一种造气用蒸汽能量充分利用的装置及蒸汽利用方法 |
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| 申请号 | CN201710776791.0 | 申请日 | 2017-08-21 | 公开(公告)号 | CN107502387A | 公开(公告)日 | 2017-12-22 |
| 申请人 | 河南心连心化肥有限公司; | 发明人 | 吕云辰; 冯圣君; 张鹏; 徐严伟; 杨安成; 孟雪; 梁斐; 孔凡杨; | ||||
| 摘要 | 本 发明 属于一种造气用 蒸汽 能量 充分利用的装置及蒸汽利用方法；包括0.6MPa蒸汽管道，0.6MPa蒸汽管道通过三通依次与第一电动调节 阀 、自动主汽阀、蒸汽透平、第一闸阀、蒸汽 过热 器 管程和蒸汽缓冲罐的进口相连，三通的第三端通过第二电动调节阀与蒸汽缓冲罐的进口相连，蒸汽缓冲罐的出口通过第二闸阀与固定床 煤 气化 炉的蒸汽进口相连，固定床 煤气化 炉的半 水 煤气 出口与旋 风 除尘器 的进口相连，旋风除尘器顶部的气体出口通过蒸汽 过热器 的壳程与冷却洗涤塔相连；具有结构简单、运行稳定、维护和操作方便、降低企业成本、环保节能、能够在保证造气用蒸汽品质的前提下最大幅度利用蒸汽能量的优点。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种固定床煤气化用蒸汽能量充分利用的装置，包括0.6MPa蒸汽管道(1)，其特征在于：所述的0.6MPa蒸汽管道(1)通过三通依次与第一电动调节阀(2)、自动主汽阀(3)、蒸汽透平(4)、第一闸阀(5)、蒸汽过热器(6)管程和蒸汽缓冲罐(7)的进口相连，三通的第三端通过第二电动调节阀(8)与蒸汽缓冲罐(7)的进口相连，蒸汽缓冲罐(7)的出口通过第二闸阀(9)与固定床煤气化炉(10)的蒸汽进口相连，固定床煤气化炉(10)的半水煤气出口与旋风除尘器(11)的进口相连，旋风除尘器(11)顶部的气体出口通过蒸汽过热器(6)的壳程与冷却洗涤塔(18)相连；蒸汽透平(4)的动力输出端通过齿轮箱(12)和异步电机(13)相连；所述的异步电机(13)分别与鼓风机(14)和电网(15)相连，鼓风机(14)的出风口与固定床煤气化炉(10)的进风口相连；所述蒸汽缓冲罐(7)的顶部设有热电阻(16)，蒸汽透平(4)上设有三组转速传感器(21)，所述热电阻(16)和转速传感器(21)分别与DCS系统(17)输入端相连，DCS系统(17)输出端分别与第一电动调节阀(2)、自动主汽阀(3)的液压执行机构、第二电动调节阀(8)和齿轮箱(12)的液压执行机构相连。 |
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| 说明书全文 | 一种造气用蒸汽能量充分利用的装置及蒸汽利用方法技术领域[0001] 本发明属于余热发电技术领域，具体涉及一种造气用蒸汽能量充分利用的装置及蒸汽利用方法。 背景技术[0002] 固定床造气需要用蒸汽和煤在气化炉里反应，所需要的蒸汽参数为：蒸汽压力0.14MPa(A)(保证可以吹到炉内)，温度要求不低于210℃(在此温度附近制气收益较高)，一般由高压蒸汽经汽轮机发电后提供。但在实际生产过程中汽轮机需要提供的蒸汽参数为： 0.6MPa(A)，240℃。供汽参数高的原因有：1、蒸汽压力高了容易输送(蒸汽体积相对较小，管线较细，而且管线损失小)。2、背压式汽轮机排汽压力决定排汽温度，如果排汽压力设定过低，则排汽温度相应降低，外加管线热损失大，有可能达不到210℃的要求。另外，实际运行中，0.6MPa(A)蒸汽通过减压阀减压至0.14MPa(A)，造成大量能量浪费(膨胀倍率4倍)。 发明内容[0004] 本发明的目的是这样实现的：包括0.6MPa蒸汽管道，所述的0.6MPa蒸汽管道通过三通依次与第一电动调节阀、自动主汽阀、蒸汽透平、第一闸阀、蒸汽过热器管程和蒸汽缓冲罐的进口相连，三通的第三端通过第二电动调节阀与蒸汽缓冲罐的进口相连，蒸汽缓冲罐的出口通过第二闸阀与固定床煤气化炉的蒸汽进口相连，固定床煤气化炉的半水煤气出口与旋风除尘器的进口相连，旋风除尘器顶部的气体出口通过蒸汽过热器的壳程与冷却洗涤塔相连；蒸汽透平的动力输出端通过齿轮箱和异步电机相连；所述的异步电机分别与鼓风机和电网相连，鼓风机的出风口与固定床煤气化炉的进风口相连；所述蒸汽缓冲罐的顶部设有热电阻，蒸汽透平上设有三组转速传感器，所述热电阻和转速传感器分别与DCS系统输入端相连，DCS系统输出端分别与第一电动调节阀、自动主汽阀的液压执行机构、第二电动调节阀和齿轮箱的液压执行机构相连。