CN111365131B - 一种燃气轮机排烟余热驱动的功冷联供系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于功冷联供领域,提供燃气轮机排烟余热驱动的功冷联供系统及其方法。它解决了功冷联供系统发电功率低且燃气轮机排烟余热的利用率低的问题,具有发电功率高且燃气轮机排烟余热的利用率高的效果。其中,燃气轮机排烟余热驱动的功冷联供系统包括再压缩超临界CO2动力循环子系统、卡琳娜循环子系统及氨吸收式制冷循环子系统,再压缩超临界CO2动力循环系统用于利用燃气轮机的排烟驱动透平I做功,产生电力;卡琳娜循环系统用于将所述再压缩超临界CO2动力循环系统利用后的燃气轮机的排烟余热传送至余热锅炉,以驱动透平II做功,产生电力;氨吸收式制冷循环系统用于回收所述再压缩超临界CO2动力循环系统主压缩管路中CO2的部分热量进行制冷。
Description
技术领域
本发明属于功冷联供领域,尤其涉及一种燃气轮机排烟余热驱动的功冷联供系统及其方法。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息,不必然构成在先技术。
近年来,世界经济的不断增长对能源供应形成了长期的高度依赖,能源短缺问题日渐突出。同时大规模化石能源的开发利用带来的生态环境恶化以及能源消费所导致的污染排放,正逐渐影响到大气环境、水资源及生态系统的方方面面,构建新的能源体系迫在眉睫。其中,建设分布式能源系统是行之有效的一种方案。分布式能源是指分布在用户端的能源综合利用系统,一次能源以气体燃料为主,具有能效高、污染少、运行灵活、经济性好等优点。燃气轮机作为分布式能源中重要的动力系统之一,已广泛应用于电力,航空,舰船,军事等领域,其燃料以天然气为主,效率多在25%-43%之间。由于燃气轮机排烟温度较高,如何高效利用其高品位排气余热成为提高能源利用率的关键。
CO2具有稳定性好、环保性强、来源广泛,廉价易得等优点,此外,由于CO2临界点参数较低(7.38Mpa,30.98℃),可以较容易地使CO2达到超临界状态从而提高工质的做功能力。在此基础上,超临界CO2动力循环能够实现较高的发电效率,并通过结合再压缩技术,可以使循环冷却排热进一步减少,同时可以降低压缩机功耗,使发电效率进一步提高。在烟气余热动力回收中,由于CO2与烟气比热变化近似,换热过程将实现良好的匹配,因此再压缩超临界CO2动力循环(Recompression Supercritical CO2 Power Cycle,RSCPC)极适合回收利用燃气轮机排烟余热。对于500℃的烟气,RSCPC的循环效率能达到35%左右。虽然其循环效率很高,但是发明人发现,做功后的乏汽中进入主压缩机增压的那部分工质,仍有较大部分热量被冷却水带走。此外由于低温回热器和高温回热器的存在,使CO2工质与烟气的传热温差减小,但是CO2吸热温度的升高使得烟气在换热过程完成后的温度仍然很高,还具有非常大的利用价值,因此单纯靠RSCPC并不能达到对燃气轮机排烟余热的充分利用。
卡琳娜循环(Kalina Cycle,KC)在利用能量品味较低的中低温余热资源发电方面可以实现较高的热效率。该循环以非共沸混合物氨水作为工质,降低了工质沸点,而且使得蒸发器和冷凝器中的换热过程实现了“变温”匹配,有效减小了传热温差,降低了热交换过程的不可逆性。但是发明人发现,Kalina循环只适用于最高温度在300-400℃的热源,对于温度高达500℃左右的燃气轮机排烟,直接使用Kalina循环并不能达到理想的能量转化率。
发明内容
为了解决上述问题,本发明的第一个方面提供一种燃气轮机排烟余热驱动的功冷联供系统,其通过耦合再压缩超临界CO2动力循环、氨吸收式制冷循环和卡琳娜循环,能够提高燃气轮机排烟余热的利用率,减小联供系统的冷凝排热,使各传热过程得到良好的匹配,从而降低由传热温差造成的系统损,提升系统效率。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种燃气轮机排烟余热驱动的功冷联供系统,包括再压缩超临界CO2动力循环系统、卡琳娜循环系统及氨吸收式制冷循环系统,通过上述三个循环系统的耦合运行,以增加净电输出为主,制冷输出为辅,实现功冷联供;
