CN218030375U - 改进型排烟节能燃气轮机供热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及燃气轮机技术领域，尤其是改进型排烟节能燃气轮机供热系统，包括燃气轮机机组，所述燃气轮机机组的排烟烟道连接至供热锅炉的炉膛内，所述供热锅炉的高温蒸汽出口端的热量通过热交换器与一次管网换热，一次管网经过换热站将热量输送至二级管网，二级管网的输送至用户单元处实现为用户单元供热，所述用户单元由若干组蓄热用户端组成，所述用户单元用热后的回水端经过若干个回水管路接回至换热站，还包括二级网旁路增热组件与一回水旁路增热组件。本供热系统利用燃气轮机的排烟烟道的烟气余热为供热锅炉提供初次热源；在供热高峰时段配合补燃器实现在此升温，提高换热效果，烟气余热能够得到充分利用，实现整个供热系统的高效供热。

Description

改进型排烟节能燃气轮机供热系统

技术领域

本实用新型涉及燃气轮机技术领域，尤其是改进型排烟节能燃气轮机供热系统。

背景技术

燃气轮机按照其规格不同一般可以分为：大型燃气轮机、小型燃气轮机、微型燃气轮机；一般应用于城市电网、工业发电、城市供热、船舶动力、管道增压等、分布式发电等众多领域。其中，近年来、在城市供热中中起到了重要作用，传统的利用燃气轮机进行供热的方式是将天然气、氢气、合成气、弛放气等气体燃料或燃油等液体燃料高效的转化为蒸汽、热水等，其可以实现大规模的热工换热，燃气轮机在工作时会排出较高温度的烟气，目前很多车间内都是任由烟气外排，不仅会造成环境的污染同时能耗浪费严重。

目前现有技术中也存在一些对预热进行利用的改进与设计，例如在专利申请号为CN202121485479.4的专利文献中就公开了基于燃气轮机的供热系统和用于压裂设备的集中供热系统，其主要结构包括热源供应器，包括通过提供动力源以驱动至少一个目标设备的燃气轮机且所述热源供应器配置为基于所述燃气轮机提供第一热介质；一次热交换器，配置为获取中间介质，其中，所述一次热交换器与所述热源供应器连接，以获取所述第一热介质，使得所述第一热介质与所述中间介质通过热交换得到第二热介质；供热通道，分别与所述一次热交换器和所述至少一个目标设备连接，以将所述第二热介质分配至所述至少一个目标设备的至少一个部位并进行二次热交换，用以为所述至少一个目标设备供热。

综上可以看出，上述现有技术中的专利利用燃气轮机作为动力源的燃气轮机实现通过介质换热进入到一次热交换器，然后输送至目标设备（相当于用户端），在目标设备用热完毕后返回一次热交换器，这种方式直接利用燃气轮机在实际使用工况中当需热量较大时通常燃气轮机无法满足热能供应，而且调节方式相对单一、无法根据用热需求进行错峰调节，当在多用户状态下进行供热时供热均衡性得不到控制、无法得到按需输送与调配。

实用新型内容

本实用新型为解决上述技术问题之一，所采用的技术方案是：改进型排烟节能燃气轮机供热系统，包括燃气轮机机组，所述燃气轮机机组的排烟烟道连接至供热锅炉的炉膛内，所述供热锅炉的高温蒸汽出口端的热量通过热交换器与一次管网换热，一次管网经过换热站将热量输送至二级管网，二级管网的输送至用户单元处实现为用户单元供热，所述用户单元由若干组蓄热用户端组成，所述用户单元用热后的回水端经过若干个回水管路接回至换热站，还包括二级网旁路增热组件与一回水旁路增热组件。

在上述任一方案中优选的是，所述二级网旁路增热组件包括一由所述燃气轮机机组的排烟烟道处接出的增热保温旁路，还包括一安装在换热站与用户端元之间的二级管网的管路上的增热换热器，所述增热换热器靠近换热站一端设置，所述增热保温旁路的末端连接增热换热器，所述增热换热器用于实现对二级管网进行辅助增热，在所述增热保温旁路的中部安装有增热变量控制泵。

