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一种用于瓦斯乏风氧化发电系统的饱和蒸汽透平机组

阅读：1055发布：2020-09-12

IPRDB可以提供一种用于瓦斯乏风氧化发电系统的饱和蒸汽透平机组专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种用于瓦斯乏风氧化发电系统的饱和蒸汽透平机组，包括矿井乏风口、收集装置、乏风瓦斯掺混装置、风机、蓄热式氧化装置、主汽速关阀、主汽调节阀、饱和蒸汽透平机组、凝汽器、循环冷却水回水口、循环冷却水进水口、凝结水泵、抽真空泵、发电机、电网、化学水处理系统、低浓度瓦斯泵站。本实用新型采用的饱和蒸汽透平机组，转速高达12000RPM，流道设计专门针对低压饱和蒸汽参数，降低无效焓降，提高发电出力。本实用新型对叶片进行了特殊处理，采用沉淀硬化不锈钢，一体锻造加工，当进汽为饱和蒸汽时，在很大程度上避免了水蚀。同时采用流管输送，保证了疏水更加彻底。以上保证了发电效率较传统汽轮机高出20％左右。，下面是一种用于瓦斯乏风氧化发电系统的饱和蒸汽透平机组专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于瓦斯乏风氧化发电系统的饱和蒸汽透平机组，包括乏风瓦斯掺混装置(3)，其特征在于：所述乏风瓦掺混装置(3)连接收集装置(2)，且所述收集装置(2)连接矿井乏风口(1)，所述乏风瓦斯掺混装置通过干粉输送系统连接低浓度瓦斯泵站；所述乏风瓦斯掺混装置(3)连接风机(4)，且所述风机(4)连接蓄热式氧化装置(5)；所述蓄热式氧化装置(5)连接主汽速关阀(6)，且所述主汽速关阀(6)连接主汽调节阀(7)；所述主汽调节阀(7)连接饱和蒸汽透平机组(8)，且所述饱和蒸汽透平机组(8)连接发电机(15)；所述发电机(15)连接电网(16)；所述饱和蒸汽透平机组(8)连接凝汽器(9)，且所述凝汽器(9)侧壁连接抽真空泵(14)；所述凝汽器(9)的底端连接凝结水口(12)，且所述凝汽器(9)的内部贯穿冷却水盘管，连通外部的循环冷却水回水口(10)和循环冷却水进水口(11)；所述凝结水口(12)的一端安装凝结水泵(13)，且所述凝结水泵(13)的另一端连接化学水处理系统(17)，且所述化学水处理系统(17)连接所述蓄热式氧化装置(5)。

2.根据权利要求1所述的一种用于瓦斯乏风氧化发电系统的饱和蒸汽透平机组，其特征在于：所述饱和蒸汽透平机组(8)通过柔性联轴器连接至连接所述发电机(15)。

3.根据权利要求1所述的一种用于瓦斯乏风氧化发电系统的饱和蒸汽透平机组，其特征在于：所述蓄热式氧化装置(5)为内置式余热锅炉的氧化装置，且所述蓄热式氧化装置(5)上设有启动电加热口。

说明书全文

一种用于瓦斯乏风氧化发电系统的饱和蒸汽透平机组

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种蒸汽透平发电系统，具体为一种用于瓦斯乏风氧化发电系统的饱和蒸汽透平机组，属于发电系统应用技术领域。

背景技术

[0002] 煤矿乏风及低浓度瓦斯长期以来无法利用，只能被全部排放到大气中。通过蓄热式高温氧化装置处理后，利用煤矿瓦斯的热能加热余热锅炉产生蒸汽，推动透平机组发电，变废为宝，实现电能输出。一方面为矿井提供备用电源支撑，保证煤矿安全生产；另一方面减少温室气体CH4的排放。

[0003] 由于井下通风CH4浓度基本控制在0.5％以下，为了更好的利用氧化装置，必须掺混低浓度瓦斯。

[0004] 但是往往瓦斯泵站距离回风井较远，不具备低浓度瓦斯和乏风掺混条件；或者抽放系统与乏风不在同一场地，掺混之后，浓度不能达到1.0％～1.2％,不能产生满足传统汽轮机的过热蒸汽，就不能实现发电；再者当氧化装置体量较小时，无火焰氧化产生的热量虽可带动发电设施，但由于规模小，却仍需配套汽轮机厂房、电气热工控制等，成本较高收益小，因此，针对上述问题提出一种用于瓦斯乏风氧化发电系统的饱和蒸汽透平机组。实用新型内容

[0005] 本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种用于瓦斯乏风氧化发电系统的饱和蒸汽透平机组，在尽量少掺混或不掺混低浓度瓦斯的情况下，氧化热量仍可加热产生低品位饱和蒸汽，并驱动高效率的饱和蒸汽透平进行发电。

