一种燃气轮机发电耦合富油煤原位热解的分布式能源系统的制作方法

本发明属于燃气轮机发电，具体涉及一种燃气轮机发电耦合富油煤原位热解的分布式能源系统。

背景技术：

1、燃气轮机发电技术作为一种常用的热力发电技术，其相比于燃煤发电优势比较明显，一方面是污染物排放低，另一方面是负荷变化快，有利于深度调峰和快速升降负荷。燃气轮机的发电原理主要是将燃料的化学能转化为机械能并最终通过发电机转化为电能，其主要的核心部件为压气机、燃烧室、涡轮和发电机等。目前新能源发电的装机容量得到了快速的发展，为了满足更灵活的调峰需求，有时需要在一天内多次进行深调，这就对机组的调峰能力带来了很大的挑战，而燃气轮机发电由于其升降负荷速率快，是一种适合频繁深调的发电技术，未来必然会得到广泛的应用。

2、富油煤的焦油产率为7％～12％，这远高于其他的煤炭资源。焦油可通过热解等方式收集，并且可作为石油的替代品。然而，目前常采用的富油煤热解技术是地面热解技术，该技术的劣势在于占地面积大、热解后端的污染物生产量高且煤炭开采过程中也会对环境造成破坏和污染。所以，亟需一种富油煤的原位热解工艺，该工艺相比于传统的地面热解工艺省略了煤炭开采的过程，并且也可降低热解过程中的污染物排放。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种燃气轮机发电耦合富油煤原位热解的分布式能源系统的新技术方案。

2、根据本发明的一个方面，提供了一种燃气轮机发电耦合富油煤原位热解的分布式能源系统，包括：

3、注入井和抽采井，由注入井注入的原位热解混合气对富油煤进行原位热解并形成油气混合物，所述油气混合物由所述抽采井输出；

4、油气分离器，所述油气分离器与所述抽采井的出口连接，所述油气分离器用于对由抽采井输出的油气混合物进行分离以获取焦油产物和气体产物；

5、气体分离设备和焦油贮存罐，所述气体分离设备与所述油气分离器的第一输出口连接，以对所述气体产物进行分离并获得热解气和惰性气体；所述焦油贮存罐与所述油气分离器的第二输出口连接，以贮存所述焦油产物；

6、燃烧室，所述燃烧室与所述气体分离设备的第一输出口连接；

7、涡轮单元，所述涡轮单元包括多个涡轮，各个涡轮的输入端均连接所述燃烧室，且每个涡轮的输出端分别连接有一个发电机；

8、经气体分离设备的第一输出口输出的热解气在所述燃烧室内燃烧以产生第一烟气，所述第一烟气通入涡轮并带动对应的发电机发电；同时，由涡轮输出的第二烟气与原位热解混合气进行换热，以提高所述原位热解混合气的温度。