在上述任一方案中优选的是，在所述增热保温旁路的两端均安装有增热启闭控制阀。

在上述任一方案中优选的是，所述回水旁路增热组件包括一回水保温增热旁管，所述回水保温增热旁管的一端连接所述燃气轮机机组的排烟烟道内部，在所述用户单元的各组蓄热用户端的回水管路上分别配合设置有一回水换热器，各所述回水换热器分别通过换热支管接入所述回水保温增热旁管的末端，在所述回水保温增热旁管上安装有回水换热控制泵。

在上述任一方案中优选的是，在靠近所述燃气轮机机组的排烟烟道处的所述回水保温增热旁管上安装有一回水换热主控制阀。

在上述任一方案中优选的是，在各所述换热支管上分别安装有支路启闭控制阀。

在上述任一方案中优选的是，在所述燃气轮机与所述供热锅炉相连通的排烟烟道内还安装有补燃器，所述补燃器为供热锅炉进行补热。

在上述任一方案中优选的是，在所述二级管网的管路内安装有二级网温度传感器，所述二级网温度传感器、所述二级网温度传感器、增热变量控制泵分别与外部控制器信号连接。

在上述任一方案中优选的是，在各组蓄热用户端的回水管路上均安装有回水温度传感器，所述回水温度传感器、所述回水换热控制泵、所述回水换热主控制阀、所述支路启闭控制阀分别与外部控制器信号连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

1、本供热系统利用燃气轮机的排烟烟道的烟气余热为供热锅炉提供初次热源；同时，在供热高峰时段配合补燃器实现在此升温，提高换热效果，烟气余热能够得到充分利用，实现整个供热系统的高效供热。

2、整个供热系统还额外在二级管网处增设二级网旁路增热组件实现在二级换热无法达到供热温度的工况下实现对直接分流部分热量直接送入二级管网进行旁路增热，实现旁路直连式管网与二级管网配合使用。

3、本系统中的回水旁路增热组件中可以在供热低峰段分出燃气轮机的部分热量对二级管网的低温回水实现直接预换热，以此保证回流至换热站时的水温得到一定升高，保证换热站处的换热效果，有效地根据系统不同时段的供热情况进行合理配置热能流向。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部件一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部件并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型的连接结构示意图。

图中，1、燃气轮机机组；101、排烟烟道；2、供热锅炉；201、高温蒸汽出口端；3、一次管网；4、热交换器；5、二级管网；6、用户单元；601、蓄热用户端；7、回水管路；8、补燃器；9、增热保温旁路；10、增热换热器；11、增热变量控制泵；12、增热启闭控制阀；13、回水保温增热旁管；14、回水换热器；15、换热支管；16、回水换热控制泵；17、回水换热主控制阀；18、换热站。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。本实用新型具体结构如图1中所示。

实施例1：

改进型排烟节能燃气轮机供热系统，包括燃气轮机机组1，所述燃气轮机机组1的排烟烟道101连接至供热锅炉2的炉膛内，所述供热锅炉2的高温蒸汽出口端201的热量通过热交换器4与一次管网3换热，一次管网3经过换热站18将热量输送至二级管网5，二级管网5的输送至用户单元6处实现为用户单元6供热，所述用户单元6由若干组蓄热用户端601组成，所述用户单元6用热后的回水端经过若干个回水管路7接回至换热站18，还包括二级网旁路增热组件与一回水旁路增热组件；在所述燃气轮机与所述供热锅炉2相连通的排烟烟道101内还安装有补燃器8，所述补燃器8为供热锅炉2进行补热。供热系统在供热时，利用燃气轮机机组1的排烟烟道101提供余热热源输送至供热锅炉2；同时，经过一次管网3、二次管网换热后供用户单元6用热，同时，在高峰需求时利用补燃器8进行补燃、补热提高供热效果。

