CN210239767U - 一种压气站余热发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种压气站余热发电系统，应用于压气站，压气站包括余热锅炉，压气站余热发电系统包括第一压缩机、第一加热器、第一回热器、第二加热器、第一膨胀机、第一发电机；第二加热器和第一加热器沿余热锅炉内沿烟气流动的方向依次设置于余热锅炉内；第一压缩机的出口与第一加热器的入口连接，第一加热器的出口与第一回热器的第一介质入口连接，第一回热器的第一介质出口与第二加热器的入口连接，第二加热器的出口与第一膨胀机的入口连接，第一膨胀机的出口与第一回热器的第二介质入口连接，第一回热器的第二介质出口与第一压缩机的入口连接；第一膨胀机与第一发电机连接。本实用新型实施例能够提高能源的利用率。

Description

一种压气站余热发电系统

技术领域

本实用新型涉及发电技术领域，并且更具体地，涉及一种压气站余热发电系统。

背景技术

随着我国经济的快速发展，天然气作为一种绿色环保的能源，其需求量增长迅猛。目前天然气高压长输管网的建设进入高速发展时期，在我国西部建设的西气东输管道线上建设有很多压气站。压气站采用燃气轮机推动压缩机运转以克服天然气长途输送的阻力。燃气轮机具有启动方便快捷，运行灵活，变负荷相应快的特点，且燃气轮机产生的烟气温度较高且流量较大，现有技术中直接将燃气轮机产生的烟气排放到大气中，没有有效地利用烟气中的热量，较为浪费能源。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种压气站余热发电系统，以解决现有技术中没有有效地利用烟气中的热量，较为浪费能源的问题。

本实用新型实施例提供了一种压气站余热发电系统，应用于压气站，所述压气站包括余热锅炉，所述压气站余热发电系统包括第一压缩机、第一加热器、第一回热器、第二加热器、第一膨胀机、第一发电机；

所述第二加热器和所述第一加热器沿所述余热锅炉内沿烟气流动的方向依次设置于所述余热锅炉内；

所述第一压缩机的出口与所述第一加热器的入口连接，所述第一加热器的出口与所述第一回热器的第一介质入口连接，所述第一回热器的第一介质出口与所述第二加热器的入口连接，所述第二加热器的出口与所述第一膨胀机的入口连接，所述第一膨胀机的出口与所述第一回热器的第二介质入口连接，所述第一回热器的第二介质出口与所述第一压缩机的入口连接；

所述第一膨胀机与第一发电机连接。

可选的，所述系统还包括：第二回热器、第三加热器、第二膨胀机；

所述第三加热器设置于所述余热锅炉内；

所述第二回热器的第一介质入口与所述第一压缩机的出口连接，所述第二回热器的第一介质出口与所述第三加热器的入口连接，所述第三加热器的出口与所述第二膨胀机的入口连接，所述第二膨胀机的出口与所述第二回热器的第二介质入口连接，所述第二回热器的第二介质出口与所述第一压缩机的入口连接。

可选的，所述第三加热器设置于所述余热锅炉内所述第二加热器和第一加热器之间。

可选的，所述第一回热器的第二介质出口与所述第二回热器的第二介质入口连接。

可选的，所述系统还包括冷却器；

所述第二回热器的第二介质出口通过冷却器与所述第一压缩机的入口连接。

可选的，所述系统还包括储罐，所述储罐的出口与第一压缩机的入口连接。

可选的，所述储罐的出口与所述第一压缩机的入口通过第二压缩机连接。

可选的，所述储罐的入口与所述第一压缩机的入口连接，所述储罐的入口处设置有第一阀门。

可选的，所述储罐的出口处设置有第二阀门。

可选的，所述第一压缩机至所述第一膨胀机的管道内流通的工质为超临界二氧化碳工质。

这样，本实用新型实施例中，通过在余热锅炉内设置第一加热器，利用余热锅炉内烟气的热量对工质进行加热，从而实现第一发电机的发电，能够有效地利用烟气中的热量，提高了能源的利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，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实用新型的一些实施例，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是本实用新型实施例提供的一种压气站余热发电系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，图1是本实用新型实施例提供的一种压气站余热发电系统的结构示意图，压气站余热发电系统应用于压气站，压气站包括余热锅炉1，如图1所示，压气站余热发电系统包括第一压缩机2、第一加热器3、第一回热器4、第二加热器5、第一膨胀机6、第一发电机7；