所述再压缩超临界CO2动力循环系统用于利用燃气轮机的排烟驱动透平I做功,产生电力;
所述卡琳娜循环系统用于将所述再压缩超临界CO2动力循环系统利用后的燃气轮机的排烟余热传送至余热锅炉,以驱动透平II做功,产生电力;
所述氨吸收式制冷循环系统用于回收所述再压缩超临界CO2动力循环系统主压缩管路中CO2的部分热量进行制冷。
作为一种实施方式,所述再压缩超临界CO2动力循环系统包括加热器、透平I、高温回热器、低温回热器和冷却器;
所述加热器利用燃气轮机的燃机透平排烟余热来加热CO2工质并转变为高温高压状态并传送至透平I;
所述透平I在高温高压状态的工质驱动下膨胀做功,产生电力;
透平I做功后的工质依次流经高温回热器和低温回热,低温回热器出口的CO2分流为两股:一股直接增压;一股首先流经发生器驱动底部氨吸收式制冷循环,然后进入冷却器释放热量给冷却水,再升压后通过低温回热器回收做功后CO2乏汽的热量,然后和直接增压的那股工质汇合,汇合后的工质在高温回热器中吸收CO2乏汽的热量后再流入加热器中完成整个循环过程。
作为一种实施方式,所述低温回热器出口的CO2分流的一股工质直接进入再压缩机增压。
作为一种实施方式,低温回热器出口的CO2分流的一股流经发生器驱动底部氨吸收式制冷循环的工质,进入冷却器释放热量给冷却水转变为低温低压状态,再流入主压缩机升压到高压状态。
作为一种实施方式,所述卡琳娜循环系统包括余热锅炉、透平II、分离器、吸收器II、吸收器III、回热器I、回热器II和回热器III;
其中,吸收器III出口的氨水工质被加压后分流为两路:一路直接进入吸收器II;一路依次经回热器II和回热器III两级预热升温后进入分离器,所分离出的流体有两股,一股是分离器上部出口的饱和高浓度氨水蒸汽,该蒸汽通过回热器I释放热量后流入吸收器II;另一股是分离器下部出口的饱和低浓度氨水溶液,该溶液在回热器II中对进入分离器的工质一级预热,然后降压后再返回吸收器III;吸收器II中两路工质汇合后增压并通过回热器I预热后进入余热锅炉进一步吸收燃气轮机排烟余热;高温高压的氨水工质进入透平II做功,产生电力;做功后的乏汽流经回热器III对进入分离器的工质进行二级预热,之后汇入吸收器III完成闭式的卡琳娜循环。
作为一种实施方式,吸收器III出口的氨水工质通过泵III加压后分流为两路。
作为一种实施方式,从分离器下部出口流出的饱和低浓度氨水溶液,该溶液在回热器II中对进入分离器的工质一级预热,然后经过节流阀III降压后再返回吸收器III。
作为一种实施方式,吸收器II中两路工质汇合后经泵II增压到高压状态,并通过回热器I预热后进入余热锅炉进一步吸收燃气轮机排烟余热。
作为一种实施方式,所述氨吸收式制冷循环系统包括吸收器I、溶液换热器,发生器、精馏塔、冷凝器、预冷器和蒸发器;
其中,吸收器I出口的氨水工质升压后经溶液换热器预热后进入发生器吸收再压缩超临界CO2动力循环系统中主压缩管路中CO2的部分热量;在发生器中加热后产生的饱和蒸汽进入精馏塔进行精馏;精馏塔塔底的饱和氨水溶液回流到发生器中并从发生器底部排出,随后流经溶液换热器释放热量,最后降压后返回吸收器I;精馏塔塔顶的饱和氨水蒸汽进入冷凝器中被冷却水冷凝为饱和溶液,之后流入预冷器被进一步冷却;预冷后的氨水工质降压后进入蒸发器内蒸发制冷;蒸发器出口的制冷剂通过预冷器吸收冷凝器出口氨水工质的部分热量后返回吸收器I构成闭式的氨吸收式制冷循环。
作为一种实施方式,吸收器I出口的氨水工质经泵I升压到高压状态,再传送至溶液换热器。
作为一种实施方式,精馏塔塔底的饱和氨水溶液回流到发生器中并从发生器底部排出,随后流经溶液换热器释放热量,最后通过节流阀II节流降压后返回吸收器I。
作为一种实施方式,预冷后的氨水工质经节流阀I降压后进入蒸发器内蒸发制冷。
