CN110284971A - 天然气发电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及天然气发电设备的技术领域，提供了一种天然气发电系统包括第一气流通道、设置在第一气流通道上的燃气轮机、与燃气轮机传动连接的第一发电机、设置在燃气轮机上游的第一气流通道上的第一降气压器，以及废热回收装置；废热回收装置包括第一水流循环通道、第一热交换器，以及第二热交换器；燃气轮机的排烟通道通过第一热交换器与第一水流循环通道进行热交换，第一降气压器与燃气轮机之间的第一气流通道通过第二热交换器与第一水流循环通道进行热交换。第二热交换器能够提升第一气流通道内经过第一降气压器降压后的气体温度；充分利用了燃气轮机产生的余热，减少了能源损耗。
Description
技术领域
本发明属于天然气发电设备的技术领域，更具体地说，是涉及一种天然气发电系统。
背景技术
在现代环保要求日益提高的今天，采用天然气燃烧发电应用越来越广泛。天然气管线中的气压压力较高，如果要通过燃气轮机燃烧天然气发电，需要降低天然气的气压；可是天然气的压力在降低过程中，体积膨胀，气体温度急剧降低，为了便于天然气的燃烧，需要采用额外的加热器对气体进行加热以提升天然气的温度，消耗了额外的能源。
发明内容
本发明的目的在于提供一种天然气发电系统，以解决现有技术中存在的天然气降压后采用额外的加热器加热造成能源损耗的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种天然气发电系统包括第一气流通道、设置在所述第一气流通道上的燃气轮机、与所述燃气轮机传动连接的第一发电机、设置在所述燃气轮机上游的所述第一气流通道上的第一降气压器，以及废热回收装置；所述废热回收装置包括第一水流循环通道、第一热交换器，以及第二热交换器；所述燃气轮机的排烟通道通过所述第一热交换器与所述第一水流循环通道进行热交换，所述第一降气压器与所述燃气轮机之间的所述第一气流通道通过所述第二热交换器与所述第一水流循环通道进行热交换。
进一步地，所述第一热交换器包括第二水流循环通道、锅炉，以及凝汽器；所述燃气轮机的排烟通道通过所述锅炉与所述第二水流循环通道进行热交换，所述第二水流循环通道通过所述凝汽器与所述第一水流循环通道进行热交换。
进一步地，所述第二水流循环通道上设置有蒸汽轮机，所述蒸汽轮机上传动连接有第二发电机。
进一步地，所述第一降气压器上游的所述第一气流通道上设置有气体干燥装置。
进一步地，所述第一水流循环通道上设置有冷却源。
进一步地，所述第一水流循环通道上设置有水泵，和/或所述第二水流循环通道上设置有水泵。
进一步地，还包括第二气流通道、第二降气压器，以及第三热交换器，所述第二气流通道与所述第一降气压器和所述燃气轮机之间的所述第一气流通道连通，所述第二降气压器设置在所述第二气流通道上，所述第一水流循环通道通过所述第三热交换器与所述第二降气压器下游的所述第二气流通道进行热交换。
进一步地，所述第一降气压器传动连接有第三发电机，和/或所述第二降气压器传动连接有第四发电机。
进一步地，所述第一降气压器为膨胀机，和/或所述第二降气压器为膨胀机。
进一步地，所述第二热交换器为换热器，和/或所述第三热交换器为换热器。
本发明提供的天然气发电系统的有益效果在于：与现有技术相比，本发明天然气发电系统第一气流通道中的天然气经过第一降气压器降压之后进入到燃气轮机燃烧，燃气轮机在燃烧过程中通过第一发电机发电；燃气轮机产生的高温烟气通过第一热交换器与第一水流循环通道进行热交换，即高温烟气中的热量被传递到第一水流循环通道内；第一水流循环通道内的热量通过第二热交换器传递到第一降气压器和燃气轮机之间的第一气流通道上，使得第二热交换器能够提升第一气流通道内经过第一降气压器降压后的气体温度；充分利用了燃气轮机产生的余热，减少了能源损耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的天然气发电系统的原理结构示意图一；
图2为本发明实施例提供的天然气发电系统的原理结构示意图二；
图3为本发明实施例提供的天然气发电系统的原理结构示意图三；
图4为本发明实施例提供的天然气发电系统的原理结构示意图四。
其中，图中各附图标记：
