煤化工氣化黑水余熱余壓綜合利用的裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型專利涉及煤化工氣化黑水余熱余壓回收利用的技術領域，特別是涉及煤化工氣化黑水余熱余壓綜合利用的裝置，適用于煤化工德士古、航天爐等氣化黑水處理流程。
【背景技術】
[0002]目前，煤化工氣化為了達到后續工況的使用條件，采用水進行了冷卻和洗滌，氣化過程不斷產生高壓和富含一定熱量的黑水，傳統的做法，一般進行高閃、低閃、真空閃蒸使黑水降溫、降壓，沉淀除去黑水中的煤灰渣后再循環利用。
[0003]煤化工氣化后工藝通常有激冷流程和廢鍋流程，目前國內運行的德士古工藝絕大部分采用激冷流程。采用激冷流程的煤化工氣化黑水，一般通過高壓、低壓、真空閃蒸處理后，再返回系統循環使用，但是由于黑水硬度高、堿度高、COD高等原因，運行一段時間后需要外排一部分處理后再回用，而且還需要外補一部分一次水。存在的問題是，黑水攜帶的大量能量得不到回收利用，閥、管道磨損沖刷嚴重，投資大、運行成本高，裝置結垢堵塞嚴重以及黑水置換不及時還會影響氣化系統長周期運行，由于置換黑水還需要外補大量的一次水，外排黑水處理還有產生額外的費用等缺點。
[0004]余熱回收利用既節約了煤炭消耗量，又滿足了工藝生產需求，是全球公認的節約能源、改善環境、增強城市基礎設施功能的重要措施，具有良好的經濟和社會效益，作為循環經濟的重要技術手段，受到了世界各國的高度重視。近年來我國相關的政策法規，非常支持工業裝置的余壓、余熱回收利用技術研發及應用。但是就氣化裝置黑水余熱余壓綜合利用的研發與應用，目前沒見有相關的報道。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的是提供煤化工氣化黑水余熱余壓綜合利用的裝置，針對氣化裝置產生的廢蒸汽、黑水余熱、余壓等無法回收解決的能源再次利用、黑水處理系統結垢、夕卜排污水量大等問題，該煤化工氣化黑水余熱余壓綜合利用的裝置可以實現氣化裝置二次能源的循環梯級利用和煤化工氣化“污水零排放”，使化工項目區廢棄的能源得到有效的利用，也可解決后續的低壓黑水系統的結垢問題，特別適合于氣化激冷流程中余熱余壓的綜合利用，具有高效、節能、操作方便的特點，可把回收的能量用于該氣化裝置所在的生產系統，具有明顯的經濟效益和社會效益。
[0006]本實用新型的技術方案如下:
[0007]一種煤化工氣化黑水余熱余壓綜合利用的裝置，包括控制系統，其特征在于，包括均壓箱、調節閥、螺桿膨脹機、齒輪箱、高壓異步發電機、閃蒸罐；所述均壓箱通過調節閥與所述螺桿膨脹機入口相連接，所述螺桿膨脹機的軸承與齒輪箱耦合相連，所述齒輪箱與高壓異步發電機耦合連接；所述螺桿膨脹機出口通過管道與閃蒸罐相連。
[0008]所述的控制系統為手動控制方式。
[0009]所述的控制系統為自動控制方式，具體為PLC控制器。
[0010]所述的控制系統能實現無擾動手動和自動相互切換。
[0011]所述的均壓箱通過調節閥連接閃蒸罐，所述均壓箱，起到緩沖、均壓的作用，在所述均壓箱中，來自氣化爐高壓黑水(氣化爐激冷水)和來自碳洗塔高壓黑水(碳洗塔洗滌水)均壓膨脹后降壓，均壓箱通過調節閥與螺桿膨脹機入口相連。
[0012]在螺桿膨脹機和閃蒸罐之間設有調節閥。
