CN109322745A - 天然气加热系统、调压站和燃气轮机联合循环机组 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种调压站天然气加热系统、天然气调压站和燃气轮机联合循环机组。所述调压站天然气加热系统包括：换热器和锅炉；其中，换热器的进气口和天然气管道连通，换热器的进水口通过供水管道和所述锅炉连接；换热器用于利用热源水加热流经所述换热器的天然气；锅炉用于通过所述供水管道向所述换热器输送所述热源水。本发明提供的天然气加热系统、调压站将热源供应和热源与天然气的换热隔离开，并且在系统内对热源水循环利用、循环加热，提高了系统的安全性以及降低了能耗。
Description
技术领域
本发明涉及燃气轮机技术领域，特别是涉及一种天然气加热系统、调压站和燃气轮机联合循环机组。
背景技术
在天然气进入燃气轮机等之前，需要降低天然气的压力。天然气减压会导致天然气的温度降低。一般情况下，天然气压力每降低1MPa，天然气温度就降低5℃。为了保证减压后的天然气温度高于烃的露点温度，在减压前需要对天然气进行加热。另外，燃气轮机等在运行过程中，对天然气温度也有一定要求，以保证燃气轮机运行稳定。因此，需要在与燃气轮机联合循环机组配套的调压站中设计天然气加热系统，以保证减压后的天然气温度高于烃的露点温度以及满足燃气轮机对天然气温度的要求。
目前，调压站中天然气加热系统有以下几种形式。一、采用水浴炉加热天然气，二、采用电加热器加热天然气，三、利用电厂所提供的热源加热天然气。
对于采用水浴炉加热天然气的系统，是将加热炉本体、燃烧器以及换热盘管集成在一起，其系统控制较为复杂，在后期维护过程中，不便于进行水浴炉的燃烧调整。对于采用电加热器加热天然气的系统，则电耗较高。对于利用电厂所提供的热源加热天然气的系统，容易出现热源品位不足的情况，导致系统不稳定。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点和存在的问题，本发明的目的在于提供一种天然气加热系统、调压站和燃气轮机联合循环机组，用于在能耗较少的情况下满足天然气的加热需求，以及提高系统的安全性。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供了一种调压站天然气加热系统，所述调压站天然气加热系统包括：换热器和锅炉；其中，换热器的进气口和天然气管道连通，换热器的进水口通过供水管道和所述锅炉连接；所述换热器用于利用热源水加热流经所述换热器的天然气；所述锅炉用于通过所述供水管道向所述换热器输送所述热源水。
于本发明的一个实施例中，所述换热器为管壳式换热器。
于本发明的一个实施例中，所述换热器通过回水管道和所述锅炉连通，以使对天然气进行加热后的热源水通过所述回水管道回流至所述锅炉中。
于本发明的一个实施例中，在与所述换热器的进气口连通的天然气管道上还设置有过滤器。
于本发明的一个实施例中，所述换热器的出气口通过管道和一级调压器连通，所述一级调压器通过管道和二级调压器连通；所述一级调压器用于对从所述换热器的出气口流出的天然气进行一级调压；所述二级调压器用于对经过所述一级调压器一级调压后的天然气进行二级调压。
于本发明的一个实施例中，，在所述换热器的出气口和所述一级调压器之间的管道上设置有电加热器。
于本发明的一个实施例中，所述换热器的出气口和所述一级调压器之间还设置有旁路管道，以使天然气绕过所述电加热器。
于本发明的一个实施例中，所述二级调压器通过管道和所述锅炉连通，以使经过所述二级调压器二级调压的天然气用作所述锅炉的燃料。
本发明提供了一种天然气调压站，包括上文所述的调压站天然气加热系统。
本发明提供了一种燃气轮机联合循环机组，包括上文所述的天然气调压站。
如上所述，本发明提供的天然气加热系统、调压站和燃气轮机联合循环机组，具有以下有益效果：通过本发明提供的调压站天然气加热系统、天然气调压站，可以利用热水锅炉燃烧天然气来加热热源水，热源水和天然气在换热器中进行充分热交换，以提高天然气温度；本发明提供的调压站天然气加热系统、天然气调压站将热源供应和热源与天然气的换热隔离开，并且在系统内对热源水循环利用、循环加热，提高了系统的安全性以及降低了能耗。
附图说明
图1显示为本发明实施例提供的天然气加热系统的结构示意图。
元件标号说明(核对附图标记)
1 第一过滤器
2 第二过滤器
3 第一换热器
4 第二换热器
5 电加热器
6 第一调压器
7 第二调压器
8 第三调压器
9 第四调压器
10 第一锅炉
11 第二锅炉
12 第三锅炉
13 水箱
14 第一水泵
15 第二水泵
16 供水管道
17 回水管道
18 下游设备天然气进口
19 天然气入口
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
须知，本说明书所附图中所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
以天然气为燃料的机器，例如燃气轮机，对天然气有一定要求，例如天然气成分、热值、温度、压力杂质、微量元素等。在天然气管道中的天然气进入机器的燃料模块前，需要按照机器的要求降低天然气的压力，但是减压会导致温度的降低，为了使得减压后的天然气符合机器的要求，需要对天然气进行加热。
