CN216950586U - 一种利用余锅余热进行天然气预加热系统 - Google Patents

一种利用余锅余热进行天然气预加热系统 Download PDF

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许佳
杨永栋
任杰宁
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高晓芳
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Abstract

本实用新型一种利用余锅余热进行天然气预加热系统,属于利用余锅余热进行天然气预加热系统技术领域;所要解决的技术问题为:提供一种利用余锅余热进行天然气预加热系统硬件结构的改进;解决上述技术问题采用的技术方案为:在两台燃机的总供气管路上,经过#1余锅余热、#2余锅余热加热后的水分别流经第一供水阀门、第二供水阀门进入到天然气预加热器中加热天然气,换热后经过给水泵加压后分别通过第一调节阀门、第二调节阀门回到#1余热锅炉低压省煤器的入口和#2余热锅炉低压省煤器入口;天然气经过预加热后再进入#1燃机性能加热器、#2燃机性能加热器加热,通过第一温控阀和第二温控阀来控制使天然气加热到额定温度;本实用新型应用于燃气轮机。

Description

一种利用余锅余热进行天然气预加热系统
技术领域
本实用新型一种利用余锅余热进行天然气预加热系统,属于利用余锅余热进行天然气预加热系统技术领域。
背景技术
天然气温度对于燃气轮机的燃烧和燃烧室动态特性都有很大的影响,为了保证燃机轮机的正常工作和较高的燃烧效率,天然气必须达到一定的温度。现有的系统在中压省煤器出口水温度满足要求后利用性能加热器来加热天然气,如附图1所示,天然气性能加热器包括三通温控阀100、第I热交换器200、第II热交换器300;三通温控阀100的入口与天然气调压站连通;三通温控阀100的一个出口与第I热交换器200的天然气侧入口连通,另一个出口与燃机燃料分配单元连通;第I热交换器200的天然气侧出口与第II热交换器300的天然气侧入口连通;第II热交换器300的天然气侧出口与燃机燃料分配单元连通;第II热交换器300的水侧入口与余热锅炉的中压省煤器出口连通;第II热交换器300的水侧出口与第I热交换器200的水侧入口连通;第I热交换器200的水侧出口分别与余热锅炉的低压省煤器入口和凝汽器的入口连通,具体加热原理为:余热锅炉的中压省煤器出口给水分别与流经第I热交换器的天然气、流经第II热交换器的天然气进行热交换,由此对天然气进行加热。
该系统存在以下问题:一是由于燃气轮机启用初期,中压省煤器出口水温上升需要一定的时间,导致天然气无法快速升温,从而导致机组额定转速待并网时间或初负荷运行时间较长,进而一方面导致机组的调峰能力较差,另一方面导致耗用天然气量变多、机组启动成本变高。二是在燃机并网之后仅利用FGH无法将天然气加热到额定温度(额定温度200℃,一般仅能加热到180℃),导致燃气轮机燃烧效率无法达到最佳。另一方面余热锅炉的排烟温度一般在80℃左右,这些烟气直接排放到大气中,这部分热量没有充分利用。基于此,有必要发明一种利用余锅余热来进行天然气预加热的系统,来解决天然气温度无法满足要求和余锅余热利用的问题。
实用新型内容
本实用新型为了克服现有技术中存在的不足,所要解决的技术问题为:提供一种利用余锅余热进行天然气预加热系统硬件结构的改进。
