CN219473657U - 一种基于余热锅炉的天然气预加热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及锅炉节能增效技术领域，提供一种基于余热锅炉的天然气预加热系统，包括前后连接一级加热模块和二级加热模块，一级加热模块的气侧入口与天然气输入管道连接、气侧出口与二级加热模块的气侧入口连接，二级加热模块的气侧出口与燃料加热器连接；一级加热模块的水侧入口与机组排水槽连接，水侧出口与净水站连接；二级加热模块的水侧入口与低压省煤器连接，水侧出口与机组凝汽器连接。本实用新型在实现天然气升温的同时实现废水降温，充分利用现有的燃机机组中的资源，通过热能回收实现低成本调压升温，节能效益明显；同时增设二级加热模块作为补充热源，废水热量实现梯级利用。

Description

一种基于余热锅炉的天然气预加热系统

技术领域

本实用新型涉及锅炉节能增效技术领域，尤其涉及一种基于余热锅炉的天然气预加热系统。

背景技术

目前天然气电厂所使用的天然气是不能直接使用的，原因在于来自接收站的天然气具有较高压力（5.5-5.9MPa），需要降低压力满足燃机前置模块对天然气压力参数（设计压力3.65MPa，温度15℃，不能低于5℃）的要求，在降低压力过程中会导致其温度降低，天然气本身入口温度为-8~0℃之间，降压后温度在-18℃~-10℃之间，无法满足燃机前置模块入口温度要求。因此目前的天然气电厂常采用电加热器加热、海水换热、水浴炉加热、蒸汽加热等手段辅助天然气调压站在进行加热调压。

余热锅炉在正常运行时，为防止高中低压汽水系统发生结垢、腐蚀和积盐，保证汽水品质合格，其高中低压汽包设置了排污管路，锅炉排污分有定排和连排。连排排出的蒸汽直接回收至低压汽包，连排和定排排出的水热仍含有大量的热量，这些水通过联通管进入定排扩容器，然后进入锅炉的定排池，定排池通过溢流管进入生活污水格栅井，最后外排至废水管网。

由上可知，在天然气发电厂中，存在两个方面的资源浪费：

（1）天然气调压站的天然气在进行加热调压时都不可避免的造成了能源消耗与冷能的浪费；

（2）锅炉定连排水直接排出也造成了大量水和热能的浪费。

发明内容

本实用新型提供一种基于余热锅炉的天然气预加热系统，解决了现有的天然气发电厂中天然气降压需加热、锅炉定连排水冷却需降温产生的资源浪费的技术问题。

为解决以上技术问题，本实用新型提供一种基于余热锅炉的天然气预加热系统，包括前后连接一级加热模块和二级加热模块，所述一级加热模块的气侧入口与天然气输入管道连接、气侧出口与所述二级加热模块的气侧入口连接，所述二级加热模块的气侧出口与燃料加热器连接；所述一级加热模块的水侧入口与机组排水槽连接，水侧出口与净水站连接；所述二级加热模块的水侧入口与低压省煤器连接，水侧出口与机组凝汽器连接。

在进一步的实施方案中，所述一级加热模块包括废水提升泵、一级流量调节阀、换热器前滤网和一级换热器，所述废水提升泵的进水口与所述机组排水槽连接，出水口通过所述一级流量调节阀与所述换热器前滤网进口连接，所述换热器前滤网的出口与所述一级换热器连接；所述一级换热器的气侧入口与天然气输入管道连接、气侧出口与所述二级加热模块的气侧入口连接。

本方案在引入废水升温的概念下，在一级换热器上配置对应的换热器前滤网，可减少杂质进入换热器内部，进而提高其使用耐久度；另一方面设置一级流量调节阀进行水量控制，也可以实现天然气的升温可控。

在进一步的实施方案中，所述一级换热器包括壳体、盘管，所述盘管盘旋设置在所述壳体内，所述壳体的一端开设有原料气进口作为气侧入口，另一端开设有原料气出口作为气侧出口；所述壳体一侧设有注水口，另一侧设有与所述净水站连接的出水口，所述注水口与所述换热器前滤网的出口连接。

本方案在壳体上设计连通的注水口、出水口，将废水引入换热器，天然气气化换热器结构简单、成本低、节约能源、运行安全可靠。

在进一步的实施方案中，所述一级加热模块还包括第一检测组件，所述第一检测组件包括天然气气体捕集器，所述天然气气体捕集器的一端与所述一级换热器的出水口连接，另一端作为水侧出口与所述净水站连接。

