CN103644032B - 燃机电厂余热锅炉中压给水梯级利用加热天然气系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种燃机电厂余热锅炉中压给水梯级利用加热天然气系统，包括：性能加热器，天然气加热器，连接性能加热器出水口与天然气加热器进水口的管道Ⅰ，性能加热器进气、出气口分别连接天然气进气、出气管道Ⅱ，天然气加热器进气、出气口分别连接天然气进气、出气管道Ⅲ；本发明有益效果：采用本发明系统，在调压站模块可使天然气温度提高约11℃,节省了水浴炉方案所燃烧的大量的天然气，节约了能源。本发明可使一台9F级燃机每年节省天然气的费用约210万元。
Description
技术领域
本发明涉及一种天然气加热系统，尤其是一种燃机电厂余热锅炉中压给水梯级利用加热天然气系统。
背景技术
对于燃机电厂，为保证燃气轮机燃烧稳定，均对所供天然气有一些限制，主要是成分、发热量、温度、压力、天然气中的可凝结气体、固体颗粒、硫含量等。在天然气进入燃机之前需对天然气进行处理，主要是清除天然气的固体颗粒及液滴杂质，将天然气温度、压力调节到规定值，使进入燃气轮机的天然气符合燃机厂家对天然气的技术规范要求。
天然气处理分为两个模块：调压站模块和前置模块。调压站的作用是对天然气过滤、计量、加热（如需）、调压；前置模块的作用是对天然气进行进一步的过滤、加热。
输送的天然气一般至少需要5℃的过热度，若上游交付点处的天然气温度不能满足过热度的要求，需在调压站模块设置加热单元。对于加热单元，现有的技术一般有两种方式：水浴炉加热、电加热器加热。现有技术虽可以满足天然气加热的要求，但有很大的弊端：
1、水浴炉加热方案：水浴炉的燃料为从天然气输送管道上抽取的一部分天然气，这部分天然气燃烧产生的热量首先传递给水，被加热的水再与天然气换热，将天然气加热到需要的温度。用水浴炉加热天然气相当浪费，既没有充分利用天然气的冷能作用，又白白消耗了大量的天然气。此外，水浴炉的盘管结垢、腐蚀问题较为严重，需定期检修，大大降低了水浴炉的可用性。
2、电加热器加热方案：采用电加热器对天然气进行加热，该方案初投资较小，但是运行能耗高，需消耗大量的电能，使电厂的厂用电大幅升高，长远来看降低电厂的经济性。
从能量守恒的角度看，天然气被加热的能量来源都是从天然气输送管道上抽取的这部分天然气。水浴炉加热方案是天然气燃烧加热水，水再加热天然气；电加热器的方案是天然气与空气燃烧产生的高温、高压燃气推动燃气轮机转动，燃气轮机再带动发电机发电，发出的电一部分输送给电加热器对天然气进行加热。众所周知，能源利用的中间环节越多能量的消耗就越多，能源的利用效率也就越低，水浴炉加热方案与电加热器加热方案相比能源利用率相对要高一些，因此现有技术一般采用水浴炉加热方案。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题，提出了一种燃机电厂余热锅炉中压给水梯级利用加热天然气系统。该系统结构简单，投资费用不高，采用余热锅炉中压给水对天然气进行梯级加热，节省了水浴炉方案所燃烧的大量的天然气，节约了能源。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种燃机电厂余热锅炉中压给水梯级利用加热天然气系统，包括：性能加热器，天然气加热器，连接性能加热器出水口与天然气加热器进水口的管道Ⅰ，性能加热器进气、出气口分别连接天然气进气、出气管道Ⅱ，天然气加热器进气、出气口分别连接天然气进气、出气管道Ⅲ；在管道Ⅱ和管道Ⅲ上分别设置连接天然气进气口和出气口的旁路管道Ⅳ和旁路管道Ⅴ，在管道Ⅰ上设置截止阀Ⅱ，在旁路管道Ⅳ和旁路管道Ⅴ上分别设置常闭球阀I和常闭球阀Ⅱ。
所述性能加热器进水口与天然气加热器出水口分别与余热锅炉中压给水管道和低压省煤器入口连接，在连接管道上分别设有截止阀I,和截止阀III。