为了解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案为:一种利用余锅余热进行天然气预加热系统,包括天然气预加热器、#1燃机性能加热器、#2燃机性能加热器,所述天然气预加热器的进水管道分别连接#1余热锅炉低压省煤器出口、#2余热锅炉低压省煤器出口,且天然气预加热器连接#1余热锅炉低压省煤器出口、#2余热锅炉低压省煤器出口的进水管道上分别设置有第一供水阀门1、第二供水阀门2,所述天然气预加热器的出水管道分别连接#1余热锅炉低压省煤器入口、#2余热锅炉低压省煤器入口,且天然气预加热器连接#1余热锅炉低压省煤器入口的出水管道上设置有第一调节阀门、第一流量变送器,天然气预加热器连接#2余热锅炉低压省煤器入口的出水管道上设置有第二调节阀门、第二流量变送器,天然气预加热器连接#1余热锅炉低压省煤器入口、#2余热锅炉低压省煤器入口的出水总管上设置有给水泵;
所述天然气预加热器的天然气进口管道连接天然气调压站,所述天然气预加热器的天然气出口管道分别连接#1燃机性能加热器、#2燃机性能加热器,且天然气预加热器的天然气出口管道上设置有第一热电偶。
所述天然气预加热器连接#1燃机性能加热器的天然气出口管道上设置有第一温控阀。
所述天然气预加热器连接#2燃机性能加热器的天然气出口管道上设置有第二温控阀。
所述#1燃机性能加热器包括#1燃机第I热交换器、#1燃机第II热交换器,所述第一温控阀的第一出口通过管道连接#1燃机燃料分配单元,第一温控阀的第二出口通过管道连接#1燃机第I热交换器的天然气侧入口,所述#1燃机第I热交换器的天然气侧出口与#1燃机第II热交换器的天然气侧入口连通,所述#1燃机第II热交换器的天然气侧出口与#1燃机燃料分配单元连通;
所述#1燃机第II热交换器的水侧入口与#1余热锅炉的中压省煤器出口连通;#1燃机第II热交换器的水侧出口与#1燃机第I热交换器的水侧入口连通;#1燃机第I热交换器的水侧出口与第一排汽装置连通。
所述#2燃机性能加热器包括#2燃机第I热交换器、#2燃机第II热交换器,所述第二温控阀的第一出口通过管道连接#2燃机燃料分配单元,第二温控阀的第二出口通过管道连接#2燃机第I热交换器的天然气侧入口,所述#2燃机第I热交换器的天然气侧出口与#2燃机第II热交换器的天然气侧入口连通,所述#2燃机第II热交换器的天然气侧出口与#2燃机燃料分配单元连通;
所述#2燃机第II热交换器的水侧入口与#2余热锅炉的中压省煤器出口连通;#2燃机第II热交换器的水侧出口与#2燃机第I热交换器13的水侧入口连通;#2燃机第I热交换器的水侧出口与第二排汽装置连通。
所述第一排汽装置分别与#1余热锅炉的低压省煤器入口和凝汽器的入口连通。
所述第二排汽装置分别与#2余热锅炉的低压省煤器入口和凝汽器的入口连通。
所述第一温控阀与#1燃机燃料分配单元相连的管道上设置有第二热电偶。
所述第二温控阀与#2燃机燃料分配单元相连的管道上设置有第三热电偶。
所述给水泵具体采用循环泵。
本实用新型相对于现有技术具备的有益效果为:一是机组启动初期,可以使天然气快速升温,减少燃机额定转速待并网时间或初负荷运行时间,从而减少天然气使用量、减少机组启动成本;
二是燃机并网之后可以将天然气加热到额定温度,提高燃机燃烧效率;
三是利用烟气余热对天然气进行预加热,充分利用了烟气余热,减少了能量的浪费。
附图说明
下面结合附图对本实用新型做进一步说明:
图1为现有技术中采用的天然气预加热系统的结构示意图;
图2为本实用新型利用余锅余热进行天然气预加热系统的结构示意图;