在上述任一方案中优选的是，所述二级网旁路增热组件包括一由所述燃气轮机机组1的排烟烟道101处接出的增热保温旁路9，还包括一安装在换热站18与用户端元之间的二级管网5的管路上的增热换热器10，所述增热换热器10靠近换热站18一端设置，所述增热保温旁路9的末端连接增热换热器10，所述增热换热器10用于实现对二级管网5进行辅助增热，在所述增热保温旁路9的中部安装有增热变量控制泵11。二级网旁路增热组件可以通过供热系统的现有控制系统根据监测二级网温度传感器检测并反馈的温度并与预设临界点温度对比来实现控制部件启闭，当二级网温度传感器检测的二级管网5的换热后的温度较低时，会控制二级网旁路增热组件的增热变量控制泵11、增热启闭控制阀12开启，从而将燃气轮机机组1的高温引入到二级管网5处实现增热升温，从而使其达到预设理想温度，达到理想温度后控制增热变量控制泵11、增热启闭控制阀12关闭即可，从而可以根据具体需求实现旁路增热。

在上述任一方案中优选的是，所述回水旁路增热组件包括一回水保温增热旁管13，所述回水保温增热旁管13的一端连接所述燃气轮机机组1的排烟烟道101内部，在所述用户单元6的各组蓄热用户端601的回水管路7上分别配合设置有一回水换热器14，各所述回水换热器14分别通过换热支管15接入所述回水保温增热旁管13的末端，在所述回水保温增热旁管13上安装有回水换热控制泵16。回水旁路增热组件可以通过供热系统的现有控制系统根据监测回水温度传感器检测并反馈的温度并与预设临界点温度对比来实现控制部件启闭，当回水温度传感器检测的回水管路7的温度较低时，会控制回水旁路增热组件的所述回水换热控制泵16、所述回水换热主控制阀17、部分所述支路启闭控制阀19开启，从而将燃气轮机机组1的高温引入到对应的回水管路7处实现预换热升温，从而使其达到预设理想温度，达到理想温度后控制所述回水换热控制泵16、所述回水换热主控制阀17、部分所述支路启闭控制阀19关闭即可，从而可以根据具体需求实现回水管路7的旁路预换。

实施例2：

改进型排烟节能燃气轮机供热系统，包括燃气轮机机组1，所述燃气轮机机组1的排烟烟道101连接至供热锅炉2的炉膛内，所述供热锅炉2的高温蒸汽出口端201的热量通过热交换器4与一次管网3换热，一次管网3经过换热站18将热量输送至二级管网5，二级管网5的输送至用户单元6处实现为用户单元6供热，所述用户单元6由若干组蓄热用户端601组成，所述用户单元6用热后的回水端经过若干个回水管路7接回至换热站18，还包括二级网旁路增热组件与一回水旁路增热组件。

在上述任一方案中优选的是，在所述燃气轮机与所述供热锅炉2相连通的排烟烟道101内还安装有补燃器8，所述补燃器8为供热锅炉2进行补热。

在上述任一方案中优选的是，所述二级网旁路增热组件包括一由所述燃气轮机机组1的排烟烟道101处接出的增热保温旁路9，还包括一安装在换热站18与用户端元之间的二级管网5的管路上的增热换热器10，所述增热换热器10靠近换热站18一端设置，所述增热保温旁路9的末端连接增热换热器10，所述增热换热器10用于实现对二级管网5进行辅助增热，在所述增热保温旁路9的中部安装有增热变量控制泵11。

二级网旁路增热组件可以通过供热系统的现有控制系统根据监测二级网温度传感器检测并反馈的温度并与预设临界点温度对比来实现控制部件启闭，当二级网温度传感器检测的二级管网5的换热后的温度较低时，会控制二级网旁路增热组件的增热变量控制泵11、增热启闭控制阀12开启，从而将燃气轮机机组1的高温引入到二级管网5处实现增热升温，从而使其达到预设理想温度，达到理想温度后控制增热变量控制泵11、增热启闭控制阀12关闭即可，从而可以根据具体需求实现旁路增热。