[0013]煤化工氣化黑水余熱余壓綜合利用的方法，具體步驟如下:從氣化爐來的激冷水和從碳洗塔來的洗滌水，經過管線和調節閥后進入均壓箱，以平衡、膨脹來自氣化爐高壓黑水和來自碳洗塔高壓黑水的兩股流的壓力和溫度，然后進入螺桿膨脹機的齒間容積后，推動轉子膨脹做功，螺桿膨脹機通過齒輪箱和高壓異步發電機耦合相連，拖動高壓異步發電機發電，從螺桿膨脹機出來的黑水的壓力為常壓、溫度為60°C以下，出螺桿膨脹機的黑水進入閃蒸罐。
[0014]所述的煤化工氣化黑水包括煤化工德士古氣化黑水、航天爐氣化黑水。
[0015]利用黑水的余熱余壓，拖動螺桿膨脹機發電，這樣出膨脹機的黑水的壓力和溫度就會大大降低，可以解決黑水處理系統結垢和污水外排的問題，具有很好的經濟效益和社會環保效益。
[0016]本實用新型的積極意義在于通過氣化裝置黑水余熱余壓的綜合利用，實現了黑水余熱余壓的能量利用和氣化裝置二次能源的循環梯級利用，實現了煤化工氣化“污水零排放”，還能有效解決后續低壓黑水系統結垢的問題，該實用新型具有綜合能量利用效果明顯，可以根據工藝需要，除掉高壓閃蒸罐、低壓閃蒸罐等設備的配置，具有投資少、黑水余熱余壓能量回收效果好、操作方便等優點。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型煤化工氣化黑水余熱余壓綜合利用的裝置的示意圖。
[0018]其中，1-調節閥，2-均壓箱，3-螺桿膨脹機，4-齒輪箱，5-高壓異步發電機，6_閃蒸罐。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明:
[0020]一種煤化工氣化黑水余熱余壓綜合利用的裝置，包括控制系統，包括均壓箱2、調節閥1、螺桿膨脹機3、齒輪箱4、高壓異步發電機5、閃蒸罐6 ;所述均壓箱2通過調節閥I與所述螺桿膨脹機3入口相連接，所述螺桿膨脹機3的軸承與齒輪箱4耦合相連，所述齒輪箱4與高壓異步發電機5耦合連接；所述螺桿膨脹機3出口通過管道與閃蒸罐6相連。
[0021]所述的控制系統為手動控制方式。
[0022]所述的控制系統為自動控制方式，具體為PLC控制器。
[0023]所述的控制系統能實現無擾動手動和自動相互切換。
[0024]所述的均壓箱2通過調節閥I連接閃蒸罐6，所述均壓箱，起到緩沖、均壓的作用，在所述均壓箱中，來自氣化爐高壓黑水(氣化爐激冷水)和來自碳洗塔高壓黑水(碳洗塔洗滌水)均壓膨脹后降壓，均壓箱通過調節閥I與螺桿膨脹機入口相連。
[0025]在螺桿膨脹機3和閃蒸罐6之間設有調節閥I。
[0026]所述的控制系統，其中任一保護功能塊一旦觸發故障保護，都能同時發出光報警，必要時能自動停機，確保設備安全。常規應用中包括如:超速保安功能塊、潤滑油和冷卻水保護功能塊、溫度保護功能塊等。
[0027]采用高壓異步發電機進行發電，常規還包括并網系統、儀表系統。
[0028]并網系統包括:在高壓配電室內配備一臺開關柜與母線連接，從而實現黑水余熱發電項目與系統并網運行。開關柜中須配有數字綜保裝置、有功電能計量裝置。開關柜中電氣綜保可與PLC通訊，將有功信號輸入PLC系統，作為螺桿動力機有功功率調節反饋信號。開關柜綜保電氣故障總出口信號(一個干接點信號)須引入PLC系統，作為電氣及儀表聯鎖控制信號。開關柜總開關信號(一個干接點信號)須引入PLC系統，作為發電機發電狀態反饋信號。