图中:1为第一供水阀门、2为第二供水阀门、3为天然气预加热器、4为给水泵、5为第一调节阀门、6为第二调节阀门、7为第一热电偶、8为第一温控阀、9为#1燃机第I热交换器、10为#1燃机第II热交换器、11为第二热电偶、12为第二温控阀、13为#2第I热交换器、14为#2燃机第II热交换器、15为第一流量变送器、16为第二热电偶、17为第二流量变送器;
100为三通温控阀、200为第I热交换器、300为第II热交换器。
具体实施方式
如图1和图2所示,本实用新型一种利用余锅余热进行天然气预加热系统,包括天然气预加热器3、#1燃机性能加热器、#2燃机性能加热器,所述天然气预加热器3的进水管道分别连接#1余热锅炉低压省煤器出口、#2余热锅炉低压省煤器出口,且天然气预加热器3连接#1余热锅炉低压省煤器出口、#2余热锅炉低压省煤器出口的进水管道上分别设置有第一供水阀门1、第二供水阀门2,所述天然气预加热器3的出水管道分别连接#1余热锅炉低压省煤器入口、#2余热锅炉低压省煤器入口,且天然气预加热器3连接#1余热锅炉低压省煤器入口的出水管道上设置有第一调节阀门5、第一流量变送器15,天然气预加热器3连接#2余热锅炉低压省煤器入口的出水管道上设置有第二调节阀门6、第二流量变送器17,天然气预加热器3连接#1余热锅炉低压省煤器入口、#2余热锅炉低压省煤器入口的出水总管上设置有给水泵4;
所述天然气预加热器3的天然气进口管道连接天然气调压站,所述天然气预加热器3的天然气出口管道分别连接#1燃机性能加热器、#2燃机性能加热器,且天然气预加热器3的天然气出口管道上设置有第一热电偶7。
所述天然气预加热器3连接#1燃机性能加热器的天然气出口管道上设置有第一温控阀8。
所述天然气预加热器3连接#2燃机性能加热器的天然气出口管道上设置有第二温控阀12。
所述#1燃机性能加热器包括#1燃机第I热交换器9、#1燃机第II热交换器10,所述第一温控阀8的第一出口通过管道连接#1燃机燃料分配单元,第一温控阀8的第二出口通过管道连接#1燃机第I热交换器9的天然气侧入口,所述#1燃机第I热交换器9的天然气侧出口与#1燃机第II热交换器10的天然气侧入口连通,所述#1燃机第II热交换器10的天然气侧出口与#1燃机燃料分配单元连通;
所述#1燃机第II热交换器10的水侧入口与#1余热锅炉的中压省煤器出口连通;#1燃机第II热交换器10的水侧出口与#1燃机第I热交换器9的水侧入口连通;#1燃机第I热交换器9的水侧出口与第一排汽装置连通。
所述#2燃机性能加热器包括#2燃机第I热交换器13、#2燃机第II热交换器14,所述第二温控阀12的第一出口通过管道连接#2燃机燃料分配单元,第二温控阀12的第二出口通过管道连接#2燃机第I热交换器13的天然气侧入口,所述#2燃机第I热交换器13的天然气侧出口与#2燃机第II热交换器14的天然气侧入口连通,所述#2燃机第II热交换器14的天然气侧出口与#2燃机燃料分配单元连通;
所述#2燃机第II热交换器14的水侧入口与#2余热锅炉的中压省煤器出口连通;#2燃机第II热交换器14的水侧出口与#2燃机第I热交换器13的水侧入口连通;#2燃机第I热交换器13的水侧出口与第二排汽装置连通。
所述第一排汽装置分别与#1余热锅炉的低压省煤器入口和凝汽器的入口连通。
所述第二排汽装置分别与#2余热锅炉的低压省煤器入口和凝汽器的入口连通。
所述第一温控阀8与#1燃机燃料分配单元相连的管道上设置有第二热电偶11。
所述第二温控阀12与#2燃机燃料分配单元相连的管道上设置有第三热电偶16。
所述给水泵4具体采用循环泵。
本实用新型提供的利用余锅余热进行天然气预加热系统为了保证燃机轮机的正常工作和燃机保持较高的燃烧效率,天然气必须达到一定的温度,利用另一台炉的余热锅炉的余热来对天然气进行预加热,一方面可以充分利用烟气余热,减少排烟热损失,另一方面减少燃机并网前等待时间,同时燃机并网后也能和性能加热器配合,将天然气加热到额定温度,提高燃机燃烧效率。
