CN214791432U - 燃气轮机余热储能供热系统 - Google Patents

Abstract

一种燃气轮机余热储能供热系统，包括燃气轮机发电系统、尾气回收储能系统和供热系统，天然气燃烧产生的部分高温烟气进入燃气涡轮做功所产生的能量经发电机转化为电能储存在蓄电池中，实现高温烟气余热到电能的转化；另一部分高温烟气进入换热器，进入换热器的自来水吸收热量蒸发成为高温水蒸气，高温水蒸气进入储存罐，实现将余热直接储存在水蒸气中；在冬季供暖时，高温水蒸气经储存罐的水蒸气出口进入混合室，自来水将进入混合室内的高温水蒸气液化降温至暖气供应所需温度，经暖气供应机构输送至用户端，经用户端取热后的温水经污水处理器处理后，由水泵泵入混合室回水入口和换热器，作为水源循环利用，提高了能源的整体利用效率。

Description

燃气轮机余热储能供热系统

技术领域

本实用新型涉及一种燃气轮机余热储能供热系统,属于余热利用技术领域。

背景技术

大型的机器比如燃气轮机在将燃料的热量转换成机械能之后，仍然会排放出大量的高温余热烟气，不仅造成能源的浪费，而且高温余热烟气直接排放到大气中，还对环境造成破环，形成温室效应。

目前，尾气处理应用最广泛的是有机朗肯循环系统，该系统通过快速加热来回收这些蒸汽余热,其以低温高沸点的大量有机物蒸汽作为主要加热工质,将热量转换为电能储存起来。由于有机朗肯循环系统是先将高温烟气的热量通过换热器转到水蒸气中，再由蒸汽做功转化为电能，故转化过程多，整体能源利用效率低。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种燃气轮机余热储能供热系统，该系统不仅能将大型燃气轮机高温烟气余热转化为电能，还能将余热直接储存在水蒸气中，实现暖气的直接供热，提高能源的整体利用效率。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种燃气轮机余热储能供热系统，包括燃气轮机发电系统、尾气回收储能系统和供热系统；

所述燃气轮机发电系统包括燃气轮机、发电机和蓄电池，所述燃气轮机开设有燃气入口、空气入口和烟气出口，燃气轮机主轴与发电机主轴连接，发电机输出端与蓄电池的输入端连接；

所述尾气回收储能系统包括换热器、尾气处理器、烟囱和储存罐，换热器上开设第一入口、第一出口、第二入口、第二出口和第三入口，烟气出口与第一入口连接，并在连接管路上设置有第一温度传感器；

尾气处理器包括尾气入口和尾气出口，第一出口与尾气入口连接，尾气出口与烟囱连接；

第二入口通过第一阀门与第一自来水源连接，第二出口与储存罐入口连接；在第二出口与储存罐之间的连接管路上设有第二温度传感器和压力传感器；

所述供热系统包括混合室、暖气供应机构、污水处理器、第一水泵和第二水泵，混合室包括水蒸气入口、自来水入口、热水出口和回水入口，水蒸气入口与储存罐出口连接，自来水入口通过第二阀门与第二自来水源连接，热水出口与暖气供应机构的热水入口连接；

暖气供应机构出口与用户端连接，经用户端取热后的温水经管路与污水处理器入口连接，污水处理器出口一和污水处理器出口二分别通过第一水泵和第二水泵与混合室的回水入口和换热器的第三入口连接；在暖气供应机构和用户端之间的管路上设有第三温度传感器。

进一步地，所述第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器的测温范围分别为-30～800℃、-30～300℃和-30～150℃；所述压力传感器的测量范围为0～1.6Mpa。