本方案在一级换热器的出水口设置天然气气体捕集器，用于监测换热器内部天然气泄漏，进而保障设备运行安全。

在进一步的实施方案中，所述二级加热模块包括二级流量调节阀和二级换热器，所述二级流量调节阀的一端作为所述二级加热模块的水侧入口与所述低压省煤器连接，另一端与所述二级换热器连接；所述二级换热器与所述一级换热器的结构相同，其出水口与所述机组凝汽器连接。

本方案在一级加热模块后增设二级加热模块，可在一级加热模块加热效率较低时，进行热量补充，从而保证天然气的升温效果。

在进一步的实施方案中，所述二级加热模块还包括第二检测组件，所述第二检测组件包括天然气气体捕集器，所述天然气气体捕集器的一端与所述二级换热器的出水口连接，另一端作为水侧出口与所述机组凝汽器连接。

在进一步的实施方案中，本实用新型还包括温度变送器，所述温度变送器的输入端与所述二级加热模块的气侧出口连接，输出端与所述燃料加热器连接。

本方案在燃料加热器的输入端串联温度变送器，实时检测天然气调压出口温度，进而通过温度反馈精准控制天然气的升温过程。

本实用新型的有益效果如下：基于现有的天然气发电厂中天然气降压加热需求与锅炉定连排水冷却降温需求，进行互补式结构设计，将温度较高的锅炉定连排水引入一级加热模块，对进入一级加热模块的低温天然气进行热量交换，在实现天然气升温的同时实现废水降温，充分利用现有的燃机机组中的资源，通过热能回收实现低成本调压升温，节能效益明显；同时增设二级加热模块作为补充热源，废水热量实现梯级利用。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种基于余热锅炉的天然气预加热系统的结构示意图；

其中：废水提升泵1，一级流量调节阀2，换热器前滤网3，一级换热器4，第一检测组件5，二级流量调节阀6，二级换热器7，第二检测组件8，温度变送器9；燃料加热器A，机组排水槽B，净水站C，低压省煤器D，机组凝汽器E。

具体实施方式

下面结合附图具体阐明本实用新型的实施方式，实施例的给出仅仅是为了说明目的，并不能理解为对本实用新型的限定，包括附图仅供参考和说明使用，不构成对本实用新型专利保护范围的限制，因为在不脱离本实用新型精神和范围基础上，可以对本实用新型进行许多改变。

本实用新型实施例提供的一种基于余热锅炉的天然气预加热系统，如图1所示，在本实施例中，包括前后连接一级加热模块和二级加热模块，一级加热模块的气侧入口与天然气输入管道连接、气侧出口与二级加热模块的气侧入口连接，二级加热模块的气侧出口与燃料加热器A（燃机FGH）连接；一级加热模块的水侧入口与机组排水槽B连接，水侧出口与净水站C连接；二级加热模块的水侧入口与低压省煤器D连接，水侧出口与机组凝汽器E连接。

本实用新型的有益效果如下：基于现有的天然气发电厂中天然气降压加热需求与锅炉定连排水冷却降温需求，进行互补式结构设计，将温度较高的锅炉定连排水引入一级加热模块，对进入一级加热模块的低温天然气进行热量交换，在实现天然气升温的同时实现废水降温，充分利用现有的燃机机组中的资源，通过热能回收实现低成本调压升温，节能效益明显；同时增设二级加热模块作为补充热源，废水热量实现梯级利用。

在本实施例中，一级加热模块包括废水提升泵1、一级流量调节阀2、换热器前滤网3和一级换热器4，废水提升泵1的进水口与机组排水槽B，出水口通过一级流量调节阀与换热器前滤网3进口连接，换热器前滤网3的出口与一级换热器4连接；一级换热器4的气侧入口与天然气输入管道连接、气侧出口与二级加热模块的气侧入口连接。

本实施例采用的废水提升泵1、一级流量调节阀2、换热器前滤网3为本领域的现有产品，可根据需求进行选用，因此不再赘述。

本实施例在引入废水升温的概念下，在一级换热器4上配置对应的换热器前滤网3，可减少杂质进入换热器内部，进而提高其使用耐久度；另一方面设置一级流量调节阀2进行水量控制，也可以实现天然气的升温可控。

在本实施例中，一级换热器4包括壳体、盘管，盘管盘旋设置在壳体内，壳体的一端开设有原料气进口作为气侧入口，另一端开设有原料气出口作为气侧出口；壳体一侧设有注水口，另一侧设有与净水站C连接的出水口，注水口与换热器前滤网3的出口连接。