本实用新型的利用余锅余热进行天然气预加热系统,如附图2所示,包括天然气预加热器3,第一供水阀门1和第二供水阀门2、第一调节阀门5和第二调节阀门6、供水管、再循环的给水泵4、#1燃机性能加热器、#2燃机性能加热器。本实用新型的天然气预加热系统位于天然气调压站中,设计在两台燃机的总供气管路上,经过#1余锅余热、#2余锅余热加热后的水分别流经第一供水阀门1、第二供水阀门2进入到天然气预加热器3中加热天然气,换热后经过再循环给水泵4加压后分别通过第一调节阀门3、第二调节阀门4回到#1余热锅炉低压省煤器的入口和#2余热锅炉低压省煤器入口,第一调节阀门3、第二调节阀门4可以调节通过天然气预加热器3流量的大小,通过第一流量变送器15、第二流量变送器17分别来监测流经天然气预加热器4的流量,第一热电偶7来监测天然气预加热器4出口天然气温度,天然气经过预加热后再进入#1燃机性能加热器、#2燃机性能加热器加热,通过第一温控阀8和第二温控阀12来控制使天然气加热到额定温度。
本实用新型的工作原理为:当#1燃机启动、#2燃机正常运行时,可关闭第一供水阀门1、第一调节阀门5,开启第二供水阀门2、第二调节阀门6,利用#2余热锅炉的余热来加热天然气,实现#1燃机所用天然气快速升温。
当#2燃机启动、#1燃机正常运行时,可关闭第二供水阀门2、第二调节阀门6,开启第一供水阀门1、第一调节阀门5,利用#1余热锅炉的余热来加热天然气,实现#2燃机所用天然气快速升温。
当一台燃机正常运行,另一台燃机不需要启动时,投入对应余热锅炉的水侧来对天然气进行预加热,比如#1燃机正常运行,开启第一供水阀门1、第一调节阀门5、关闭第二供水阀门2、第二调节阀门6来进行自身天然气的预加热。
当两台燃机均正常运行时,只需投入天然气预加热器3水侧一路即可,开启第一供水阀门1、第一调节阀门5、关闭第二供水阀门2、第二调节阀门6或者开启第二供水阀门2、第二调节阀门6、关闭第一供水阀门1、第一调节阀门5,利用其中一台余热锅炉的余热来对天然气进行预加热,再进入#1燃机性能加热器、#2燃机性能加热器加热,通过第一温控阀8和第二温控阀12来控制使天然气加热到额定温度。
关于本实用新型具体结构需要说明的是,本实用新型采用的各部件模块相互之间的连接关系是确定的、可实现的,除实施例中特殊说明的以外,其特定的连接关系可以带来相应的技术效果,并基于不依赖相应软件程序执行的前提下,解决本实用新型提出的技术问题,本实用新型中出现的部件、模块、具体元器件的型号、连接方式除具体说明的以外,均属于本领域技术人员在申请日前可以获取到的已公开专利、已公开的期刊论文、或公知常识等现有技术,无需赘述,使得本案提供的技术方案是清楚、完整、可实现的,并能根据该技术手段重现或获得相应的实体产品。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种利用余锅余热进行天然气预加热系统,包括天然气预加热器(3)、#1燃机性能加热器、#2燃机性能加热器,其特征在于:所述天然气预加热器(3)的进水管道分别连接#1余热锅炉低压省煤器出口、#2余热锅炉低压省煤器出口,且天然气预加热器(3)连接#1余热锅炉低压省煤器出口、#2余热锅炉低压省煤器出口的进水管道上分别设置有第一供水阀门(1)、第二供水阀门(2),所述天然气预加热器(3)的出水管道分别连接#1余热锅炉低压省煤器入口、#2余热锅炉低压省煤器入口,且天然气预加热器(3)连接#1余热锅炉低压省煤器入口的出水管道上设置有第一调节阀门(5)、第一流量变送器(15),天然气预加热器(3)连接#2余热锅炉低压省煤器入口的出水管道上设置有第二调节阀门(6)、第二流量变送器(17),天然气预加热器(3)连接#1余热锅炉低压省煤器入口、#2余热锅炉低压省煤器入口的出水总管上设置有给水泵(4);