在上述任一方案中优选的是，在所述增热保温旁路9的两端均安装有增热启闭控制阀12，增热启闭控制阀12可以实现信号连、远程控制。

在上述任一方案中优选的是，所述回水旁路增热组件包括一回水保温增热旁管13，所述回水保温增热旁管13的一端连接所述燃气轮机机组1的排烟烟道101内部，在所述用户单元6的各组蓄热用户端601的回水管路7上分别配合设置有一回水换热器14，各所述回水换热器14分别通过换热支管15接入所述回水保温增热旁管13的末端，在所述回水保温增热旁管13上安装有回水换热控制泵16。

回水旁路增热组件可以通过供热系统的现有控制系统根据监测回水温度传感器检测并反馈的温度并与预设临界点温度对比来实现控制部件启闭，当回水温度传感器检测的回水管路7的温度较低时，会控制回水旁路增热组件的所述回水换热控制泵16、所述回水换热主控制阀17、部分所述支路启闭控制阀19开启，从而将燃气轮机机组1的高温引入到对应的回水管路7处实现预换热升温，从而使其达到预设理想温度，达到理想温度后控制所述回水换热控制泵16、所述回水换热主控制阀17、部分所述支路启闭控制阀19关闭即可，从而可以根据具体需求实现回水管路7的旁路预换。

在上述任一方案中优选的是，在靠近所述燃气轮机机组1的排烟烟道101处的所述回水保温增热旁管13上安装有一回水换热主控制阀17，根据需要跟随外部控制系统的控制实现开启。

在上述任一方案中优选的是，在各所述换热支管15上分别安装有支路启闭控制阀19，根据需要跟随外部控制系统的控制实现开启。

在上述任一方案中优选的是，在所述二级管网5的管路内安装有二级网温度传感器，二级网温度传感器、二级网温度传感器、增热变量控制泵11分别与外部控制器信号连接。

在上述任一方案中优选的是，在各组蓄热用户端601的回水管路7上均安装有回水温度传感器，回水温度传感器、所述回水换热控制泵16、所述回水换热主控制阀17、所述支路启闭控制阀19分别与外部控制器信号连接。

通过控根据各个换热支管15对应的各组蓄热用户端601的回水管路7的温度情况进行控制，对各回水管路7中水温不达标的进行预先利用回水换热器14进行预热，从而达到有效升温的目的，保证各回水管路7的均衡，有效地避免水利失衡的现象。

其中，增热换热器10、回水换热器14换热后的烟气经过常规技术统一收集、净化后实现达标外排，收集时根据需要定期开启对应位置处的阀门实现排气收集即可，此处属于常规技术不再赘述。

具体工作原理：

供热系统在供热时，利用燃气轮机机组1的排烟烟道101提供余热热源输送至供热锅炉2；同时，经过一次管网3、二次管网换热后供用户单元6用热，同时，在高峰需求时利用补燃器8进行补燃、补热提高供热效果。

当二级网温度传感器检测的二级管网5的换热后的温度较低时，会控制二级网旁路增热组件的增热变量控制泵11、增热启闭控制阀12开启，从而将燃气轮机机组1的高温引入到二级管网5处实现增热升温，从而使其达到预设理想温度，达到理想温度后控制增热变量控制泵11、增热启闭控制阀12关闭即可，从而可以根据具体需求实现旁路增热。

当回水温度传感器检测的回水管路7的温度较低时，会控制回水旁路增热组件的所述回水换热控制泵16、所述回水换热主控制阀17、部分所述支路启闭控制阀19开启，从而将燃气轮机机组1的高温引入到对应的回水管路7处实现预换热升温，从而使其达到预设理想温度，达到理想温度后控制所述回水换热控制泵16、所述回水换热主控制阀17、部分所述支路启闭控制阀19关闭即可，从而可以根据具体需求实现回水管路7的旁路预换。