本实用新型通过设置燃气轮机发电系统、尾气回收储能系统和供热系统，天然气燃烧产生的部分高温烟气进入燃气涡轮做功所产生的能量经发电机转化为电能储存在蓄电池中，实现了高温烟气余热到电能的转化；燃气轮机燃烧产生的另一部分高温烟气进入换热器，同时进入换热器的自来水吸收热量蒸发成为高温水蒸气，烟气进入尾气处理器，尾气处理器对烟气进行净化后通过烟囱排出，高温水蒸气进入储存罐，实现了将余热直接储存在水蒸气中；在冬季需要供暖时，高温水蒸气经储存罐的水蒸气出口进入混合室，同时自来水将进入混合室内的高温水蒸气液化降温至暖气供应所需温度，经暖气供应机构输送至用户端，经用户端取热后的温水经污水处理器处理后，由水泵分别泵入混合室回水入口和换热器，作为水源循环利用，提高了能源的整体利用效率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中：1、燃气轮机，101、燃气入口，102、空气入口，103、烟气出口，104、第一温度传感器；

2、发电机，3、蓄电池；

4、换热器，401、第一入口，402、第一出口，403、第二入口，404、第二出口，405、第三入口；

5、尾气处理器，501、尾气入口，502、尾气出口；

6、烟囱；

7、储存罐，701、储存罐入口，702、储存罐出口；

8、混合室，801、水蒸气入口，802、热水出口，803、自来水入口，804、回水入口；

9、暖气供应机构，901、热水入口，902、暖气供应机构出口；

10、污水处理器，1001、污水处理器入口，1002、污水处理器出口一，1003、污水处理器出口二；

11、第一水泵，12、第二水泵，13、第二温度传感器，14、第三温度传感器，15、第一阀门，16、第二阀门，17、第一自来水源，18、压力传感器，19、第二自来水源，20、用户端。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，一种燃气轮机余热储能供热系统，包括燃气轮机发电系统、尾气回收储能系统和供热系统；

所述燃气轮机发电系统包括燃气轮机1、发电机2和蓄电池3，所述燃气轮机1开设有燃气入口101、空气入口102和烟气出口103，燃气轮机主轴与发电机主轴连接，发电机输出端与蓄电池的输入端连接；

所述尾气回收储能系统包括换热器4、尾气处理器5、烟囱6和储存罐7，换热器4上开设第一入口401、第一出口402、第二入口403、第二出口404和第三入口405，烟气出口103与第一入口401连接，并在连接管路上设置有第一温度传感器104；

尾气处理器5包括尾气入口501和尾气出口502，第一出口402与尾气入口501连接，尾气出口502与烟囱6连接；

第二入口403通过第一阀门15与第一自来水源17连接，第二出口404与储存罐入口701连接；在第二出口404与储存罐7之间的连接管路上设有第二温度传感器13和压力传感器18；

所述供热系统包括混合室8、暖气供应机构9、污水处理器10、第一水泵11和第二水泵12，混合室8包括水蒸气入口801、热水出口802、自来水入口803和回水入口804，水蒸气入口801与储存罐出口702连接，自来水入口803通过第二阀门16与第二自来水源19连接，热水出口802与暖气供应机构9的热水入口901连接；

暖气供应机构出口902与用户端20连接，经用户端20取热后的温水经管路与污水处理器入口1001连接，污水处理器出口一1002和污水处理器出口二1003分别通过第一水泵11和第二水泵12与混合室8的回水入口804和换热器4的第三入口405连接；在暖气供应机构9和用户端20之间的管路上设有第三温度传感器14。

优选地，所述第一温度传感器104、第二温度传感器13和第三温度传感器14的测温范围分别为-30～800℃、-30～300℃和-30～150℃；所述压力传感器18的测量范围为0～1.6Mpa。