所述的蒸汽透平和第一闸阀之间的管道上设有与蒸汽缓冲罐进口相连的近路管道，近路管道上设有第三闸阀。所述的蒸汽过热器管程和蒸汽缓冲罐的进口之间设有第四闸阀。 [0005] 一种固定床煤气化用蒸汽能量充分利用的装置的蒸汽利用方法，该蒸汽利用方法包括如下步骤： [0006] 步骤一：0.6MPa蒸汽管道中的压力为0.6MPa，温度为240℃的蒸汽通过三通的第二端、第一电动调节阀和自动主汽阀进入蒸汽透平内，蒸汽透平将蒸汽内能转变为机械能，将机械能传至齿轮箱，齿轮箱调整转速至异步电机需求转速，此时异步电机开始发电； [0007] 步骤二：步骤一中经过蒸汽透平的蒸汽通过第一闸阀和蒸汽过热器管程进入蒸汽缓冲罐内，所述经过蒸汽透平蒸汽的绝对压力为：0.16MPa，温度为：160℃；蒸汽在蒸汽过热器管程中进行换热，换热后蒸汽的绝对压力为：0.14MPa，温度为：190℃。 [0008] 步骤三：0.6MPa蒸汽管道中的压力为0.6MPa，温度为240℃的蒸汽通过三通的第三端和第二电动调节阀进入蒸汽缓冲罐内，与步骤二中绝对压力为：0.14MPa，温度为：190℃的蒸汽进行混合；混合后蒸汽缓冲罐内的蒸汽绝对压力为：0.14MPa，温度为：200～220℃； [0009] 步骤四：蒸汽缓冲罐中的混合蒸汽通过第二闸阀进入固定床煤气化炉内；异步电机处于发电机状态，电能带动鼓风机开始运行，将空气输送至固定床煤气化炉中，固定床煤气化炉的空气、混合蒸汽和块煤反应生成高温半水煤气；高温半水煤气的绝对压力为：0.116MPa，温度为：215℃； [0010] 步骤五：高温半水煤气由旋风除尘器除尘后通过蒸汽过热器的壳程进入到冷洗塔中；高温半水煤气进入蒸汽过热器壳程前的绝对压力为：0.116MPa，温度为：215℃；高温半水煤气换热后的绝对压力为：0.114MPa，温度为：170℃； [0011] 步骤六：步骤四中所述的异步电机处于发电机状态，电能带动鼓风机开始运行，多余的电量进入电网中外售； [0012] 步骤七：热电阻实时监测蒸汽缓冲罐内的温度，当蒸汽缓冲罐内的温度大于220℃时，热电阻将信号传输至DCS系统中，DCS系统控制第一电动调节阀的开度调大，至蒸汽缓冲罐的温度为200～220℃内为止；当蒸汽缓冲罐内的温度小于200℃时，热电阻将信号传输至DCS系统中，DCS系统控制第一电动调节阀的开度调小，至蒸汽缓冲罐的温度为200～220℃内为止； [0013] 步骤八：三组转速传感器实时监测检测蒸汽透平中汽轮机转子的转速，当三组转速传感器中任意两组转速传感器检测蒸汽透平中汽轮机转子的转速超过额定转速的110％时，转速传感器将数据传输至DCS系统中，DCS系统控制自动主汽阀关闭和齿轮箱的离合部分断开，并同时使第二电动调节阀处于全开状态，使0.6MPa蒸汽管道中的蒸汽全部进入蒸汽缓冲罐，以保证后续工段的正常运行，此时异步电机处于电动机状态，电网中的电能带动鼓风机运行。 [0015] 图1为本发明的结构示意图。 [0016] 图2为本发明的控制原理示意图。 具体实施方式[0017] 为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部件。为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。 [0018] 如图1、2所示，本发明为一种造气用蒸汽能量充分利用的装置及蒸汽利用方法，包括0.6MPa蒸汽管道1，所述的0.6MPa蒸汽管道1通过三通依次与第一电动调节阀2、自动主汽阀3、蒸汽透平4、第一闸阀5、蒸汽过热器6管程和蒸汽缓冲罐7的进口相连，三通的第三端通过第二电动调节阀8与蒸汽缓冲罐7的进口相连，蒸汽缓冲罐7的出口通过第二闸阀9与固定床煤气化炉10的蒸汽进口相连，固定床煤气化炉10的半水煤气出口与旋风除尘器11的进口相连，旋风除尘器11顶部的气体出口通过蒸汽过热器6的壳程与冷却洗涤塔18相连；蒸汽透平4的动力输出端通过齿轮箱12和异步电机13相连；所述的异步电机13分别与鼓风机14和电网15相连，鼓风机14的出风口与固定床煤气化炉10的进风口相连；所述蒸汽缓冲罐7的顶部设有热电阻16，蒸汽透平4上设有三组转速传感器21，所述热电阻16和转速传感器21分别与DCS系统17输入端相连，DCS系统17输出端分别与第一电动调节阀2、自动主汽阀3的液压执行机构、第二电动调节阀8和齿轮箱12的液压执行机构相连。