为了解决上述问题,本发明的第二个方面提供一种燃气轮机排烟余热驱动的功冷联供系统的工作方法,其通过耦合再压缩超临界CO2动力循环、氨吸收式制冷循环和卡琳娜循环,能够提高燃气轮机排烟余热的利用率,减小联供系统的冷凝排热,使各传热过程得到良好的匹配,从而降低由传热温差造成的系统损,提升系统效率。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种燃气轮机排烟余热驱动的功冷联供系统的工作方法,包括:
再压缩超临界CO2动力循环系统利用燃气轮机的排烟驱动透平I做功,产生电力;
卡琳娜循环系统将再压缩超临界CO2动力循环系统利用后的燃气轮机的排烟余热传送至余热锅炉,以驱动透平II做功,产生电力;
氨吸收式制冷循环系统回收再压缩超临界CO2动力循环系统主压缩管路中CO2的部分热量进行制冷;
通过再压缩超临界CO2动力循环系统、卡琳娜循环系统及氨吸收式制冷循环系统这三个循环系统的耦合运行,以增加净电输出为主,制冷输出为辅,实现功冷联供。
本发明的有益效果是:
(1)本发明的该系统由燃气轮机排烟余热驱动以实现功冷联供,系统主要作用是提高发电功率,同时提供部分冷量输出,适合于电力负荷需求为主的区域,因而系统受季节性变化影响较小,可长时间高负荷运行。
(2)本发明通过耦合再压缩超临界CO2动力循环、氨吸收式制冷循环和卡琳娜循环,提高了燃气轮机排烟余热的利用率,减小了联供系统的冷凝排热,使各传热过程得到良好的匹配,从而降低了由传热温差造成的系统损,提升了系统效率。
(3)本发明以再压缩超临界CO2动力循环为烟气余热一级利用系统,以卡琳娜循环为烟气余热二级利用系统,使燃气轮机排烟余热得到了充分回收。两个子系统均可以在理想的热源温度条件下工作,分别实现较高的循环效率,同时余热锅炉尾部排烟可根据需要作后续回收利用。
(4)本发明利用氨吸收式制冷循环回收再压缩超临界CO2动力循环中主压缩管路中CO2的部分热量进行制冷,氨吸收式制冷循环技术比较成熟、制冷效果好且元件简单体积小,便于工程集成使用;同时预冷器的设置可以降低蒸发器入口氨水工质的温度和比焓,提高制冷剂的制冷能力,使制冷量得到相应的提升。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明实施例的一种燃气轮机排烟余热驱动的功冷联供系统结构示意图。
其中,AC—空气压缩机;CC—燃烧室;GT—燃气轮机透平;H—加热器;HRVG—余热锅炉;Tur1—透平I;Tur2—透平II;HTR—高温回热器;LTR—低温回热器;MC—主压缩机;RC—再压缩机;C—冷却器;Gen—发生器;Rec—精馏塔;Con—冷凝器;Pre-C—预冷器;Eva—蒸发器;SHX—溶液换热器;Sep—分离器;Abs1—吸收器I;Abs2—吸收器II;Abs3—吸收器III;P1—泵I;P2—泵II;P3—泵III;Reg1—回热器I;Reg2—回热器II;Reg3—回热器III;V1—节流阀I;V2—节流阀II;V3—节流阀III。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在本发明中,术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”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,只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词,并非特指本发明中任一部件或元件,不能理解为对本发明的限制。
本发明中,术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解,表示可以是固定连接,也可以是一体地连接或可拆卸连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员,可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义,不能理解为对本发明的限制。
