CN114837808B - 燃气轮机发电机组余热烟气利用系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的燃气轮机发电机组余热烟气利用系统，包括：燃气轮机和发电机组，所述燃气轮机适于带动所述发电机组发电；天然气管路，所述天然气管路的出口与所述燃气轮机连通，第一换热器，所述第一换热器适于吸收所述发电机组发电时产生的热能；第二换热器，所述第二换热器的进口与所述第一换热器的出口通过第一管路连通，所述第二换热器的出口与所述第一换热器的进口通过第二管路连通，所述第二换热器设在所述天然气管路上以便加热所述天然气管路内的天然气。因此，根据本发明的燃气轮机发电机组余热烟气利用系统具有节能和生产成本低的优点。

Description

燃气轮机发电机组余热烟气利用系统
技术领域
本发明涉及火电机组发电技术领域，具体涉及一种燃气轮机发电机组余热烟气利用系统。
背景技术
燃气轮机发电机作为一种先进的发电技术，在我国电力生产行业中的地位日益提高。燃气轮机发电机在国内和国外的市场很大，并随着能源结构的调整和清洁煤利用技术的完善，需求量将进一步扩大。燃气轮机发电机组具有高效低耗、启动快、调节灵活、可用率高、投资省、建设周期短及环境污染小等优点相关技术中，但是余热回收率低。
发明内容
本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：联合循环发电机组的发电机组可产生非常可观的热能，这部分热能未能得到充分利用，从而会造成能源的浪费。
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种燃气轮机发电机组余热烟气利用系统。
本发明实施例的燃气轮机发电机组余热烟气利用系统，包括：
燃气轮机和发电机组，所述燃气轮机适于带动所述发电机组发电；
天然气管路，所述天然气管路的出口与所述燃气轮机连通，
第一换热器，所述第一换热器适于吸收所述发电机组发电时产生的热能；
第二换热器，所述第二换热器的进口与所述第一换热器的出口通过第一管路连通，所述第二换热器的出口与所述第一换热器的进口通过第二管路连通，所述第二换热器设在所述天然气管路上以便加热所述天然气管路内的天然气。
因此，根据本发明实施例的燃气轮机发电机组余热烟气利用系统具有节能和生产成本低的优点。
根据本发明实施例的燃气轮机发电机组余热烟气利用系统包括
余热锅炉，所述余热锅炉的烟气进口与所述燃气轮机的出口连通以便回收所述燃气轮机产生的烟气；
第三换热器，所述第三换热器设在所述天然气管路上以便加热所述天然气管路内的天然气；
第四换热器，所述第四换热器设在所述余热锅炉内，所述第四换热器适于吸收所述余热锅炉内的烟气的热能，所述第四换热器的进口与所述第三换热器的出口通过第三管路连通，所述第四换热器的出口与所述第三换热器的进口通过第四管路连通。
根据本发明实施例的燃气轮机发电机组余热烟气利用系统包括第五换热器，所述第五换热器设在所述天然气管路上以便加热所述天然气管路内的天然气，所述余热锅炉内设有高压省煤器和低压省煤器，所述高压省煤器在所述余热锅炉内的烟气的流动方向上位于所述低压省煤器的上游，所述高压省煤器和所述低压省煤器均适于吸收所述余热锅炉内的烟气的热能，所述第五换热器的进口与所述高压省煤器的出口通过第五管路连通，所述第五换热器的出口与所述低压省煤器的进口通过第六管路连通。
在一些实施例中，所述第四换热器在所述余热锅炉内的烟气的流动方向上位于所述低压省煤器的下游。
在一些实施例中，所述第六管路上设有第一调节阀连通。
根据本发明实施例的燃气轮机发电机组余热烟气利用系统包括
第一疏水阀，所述第四管路与所述第一疏水阀的进口连通；
汽轮机，所述汽轮机的进口与所述余热锅炉内的过热器的出口连通，所述汽轮机的出口通过第七管路与所述第四管路连通，所述汽轮机的出口和所述低压省煤器的进口连通。
