CN109356724B - 烟气余热供热与进气冷却、燃气加热耦合方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种烟气余热供热与进气冷却、燃气加热耦合方法，应用于9F型燃机联合循环机组，包括燃气轮机、余热锅炉、燃机压气机入口空气冷却器、烟气换热器、吸收式热泵、天然气加热器；天然气加热器、燃机压气机入口空气冷却器与燃气轮机连接，燃气轮机与余热锅炉连接；燃机压气机入口空气冷却器通过第一冷却水管路与吸收式热泵连接，烟气换热器通过第二冷却水管路与吸收式热泵连接；吸收式热泵与机组循环水系统及热网系统连接；吸收式热泵与驱动蒸汽管路连接；天然气加热器通过天然气加热水管路与吸收式热泵连接。本发明实现了吸收式热泵的最大化利用，和全年全季节收益最大化。
Description
技术领域
本发明属于火力发电技术领域，尤其涉及一种烟气余热供热与进气冷却、燃气加热耦合方法。
背景技术
燃机联合循环机组当前存在几个方面问题，一是夏季工况下由于环境温度升高，燃机出力下降，进而影响整个联合循环机组的出力；二是余热锅炉排烟余热存在较大浪费；三是天然气温度偏低时影响联合循环发电效率，需要保证一定进入燃机的天然气温度。以上对于9F型燃机联合循环机组尤为突出。
由于燃机工作特性，环境温度升高后，导致进入压气机空气质量下降，导致燃机出力降低。同时，环境空气湿度等条件，也影响燃机出力。余锅锅炉始终存在烟气排烟废热，如果不加以利用，将存在很大废热损失。但是烟气余热利用，受制于烟气换热回收设备和余热用途两个方面。一是需要解决低温换热设备防止腐蚀问题，二回需要解决余热回收的消纳问题。
天然气进入燃机进行燃烧前，其温度偏低时，影响燃机效率及联合循环热效率。
此外，由于在当前负荷率及深度调峰等外部环境条件下，单独进行燃机进气冷却或烟气余热利用改造，只能实现在夏季或冬季单独工作，投资都比较大，技术经济性都相对不好，需要研究耦合利用系统，使得一次设备投资能在全季节运行，发挥更大技术经济性。
发明内容
本发明的目的是提供一种9F型燃机联合循环机组一种烟气余热供热与进气冷却、燃气加热耦合方法，通过设置吸收式热泵系统，在夏季工况下，回收燃机压气机入口空气的热量以冷却入口空气，提高燃机和联合循环出力，同时在冬季工况下，回收余热锅炉排烟烟气余热用于对外供热，此外，利用回热的烟气余热或空气热量加热天然气进气，以进一步提高循环热效率，实现发挥吸收式热泵装置系统的最大化利用，和全年全季节收益最大化。
本发明提供了一种一种烟气余热供热与进气冷却、燃气加热耦合方法，应用于9F型燃机联合循环机组，包括燃气轮机、余热锅炉、燃机压气机入口空气冷却器、烟气换热器、吸收式热泵、天然气加热器；天然气加热器、燃机压气机入口空气冷却器与燃气轮机连接，燃气轮机与余热锅炉连接；
燃机压气机入口空气冷却器通过第一冷却水管路与吸收式热泵连接，烟气换热器通过第二冷却水管路与吸收式热泵连接；吸收式热泵与机组循环水系统及热网系统连接；吸收式热泵与驱动蒸汽管路连接；天然气加热器通过天然气加热水管路与吸收式热泵连接；
在夏季工况下，吸收式热泵用于消耗驱动蒸汽，回收所述燃机压气机入口空气冷却器中空气的热量，进入机组循环水系统，以降低燃机压气机入口空气温度；在冬季工况下，吸收式热泵用于消耗驱动蒸汽，回收烟气换热器中的排烟余热，向热网系统供热。
借由上述方案，通过一种烟气余热供热与进气冷却、燃气加热耦合方法，利用吸收式热泵，在夏季工况下，回收燃机压气机入口空气的热量以冷却入口空气，提高了燃机和联合循环出力，同时在冬季工况下，回收余热锅炉排烟烟气余热用于对外供热，此外，利用回热的烟气余热或空气热量加热天然气进气，进一步提高了循环热效率，实现了吸收式热泵的最大化利用，和全年全季节收益最大化。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1为本发明一种烟气余热供热与进气冷却、燃气加热耦合方法的结构示意图。
图中标号：
1-燃气轮机；2-余热锅炉；3-燃机压气机入口空气冷却器；4-余锅烟气换热器；5-吸收式热泵；6-驱动蒸汽管路；7-机组循环冷却水或热网循环水管路；8-第一冷却水管路；9-第二冷却水管路；10-天然气加热器；11-天然气加热水管路。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参图1所示，本实施例提供了一种一种烟气余热供热与进气冷却、燃气加热耦合方法，应用于9F型燃机联合循环机组，包括燃气轮机1、余热锅炉2、燃机压气机入口空气冷却器3、烟气换热器4、吸收式热泵5、天然气加热器10；天然气加热器10、燃机压气机入口空气冷却器3与燃气轮机1连接，燃气轮机1与余热锅炉2连接；
燃机压气机入口空气冷却器3通过第一冷却水管路8与吸收式热泵5连接，烟气换热器4通过第二冷却水管路9与吸收式热泵5连接；吸收式热泵5与机组循环水系统及热网系统连接；吸收式热泵5与驱动蒸汽管路6连接；天然气加热器10通过天然气加热水管路11与吸收式热泵5连接；