11-第一气流通道；12-燃气轮机；13-第一发电机；14-第一降气压器；15-气体干燥装置；2-废热回收装置；21-第一水流循环通道；22-第一热交换器；221-第二水流循环通道；222-锅炉；223-凝汽器；23-第二热交换器；241-蒸汽轮机；242-第二发电机；25-冷却源；26-水泵；31-第二气流通道；32-第二降气压器；33-第三热交换器；41-第三发电机；42-第四发电机；51-旁路减压系统。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请一并参阅图1，现对本发明提供的天然气发电系统进行说明。天然气发电系统包括第一气流通道11、设置在第一气流通道11上的燃气轮机12、与燃气轮机12传动连接的第一发电机13、设置在燃气轮机12上游的第一气流通道11上的第一降气压器14，以及废热回收装置2；废热回收装置2包括第一水流循环通道21、第一热交换器22，以及第二热交换器23；燃气轮机12的排烟通道通过第一热交换器22与第一水流循环通道21进行热交换，第一降气压器14与燃气轮机12之间的第一气流通道11通过第二热交换器23与第一水流循环通道21进行热交换。
如此，第一气流通道11中的天然气经过第一降气压器14降压之后进入到燃气轮机12燃烧，燃气轮机12在燃烧过程中通过第一发电机13发电；燃气轮机12产生的高温烟气通过第一热交换器22与第一水流循环通道21进行热交换，即高温烟气中的热量被传递到第一水流循环通道21内；第一水流循环通道21内的热量通过第二热交换器23传递到第一降气压器14和燃气轮机12之间的第一气流通道11上，使得第二热交换器23能够提升第一气流通道11内经过第一降气压器14降压后的气体温度；充分利用了燃气轮机12产生的余热，减少了能源损耗。
可选的，在一个实施例中，第一气流通道11环通道为金属/塑料制成的气管。
可选的，在一个实施例中，第一水流循环通道21为金属/塑料制成的水管。
可选的，在一个实施例中，第二水流循环通道221为金属/塑料制成的水管。
可选的，在一个实施例中，气体干燥装置15下游的第一气流通道11上直接连接有旁路减压系统51直接至燃气轮机12。如此，一旦第一降气压器14发生故障，则可以采用旁路减压系统51替代。具体的，在一个实施例中，旁路减压系统51为膨胀机。
进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的天然气发电系统的一种具体实施方式，第一热交换器22包括第二水流循环通道221、锅炉222，以及凝汽器223；燃气轮机12的排烟通道通过锅炉222与第二水流循环通道221进行热交换，第二水流循环通道221通过凝汽器223与第一水流循环通道21进行热交换。如此，排烟通道内的高温气体到达锅炉222内之后即可加热经过锅炉222中第二水流循环通道221内的水，第二水流循环通道221内被加热的水通过凝汽器223与第一水流循环通道21进行热交换，提升第一水流循环通道21内水的温度。
进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的天然气发电系统的一种具体实施方式，第二水流循环通道221上设置有蒸汽轮机241，蒸汽轮机241上传动连接有第二发电机242。如此，第二水流循环通道221中的水被锅炉222加热后形成的蒸汽通过蒸汽轮机241工作，蒸汽轮机241带动第二发电机242进行发电，充分利用热能。
进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的天然气发电系统的一种具体实施方式，第一降气压器14上游的第一气流通道11上设置有气体干燥装置15。如此，第一气流通道11内的气体进入到第一降气压器14时能够先进行干燥。
具体的，在一个实施例中，气体干燥装置15为吸附式干燥系统。
进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的天然气发电系统的一种具体实施方式，第一水流循环通道21上设置有冷却源25。如此，冷却源25能够控制第一水流循环通道21内的温度。
具体的，在一个实施例中，冷却源25可以是冷却塔，也可以是对外环境的江河湖海。
请参阅图2或图3，在一个实施例中，第一水流循环通道21分为两路，一路通过冷却源25完成降温；一路通过第二热交换器23冷却。
进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的天然气发电系统的一种具体实施方式，第一水流循环通道21上设置有水泵26，和/或第二水流循环通道221上设置有水泵26。如此，水泵26能够提升第一水流循环通道21水流速度/水压，同理，水泵26能够提升第二水流循环通道221水流速度/水压。
