所述余热锅炉与煤气化炉之间分别通过蒸汽管道和循环水管道连通。余热锅炉通过蒸汽管道为煤气化炉提供蒸汽，蒸汽冷凝后所产生的冷凝水由管道再输送回余热锅炉继续生产蒸汽，实现水资源的循环利用。进一步的为更好的实现本技术，特别采用下述设置结构：所述煤气化炉与燃气轮机之间还设置有用于净化煤气化气的净化设备，所述净化设备的进气口与煤气化炉的出气口连通，所述净化设备的出气口与燃气轮机的燃料进口连通。煤气化炉经管道输送净化机的后的煤气化气做为燃气轮燃料，更进一步的，所述净化设备还与下游相关化工工艺设备连通并提供净化后的煤气化气。进一步的为更好的实现本技术，特别采用下述设置结构：所述压缩机为空压机与增压机的一体化压缩机组。煤气化炉经管道为该联合机组输送净化后的煤气化气做为燃气轮机的燃料，燃气轮机经联轴器和离合器驱动一体化压缩机组(空压机与增压机)，一体化压缩机组排出高压空气经管道输送给空分设备，空分设备将分离出的氧气通过管道输送给煤气化炉，同时余热锅炉通过蒸汽管道向煤气化炉输送蒸汽，使煤气化炉中的煤与氧气一同反应产生煤气化气；煤气化气通过管道进入净化设备，净化后的煤气化气通过管道输送到燃气轮机中作为燃料；同时净化后的煤气化气也通过管道输送到下游的化工生产设备中去；余热锅炉排除的多余蒸汽输送到下游相关化工工艺设备中为设备提供驱动力或进行发电。更进一步的，当燃气轮机的输出能量大于压缩机所需要的输入能量时，电动发电机转换为发电机，使燃气轮机驱动压缩机的同时驱动发电机进行发电并向外输送电力，使得燃气轮机始终处于高效率的工作点上，在调节压缩机负荷的同时可以调节联合机组的发电量，化工企业可以灵活决定生产化工产品和发电的比例，实现企业效益的最大化。一种合成氨尿素装置，包括一种燃机驱动的联合机组；还包括用于分离氧气和氮气的空分设备、氨合成器塔、煤气化炉、煤气化气净化分离设备、汽轮机、二氧化碳压缩机、尿素反应釜、氢气净化设备；所述汽轮机通过联轴器与二氧化碳压缩机连接，所述二氧化碳压缩机通过管道与尿素反应釜连通；所述煤气化炉的出气口分别通过管道与燃气轮机的燃料进口和煤气化气净化分离设备的进气口连通，所述煤气化气净化分离设备的出气口分别通过管道与氢气净化设备的进气口和二氧化碳压缩机的进气口连通；所述氢气净化设备的出气口通过管道与压缩机的进气口连通，所述压缩机的出气口通过管道与氨合成器塔的进气口连通，所述氨合成器塔的出口与尿素反应釜连通；所述二氧化碳压缩机的出气口通过管道与尿素反应釜连通；所述余热锅炉与煤气化炉之间分别通过蒸汽管道和循环水管道连通。蒸汽冷凝后所产生的冷凝水由管道再输送回余热锅炉继续生产蒸汽，实现水资源的循环利用。进一步的为更好的实现本技术，特别采用下述设置结构：所述余热锅炉与汽轮机之间分别通过蒸汽管道和循环水管道连通。进一步的为更好的实现本技术，特本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃机驱动的联合机组，其特征在于：包括依次通过联轴器连接的燃气轮机(1)、压缩机(2)和电动发电机(3)，还包括煤气化炉；所述燃气轮机(1)与压缩机(2)之间连接有离合器(4)，所述燃气轮机(1)的尾气出口通过管道与余热锅炉(5)连通，所述余热锅炉(5)与煤气化炉之间分别通过蒸汽管道和循环水管道连通。

【技术特征摘要】
1.一种燃机驱动的联合机组，其特征在于：包括依次通过联轴器连接的燃气轮机(1)、压缩机(2)和电动发电机(3)，还包括煤气化炉；所述燃气轮机(1)与压缩机(2)之间连接有离合器(4)，所述燃气轮机(1)的尾气出口通过管道与余热锅炉(5)连通，所述余热锅炉(5)与煤气化炉之间分别通过蒸汽管道和循环水管道连通。2.根据权利要求1所述的一种燃机驱动的联合机组，其特征在于：所述离合器(4)为变速离合器。3.根据权利要求1所述的一种燃机驱动的联合机组，其特征在于：所述燃气轮机(1)的燃料为煤气化气或天然气或石油气。4.根据权利要求1或2或3所述的一种燃机驱动的联合机组，其特征在于：所述压缩机(2)为多轴齿式压缩机或单轴压缩机。5.一种煤化工装置，其特征在于：包括权利要求4中所述的一种燃机驱动的联合机组；还包括空分设备，所述煤气化炉通过管道与燃气轮机(1)的燃料进口连通，所述空分设备的进气口和氧气出口分别通过管道与压缩机和煤气化炉的氧气入口连通。6.根据权利要求5所述的一种煤化工装置，其特征在于：所述煤气化炉与燃气轮机(1)之间还设置有用于净化煤气化气的净化设备，所述净化设备的进气口与煤气化炉的出气口连通，所述净化设备的出气口与燃气轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨娜，
申请(专利权)人：杨娜，
类型：新型
国别省市：陕西,61