在一些实施例中，所述第七管路上设有第二调节阀和第一补水泵。
在一些实施例中，所述第四管路上设有第一泵体。
在一些实施例中，所述第一管路上设有逆止阀和第二泵体。
根据本发明实施例的燃气轮机发电机组余热烟气利用系统还包括
第八管路和补水箱，所述补水箱和所述第一管路通过所述第八管路连通，所述第八管路上设有第二补水泵和补水阀；
第二疏水阀，所述第二疏水阀的进口与所述第二管路连通。
附图说明
图1是根据本发明实施例的燃气轮机发电机组余热烟气利用系统的示意图。
附图标记：
燃气轮机发电机组余热烟气利用系统100；
第一管路1，第二管路2，第三管路3，第四管路4，第五管路5，第六管路6，第七管路7，第八管路8，第九管路9，天然气管路10，燃气轮机11，发电机组12，第一换热器13，第二换热器14，余热锅炉15，第三换热器16，第四换热器17，第五换热器18，高压省煤器19，低压省煤器20，第一调节阀21，第一疏水阀22，汽轮机23，第二调节阀24，第一补水泵25，第一泵体26，逆止阀27，第二泵体28，第二补水泵29，补水阀30，第二疏水阀31，过热器32，补水箱33。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图描述本发明实施例的燃气轮机发电机组余热烟气利用系统100。如图1所示，根据本发明实施例的燃气轮机发电机组余热烟气利用系统100包括燃气轮机11、发电机组12、天然气管路10、第一换热器13和第二换热器14。
燃气轮机11适于带动发电机组12发电。天然气管路10的出口与燃气轮机11连通。第一换热器13适于吸收发电机组12发电时产生的热能。第二换热器14的进口与第一换热器13的出口通过第一管路1连通，第二换热器14的出口与第一换热器13的进口通过第二管路2连通，第二换热器14设在天然气管路10上以便加热天然气管路10内的天然气。
本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：联合循环发电机组的发电机组可产生非常可观的热能，这部分热能未能得到充分利用，从而会造成能源的浪费。
根据本发明实施例的燃气轮机发电机组余热烟气利用系统100通过设置适于吸收发电机组12发电时产生的热能的第一换热器13，即第一换热器13与发电机组12(的转子)换热。第二换热器14的进口与第一换热器13的出口通过第一管路1连通，第二换热器14的出口与第一换热器13的进口通过第二管路2连通。也就是说，第一换热器13和第二换热器14通过第一管路1和第二管路2形成一个循环的管路，以便第一换热器13吸收的热能可通过换热介质传递给第二换热器14，从而便于第二换热器14加热天然气管路10内的天然气，使得天然气管路10内的液化天然气可转化为气化天然气，进而便于天然气通入燃气轮机11燃烧。利用发电机组12发电产生的热能加热液化天然气可节约能源，从而降低燃气轮机发电机组余热烟气利用系统100的生产成本。
因此，根据本发明实施例的燃气轮机发电机组余热烟气利用系统100具有节能和生产成本低的优点。
如图1所示，根据本发明实施例的燃气轮机发电机组余热烟气利用系统100包括燃气轮机11、发电机组12、天然气管路10、第一换热器13、第二换热器14、余热锅炉15、第三换热器16、第四换热器17和第五换热器18。
天然气管路10的出口与燃气轮机11连通，燃气轮机11适于带动发电机组12发电。具体地，天然气管路10内的液化天然气受热转化为气化天然气后通入燃气轮机11内燃烧做功，从而使得燃气轮机11做功可带动发电机组12发电。
第一换热器13适于吸收发电机组12发电时产生的热能。例如，第一换热器13与发电机组12连通，发电机组12内的氢气可带走发电机组12中转子的热能并通入第一换热器13内与第一换热器13进行换热，从而便于第一换热器13可吸收发电机组12的热能。