本系统的蓄能供热过程为：

1)天然气由燃气入口进入燃气轮机1燃烧室进行燃烧，燃烧产生的一部分高温烟气进入燃气涡轮做功所产生的能量经发电机2转化为电能储存在蓄电池3中；

2)燃气轮机1燃烧产生的另一部分高温烟气通过烟气出口103经换热器4第一入口401进入换热器4，第一温度传感器104对该管路段上的烟气温度进行测量；

同时第一自来水源17进入第二入口403与高温烟气在换热器4内进行换热，自来水吸收热量蒸发成为高温水蒸气，烟气经第一出口402进入尾气处理器5，尾气处理器5对烟气进行净化后通过烟囱6排出；高温水蒸气通过第二出口404进入储存罐7，第二温度传感器13对该管路段上的水蒸气温度进行测量，当温度高于或低于设定值时，通过控制第一阀门15的开度大小进行水流量调节，直至达到设定的温度值，停止对第一阀门15的开度调节，压力传感器18对该管路段上的水蒸气压力大小进行测量；

3)高温水蒸气经储存罐出口702进入混合室8，同时第二自来水源19将进入混合室8内的高温水蒸气液化降温至暖气供应所需温度，经暖气供应机构9输送至用户端20，经用户端20取热后的温水经污水处理器10处理后，由第一水泵11和第二水泵12分别泵入混合室回水入口804和换热器第三入口405，作为水源循环利用；第三温度传感器14对暖气供应机构9和用户之间的管路段水温进行测量，当温度高于或低于设定值时，通过控制第二阀门16的开度大小进行水流量调节，直至达到设定的温度值，停止对第二阀门16的开度调节。

优选地，所述步骤2)中，烟气出口103处的烟气温度为400℃；换热器第二出口404处的水蒸气温度为150℃，压力为0.56Mpa。

优选地，所述步骤3)中，暖气供应机构9出口处的热水温度为80℃。

Claims (2)

1.一种燃气轮机余热储能供热系统，其特征在于，包括燃气轮机发电系统、尾气回收储能系统和供热系统；

所述燃气轮机发电系统包括燃气轮机(1)、发电机(2)和蓄电池(3)，所述燃气轮机(1)开设有燃气入口(101)、空气入口(102)和烟气出口(103)，燃气轮机主轴与发电机主轴连接，发电机输出端与蓄电池的输入端连接；

所述尾气回收储能系统包括换热器(4)、尾气处理器(5)、烟囱(6)和储存罐(7)，换热器(4)上开设第一入口(401)、第一出口(402)、第二入口(403)、第二出口(404)和第三入口(405)，烟气出口(103)与第一入口(401)连接，并在连接管路上设置有第一温度传感器(104)；

尾气处理器(5)包括尾气入口(501)和尾气出口(502)，第一出口(402)与尾气入口(501)连接，尾气出口(502)与烟囱(6)连接；

第二入口(403)通过第一阀门(15)与第一自来水源(17)连接，第二出口(404)与储存罐入口(701)连接；在第二出口(404)与储存罐(7)之间的连接管路上设有第二温度传感器(13)和压力传感器(18)；

所述供热系统包括混合室(8)、暖气供应机构(9)、污水处理器(10)、第一水泵(11)和第二水泵(12)，混合室(8)包括水蒸气入口(801)、自来水入口(803)、热水出口(802)和回水入口(804)，水蒸气入口(801)与储存罐出口(702)连接，自来水入口(803)通过第二阀门(16)与第二自来水源(19)连接，热水出口(802)与暖气供应机构(9)的热水入口(901)连接；

暖气供应机构出口(902)与用户端(20)连接，经用户端(20)取热后的温水经管路与污水处理器入口(1001)连接，污水处理器出口一(1002)和污水处理器出口二(1003)分别通过第一水泵(11)和第二水泵(12)与混合室的回水入口(804)和换热器的第三入口(405)连接；在暖气供应机构(9)和用户端(20)之间的管路上设有第三温度传感器(14)。

2.根据权利要求1所述的一种燃气轮机余热储能供热系统，其特征在于，所述第一温度传感器(104)、第二温度传感器(13)和第三温度传感器(14)的测温范围分别为-30～800℃、-30～300℃和-30～150℃；所述压力传感器(18)的测量范围为0～1.6Mpa。

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