第二加热器5和第一加热器3沿余热锅炉1内沿烟气流动的方向x依次设置于余热锅炉1内；

第一压缩机2的出口与第一加热器3的入口连接，第一加热器3的出口与第一回热器4的第一介质入口连接，第一回热器4的第一介质出口与第二加热器5的入口连接，第二加热器5的出口与第一膨胀机6的入口连接，第一膨胀机6的出口与第一回热器4的第二介质入口连接，第一回热器4的第二介质出口与第一压缩机2的入口连接；

第一膨胀机6与第一发电机7连接。

其中，压气站余热发电系统内流通的工质可以为水，或者可以为超临界二氧化碳等。第一加热器3及第二加热器5可以为管道，以工质为超临界二氧化碳为例，管道内流通有超临界二氧化碳工质，而余热锅炉1内烟气的温度较高，可以对管道内流通的超临界二氧化碳工质进行加热。另外，第一膨胀机6的出口输出的工质的温度高于第一加热器3的出口输出的工质的温度，因此，第一回热器4的第二介质入口输入的工质对第一回热器4的第二介质入口输入的工质进行加热。第一回热器4的第一介质及第二介质均可以为超临界二氧化碳工质。

以一个具体的实施例对系统的使用进行说明，以工质为超临界二氧化碳为例，余热锅炉1内沿烟气流动的方向x烟气入口处的温度可以为450℃，烟气出口处的温度可以为80℃。第一压缩机2对较低参数的超临界二氧化碳工质进行升温增压，在输入第一加热器3的入口时，超临界二氧化碳工质的温度可以为80℃，经过第一加热器3加热后，超临界二氧化碳工质的温度可以为100℃，然后通过第一回热器4对工质进行再次升温，在第一回热器4处升温后超临界二氧化碳工质的温度可以为250℃，经过第一回热器4升温后，将工质输入第二加热器5继续加热，经过第二加热器5升温后的超临界二氧化碳工质的温度可以为400℃，将经过第二加热器5升温后的超临界二氧化碳工质送入第一膨胀机6内膨胀做功从而带动第一发电机7发电，从第一膨胀机6的出口输出的超临界二氧化碳工质的温度可以为300℃，可以用于在第一回热器4处进行换热，第一回热器4的第二介质出口输出的工质用于回到第一压缩机2，可以实现循环。

第一压缩机2对压气站余热发电系统内流通的工质进行升温增压，第一加热器3对经过第一压缩机2升温增压后的工质进行第二次升温，第一回热器4对经过第一加热器3升温后的工质进行第三次升温，第二加热器5对经过第一回热器4升温后的工质进行第四次升温，第一膨胀机6采用经过第二加热器5升温后的工质膨胀做功从而带动第一发电机7发电。

这样，本实用新型实施例中，通过在余热锅炉内设置第一加热器，利用余热锅炉内烟气的热量对工质进行加热，从而实现第一发电机的发电，能够有效地利用烟气中的热量，提高了能源的利用率。

可选的，系统还包括：第二回热器8、第三加热器9、第二膨胀机10；

第三加热器9设置于余热锅炉1内；

第二回热器8的第一介质入口与第一压缩机2的出口连接，第二回热器8的第一介质出口与第三加热器9的入口连接，第三加热器9的出口与第二膨胀机10的入口连接，第二膨胀机10的出口与第二回热器8的第二介质入口连接，第二回热器8的第二介质出口与第一压缩机2的入口连接。

其中，第三加热器9可以为管道，以工质为超临界二氧化碳为例，管道内流通有超临界二氧化碳工质，而余热锅炉1内烟气的温度较高，可以对管道内流通的超临界二氧化碳工质进行加热。第二回热器8的第一介质及第二介质均可以为超临界二氧化碳工质。

通过第二回热器8对第一压缩机2输出的超临界二氧化碳工质进行升温，第三加热器9对经过第二回热器8升温后的超临界二氧化碳工质进行再次升温，第二膨胀机10采用经过第三加热器9升温后的工质膨胀做功从而带动第一压缩机2工作，不需要额外为第一压缩机2提供能量，能够有效地利用烟气中的热量，进一步提高了能源的利用率。

可选的，第三加热器9设置于余热锅炉1内第二加热器5和第一加热器3之间。

余热锅炉1内沿烟气流动的方向x依次设置有第二加热器5、第三加热器9及第一加热器3，第二加热器5处的温度高于第三加热器9处的温度，第三加热器9的温度高于第一加热器3处的温度，第二加热器5、第三加热器9及第一加热器3的位置布置能够较好地对系统内流通的工质进行加热，充分利用余热锅炉1内烟气的热量。