如图1所示,本实施例的燃气轮机排烟余热驱动的新型功冷联供系统,包括再压缩超临界CO2动力循环系统RSCPC,氨吸收式制冷循环系统AARC及卡琳娜循环系统KC。燃气轮机排烟首先驱动再压缩超临界CO2动力循环进行发电,然后降温后的烟气进入余热锅炉HRVG被进一步回收利用,该部分热量用来驱动卡琳娜循环发电。同时利用氨吸收式制冷循环回收RSCPC主压缩管路中CO2的部分热量进行制冷。该系统以增加净电输出为主,制冷输出为辅,实现功冷联供。
所述RSCPC系统包括加热器H,透平ITur1,高温回热器HTR,低温回热器LTR,主压缩机MC,再压缩机RC和冷却器C。
在具体实施中,所述RSCPC系统中,CO2工质在加热器H中吸收燃机透平GT排烟余热转变为高温高压状态5,然后进入透平ITur1膨胀做功,产生电力。做功后的工质6依次流经高温回热器HTR和低温回热器LTR。低温回热器LTR出口的CO28分流为两股:一股8b直接进入再压缩机RC增压;一股8a首先流经发生器Gen驱动底部氨吸收式制冷循环9,使热量得到进一步利用,然后进入冷却器C释放热量给冷却水转变为低温低压状态1,再流入主压缩机MC升压到高压状态2,该部分低温高压的CO2通过低温回热器LTR回收做功后CO2乏汽的热量3a,然后和再压缩机RC出口的那股工质3b汇合。汇合后的工质3在高温回热器HTR中吸收CO2乏汽的热量后进一步预热4,再流入加热器H中完成整个循环过程。
具体地,所述AARC系统包括吸收器IAbs1,泵IP1,溶液换热器SHX,发生器Gen,精馏塔Rec,冷凝器Con,预冷器Pre-C,蒸发器Eva,节流阀IV1和节流阀IIV2。
在具体实施中,所述AARC系统中,吸收器IAbs1出口的氨水工质10经泵IP1升压到高压状态11,之后经溶液换热器SHX预热12后进入发生器Gen吸收RSCPC中主压缩管路中CO28a的部分热量。在发生器Gen中加热后产生的饱和蒸汽16进入精馏塔Rec进行精馏,塔顶得到高浓度饱和氨水蒸汽18,塔底得到低浓度饱和氨水溶液17。精馏塔Rec塔底的饱和氨水溶液回流到发生器Gen中并从发生器Gen底部排出13,随后流经溶液换热器SHX释放热量14,最后通过节流阀IIV2节流降压后15返回吸收器IAbs1。精馏塔Rec塔顶的饱和氨水蒸汽进入冷凝器Con中被冷却水冷凝为饱和溶液19,之后饱和溶液流入预冷器Pre-C被进一步冷却。预冷后的氨水工质20经节流阀IV1降压后21进入蒸发器Eva内蒸发制冷。蒸发器Eva出口的制冷剂22通过预冷器Pre-C吸收冷凝器Con出口氨水工质的部分热量后23返回吸收器IAbs1构成闭式的氨吸收式制冷循环。
具体地,所述KC系统包括余热锅炉HRVG,透平IITur2,分离器Sep,吸收器IIAbs2,吸收器IIIAbs3,回热器IReg1,回热器IIReg2,回热器IIIReg3,泵IIP2,泵IIIP3和节流阀IIIV3。
所述KC系统中,吸收器IIIAbs3出口的低温低压氨水工质31被泵IIIP3加压32后分流为两路:一路32a直接进入吸收器IIAbs2;一路32b依次经回热器IIReg2和回热器IIIReg3两级预热升温后34进入分离器Sep,所分离出的流体有两股,一股是分离器Sep上部出口的饱和高浓度氨水蒸汽38,该蒸汽通过回热器ISep释放热量后39流入吸收器IIAbs2;一股是分离器Sep下部出口的饱和低浓度氨水溶液35,该溶液在回热器IIReg2中对进入分离器Sep的工质一级预热36,然后经过节流阀IIIV3降压后37再返回吸收器IIIAbs3。吸收器IIAbs2中两路工质汇合后24经泵IIP2增压到高压状态25,并通过回热器IReg1预热后26进入余热锅炉HRVG进一步吸收燃气轮机排烟余热。高温高压的氨水工质27进入透平IITur2推动叶轮旋转,产生电力。做功后的乏汽28流经回热器IIIReg3对进入分离器Sep的工质进行二级预热29,之后汇入吸收器IIIAbs3完成闭式的卡琳娜循环。
本实施例的燃气轮机排烟余热驱动的功冷联供系统的工作方法,包括:
再压缩超临界CO2动力循环系统利用燃气轮机的排烟驱动透平I做功,产生电力;
卡琳娜循环系统将再压缩超临界CO2动力循环系统利用后的燃气轮机的排烟余热传送至余热锅炉,以驱动透平II做功,产生电力;
氨吸收式制冷循环系统回收再压缩超临界CO2动力循环系统主压缩管路中CO2的部分热量进行制冷;
通过再压缩超临界CO2动力循环系统、卡琳娜循环系统及氨吸收式制冷循环系统这三个循环系统的耦合运行,以增加净电输出为主,制冷输出为辅,实现功冷联供。
在具体实施中,本实施例将该功冷联供余热回收系统应用于一台索拉公司生产的土星20燃气轮机机组上,运用EES软件建立了系统的热力学模型。当燃气轮机机组在额定工况下运行时,可输出净功1210kW,机组效率为24.3%,同时产生的烟气温度和流量分别为505℃和23540kg/h。联供系统的初始输入参数如表1所示。
表1系统初始输入参数
根据建立的模型和工质的物性参数,计算得出各点的状态参数如表2所示,系统性能的各项指标的计算结果如表3所示。可以看出当利用该功冷联供系统回收土星20燃气轮机排烟余热时,烟气排烟温度降低到100℃,系统净发电功率达到2086kW,相比单燃气轮机功率提高了876kW,同时系统还可输出85.14kW的制冷量,系统总热效率达到了43.66%,RSCPC循环热效率为36.45%,KC循环热效率为22.39%,AARC制冷循环COP为0.5042。
表2联供循环各点状态参数计算结果
表3系统性能计算结果
本实施例的该系统由燃气轮机排烟余热驱动以实现功冷联供,系统主要作用是提高发电功率,同时提供部分冷量输出,适合于电力负荷需求为主的区域,因而系统受季节性变化影响较小,可长时间高负荷运行。
本实施例通过耦合再压缩超临界CO2动力循环、氨吸收式制冷循环和卡琳娜循环,提高了燃气轮机排烟余热的利用率,减小了联供系统的冷凝排热,使各传热过程得到良好的匹配,从而降低了由传热温差造成的系统损,提升了系统效率。
本实施例以再压缩超临界CO2动力循环为烟气余热一级利用系统,以卡琳娜循环为烟气余热二级利用系统,使燃气轮机排烟余热得到了充分回收。两个子系统均可以在理想的热源温度条件下工作,分别实现较高的循环效率,同时余热锅炉尾部排烟可根据需要作后续回收利用。
本实施例利用氨吸收式制冷循环回收再压缩超临界CO2动力循环中主压缩管路中CO2的部分热量进行制冷,氨吸收式制冷循环技术比较成熟、制冷效果好且元件简单体积小,便于工程集成使用;同时预冷器的设置可以降低蒸发器入口氨水工质的温度和比焓,提高制冷剂的制冷能力,使制冷量得到相应的提升。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种燃气轮机排烟余热驱动的功冷联供系统,其特征在于,包括再压缩超临界CO2动力循环系统、卡琳娜循环系统及氨吸收式制冷循环系统,通过上述三个循环系统的耦合运行,以增加净电输出为主,制冷输出为辅,实现功冷联供;
所述再压缩超临界CO2动力循环系统用于利用燃气轮机的排烟余热驱动透平I做功,产生电力;
所述卡琳娜循环系统用于将所述再压缩超临界CO2动力循环系统利用后的燃气轮机的排烟余热传送至余热锅炉,以驱动透平II做功,产生电力;
所述氨吸收式制冷循环系统用于回收所述再压缩超临界CO2动力循环系统主压缩管路中CO2的部分热量进行制冷;
所述卡琳娜循环系统包括余热锅炉、透平II、分离器、吸收器II、吸收器III、回热器I、回热器II和回热器III;
其中,吸收器III出口的氨水工质被加压后分流为两路:一路直接进入吸收器II;一路依次经回热器II和回热器III两级预热升温后进入分离器,分离器分离出的流体有两股,一股是分离器上部出口的饱和高浓度氨水蒸汽,该蒸汽通过回热器I释放热量后流入吸收器II;另一股是分离器下部出口的饱和低浓度氨水溶液,该溶液在回热器II中对进入分离器的工质一级预热,然后降压后再返回吸收器III;吸收器II中两路工质汇合后增压并通过回热器I预热后进入余热锅炉进一步吸收燃气轮机排烟余热;高温高压的氨水工质进入透平II做功,产生电力;做功后的乏汽流经回热器III对进入分离器的工质进行二级预热,之后汇入吸收器III完成闭式的卡琳娜循环。