所述管道Ⅱ和管道Ⅲ上分别设置球阀I和球阀Ⅱ。
所述性能加热器与天然气加热器串联连接。
来自余热锅炉的中压给水首先进入前置模块的性能加热器对天然气进行加热，换热后的中压给水进入调压站模块的天然气加热器对天然气进行预加热，再次换热后的中压给水回至余热锅炉低压省煤器入口，完成对天然气的加热过程。
本发明的有益效果是：本发明结构简单，投资费用不高，采用余热锅炉中压给水对天然气进行梯级加热，节省了水浴炉方案所燃烧的大量的天然气，节约能源；采用本发明系统，在调压站模块可使天然气温度提高约11℃,节省了水浴炉方案所燃烧的大量的天然气，节约了能源。本发明可使一台9F级燃机每年节省天然气的费用约210万元。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
其中，1.截止阀I，2.性能加热器，3.截止阀II，4.天然气加热器，5.截止阀III，6.球阀I，7.常闭球阀I，8.球阀II，9.常闭球阀II，10.旁路管道Ⅳ，11.旁路管道Ⅴ，12.管道Ⅱ，13.管道Ⅲ，14.管道Ⅰ。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明：
如图1所示，一种燃机电厂余热锅炉中压给水梯级利用加热天然气系统，它包括一个性能加热器2，一个天然气加热器4，一条连接性能加热器2与天然气加热器4的管道Ⅰ14，管道Ⅰ14上设置一截止阀II3；性能加热器2进气、出气口分别连接天然气进气、出气管道Ⅱ12，天然气的出气、进气管道Ⅱ12连接一旁路管道Ⅳ10，该旁路管道Ⅳ10上设置一常闭球阀I7；天然气加热器4进气、出气口分别连接天然气进气、出气管道Ⅲ13，天然气出气、进气管道Ⅲ13连接一旁路管道Ⅴ11，该旁路管道Ⅴ11上设置一常闭球阀II9。
性能加热器2进水口与天然气加热器4出水口分别与余热锅炉中压给水管道和低压省煤器入口连接，在连接管道上分别设有截止阀I1和截止阀III5。
来自余热锅炉约220℃的中压给水首先进入前置模块的性能加热器2对天然气进行加热，将天然气加热到约180℃，换热后的中压给水温度降至80℃左右，随后进入调压站模块的天然气加热器4对天然气进行预加热，可将天然气温度提高约11℃，换热后的中压给水回至余热锅炉低压省煤器入口，完成对天然气的加热过程。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (4)
1.一种燃机电厂余热锅炉中压给水梯级利用加热天然气系统，其特征是，包括：性能加热器，天然气加热器，连接性能加热器出水口与天然气加热器进水口的管道Ⅰ，性能加热器进气、出气口分别连接天然气进气、出气管道Ⅱ，天然气加热器进气、出气口分别连接天然气进气、出气管道Ⅲ；在管道Ⅱ和管道Ⅲ上分别设置连接天然气进气口和出气口的旁路管道Ⅳ和旁路管道Ⅴ，在管道Ⅰ上设置截止阀Ⅱ，在旁路管道Ⅳ和旁路管道Ⅴ上分别设置常闭球阀I和常闭球阀Ⅱ；
来自余热锅炉的中压给水首先进入前置模块的性能加热器对天然气进行加热，换热后的中压给水进入调压站模块的天然气加热器对天然气进行预加热，再次换热后的中压给水回至余热锅炉低压省煤器入口，完成对天然气的加热过程。
2.如权利要求1所述的一种燃机电厂余热锅炉中压给水梯级利用加热天然气系统，其特征是，所述性能加热器进水口与天然气加热器出水口分别与余热锅炉中压给水管道和低压省煤器入口连接，在连接管道上分别设有截止阀I,和截止阀III。
3.如权利要求1所述的一种燃机电厂余热锅炉中压给水梯级利用加热天然气系统，其特征是，所述管道Ⅱ和管道Ⅲ上分别设置球阀I和球阀Ⅱ。
4.如权利要求1所述的一种燃机电厂余热锅炉中压给水梯级利用加热天然气系统，其特征是，所述性能加热器与天然气加热器串联连接。
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