9、可选地，该燃气轮机发电耦合富油煤原位热解的分布式能源系统还包括：

10、压气机，所述压气机与所述燃烧室连接；所述压气机用于对空气进行压缩并输送至燃烧室。

11、可选地，该燃气轮机发电耦合富油煤原位热解的分布式能源系统还包括：

12、储气罐，所述储气罐的输入端与气体分离设备的第一输出口连接，输出端与所述燃烧室连接；所述储气罐用于储存所述热解气并将热解气输送至燃烧室。

13、可选地，该燃气轮机发电耦合富油煤原位热解的分布式能源系统还包括：

14、离心机，所述离心机的输入端与所述焦油贮存罐连接，所述离心机的输出端与燃烧室连接，所述离心机用于将所述焦油贮存罐输出的焦油产物分离后形成焦油和水；

15、第一换热器，所述离心机输出的所述焦油在所述第一换热器内气化后进入所述燃烧室内进行燃烧。

16、可选地，该燃气轮机发电耦合富油煤原位热解的分布式能源系统还包括：

17、第一循环管，所述第一循环管与所述第一换热器连接，且所述第一循环管与所述涡轮连接；

18、由所述涡轮输出的部分第二烟气在所述第一循环管、第一换热器之间形成循环，以将所述焦油气化。

19、可选地，该燃气轮机发电耦合富油煤原位热解的分布式能源系统还包括：

20、第一调节阀，所述第一调节阀设置于所述第一循环管，用于调节进入所述第一循环管的第二烟气的体积。

21、可选地，该燃气轮机发电耦合富油煤原位热解的分布式能源系统还包括：

22、第一管道和第二换热器，所述第一管道的输入端与所述涡轮连接，输出端与所述第二换热器连接；

23、第二管道，所述第二管道的一端连接所述第二换热器，另一端连接所述注入井；所述第二管道用以向所述注入井输送原位热解混合气；

24、由所述涡轮输出的部分第二烟气经过第一管道进入所述第二换热器内对流经所述第二换热器的原位热解混合气进行加热。

25、可选地，该燃气轮机发电耦合富油煤原位热解的分布式能源系统还包括：

26、第三管道，所述第三管道的一端与所述第二换热器连接，另一端与余热锅炉连接；

27、所述第二烟气在所述第二换热器内换热后通过所述第三管道流入所述余热锅炉内。

28、可选地，该燃气轮机发电耦合富油煤原位热解的分布式能源系统还包括：

29、第四管道，所述第四管道的一端连接所述第三管道，另一端连接所述第二管道；

30、所述第三管道内的部分第二烟气通过所述第四管道输入所述第二管道。

31、可选地，该燃气轮机发电耦合富油煤原位热解的分布式能源系统还包括：

32、第二调节阀，所述第四管道上设置有第二调节阀，所述第二调节阀用以调节进入所述第二管道的第二烟气的体积。

33、可选地，该燃气轮机发电耦合富油煤原位热解的分布式能源系统还包括：

34、第五管道，所述第五管道的一端连接所述气体分离设备的第二输出口，另一端连接所述第二换热器；

35、经所述气体分离设备的第二输出口输出的惰性气体进入第二换热器内被加热后进入所述第二管道内。

36、本发明的一个技术效果在于：

37、在本申请实施例中，首先，由注入井注入的原位热解混合气对富油煤进行原位热解并形成油气混合物，油气混合物由抽采井输出；其次，油气分离器对由抽采井输出的油气混合物进行分离以获取焦油产物和气体产物；再次，焦油贮存罐贮存焦油产物，同时，气体分离设备对气体产物进行分离并获得热解气和惰性气体；接着，经气体分离设备的第一输出口输出的热解气在燃烧室内燃烧以产生第一烟气，第一烟气通入涡轮并带动对应的发电机发电，同时，由涡轮输出的第二烟气与原位热解混合气进行换热，以提高原位热解混合气的温度。

38、因此，该燃气轮机发电耦合富油煤原位热解的分布式能源系统能够耦合燃气轮机发电机组和富油煤原位热解工艺，而富油煤原位热解工艺不仅可以有效利用富油煤这种富含焦油的特殊煤炭资源，还可以得到焦油和热解气等化工产品，这些化工产品可作为燃气轮机发电的燃料，而燃气轮机燃烧产生的热量也可作为富油煤的原位热解混合气的热源，从而提高富油煤原位热解的效率。

技术特征：

1.一种燃气轮机发电耦合富油煤原位热解的分布式能源系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的燃气轮机发电耦合富油煤原位热解的分布式能源系统，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求2所述的燃气轮机发电耦合富油煤原位热解的分布式能源系统，其特征在于，还包括：

4.根据权利要求3所述的燃气轮机发电耦合富油煤原位热解的分布式能源系统，其特征在于，还包括：

5.根据权利要求4所述的燃气轮机发电耦合富油煤原位热解的分布式能源系统，其特征在于，还包括：

6.根据权利要求5所述的燃气轮机发电耦合富油煤原位热解的分布式能源系统，其特征在于，还包括：

7.根据权利要求6所述的燃气轮机发电耦合富油煤原位热解的分布式能源系统，其特征在于，还包括：

8.根据权利要求7所述的燃气轮机发电耦合富油煤原位热解的分布式能源系统，其特征在于，还包括：

9.根据权利要求8所述的燃气轮机发电耦合富油煤原位热解的分布式能源系统，其特征在于，还包括：

10.根据权利要求9所述的燃气轮机发电耦合富油煤原位热解的分布式能源系统，其特征在于，还包括：

11.根据权利要求10所述的燃气轮机发电耦合富油煤原位热解的分布式能源系统，其特征在于，还包括：

技术总结
本发明提供一种燃气轮机发电耦合富油煤原位热解的分布式能源系统，包括注入井、抽采井、油气分离器、气体分离设备、焦油贮存罐、燃烧室和涡轮单元；原位热解混合气对富油煤进行原位热解并形成油气混合物，油气混合物由所述抽采井输出；所述油气分离器与所述抽采井的出口连接；气体分离设备与所述油气分离器的第一输出口连接；焦油贮存罐与所述油气分离器的第二输出口连接；燃烧室与所述气体分离设备的第一输出口连接；所述涡轮单元包括多个涡轮，各个涡轮的输入端均连接所述燃烧室，且每个涡轮的输出端分别连接有一个发电机。本发明的一个技术效果在于，设计合理，既能提高富油煤原位热解的开采效率，也可实现电能稳定供给且兼具快速深度调峰。

技术研发人员：王超伟,柳宏刚,杨高波,胡自坤,王志刚,周平,周凌宇
受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/8/15