进一步地，请参阅图3或图4，作为本发明提供的天然气发电系统的一种具体实施方式，还包括第二气流通道31、第二降气压器32，以及第三热交换器33，第二气流通道31与第一降气压器14和燃气轮机12之间的第一气流通道11连通，第二降气压器32设置在第二气流通道31上，第一水流循环通道21通过第三热交换器33与第二降气压器32下游的第二气流通道31进行热交换。如此，第一气流通道11经过第一降气压器14后能够再通过第二降气压器32进行进一步降压(第一气流通道11通过第一降气压器14降压主要是为了提供燃气轮机12所需的气压；第一气流通道11依次通过第一降气压器14和第二降气压器32降压是为了提供人们生活所用气的气压)，第一水流循环通道21上的第三热交换器33能够提升第二降气压器32下游的第二气流通道31内气体的温度，避免第二降气压器32在降压过程中第二气流通道31内气体温度降低。
进一步地，请参阅图3或图4，作为本发明提供的天然气发电系统的一种具体实施方式，第一降气压器14传动连接有第三发电机41，和/或第二降气压器32传动连接有第四发电机42。如此，第三发电机41能够利用第一降气压器14在降压时释放的能量发电；同理，第四发电机42能够利用第二降气压器32在降压时释放的能量发电。
进一步地，请参阅图3或图4，作为本发明提供的天然气发电系统的一种具体实施方式，第一降气压器14为膨胀机，和/或第二降气压器32为膨胀机。如此，膨胀机具有流量大、结构简单、体积小的特点。
进一步地，请参阅图3或图4，作为本发明提供的天然气发电系统的一种具体实施方式，第二热交换器23为换热器，和/或第三热交换器33为换热器。如此，换热器结构简单，成本低廉。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.天然气发电系统，其特征在于：包括第一气流通道、设置在所述第一气流通道上的燃气轮机、与所述燃气轮机传动连接的第一发电机、设置在所述燃气轮机上游的所述第一气流通道上的第一降气压器，以及废热回收装置；所述废热回收装置包括第一水流循环通道、第一热交换器，以及第二热交换器；所述燃气轮机的排烟通道通过所述第一热交换器与所述第一水流循环通道进行热交换，所述第一降气压器与所述燃气轮机之间的所述第一气流通道通过所述第二热交换器与所述第一水流循环通道进行热交换。
2.如权利要求1所述的天然气发电系统，其特征在于：所述第一热交换器包括第二水流循环通道、锅炉，以及凝汽器；所述燃气轮机的排烟通道通过所述锅炉与所述第二水流循环通道进行热交换，所述第二水流循环通道通过所述凝汽器与所述第一水流循环通道进行热交换。
3.如权利要求1所述的天然气发电系统，其特征在于：所述第二水流循环通道上设置有蒸汽轮机，所述蒸汽轮机上传动连接有第二发电机。
4.如权利要求1所述的天然气发电系统，其特征在于：所述第一降气压器上游的所述第一气流通道上设置有气体干燥装置。
5.如权利要求1所述的天然气发电系统，其特征在于：所述第一水流循环通道上设置有冷却源。
6.如权利要求2所述的天然气发电系统，其特征在于：所述第一水流循环通道上设置有水泵，和/或所述第二水流循环通道上设置有水泵。
7.如权利要求1至6任一项所述的天然气发电系统，其特征在于：还包括第二气流通道、第二降气压器，以及第三热交换器，所述第二气流通道与所述第一降气压器和所述燃气轮机之间的所述第一气流通道连通，所述第二降气压器设置在所述第二气流通道上，所述第一水流循环通道通过所述第三热交换器与所述第二降气压器下游的所述第二气流通道进行热交换。
8.如权利要求7所述的天然气发电系统，其特征在于：所述第一降气压器传动连接有第三发电机，和/或所述第二降气压器传动连接有第四发电机。
9.如权利要求7所述的天然气发电系统，其特征在于：所述第一降气压器为膨胀机，和/或所述第二降气压器为膨胀机。
10.如权利要求7所述的天然气发电系统，其特征在于：所述第二热交换器为换热器，和/或所述第三热交换器为换热器。
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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 | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190927 |