所述的蒸汽透平4和第一闸阀5之间的管道上设有与蒸汽缓冲罐7进口相连的近路管道，近路管道上设有第三闸阀19。所述的蒸汽过热器6管程和蒸汽缓冲罐7的进口之间设有第四闸阀20。 [0019] 一种固定床煤气化用蒸汽能量充分利用的装置的蒸汽利用方法，该蒸汽利用方法包括如下步骤： [0020] 步骤一：0.6MPa蒸汽管道1中的压力为0.6MPa，温度为240℃的蒸汽通过三通的第二端、第一电动调节阀2和自动主汽阀3进入蒸汽透平4内，蒸汽透平4将蒸汽内能转变为机械能，将机械能传至齿轮箱12，齿轮箱12调整转速至异步电机13需求转速，此时异步电机13开始发电； [0021] 步骤二：步骤一中经过蒸汽透平4的蒸汽通过第一闸阀5和蒸汽过热器6管程进入蒸汽缓冲罐7内，所述经过蒸汽透平4蒸汽的绝对压力为：0.16MPa，温度为：160℃；蒸汽在蒸汽过热器6管程中进行换热，换热后蒸汽的绝对压力为：0.14MPa，温度为：190℃。 [0022] 步骤三：0.6MPa蒸汽管道1中的压力为0.6MPa，温度为240℃的蒸汽通过三通的第三端和第二电动调节阀8进入蒸汽缓冲罐7内，与步骤二中绝对压力为：0.14MPa，温度为：190℃的蒸汽进行混合；混合后蒸汽缓冲罐7内的蒸汽绝对压力为：0.14MPa，温度为：200～ 220℃； [0023] 步骤四：蒸汽缓冲罐7中的混合蒸汽通过第二闸阀9进入固定床煤气化炉10内；异步电机13处于发电机状态，电能带动鼓风机14开始运行，将空气输送至固定床煤气化炉10中，固定床煤气化炉10的空气、混合蒸汽和块煤反应生成高温半水煤气；高温半水煤气的绝对压力为：0.116MPa，温度为：215℃； [0024] 步骤五：高温半水煤气由旋风除尘器11除尘后通过蒸汽过热器6的壳程进入到冷洗塔18中；高温半水煤气进入蒸汽过热器6壳程前的绝对压力为：0.116MPa，温度为：215℃；高温半水煤气换热后的绝对压力为：0.114MPa，温度为：170℃； [0025] 步骤六：步骤四中所述的异步电机13处于发电机状态，电能带动鼓风机14开始运行，多余的电量进入电网15中外售； [0026] 步骤七：热电阻16实时监测蒸汽缓冲罐7内的温度，当蒸汽缓冲罐7内的温度大于220℃时，热电阻16将信号传输至DCS系统17中，DCS系统17控制第一电动调节阀2的开度调大，至蒸汽缓冲罐7的温度为200～220℃内为止；当蒸汽缓冲罐7内的温度小于200℃时，热电阻16将信号传输至DCS系统17中，DCS系统17控制第一电动调节阀2的开度调小，至蒸汽缓冲罐7的温度为200～220℃内为止； [0027] 步骤八：三组转速传感器21实时监测检测蒸汽透平4中汽轮机转子的转速，当三组转速传感器21中任意两组转速传感器21检测蒸汽透平4中汽轮机转子的转速超过额定转速的110％时，转速传感器21将数据传输至DCS系统17中，DCS系统17控制自动主汽阀3关闭和齿轮箱12的离合部分断开，并同时使第二电动调节阀8处于全开状态，使0.6MPa蒸汽管道1中的蒸汽全部进入蒸汽缓冲罐7，以保证后续工段的正常运行，此时异步电机13处于电动机状态，电网15中的电能带动鼓风机14运行。 [0028] 本发明所述的半水煤气为一个名词，代称固定床煤气化炉生产出来的CO与H2的混合气体。本发明中齿轮箱12主要有两个功能：变速功能和离合功能；当透平故障的时候，DCS系统同时发出信号使齿轮箱12离合，将蒸汽透平4与异步电机13分开，以利于节省电能、保证蒸汽透平4的使用寿命和后期蒸汽透平4的维护和检修。异步电机13有三种运行状态：a)发电机状态；b)电动机状态；c)电磁制动状态；本申请主要涉及到发电机状态和电动机状态，因此对电磁制动状态不再赘述，发电机状态为：蒸汽透平4带动齿轮箱12，齿轮箱12带动异步电机13转动，当异步电机13转子转速高于同步转速的时候，异步电机13就处在发电机运行状态。