[0006] 本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的，一种用于瓦斯乏风氧化发电系统的饱和蒸汽透平机组，包括乏风瓦斯掺混装置，所述乏风瓦掺混装置连接收集装置，且所述收集装置连接矿井乏风口，所述乏风瓦斯掺混装置通过干粉输送系统连接低浓度瓦斯泵站；所述乏风瓦斯掺混装置连接风机，且所述风机连接蓄热式氧化装置；所述蓄热式氧化装置连接主汽速关阀，且所述主汽速关阀连接主汽调节阀；所述主汽调节阀连接饱和蒸汽透平机组，且所述饱和蒸汽透平机组连接发电机；所述发电机连接电网；所述饱和蒸汽透平机组连接凝汽器，且所述凝汽器侧壁连接抽真空泵；所述凝汽器的底端连接凝结水口，且所述凝汽器的内部贯穿冷却水盘管，连通外部的循环冷却水回水口和循环冷却水进水口；所述凝结水口的一端安装凝结水泵，且所述凝结水泵的另一端连接化学水处理系统，且所述化学水处理系统连接所述蓄热式氧化装置。

[0007] 优选的，所述饱和蒸汽透平机组通过联轴器连接至所述发电机。

[0008] 优选的，为了方便启动加热，所述蓄热式氧化装置为内置式余热锅炉的氧化装置，且所述蓄热式氧化装置上设有启动电加热口。

[0009] 本实用新型的有益效果是：

[0010] 1)本实用新型中将饱和蒸汽发电系统透平运用到乏风氧化装置中，减少或不使用低浓度瓦斯掺混量，利用低浓度乏风的氧化热量，加热余热锅炉，产生的饱和蒸汽进行发电，实现矿井乏风零排放，节能安排，保护环境，另一方面透平机组所发出的电能，可实现发电收益。

[0011] 2)本实用新型中采用的饱和蒸汽透平机组，转速高达12000RPM，流道设计专门针对低压饱和蒸汽参数，降低无效焓降，提高发电出力。

[0012] 3)本实用新型对叶片进行了特殊处理，采用沉淀硬化不锈钢，一体锻造加工，当进汽为饱和蒸汽时，在很大程度上避免了水蚀。同时采用流管输送，保证了疏水更加彻底。以上保证了发电效率较传统汽轮机高出20％左右。

[0013] 4)本实用新型中饱和蒸汽透平机组撬装一体化设计，单层布置，不需要复杂的汽机厂房，土建基础简单，投资成本小。

[0014] 5)本实用新型中饱和蒸汽透平机组可实现无人值守，不需要增加额外的运行成本。

[0015] 6)本实用新型中采用交流异步发电机，励磁来自厂区电网，可实现无冲击无扰动并网，有良好的经济效益和社会效益，适合推广使用。

附图说明

[0016] 图1为本实用新型系统连接结构示意图。

[0017] 图中：1、矿井乏风口，2、收集装置，3、乏风瓦斯掺混装置，4、风机，5、蓄热式氧化装置，6、主汽速关阀，7、主汽调节阀，8、饱和蒸汽透平机组，9、凝汽器，10、循环冷却水回水口，11、循环冷却水进水口，12、凝结水口，13、凝结水泵，14、抽真空泵，15、发电机，16、电网，17、化学水处理系统，18、低浓度瓦斯泵站。

具体实施方式

[0018] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

[0019] 请参阅图1所示，一种用于瓦斯乏风氧化发电系统的饱和蒸汽透平机组，包括乏风瓦斯掺混装置3，所述乏风瓦掺混装置3连接收集装置2，且所述收集装置2连接矿井乏风口1，所述乏风瓦斯掺混装置3通过干粉输送系统连接低浓度瓦斯泵站18；所述乏风瓦斯掺混装置3连接风机4，且所述风机4连接蓄热式氧化装置5；所述蓄热式氧化装置5连接主汽速关阀6，且所述主汽速关阀6连接主汽调节阀7；所述主汽调节阀7连接饱和蒸汽透平机组8，且所述饱和蒸汽透平机组8连接发电机15；所述发电机15连接电网16；所述饱和蒸汽透平机组
8连接凝汽器9，且所述凝汽器9侧壁连接抽真空泵14；所述凝汽器9的底端连接凝结水口12，且所述凝汽器9的内部贯穿冷却水盘管，连通外部的循环冷却水回水口10和循环冷却水进水口11；所述凝结水口12的一端安装凝结水泵13，且所述凝结水泵13的另一端连接化学水处理系统17，且所述化学水处理系统17连接所述蓄热式氧化装置5。

[0020] 作为本实用新型的一种技术优化方案，所述饱和蒸汽透平机组8通过联轴器连接至所述发电机15。

[0021] 作为本实用新型的一种技术优化方案，所述蓄热式氧化装置5为内置式余热锅炉的氧化装置，且所述蓄热式氧化装置5上设有启动电加热口。

[0022] 本实用新型在使用时，矿井乏风口1内部设有(CH4<0.25％)与泵站18内部的低浓度瓦斯掺混后(控制CH4浓度在0.8％左右)，通过风机4引至蓄热式氧化装置5，内置余热锅炉，产生低压饱和蒸汽，进入高速饱和蒸汽透平机组8做功，带动发电机15发电，并入厂区电网16。做完功后的乏汽，压力0.01ata(绝压)，温度46℃，进入凝汽器9凝结，凝结成水后，通过凝结水泵13打到化学水处理系统17，经处理后，再次送入蓄热式氧化装置5余热锅炉补水使用。

[0023] 对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

[0024] 此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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