可选的，第一回热器4的第二介质出口与第二回热器8的第二介质入口连接。

第一回热器4的第二介质出口输出的工质及第二膨胀机10的出口输出的工质混合后在第二回热器8处进行放热，能够充分利用工质内储存的热量。

可选的，系统还包括冷却器11；

第二回热器8的第二介质出口通过冷却器11与第一压缩机2的入口连接。

第二回热器8的第二介质出口输出的工质温度较高，工质在进入第一压缩机2之前可以先通过冷却器11进行冷却。

可选的，系统还包括储罐12，储罐12的出口与第一压缩机2的入口连接。

其中，在系统内流通的工质不足的情况下，可以通过储罐12补充系统内的工质。在工质为超临界二氧化碳的情况下，储罐12为二氧化碳储罐。通过储罐12补充工质，较为便捷。

可选的，储罐12的出口与第一压缩机2的入口通过第二压缩机13连接。

系统内压力较大，储罐12的工质在输出时经过第二压缩机13压缩处理，便于储罐12输出的工质进入系统进行流通。

可选的，储罐12的入口与第一压缩机2的入口连接，储罐12的入口处设置有第一阀门15。

其中，当系统出现故障或者需要检修时，可以停止第一压缩机2的入口输入，开启第一阀门15，通过压力控制将系统内流通的工质排放至储罐12。

可选的，储罐12的出口处设置有第二阀门14。

通过控制第二阀门14的开启和关闭，可以有效地控制储罐12内超临界二氧化碳工质的输出。

可选的，第一压缩机2至第一膨胀机6的管道内流通的工质为超临界二氧化碳工质，能够进一步提高能源的利用率。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“径向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。固定连接可以为焊接、螺纹连接和加紧等常见技术方案。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种压气站余热发电系统，应用于压气站，所述压气站包括余热锅炉；其特征在于，包括第一压缩机、第一加热器、第一回热器、第二加热器、第一膨胀机、第一发电机；

所述第二加热器和所述第一加热器沿所述余热锅炉内沿烟气流动的方向依次设置于所述余热锅炉内；

所述第一压缩机的出口与所述第一加热器的入口连接，所述第一加热器的出口与所述第一回热器的第一介质入口连接，所述第一回热器的第一介质出口与所述第二加热器的入口连接，所述第二加热器的出口与所述第一膨胀机的入口连接，所述第一膨胀机的出口与所述第一回热器的第二介质入口连接，所述第一回热器的第二介质出口与所述第一压缩机的入口连接；

所述第一膨胀机与第一发电机连接。

2.根据权利要求1所述的压气站余热发电系统，其特征在于，所述系统还包括：第二回热器、第三加热器、第二膨胀机；

所述第三加热器设置于所述余热锅炉内；

所述第二回热器的第一介质入口与所述第一压缩机的出口连接，所述第二回热器的第一介质出口与所述第三加热器的入口连接，所述第三加热器的出口与所述第二膨胀机的入口连接，所述第二膨胀机的出口与所述第二回热器的第二介质入口连接，所述第二回热器的第二介质出口与所述第一压缩机的入口连接。

3.根据权利要求2所述的压气站余热发电系统，其特征在于，所述第三加热器设置于所述余热锅炉内所述第二加热器和第一加热器之间。

4.根据权利要求2所述的压气站余热发电系统，其特征在于，所述第一回热器的第二介质出口与所述第二回热器的第二介质入口连接。

5.根据权利要求2所述的压气站余热发电系统，其特征在于，所述系统还包括冷却器；

所述第二回热器的第二介质出口通过冷却器与所述第一压缩机的入口连接。

6.根据权利要求2所述的压气站余热发电系统，其特征在于，所述系统还包括储罐，所述储罐的出口与第一压缩机的入口连接。

7.根据权利要求6所述的压气站余热发电系统，其特征在于，所述储罐的出口与所述第一压缩机的入口通过第二压缩机连接。

8.根据权利要求6所述的压气站余热发电系统，其特征在于，所述储罐的入口与所述第一压缩机的入口连接，所述储罐的入口处设置有第一阀门。

9.根据权利要求6所述的压气站余热发电系统，其特征在于，所述储罐的出口处设置有第二阀门。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的压气站余热发电系统，其特征在于，所述第一压缩机至所述第一膨胀机的管道内流通的工质为超临界二氧化碳工质。

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