第二换热器14的进口与第一换热器13的出口通过第一管路1连通，第二换热器14的出口与第一换热器13的进口通过第二管路2连通，第二换热器14设在天然气管路10上以便加热天然气管路10内的天然气。由此，换热介质在第一换热器13内吸热后通过第一管路1进入第二换热器14内以便加热天然气管路10内的液化天然气，可使得至少一部分液化天然气转化为气化天然气。与天然气换热后的换热介质可通过第二管路2再次进入第一换热器13内吸热。即第一换热器13、第一管路1、第二换热器14和第二管路2依次首尾相连形成一个循环管路。
如图1所示，在一些实施例中，第一管路1上设有逆止阀27和第二泵体28。逆止阀27可限定第一管路1内换热介质的流向，防止换热介质逆流，第二泵体28可推动换热介质流动。逆止阀27和第二泵体28配合便于换热介质从第一换热器13流向第二换热器14。
如图1所示，在一些实施例中，根据本发明实施例的燃气轮机发电机组余热烟气利用系统100还包括第二疏水阀31、第八管路8和补水箱33。
第二疏水阀31的进口与第二管路2连通。由此，在第二管路2需要更换换热介质(水)时，可打开第二疏水阀31进行放水。
补水箱33和第一管路1通过第八管路8连通，第八管路8上设有第二补水泵29和补水阀30。具体地，第八管路8的进口与补水箱33连通，第八管路8的出口与第一管路1连通，从而可打开补水阀30、通过第二补水泵29将补水箱33内的水体补充到第一管路1内。
如图1所示，余热锅炉15的烟气进口与燃气轮机11的出口(通过一个管路)连通以便余热锅炉15回收燃气轮机11产生的高温烟气。第四换热器17设在余热锅炉15内，第四换热器17适于吸收余热锅炉15内的烟气的热能。
第三换热器16设在天然气管路10上以便加热天然气管路10内的天然气。第四换热器17的进口与第三换热器16的出口通过第三管路3连通，第四换热器17的出口与第三换热器16的进口通过第四管路4连通。由此，第四换热器17内的换热介质吸收余热锅炉15内的烟气的热能后，通过第四管路4进入第三换热器16，以便第三换热器16加热天然气管路10内的液化天然气，从而可使得至少一部分液化天然气吸热转化为气化天然气。第三换热器16内完成换热后的换热介质通过第三管路3再次进入第四换热器17内吸热。
在一些实施例中，第四管路4上设有第一泵体26。第一泵体26可便于将第四换热器17内的换热介质输送至第三换热器16内。
如图1所示，余热锅炉15内设有高压省煤器19和低压省煤器20，高压省煤器19和低压省煤器20均适于吸收余热锅炉15内的烟气的热能。高压省煤器19在余热锅炉15内的烟气的流动方向上位于低压省煤器20的上游，也就是说，高压省煤器19位于余热锅炉15的烟气进口和低压省煤器20之间，高压省煤器19邻近余热锅炉15的烟气进口可使得高压省煤器19内的换热介质温度高于低压省煤器20内的换热介质的温度。
在一些实施例中，第四换热器17在余热锅炉15内的烟气的流动方向上位于低压省煤器20的下游。具体地，第四换热器17邻近余热锅炉15的烟气出口，第四换热器17可吸热相关技术中的锅炉内不利用、被排放的烟气的热能，从而可进一步回收余热锅炉15的烟气的热能，即可进一步节约燃气轮机发电机组余热烟气利用系统100的能源。
如图1所示，燃气轮机发电机组余热烟气利用系统100还包括第一疏水阀22和汽轮机23。第四管路4与第一疏水阀22的进口连通，由此，在需要更换第四管路4内的换热介质(水)时，可打开第一疏水阀22进行排水。
汽轮机23的进口与余热锅炉15内的过热器32的出口连通，汽轮机23的出口通过第七管路7与第四管路4连通，汽轮机23的出口和低压省煤器20的进口连通。具体地，第九管路9的两端分别与汽轮机23的出口和低压省煤器20的进口连通，第七管路7的两端分别与第四管路4和第九管路9连通。由此，余热锅炉15内的过热器32内的高温换热介质(水)在汽轮机23内做功后，汽轮机23内的水体可通过第七管路7向第四管路4内补水，且汽轮机23内的水体可通过第九管路9通入低压省煤器20。