本供热系统利用燃气轮机的排烟烟道101的烟气余热为供热锅炉2提供初次热源；同时，在供热高峰时段配合补燃器8实现在此升温，提高换热效果，烟气余热能够得到充分利用，实现整个供热系统的高效供热；整个供热系统还额外在二级管网5处增设二级网旁路增热组件实现在二级换热无法达到供热温度的工况下实现对直接分流部分热量直接送入二级管网5进行旁路增热，实现旁路直连式管网与二级管网5配合使用；本系统中的回水旁路增热组件中可以在供热低峰段分出燃气轮机的部分热量对二级管网5的低温回水实现直接预换热，以此保证回流至换热站18时的水温得到一定升高，保证换热站18处的换热效果，有效地根据系统不同时段的供热情况进行合理配置热能流向。

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，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中；对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本实用新型的保护范围内。

本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (9)

1.改进型排烟节能燃气轮机供热系统，其特征在于：包括燃气轮机机组，所述燃气轮机机组的排烟烟道连接至供热锅炉的炉膛内，所述供热锅炉的高温蒸汽出口端的热量通过热交换器与一次管网换热，一次管网经过换热站将热量输送至二级管网，二级管网的输送至用户单元处实现为用户单元供热，所述用户单元由若干组蓄热用户端组成，所述用户单元用热后的回水端经过若干个回水管路接回至换热站，还包括二级网旁路增热组件与一回水旁路增热组件。

2.根据权利要求1所述的改进型排烟节能燃气轮机供热系统，其特征在于：所述二级网旁路增热组件包括一由所述燃气轮机机组的排烟烟道处接出的增热保温旁路，还包括一安装在换热站与用户端元之间的二级管网的管路上的增热换热器，所述增热换热器靠近换热站一端设置，所述增热保温旁路的末端连接增热换热器，所述增热换热器用于实现对二级管网进行辅助增热，在所述增热保温旁路的中部安装有增热变量控制泵。

3.根据权利要求2所述的改进型排烟节能燃气轮机供热系统，其特征在于：在所述增热保温旁路的两端均安装有增热启闭控制阀。

4.根据权利要求3所述的改进型排烟节能燃气轮机供热系统，其特征在于：所述回水旁路增热组件包括一回水保温增热旁管，所述回水保温增热旁管的一端连接所述燃气轮机机组的排烟烟道内部，在所述用户单元的各组蓄热用户端的回水管路上分别配合设置有一回水换热器，各所述回水换热器分别通过换热支管接入所述回水保温增热旁管的末端，在所述回水保温增热旁管上安装有回水换热控制泵。

5.根据权利要求4所述的改进型排烟节能燃气轮机供热系统，其特征在于：在靠近所述燃气轮机机组的排烟烟道处的所述回水保温增热旁管上安装有一回水换热主控制阀。

6.根据权利要求5所述的改进型排烟节能燃气轮机供热系统，其特征在于：在各所述换热支管上分别安装有支路启闭控制阀。

7.根据权利要求6所述的改进型排烟节能燃气轮机供热系统，其特征在于：在所述燃气轮机与所述供热锅炉相连通的排烟烟道内还安装有补燃器，所述补燃器为供热锅炉进行补热。

8.根据权利要求7所述的改进型排烟节能燃气轮机供热系统，其特征在于：在所述二级管网的管路内安装有二级网温度传感器，所述二级网温度传感器、所述二级网温度传感器、增热变量控制泵分别与外部控制器信号连接。

9.根据权利要求8所述的改进型排烟节能燃气轮机供热系统，其特征在于：在各组蓄热用户端的回水管路上均安装有回水温度传感器，所述回水温度传感器、所述回水换热控制泵、所述回水换热主控制阀、所述支路启闭控制阀分别与外部控制器信号连接。

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