本发明实施例提供了一种调压站天然气加热系统。所述调压站天然气加热系统可以用于燃气轮机联合循环机组的调压站。如图1所示，天然气通过天然气入口19进入调压站天然气加热系统。天然气管道上设置有第一过滤器1，天然气经过第一过滤器1，以除去固体杂质颗粒以及液滴等。所述调压站天然气加热系统还设置有第二过滤器2，设置于和设置有第一过滤器1的天然气管道平行的备用天然气管道上。第二过滤器2当做备用过滤器。
经过第一过滤器1或第二过滤器2过滤的天然气经第一换热器3的进气口进入第一换热器3。调压站天然气加热系统还设置有第二换热器4，以作为备用的换热器。第一换热器3和第二换热器4具体可以为管壳式换热器。
在第一换热器3中进行水气的热交换，以加热天然气。加热后的天然气从第一换热气3的出气口流出后，一部分经由下游设备天然气入口18进入下游设备；另一部分经由调压站天然气加热系统的调压器调压，经过调压的天然气或部分天然气进入到锅炉，作为锅炉的燃料。
调压站天然气加热系统的调压部位可以分为两路：主路和备用路。主路上的调压器为第一调压器6、第三调压器8，分别用于完成主路上的一级调压和二级调压。备用路上的调压器为第二调压器7和第四调压器9，分别用于完成备用路上的一级调压和二级调压。
在调压站天然气加热系统的调压部位之前，调压站天然气加热系统还设置有电加热器5，由于锅炉用的天然气调压压降很大，在极限情况下节流产生的温降会导致天然气温度低于0℃产生冰堵，因此在调压器之前设置电加热器5，可以在第一换热器3没有投入运行前使用电加热器5以防止冰堵的发生。设置电加热器5部位还包括旁路管道，以使在运行锅炉能够稳定提供热源水，第一换热器3稳定运行时，可以将电加热器5停运，使得天然气从所述旁路管道通过。
锅炉可以包括第一锅炉10、第二锅炉11和第三锅炉12；其中，第一锅炉10和第二锅炉11可以用作运行锅炉，第三锅炉12用作备用锅炉。运行锅炉加热热源水，并通过供水管道16向第一换热器3供给热源水，以使第一换热器3利用热源水加热流经其的天然气。供水管道上设置有第一水泵14和第二水泵15；其中的第一水泵14可以用作运行水泵，另一个用作备用水泵。
第一换热器3利用过的热源水经过回水管道17流回运行锅炉，以再次利用，节省了水资源以及减少了运行锅炉的能耗。
调压站天然气加热系统还设置有水箱13，用于向运行锅炉补充水。
在一个示例中，运行锅炉的燃烧室入口安装有电磁阀，该阀门主要作用是在运行锅炉停运或紧急情况下切断天然气的供应。第一水泵14或第二水泵15的上游安装有Y型过滤器和蝶阀，下游安装止回阀和蝶阀。在出口的给水母管和回水母管之间，安装有回流阀，当第一换热器3前后的阀门关断而水泵14或水泵15尚未关闭时，热源水通过该阀门进行回流。
本发明实施例提供了一种天然气调压站，包括上文所述的调压站天然气加热系统。
本发明提供实施例了一种燃气轮机联合循环机组，包括上文所述的天然气调压站。
通过本发明实施例提供的调压站天然气加热系统、天然气调压站，可以利用热水锅炉燃烧天然气来加热热源水，热源水和天然气在换热器中进行充分热交换，以提高天然气温度；本发明提供的天然气加热系统、调压站将热源供应和热源与天然气的换热隔离开，并且在系统内对热源水循环利用、循环加热，提高了系统的安全性以及降低了能耗。
综上所述，本发明能够有效克服现有技术中的缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种调压站天然气加热系统，其特征在于，所述调压站天然气加热系统包括：换热器和锅炉；其中，换热器的进气口和天然气管道连通，换热器的进水口通过供水管道和所述锅炉连接；
所述换热器用于利用热源水加热流经所述换热器的天然气；
所述锅炉用于通过所述供水管道向所述换热器输送所述热源水。
2.根据权利要求1所述的调压站天然气加热系统，其特征在于，所述换热器为管壳式换热器。
3.根据权利要求1所述的调压站天然气加热系统，其特征在于，所述换热器通过回水管道和所述锅炉连通，以使对天然气进行加热后的热源水通过所述回水管道回流至所述锅炉中。
4.根据权利要求1所述的调压站天然气加热系统，其特征在于，在与所述换热器的进气口连通的天然气管道上还设置有过滤器。
5.根据权利要求1所述的调压站天然气加热系统，其特征在于，所述换热器的出气口通过管道和一级调压器连通，所述一级调压器通过管道和二级调压器连通；
所述一级调压器用于对从所述换热器的出气口流出的天然气进行一级调压；
所述二级调压器用于对经过所述一级调压器一级调压后的天然气进行二级调压。
6.根据权利要求5所述的调压站天然气加热系统，其特征在于，在所述换热器的出气口和所述一级调压器之间的管道上设置有电加热器。
7.根据权利要求6所述的调压站天然气加热系统，其特征在于，所述换热器的出气口和所述一级调压器之间还设置有旁路管道，以使天然气绕过所述电加热器。
8.根据权利要求5所述的调压站天然气加热系统，其特征在于，所述二级调压器通过管道和所述锅炉连通，以使经过所述二级调压器二级调压的天然气用作所述锅炉的燃料。
9.一种天然气调压站，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的调压站天然气加热系统。
10.一种燃气轮机联合循环机组，其特征在于，包括权利要求9所述的天然气调压站。
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