在一些实施例中，第七管路7上设有第二调节阀24和第一补水泵25。从而使得第七管路7内的换热介质可便于进入第四管路4且流速可调。
如图1所示，第五换热器18设在天然气管路10上以便加热天然气管路10内的天然气。第五换热器18的进口与高压省煤器19的出口通过第五管路5连通，第五换热器18的出口与低压省煤器20的进口通过第六管路6连通。由此，高压省煤器19内的高温换热介质可通过第五管路5进入第五换热器18内，以便第五换热器18可完全将天然气管路10内的液化天然气转化为气化天然气。经过换热后的换热介质可通过第六管道6进入低压省煤器20内。
在一些实施例中，第六管路6上设有第一调节阀21连通。第一调节阀21可调节通过第六管道6的换热介质的流速，由此第五管道5内的换热介质的流速、调节换热介质进入低压省煤器20的流速。也就是说，调节换热介质对液化天然气加热的速率可调，从而可减少能源的浪费。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种燃气轮机发电机组余热烟气利用系统，其特征在于，包括：
燃气轮机和发电机组，所述燃气轮机适于带动所述发电机组发电；
天然气管路，所述天然气管路的出口与所述燃气轮机连通，
第一换热器，所述第一换热器适于吸收所述发电机组发电时产生的热能；
第二换热器，所述第二换热器的进口与所述第一换热器的出口通过第一管路连通，所述第二换热器的出口与所述第一换热器的进口通过第二管路连通，所述第二换热器设在所述天然气管路上以便加热所述天然气管路内的天然气；余热锅炉，所述余热锅炉的烟气进口与所述燃气轮机的出口连通以便回收所述燃气轮机产生的烟气；
第三换热器，所述第三换热器设在所述天然气管路上以便加热所述天然气管路内的天然气；
第四换热器，所述第四换热器设在所述余热锅炉内，所述第四换热器适于吸收所述余热锅炉内的烟气的热能，所述第四换热器的进口与所述第三换热器的出口通过第三管路连通，所述第四换热器的出口与所述第三换热器的进口通过第四管路连通；
第五换热器，所述第五换热器设在所述天然气管路上以便加热所述天然气管路内的天然气，所述余热锅炉内设有高压省煤器和低压省煤器，所述高压省煤器在所述余热锅炉内的烟气的流动方向上位于所述低压省煤器的上游，所述高压省煤器和所述低压省煤器均适于吸收所述余热锅炉内的烟气的热能，所述第五换热器的进口与所述高压省煤器的出口通过第五管路连通，所述第五换热器的出口与所述低压省煤器的进口通过第六管路连通。
2.根据权利要求1所述的燃气轮机发电机组余热烟气利用系统，其特征在于，所述第四换热器在所述余热锅炉内的烟气的流动方向上位于所述低压省煤器的下游。
3.根据权利要求1所述的燃气轮机发电机组余热烟气利用系统，其特征在于，所述第六管路上设有第一调节阀连通。
4.根据权利要求3所述的燃气轮机发电机组余热烟气利用系统，其特征在于，包括
第一疏水阀，所述第四管路与所述第一疏水阀的进口连通；
汽轮机，所述汽轮机的进口与所述余热锅炉内的过热器的出口连通，所述汽轮机的出口通过第七管路与所述第四管路连通，所述汽轮机的出口和所述低压省煤器的进口连通。
5.根据权利要求4所述的燃气轮机发电机组余热烟气利用系统，其特征在于，所述第七管路上设有第二调节阀和第一补水泵。
6.根据权利要求1所述的燃气轮机发电机组余热烟气利用系统，其特征在于，所述第四管路上设有第一泵体。
7.根据权利要求1-6任一项所述的燃气轮机发电机组余热烟气利用系统，其特征在于，所述第一管路上设有逆止阀和第二泵体。
8.根据权利要求7所述的燃气轮机发电机组余热烟气利用系统，其特征在于，还包括第八管路和补水箱，所述补水箱和所述第一管路通过所述第八管路连通，所述第八管路上设有第二补水泵和补水阀；
第二疏水阀，所述第二疏水阀的进口与所述第二管路连通。
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