2.如权利要求1所述的燃气轮机排烟余热驱动的功冷联供系统,其特征在于,所述再压缩超临界CO2动力循环系统包括加热器、透平I、高温回热器、低温回热器和冷却器;
所述加热器利用燃气轮机的燃气轮机透平排烟余热来加热CO2工质并转变为高温高压状态并传送至透平I;
所述透平I在高温高压状态的工质驱动下膨胀做功,产生电力;
透平I做功后的工质依次流经高温回热器和低温回热器,低温回热器出口的CO2分流为两股:一股直接增压;一股首先流经发生器驱动底部氨吸收式制冷循环,然后进入冷却器释放热量给冷却水,再升压后通过低温回热器回收做功后CO2乏汽的热量,然后和直接增压的那股工质汇合,汇合后的工质在高温回热器中吸收CO2乏汽的热量后再流入加热器中完成整个循环过程。
3.如权利要求2所述的燃气轮机排烟余热驱动的功冷联供系统,其特征在于,所述低温回热器出口的CO2分流的一股工质直接进入再压缩机增压。
4.如权利要求2所述的燃气轮机排烟余热驱动的功冷联供系统,其特征在于,低温回热器出口的CO2分流的一股流经发生器驱动底部氨吸收式制冷循环的工质,进入冷却器释放热量给冷却水转变为低温低压状态,再流入主压缩机升压到高压状态。
5.如权利要求1所述的燃气轮机排烟余热驱动的功冷联供系统,其特征在于,吸收器III出口的氨水工质通过泵III加压后分流为两路。
6.如权利要求1所述的燃气轮机排烟余热驱动的功冷联供系统,其特征在于,从分离器下部出口流出的饱和低浓度氨水溶液,该溶液在回热器II中对进入分离器的工质一级预热,然后经过节流阀III降压后再返回吸收器III。
7.如权利要求5所述的燃气轮机排烟余热驱动的功冷联供系统,其特征在于,吸收器II中两路工质汇合后经泵II增压到高压状态,并通过回热器I预热后进入余热锅炉进一步吸收燃气轮机排烟余热。
8.如权利要求1所述的燃气轮机排烟余热驱动的功冷联供系统,其特征在于,所述氨吸收式制冷循环系统包括吸收器I、溶液换热器,发生器、精馏塔、冷凝器、预冷器和蒸发器;
其中,吸收器I出口的氨水工质升压后经溶液换热器预热后进入发生器吸收再压缩超临界CO2动力循环系统中主压缩管路中CO2的部分热量;在发生器中加热后产生的饱和蒸汽进入精馏塔进行精馏;精馏塔塔底的饱和氨水溶液回流到发生器中并从发生器底部排出,随后流经溶液换热器释放热量,最后降压后返回吸收器I;精馏塔塔顶的饱和氨水蒸汽进入冷凝器中被冷却水冷凝为饱和溶液,之后流入预冷器被进一步冷却;预冷后的氨水工质降压后进入蒸发器内蒸发制冷;蒸发器出口的制冷剂通过预冷器吸收冷凝器出口氨水工质的部分热量后返回吸收器I构成闭式的氨吸收式制冷循环。
9.如权利要求8所述的燃气轮机排烟余热驱动的功冷联供系统,其特征在于,吸收器I出口的氨水工质经泵I升压到高压状态,再传送至溶液换热器。
10.如权利要求8所述的燃气轮机排烟余热驱动的功冷联供系统,其特征在于,精馏塔塔底的饱和氨水溶液回流到发生器中并从发生器底部排出,随后流经溶液换热器释放热量,最后通过节流阀II节流降压后返回吸收器I。
11.如权利要求8所述的燃气轮机排烟余热驱动的功冷联供系统,其特征在于,预冷后的氨水工质经节流阀I降压后进入蒸发器内蒸发制冷。
12.一种如权利要求1-11中任一项所述的燃气轮机排烟余热驱动的功冷联供系统的工作方法,其特征在于,包括:
再压缩超临界CO2动力循环系统利用燃气轮机的排烟余热驱动透平I做功,产生电力;
卡琳娜循环系统将再压缩超临界CO2动力循环系统利用后的燃气轮机的排烟余热传送至余热锅炉,以驱动透平II做功,产生电力;
氨吸收式制冷循环系统回收再压缩超临界CO2动力循环系统主压缩管路中CO2的部分热量进行制冷;
通过再压缩超临界CO2动力循环系统、卡琳娜循环系统及氨吸收式制冷循环系统这三个循环系统的耦合运行,以增加净电输出为主,制冷输出为辅,实现功冷联供。
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