在夏季工况下，吸收式热泵5用于消耗驱动蒸汽，回收燃机压气机入口空气冷却器3中空气的热量，进入机组循环水系统，以降低燃机压气机入口空气温度；在冬季工况下，吸收式热泵5用于消耗驱动蒸汽，回收烟气换热器4中的排烟余热，向热网系统供热。
该一种烟气余热供热与进气冷却、燃气加热耦合方法，通过吸收式热泵，在夏季工况下，回收燃机压气机入口空气的热量以冷却入口空气，提高了燃机和联合循环出力，同时在冬季工况下，回收余热锅炉排烟烟气余热用于对外供热，此外，利用回热的烟气余热或空气热量加热天然气进气，进一步提高了循环热效率，实现了吸收式热泵的最大化利用，和全年全季节收益最大化。
下面对本发明作进一步详细说明。
燃气轮机1中做功完的高温烟气进入余热锅炉2，余热锅炉2排烟热量，经过烟气换热器4表面换热或者蒸发换热，第二冷却水管路9中的冷却水回收，燃机压气机入口空气经过燃机压气机入口空气冷却器3，通过表面换热或蒸发换热被第一冷却水管路8中的冷却水回收，天然气经过天然气加热器10中的天然气加热水管路11预先表面换热加热后，进入燃机轮机1的燃烧室，燃机压气机入口空气冷却器3中的空气热量，被第一冷却水管路8中的冷却水吸收后，进入吸收式热泵5，余热锅炉排烟余热经过烟气换热器4被第二冷却水管路9中的冷却水回收，进入吸收式热泵5，驱动蒸汽管路6中的驱动蒸汽进入吸收式热泵5的发生器，第一冷却水管路8或第二冷却水管路9中的冷却水进入吸收式热泵5的蒸发器，机组循环冷却水或热网循环水管路7和天然气加热水管路11中的加热水均进入吸收式热泵5的吸收器。
在夏季工况下，吸收式热泵5消耗部分驱动蒸汽，驱动蒸汽压力为0.2-0.4MPa、过热度不超过10℃的过热蒸汽，回收燃机压气机入口空气冷却器3中空气的热量，进入机组循环水系统，进而降低燃机入口空气温度，可实现空气温度从35℃降低至27℃，实现燃机出力增加6％或热耗降低0.5％。
在冬季工况下，吸收式热泵5消耗部分驱动蒸汽，驱动蒸汽压力为0.2-0.4MPa、过热度不超过10℃的过热蒸汽，回收烟气换热器4中的排烟余热，烟气温度可从80℃降低至30℃，通过热网循环水管路对外供热，将热网水从50℃提升到80℃，实现余热排烟废热的利用，提高联合循环效率，同时增加全厂供热能力约25％，年折合节约标煤约4万吨。
同时，在上述工况下，均可以利用吸收式热泵5回收的空气热量或烟气热量，通过天然气加热器10来预先加热进入燃气轮机1燃烧室的天然气，可以进一步提高联合循环热效率约0.1％。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种烟气余热供热与进气冷却、燃气加热耦合方法，该方法采用烟气余热供热与进气冷却、燃气加热耦合系统，应用于9F型燃机联合循环机组，其特征在于，
系统包括燃气轮机、余热锅炉、燃机压气机入口空气冷却器、烟气换热器、吸收式热泵、天然气加热器；所述天然气加热器、燃机压气机入口空气冷却器与所述燃气轮机连接，所述燃气轮机与所述余热锅炉连接；
所述燃机压气机入口空气冷却器通过第一冷却水管路与所述吸收式热泵连接，所述烟气换热器通过第二冷却水管路与所述吸收式热泵连接；所述吸收式热泵与机组循环水系统及热网系统连接；所述吸收式热泵与驱动蒸汽管路连接；所述天然气加热器通过天然气加热水管路与所述吸收式热泵连接；
在夏季工况下，所述吸收式热泵用于消耗驱动蒸汽，驱动蒸汽压力为0.2-0.4MPa、过热度不超过10℃的过热蒸汽，回收所述燃机压气机入口空气冷却器中空气的热量，进入机组循环水系统，以降低燃机压气机入口空气温度；在冬季工况下，所述吸收式热泵用于消耗驱动蒸汽，驱动蒸汽压力为0.2-0.4MPa、过热度不超过10℃的过热蒸汽，回收所述烟气换热器中的排烟余热，向热网系统供热；
所述方法具体包括,如下：
S1：燃气轮机中做功完的高温烟气进入余热锅炉；
S2：余热锅炉利用排烟热量，通过烟气换热器进行表面换热或蒸发换热；
S3：第二冷却水管路中的冷却水回收余热锅炉的烟气余热；
S4：燃机压气机入口空气经过燃机压气机入口空气冷却器，在表面换热或蒸发换热后，被第一冷却水管路中的冷却水回收；
S5：天然气经过天然气加热器预先表面换热加热后，进入燃气轮机的燃烧室；
S6：燃机压气机入口空气冷却器中的空气热量，被第一冷却水管路中的冷却水吸收后，进入吸收式热泵；
S7：余热锅炉排烟余热经过烟气换热器被第二冷却水管路中的冷却水回收，进入吸收式热泵；
S8：驱动蒸汽管路中的驱动蒸汽进入吸收式热泵的发生器；
S9：第一冷却水管路或第二冷却水管路中的冷却水进入吸收式热泵的蒸发器；
S10：机组循环冷却水或热网循环水管路和天然气加热水管路中的加热水均进入吸收式热泵的吸收器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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