所述天然气预加热器(3)的天然气进口管道连接天然气调压站,所述天然气预加热器(3)的天然气出口管道分别连接#1燃机性能加热器、#2燃机性能加热器,且天然气预加热器(3)的天然气出口管道上设置有第一热电偶(7)。
2.根据权利要求1所述的一种利用余锅余热进行天然气预加热系统,其特征在于:所述天然气预加热器(3)连接#1燃机性能加热器的天然气出口管道上设置有第一温控阀(8)。
3.根据权利要求1所述的一种利用余锅余热进行天然气预加热系统,其特征在于:所述天然气预加热器(3)连接#2燃机性能加热器的天然气出口管道上设置有第二温控阀(12)。
4.根据权利要求2所述的一种利用余锅余热进行天然气预加热系统,其特征在于:所述#1燃机性能加热器包括#1燃机第I热交换器(9)、#1燃机第II热交换器(10),所述第一温控阀(8)的第一出口通过管道连接#1燃机燃料分配单元,第一温控阀(8)的第二出口通过管道连接#1燃机第I热交换器(9)的天然气侧入口,所述#1燃机第I热交换器(9)的天然气侧出口与#1燃机第II热交换器(10)的天然气侧入口连通,所述#1燃机第II热交换器(10)的天然气侧出口与#1燃机燃料分配单元连通;
所述#1燃机第II热交换器(10)的水侧入口与#1余热锅炉的中压省煤器出口连通;#1燃机第II热交换器(10)的水侧出口与#1燃机第I热交换器(9)的水侧入口连通;#1燃机第I热交换器(9)的水侧出口与第一排汽装置连通。
5.根据权利要求3所述的一种利用余锅余热进行天然气预加热系统,其特征在于:所述#2燃机性能加热器包括#2燃机第I热交换器(13)、#2燃机第II热交换器(14),所述第二温控阀(12)的第一出口通过管道连接#2燃机燃料分配单元,第二温控阀(12)的第二出口通过管道连接#2燃机第I热交换器(13)的天然气侧入口,所述#2燃机第I热交换器(13)的天然气侧出口与#2燃机第II热交换器(14)的天然气侧入口连通,所述#2燃机第II热交换器(14)的天然气侧出口与#2燃机燃料分配单元连通;
所述#2燃机第II热交换器(14)的水侧入口与#2余热锅炉的中压省煤器出口连通;#2燃机第II热交换器(14)的水侧出口与#2燃机第I热交换器(13)的水侧入口连通;#2燃机第I热交换器(13)的水侧出口与第二排汽装置连通。
6.根据权利要求4所述的一种利用余锅余热进行天然气预加热系统,其特征在于:所述第一排汽装置分别与#1余热锅炉的低压省煤器入口和凝汽器的入口连通。
7.根据权利要求5所述的一种利用余锅余热进行天然气预加热系统,其特征在于:所述第二排汽装置分别与#2余热锅炉的低压省煤器入口和凝汽器的入口连通。
8.根据权利要求6所述的一种利用余锅余热进行天然气预加热系统,其特征在于:所述第一温控阀(8)与#1燃机燃料分配单元相连的管道上设置有第二热电偶(11)。
9.根据权利要求7所述的一种利用余锅余热进行天然气预加热系统,其特征在于:所述第二温控阀(12)与#2燃机燃料分配单元相连的管道上设置有第三热电偶(16)。
10.根据权利要求1所述的一种利用余锅余热进行天然气预加热系统,其特征在于:所述给水泵(4)具体采用循环泵。
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