电动机状态：当蒸汽透平4故障或者输出功率不足以使齿轮箱12达到同步转速的时候，异步电机13转子转速低于同步转速，异步电机13就处于电动机运行状态。申请人采用的异步电机13、蒸汽透平4和齿轮箱12为成套设备，成套设备由杭州中能汽轮动力有限公司生产，与杭州中能汽轮动力有限公司配套的异步电机13由佳木斯以企业提供，其具体结构不在赘述。本发明中所述的齿轮箱12和自动主汽阀3均设有液压执行机构控制，液压执行机构由油泵、电磁阀、油缸组成，主要作用是将微弱的电信号转变为强有力的液压执行动作。主要通过以下过程实现：油泵给油路打压，电磁阀位于油路中，截断油路。当电信号传递至电磁阀时，电信号控制电磁阀开/关，以调整油路液压油的流通情况，液压油作为执行机构的动力，对控制对象进行控制。以自动主汽阀3为例电磁阀接收DCS系统17电信号，接通油路，从而启动液压执行机构，控制自动主汽阀迅速落下，截断通路；而通电前，截断油路，则液压执行机构不动作；齿轮箱12和自动主汽阀3均在市场上能够直接购置，其结构不再赘述。 [0029] 下面将结合本发明的实施例，对本发明的实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域内的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他的实施例，都属于本发明保护的范围。 [0030] 实施例一 [0031] 一种造气用蒸汽能量充分利用的装置，包括0.6MPa蒸汽管道1，所述的0.6MPa蒸汽管道1通过三通依次与第一电动调节阀2、自动主汽阀3、蒸汽透平4、第一闸阀5、蒸汽过热器6管程和蒸汽缓冲罐7的进口相连，三通的第三端通过第二电动调节阀8与蒸汽缓冲罐7的进口相连，蒸汽缓冲罐7的出口通过第二闸阀9与固定床煤气化炉10的蒸汽进口相连，固定床煤气化炉10的半水煤气出口与旋风除尘器11的进口相连，旋风除尘器11顶部的气体出口通过蒸汽过热器6的壳程与冷却洗涤塔18相连；蒸汽透平4的动力输出端通过齿轮箱12和异步电机13相连；所述的异步电机13分别与鼓风机14和电网15相连，鼓风机14的出风口与固定床煤气化炉10的进风口相连；所述蒸汽缓冲罐7的顶部设有热电阻16，蒸汽透平4上设有三组转速传感器21，所述热电阻16和转速传感器21分别与DCS系统17输入端相连，DCS系统17输出端分别与第一电动调节阀2、自动主汽阀3的液压执行机构、第二电动调节阀8和齿轮箱 12的液压执行机构相连。所述的蒸汽透平4和第一闸阀5之间的管道上设有与蒸汽缓冲罐7进口相连的近路管道，近路管道上设有第三闸阀19。所述的蒸汽过热器6管程和蒸汽缓冲罐 7的进口之间设有第四闸阀20。 [0032] 一种固定床煤气化用蒸汽能量充分利用的装置的蒸汽利用方法，该蒸汽利用方法包括如下步骤： [0033] 步骤一：0.6MPa蒸汽管道1中的压力为0.6MPa，温度为240℃的蒸汽通过三通的第二端、第一电动调节阀2和自动主汽阀3进入蒸汽透平4内，蒸汽透平4将蒸汽内能转变为机械能，将机械能传至齿轮箱12，齿轮箱12调整转速至异步电机13需求转速，此时异步电机13开始发电； [0034] 步骤二：步骤一中经过蒸汽透平4的蒸汽通过第一闸阀5和蒸汽过热器6管程进入蒸汽缓冲罐7内，所述经过蒸汽透平4蒸汽的绝对压力为：0.16MPa，温度为：160℃；蒸汽在蒸汽过热器6管程中进行换热，换热后蒸汽的绝对压力为：0.14MPa，温度为：190℃。 [0035] 步骤三：0.6MPa蒸汽管道1中的压力为0.6MPa，温度为240℃的蒸汽通过三通的第三端和第二电动调节阀8进入蒸汽缓冲罐7内，与步骤二中绝对压力为：0.14MPa，温度为：190℃的蒸汽进行混合；混合后蒸汽缓冲罐7内的蒸汽绝对压力为：0.14MPa，温度为：200～ 220℃； [0036] 步骤四：蒸汽缓冲罐7中的混合蒸汽通过第二闸阀9进入固定床煤气化炉10内；异步电机13处于发电机状态，电能带动鼓风机14开始运行，将空气输送至固定床煤气化炉10中，固定床煤气化炉10的空气、混合蒸汽和块煤反应生成高温半水煤气；高温半水煤气的绝对压力为：0.116MPa，温度为：215℃； [0037] 步骤五：高温半水煤气由旋风除尘器11除尘后通过蒸汽过热器6的壳程进入到冷洗塔18中；高温半水煤气进入蒸汽过热器6壳程前的绝对压力为：0.116MPa，温度为：215℃；高温半水煤气换热后的绝对压力为：0.114MPa，温度为：170℃； [0038] 步骤六：步骤四中所述的异步电机13处于发电机状态，电能带动鼓风机14开始运行，多余的电量进入电网15中外售。 [0039] 实施例二 [0040] 一种造气用蒸汽能量充分利用的装置，包括0.6MPa蒸汽管道1，所述的0.6MPa蒸汽管道1通过三通依次与第一电动调节阀2、自动主汽阀3、蒸汽透平4、第一闸阀5、蒸汽过热器6管程和蒸汽缓冲罐7的进口相连，三通的第三端通过第二电动调节阀8与蒸汽缓冲罐7的进口相连，蒸汽缓冲罐7的出口通过第二闸阀9与固定床煤气化炉10的蒸汽进口相连，固定床煤气化炉10的半水煤气出口与旋风除尘器11的进口相连，旋风除尘器11顶部的气体出口通过蒸汽过热器6的壳程与冷却洗涤塔18相连；蒸汽透平4的动力输出端通过齿轮箱12和异步电机13相连；所述的异步电机13分别与鼓风机14和电网15相连，鼓风机14的出风口与固定床煤气化炉10的进风口相连；所述蒸汽缓冲罐7的顶部设有热电阻16，蒸汽透平4上设有三组转速传感器21，所述热电阻16和转速传感器21分别与DCS系统17输入端相连，DCS系统17输出端分别与第一电动调节阀2、自动主汽阀3的液压执行机构、第二电动调节阀8和齿轮箱 12的液压执行机构相连。所述的蒸汽透平4和第一闸阀5之间的管道上设有与蒸汽缓冲罐7进口相连的近路管道，近路管道上设有第三闸阀19。所述的蒸汽过热器6管程和蒸汽缓冲罐 7的进口之间设有第四闸阀20。 [0041] 一种固定床煤气化用蒸汽能量充分利用的装置的蒸汽利用方法，该蒸汽利用方法包括如下步骤： [0042] 步骤一：0.6MPa蒸汽管道1中的压力为0.6MPa，温度为240℃的蒸汽通过三通的第二端、第一电动调节阀2和自动主汽阀3进入蒸汽透平4内，蒸汽透平4将蒸汽内能转变为机械能，将机械能传至齿轮箱12，齿轮箱12调整转速至异步电机13需求转速，此时异步电机13开始发电； [0043] 步骤二：步骤一中经过蒸汽透平4的蒸汽通过第一闸阀5和蒸汽过热器6管程进入蒸汽缓冲罐7内，所述经过蒸汽透平4蒸汽的绝对压力为：0.16MPa，温度为：160℃；蒸汽在蒸汽过热器6管程中进行换热，换热后蒸汽的绝对压力为：0.14MPa，温度为：190℃。 [0044] 步骤三：0.6MPa蒸汽管道1中的压力为0.6MPa，温度为240℃的蒸汽通过三通的第三端和第二电动调节阀8进入蒸汽缓冲罐7内，与步骤二中绝对压力为：0.14MPa，温度为：190℃的蒸汽进行混合；混合后蒸汽缓冲罐7内的蒸汽绝对压力为：0.14MPa，温度为：200～ 220℃； [0045] 步骤四：蒸汽缓冲罐7中的混合蒸汽通过第二闸阀9进入固定床煤气化炉10内；异步电机13处于发电机状态，电能带动鼓风机14开始运行，将空气输送至固定床煤气化炉10中，固定床煤气化炉10的空气、混合蒸汽和块煤反应生成高温半水煤气；高温半水煤气的绝对压力为：0.116MPa，温度为：215℃； [0046] 步骤五：高温半水煤气由旋风除尘器11除尘后通过蒸汽过热器6的壳程进入到冷洗塔18中；高温半水煤气进入蒸汽过热器6壳程前的绝对压力为：0.116MPa，温度为：215℃；高温半水煤气换热后的绝对压力为：0.114MPa，温度为：170℃； [0047] 步骤六：步骤四中所述的异步电机13处于发电机状态，电能带动鼓风机14开始运行，多余的电量进入电网15中外售； [0048] 步骤七：热电阻16实时监测蒸汽缓冲罐7内的温度，当蒸汽缓冲罐7内的温度大于220℃时，热电阻16将信号传输至DCS系统17中，DCS系统17控制第一电动调节阀2的开度调大，至蒸汽缓冲罐7的温度为200～220℃内为止。 [0049] 实施例三 [0050] 一种造气用蒸汽能量充分利用的装置，包括0.6MPa蒸汽管道1，所述的0.6MPa蒸汽管道1通过三通依次与第一电动调节阀2、自动主汽阀3、蒸汽透平4、第一闸阀5、蒸汽过热器6管程和蒸汽缓冲罐7的进口相连，三通的第三端通过第二电动调节阀8与蒸汽缓冲罐7的进口相连，蒸汽缓冲罐7的出口通过第二闸阀9与固定床煤气化炉10的蒸汽进口相连，固定床煤气化炉10的半水煤气出口与旋风除尘器11的进口相连，旋风除尘器11顶部的气体出口通过蒸汽过热器6的壳程与冷却洗涤塔18相连；蒸汽透平4的动力输出端通过齿轮箱12和异步电机13相连；所述的异步电机13分别与鼓风机14和电网15相连，鼓风机14的出风口与固定床煤气化炉10的进风口相连；所述蒸汽缓冲罐7的顶部设有热电阻16，蒸汽透平4上设有三组转速传感器21，所述热电阻16和转速传感器21分别与DCS系统17输入端相连，DCS系统17输出端分别与第一电动调节阀2、自动主汽阀3的液压执行机构、第二电动调节阀8和齿轮箱 12的液压执行机构相连。