[0029]儀表系統:并網前，實行轉速控制程序，以保證發電機并網時安全，轉速信號取自螺桿出軸測速傳感器作為調節參數，采用PID調節模式，控制進水調節閥的開度，從而保證螺桿膨脹動力發電機組按設定的轉速穩定運行。并網后，電機轉速隨電網頻率波動，黑水做功對機組的影響表現為功率輸出的大小。在保證氣化爐激冷室液位滿足工藝要求的前提下，采集發電機運輸出功率輸出反饋作為
[0030]調節參數，采用PID調節模式，控制進水調節閥的開度，從而調節機組功率的輸出。
[0031]如圖1所示，氣化裝置的氣化爐激冷水具有高溫高壓的特點，碳洗塔洗滌水也具有高溫高壓的特點，充分利用氣化裝置黑水(氣化爐激冷水、碳洗塔洗滌水或者兩者之一)的余熱余壓能量，從氣化爐來的激冷水和從碳洗塔來的洗滌水，經過相應的管線和閥門后進入均壓箱，以平衡、膨脹兩股黑水的壓力和溫度，然后進入螺桿膨脹機的齒間容積后，推動轉子，膨脹做功，螺桿膨脹機通過齒輪箱和高壓異步發電機耦合相連，從而實現氣化黑水余熱余壓的綜合利用來發電，從螺桿膨脹機出來的黑水的壓力為常壓、溫度為60°C以下，出螺桿膨脹機的黑水進入閃蒸罐。
【主權項】
1.一種煤化工氣化黑水余熱余壓綜合利用的裝置，包括控制系統，其特征在于，包括均壓箱、調節閥、螺桿膨脹機、齒輪箱、高壓異步發電機、閃蒸罐；所述均壓箱通過調節閥與所述螺桿膨脹機入口相連接，所述螺桿膨脹機的軸承與齒輪箱耦合相連，所述齒輪箱與高壓異步發電機耦合連接；所述螺桿膨脹機出口通過管道與閃蒸罐相連。2.根據權利要求1所述的煤化工氣化黑水余熱余壓綜合利用的裝置，其特征在于，所述的控制系統為手動控制方式。3.根據權利要求1所述的煤化工氣化黑水余熱余壓綜合利用的裝置，其特征在于，所述的控制系統為自動控制方式，具體為PLC控制器。4.根據權利要求1所述的煤化工氣化黑水余熱余壓綜合利用的裝置，其特征在于，所述的控制系統能實現無擾動手動和自動相互切換。5.根據權利要求1所述的煤化工氣化黑水余熱余壓綜合利用的裝置，其特征在于，所述的均壓箱通過調節閥連接閃蒸罐。6.根據權利要求1所述的煤化工氣化黑水余熱余壓綜合利用的裝置，其特征在于，在螺桿膨脹機和閃蒸罐之間設有調節閥。
【專利摘要】本實用新型專利涉及煤化工氣化黑水余熱余壓回收利用的技術領域，特別是涉及煤化工氣化黑水余熱余壓綜合利用的裝置，適用于煤化工德士古、航天爐等氣化黑水處理流程。從氣化爐來的激冷水和從碳洗塔來的洗滌水，經過相應的管線和閥門后進入均壓箱，以平衡、膨脹兩股黑水的壓力和溫度，然后進入螺桿膨脹機的齒間容積后，推動轉子，膨脹做功，螺桿膨脹機通過齒輪箱和高壓異步發電機耦合相連，從而實現氣化黑水余壓的綜合利用，具有高效、節能、操作方便的特點，可把回收的能量用于該氣化裝置所在的生產系統，具有明顯的經濟效益和社會效益。
【IPC分類】C02F1/06, F03C2/00
【公開號】CN204824238
【申請號】CN201520589349
【發明人】姜自臣, 張書濤, 李先亮
【申請人】久泰能源內蒙古有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年8月3日