所述的蒸汽透平4和第一闸阀5之间的管道上设有与蒸汽缓冲罐7进口相连的近路管道，近路管道上设有第三闸阀19。所述的蒸汽过热器6管程和蒸汽缓冲罐 7的进口之间设有第四闸阀20。 [0051] 一种固定床煤气化用蒸汽能量充分利用的装置的蒸汽利用方法，该蒸汽利用方法包括如下步骤： [0052] 步骤一：0.6MPa蒸汽管道1中的压力为0.6MPa，温度为240℃的蒸汽通过三通的第二端、第一电动调节阀2和自动主汽阀3进入蒸汽透平4内，蒸汽透平4将蒸汽内能转变为机械能，将机械能传至齿轮箱12，齿轮箱12调整转速至异步电机13需求转速，此时异步电机13开始发电； [0053] 步骤二：步骤一中经过蒸汽透平4的蒸汽通过第一闸阀5和蒸汽过热器6管程进入蒸汽缓冲罐7内，所述经过蒸汽透平4蒸汽的绝对压力为：0.16MPa，温度为：160℃；蒸汽在蒸汽过热器6管程中进行换热，换热后蒸汽的绝对压力为：0.14MPa，温度为：190℃。 [0054] 步骤三：0.6MPa蒸汽管道1中的压力为0.6MPa，温度为240℃的蒸汽通过三通的第三端和第二电动调节阀8进入蒸汽缓冲罐7内，与步骤二中绝对压力为：0.14MPa，温度为：190℃的蒸汽进行混合；混合后蒸汽缓冲罐7内的蒸汽绝对压力为：0.14MPa，温度为：200～ 220℃； [0055] 步骤四：蒸汽缓冲罐7中的混合蒸汽通过第二闸阀9进入固定床煤气化炉10内；异步电机13处于发电机状态，电能带动鼓风机14开始运行，将空气输送至固定床煤气化炉10中，固定床煤气化炉10的空气、混合蒸汽和块煤反应生成高温半水煤气；高温半水煤气的绝对压力为：0.116MPa，温度为：215℃； [0056] 步骤五：高温半水煤气由旋风除尘器11除尘后通过蒸汽过热器6的壳程进入到冷洗塔18中；高温半水煤气进入蒸汽过热器6壳程前的绝对压力为：0.116MPa，温度为：215℃；高温半水煤气换热后的绝对压力为：0.114MPa，温度为：170℃； [0057] 步骤六：步骤四中所述的异步电机13处于发电机状态，电能带动鼓风机14开始运行，多余的电量进入电网15中外售； [0058] 步骤七：热电阻16实时监测蒸汽缓冲罐7内的温度，当蒸汽缓冲罐7内的温度小于200℃时，热电阻16将信号传输至DCS系统17中，DCS系统17控制第一电动调节阀2的开度调小，至蒸汽缓冲罐7的温度为200～220℃内为止。 [0059] 实施例四 [0060] 一种造气用蒸汽能量充分利用的装置，包括0.6MPa蒸汽管道1，所述的0.6MPa蒸汽管道1通过三通依次与第一电动调节阀2、自动主汽阀3、蒸汽透平4、第一闸阀5、蒸汽过热器6管程和蒸汽缓冲罐7的进口相连，三通的第三端通过第二电动调节阀8与蒸汽缓冲罐7的进口相连，蒸汽缓冲罐7的出口通过第二闸阀9与固定床煤气化炉10的蒸汽进口相连，固定床煤气化炉10的半水煤气出口与旋风除尘器11的进口相连，旋风除尘器11顶部的气体出口通过蒸汽过热器6的壳程与冷却洗涤塔18相连；蒸汽透平4的动力输出端通过齿轮箱12和异步电机13相连；所述的异步电机13分别与鼓风机14和电网15相连，鼓风机14的出风口与固定床煤气化炉10的进风口相连；所述蒸汽缓冲罐7的顶部设有热电阻16，蒸汽透平4上设有三组转速传感器21，所述热电阻16和转速传感器21分别与DCS系统17输入端相连，DCS系统17输出端分别与第一电动调节阀2、自动主汽阀3的液压执行机构、第二电动调节阀8和齿轮箱 12的液压执行机构相连。所述的蒸汽透平4和第一闸阀5之间的管道上设有与蒸汽缓冲罐7进口相连的近路管道，近路管道上设有第三闸阀19。所述的蒸汽过热器6管程和蒸汽缓冲罐 7的进口之间设有第四闸阀20。 [0061] 一种固定床煤气化用蒸汽能量充分利用的装置的蒸汽利用方法，该蒸汽利用方法包括如下步骤： [0062] 步骤一：0.6MPa蒸汽管道1中的压力为0.6MPa，温度为240℃的蒸汽通过三通的第二端、第一电动调节阀2和自动主汽阀3进入蒸汽透平4内，蒸汽透平4将蒸汽内能转变为机械能，将机械能传至齿轮箱12，齿轮箱12调整转速至异步电机13需求转速，此时异步电机13开始发电； [0063] 步骤二：步骤一中经过蒸汽透平4的蒸汽通过第一闸阀5和蒸汽过热器6管程进入蒸汽缓冲罐7内，所述经过蒸汽透平4蒸汽的绝对压力为：0.16MPa，温度为：160℃；蒸汽在蒸汽过热器6管程中进行换热，换热后蒸汽的绝对压力为：0.14MPa，温度为：190℃。 [0064] 步骤三：0.6MPa蒸汽管道1中的压力为0.6MPa，温度为240℃的蒸汽通过三通的第三端和第二电动调节阀8进入蒸汽缓冲罐7内，与步骤二中绝对压力为：0.14MPa，温度为：190℃的蒸汽进行混合；混合后蒸汽缓冲罐7内的蒸汽绝对压力为：0.14MPa，温度为：200～ 220℃； [0065] 步骤四：蒸汽缓冲罐7中的混合蒸汽通过第二闸阀9进入固定床煤气化炉10内；异步电机13处于发电机状态，电能带动鼓风机14开始运行，将空气输送至固定床煤气化炉10中，固定床煤气化炉10的空气、混合蒸汽和块煤反应生成高温半水煤气；高温半水煤气的绝对压力为：0.116MPa，温度为：215℃； [0066] 步骤五：高温半水煤气由旋风除尘器11除尘后通过蒸汽过热器6的壳程进入到冷洗塔18中；高温半水煤气进入蒸汽过热器6壳程前的绝对压力为：0.116MPa，温度为：215℃；高温半水煤气换热后的绝对压力为：0.114MPa，温度为：170℃； [0067] 步骤六：步骤四中所述的异步电机13处于发电机状态，电能带动鼓风机14开始运行，多余的电量进入电网15中外售； [0068] 步骤七：三组转速传感器(21)实时监测检测蒸汽透平(4)中汽轮机转子的转速，当三组转速传感器(21)中任意两组转速传感器(21)检测蒸汽透平(4)中汽轮机转子的转速超过额定转速的110％时，转速传感器(21)将数据传输至DCS系统(17)中，DCS系统(17)控制自动主汽阀(3)关闭和齿轮箱(12)的离合部分断开，并同时使第二电动调节阀(8)处于全开状态，使0.6MPa蒸汽管道(1)中的蒸汽全部进入蒸汽缓冲罐(7)，以保证后续工段的正常运行，此时异步电机(13)处于电动机状态，电网(15)中的电能带动鼓风机(14)运行。 [0069] 实施例五 [0070] 一种造气用蒸汽能量充分利用的装置，包括0.6MPa蒸汽管道1，所述的0.6MPa蒸汽管道1通过三通依次与第一电动调节阀2、自动主汽阀3、蒸汽透平4、第一闸阀5、蒸汽过热器6管程和蒸汽缓冲罐7的进口相连，三通的第三端通过第二电动调节阀8与蒸汽缓冲罐7的进口相连，蒸汽缓冲罐7的出口通过第二闸阀9与固定床煤气化炉10的蒸汽进口相连，固定床煤气化炉10的半水煤气出口与旋风除尘器11的进口相连，旋风除尘器11顶部的气体出口通过蒸汽过热器6的壳程与冷却洗涤塔18相连；蒸汽透平4的动力输出端通过齿轮箱12和异步电机13相连；所述的异步电机13分别与鼓风机14和电网15相连，鼓风机14的出风口与固定床煤气化炉10的进风口相连；所述蒸汽缓冲罐7的顶部设有热电阻16，蒸汽透平4上设有三组转速传感器21，所述热电阻16和转速传感器21分别与DCS系统17输入端相连，DCS系统17输出端分别与第一电动调节阀2、自动主汽阀3的液压执行机构、第二电动调节阀8和齿轮箱 12的液压执行机构相连。所述的蒸汽透平4和第一闸阀5之间的管道上设有与蒸汽缓冲罐7进口相连的近路管道，近路管道上设有第三闸阀19。所述的蒸汽过热器6管程和蒸汽缓冲罐 7的进口之间设有第四闸阀20。 [0071] 一种固定床煤气化用蒸汽能量充分利用的装置的蒸汽利用方法，该蒸汽利用方法包括如下步骤： [0072] 步骤一：0.6MPa蒸汽管道1中的压力为0.6MPa，温度为240℃的蒸汽通过三通的第二端、第一电动调节阀2和自动主汽阀3进入蒸汽透平4内，蒸汽透平4将蒸汽内能转变为机械能，将机械能传至齿轮箱12，齿轮箱12调整转速至异步电机13需求转速，此时异步电机13开始发电； [0073] 步骤二：步骤一中经过蒸汽透平4的蒸汽通过第一闸阀5和蒸汽过热器6管程进入蒸汽缓冲罐7内，所述经过蒸汽透平4蒸汽的绝对压力为：0.16MPa，温度为：160℃；蒸汽在蒸汽过热器6管程中进行换热，换热后蒸汽的绝对压力为：0.14MPa，温度为：190℃。 [0074] 步骤三：0.6MPa蒸汽管道1中的压力为0.6MPa，温度为240℃的蒸汽通过三通的第三端和第二电动调节阀8进入蒸汽缓冲罐7内，与步骤二中绝对压力为：0.14MPa，温度为：190℃的蒸汽进行混合；混合后蒸汽缓冲罐7内的蒸汽绝对压力为：0.14MPa，温度为：200～ 220℃； [0075] 步骤四：蒸汽缓冲罐7中的混合蒸汽通过第二闸阀9进入固定床煤气化炉10内；异步电机13处于发电机状态，电能带动鼓风机14开始运行，将空气输送至固定床煤气化炉10中，固定床煤气化炉10的空气、混合蒸汽和块煤反应生成高温半水煤气；高温半水煤气的绝对压力为：0.116MPa，温度为：215℃； [0076] 步骤五：高温半水煤气由旋风除尘器11除尘后通过蒸汽过热器6的壳程进入到冷洗塔18中；高温半水煤气进入蒸汽过热器6壳程前的绝对压力为：0.116MPa，温度为：215℃；高温半水煤气换热后的绝对压力为：0.114MPa，温度为：170℃； [0077] 步骤六：步骤四中所述的异步电机13处于发电机状态，电能带动鼓风机14开始运行，多余的电量进入电网15中外售； [0078] 步骤七：热电阻16实时监测蒸汽缓冲罐7内的温度，当蒸汽缓冲罐7内的温度大于220℃时，热电阻16将信号传输至DCS系统17中，DCS系统17控制第一电动调节阀2的开度调大，至蒸汽缓冲罐7的温度为200～220℃内为止；当蒸汽缓冲罐7内的温度小于200℃时，热电阻16将信号传输至DCS系统17中，DCS系统17控制第一电动调节阀2的开度调小，至蒸汽缓冲罐7的温度为200～220℃内为止； [0079] 步骤八：三组转速传感器(21)实时监测检测蒸汽透平(4)中汽轮机转子的转速，当三组转速传感器(21)中任意两组转速传感器(21)检测蒸汽透平(4)中汽轮机转子的转速超过额定转速的110％时，转速传感器(21)将数据传输至DCS系统(17)中，DCS系统(17)控制自动主汽阀(3)关闭和齿轮箱(12)的离合部分断开，并同时使第二电动调节阀(8)处于全开状态，使0.6MPa蒸汽管道(1)中的蒸汽全部进入蒸汽缓冲罐(7)，以保证后续工段的正常运行，此时异步电机(13)处于电动机状态，电网(15)中的电能带动鼓风机(14)运行。 [0080] 实验例 [0081] 本发明采用温度为：210℃的蒸汽进入固定床煤气化炉比现有技术中采用温度为：240℃的蒸汽进入固定床煤气化炉吸收热量增多，则燃煤增加。理论增加量计算如下(总蒸汽流量90t/h)： [0082] 240℃蒸汽焓值H1＝2956.42kj/kg [0083] 210℃蒸汽焓值H2＝2892.74kj/kg [0084] 块煤发热量按6000kcal，1kcal＝4.186kj [0085] (2956.42-2892.74)×90000÷4.186÷6000＝228.19kg/h [0086] 煤价按800元计，增加消耗＝0.22819×800＝182.55元 [0087] 发电量计算如下(按一半蒸汽进透平计算)： [0088] (2956.42-2892.74)×45000×0.97÷3600×0.97＝748.96KW [0089] 电价按0.51元计，发电效益＝748.96×0.51＝381.97元 [0090] 年效益＝(381.97-182.55)×7200＝143.58万元。 [0091] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“相连”等等应做广义理解，例如，可以是固定连接，一体地连接，也可以是可拆卸连接；也可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。需要指出的是在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示它们的重要程度及顺序等。上文的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式、变更和改造均应包含在本发明的保护范围之内。 |
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