本实施例在壳体上设计连通的注水口、出水口，将废水引入换热器，天然气气化换热器结构简单、成本低、节约能源、运行安全可靠。

在本实施例中，一级加热模块还包括第一检测组件5，第一检测组件5包括天然气气体捕集器，天然气气体捕集器的一端与一级换热器4的出水口连接，另一端作为水侧出口与净水站C连接。

本实施例在一级换热器4的出水口设置天然气气体捕集器，用于监测换热器内部天然气泄漏，进而保障设备运行安全。

在本实施例中，二级加热模块包括二级流量调节阀6和二级换热器7，二级流量调节阀6的一端作为二级加热模块的水侧入口与低压省煤器D连接，另一端与二级换热器7连接；二级换热器7与一级换热器4的结构相同，其出水口与机组凝汽器E连接。

本实施例在一级加热模块后增设二级加热模块，可在一级加热模块加热效率较低时，进行热量补充，从而保证天然气的升温效果。

在本实施例中，一级流量调节阀2、二级流量调节阀6可根据选择手动控制或远程控制，若选择远程控制则将一级流量调节阀2、二级流量调节阀6与主控台通讯连接。

在本实施例中，二级加热模块还包括第二检测组件8，第二检测组件8包括天然气气体捕集器，天然气气体捕集器的一端与二级换热器7的出水口连接，另一端作为水侧出口与机组凝汽器E连接。

在本实施例中，本实用新型还包括温度变送器9，温度变送器9的输入端与二级加热模块的气侧出口连接，输出端与燃料加热器A连接。

本实施例在燃料加热器A的输入端串联温度变送器9，实时检测天然气调压出口温度，进而通过温度反馈精准控制天然气的升温过程。

本实用新型实施例的工作原理如下：

当机组正常运行时，锅炉产生的定连排水进入机组排水槽B。二级换热器7作为备用及补充热源，开始不启动。

机组排水槽B经管道接入所述废水提升泵1的进水口，机组排水槽B的排污废水经过废水提升泵1升压，再通过一级流量调节阀2调节流量后经换热器前滤网3过滤送至一级换热器4。

随后，天然气输入管道向一级换热器4的气侧入口输送低温天然气，低温天然气与一级换热器4内的排污废水进行热交换升温。其中，排污废水经过换热器换热后经过原有出口管道排至净水站C重新利用。

此时，升温后的天然气经过二级换热器7到达温度变送器9，对天然气温度进行测定，通过温度变送器9判断天然气是否升温至额定温度范围，若是则直接输出到温度变送器9；若否则控制二级流量调节阀6启动，将低压省煤器D的给水引入二级换热器7，进行二次换热升温。其中，换热后的低压省煤器D给水送至凝汽器回用。

同时，第一检测组件5、第二检测组件8中的天然气气体捕集器实时监测换热器内部是否发生天然气泄漏。

最后实现，天然气进口压力9.0Mpa、进口天然气温度20℃，调压后天然气压力3.6Mpa，实现天然气调压后温度为6℃以上，天然气每2Bar温度降1℃。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于余热锅炉的天然气预加热系统，其特征在于：包括前后连接一级加热模块和二级加热模块，所述一级加热模块的气侧入口与天然气输入管道连接、气侧出口与所述二级加热模块的气侧入口连接，所述二级加热模块的气侧出口与燃料加热器连接；所述一级加热模块的水侧入口与机组排水槽连接，水侧出口与净水站连接；所述二级加热模块的水侧入口与低压省煤器连接，水侧出口与机组凝汽器连接。

2.如权利要求1所述的一种基于余热锅炉的天然气预加热系统，其特征在于：所述一级加热模块包括废水提升泵、一级流量调节阀、换热器前滤网和一级换热器，所述废水提升泵的进水口与所述机组排水槽连接，出水口通过所述一级流量调节阀与所述换热器前滤网进口连接，所述换热器前滤网的出口与所述一级换热器连接；所述一级换热器的气侧入口与天然气输入管道连接、气侧出口与所述二级加热模块的气侧入口连接。

3.如权利要求2所述的一种基于余热锅炉的天然气预加热系统，其特征在于：所述一级换热器包括壳体、盘管，所述盘管盘旋设置在所述壳体内，所述壳体的一端开设有原料气进口作为气侧入口，另一端开设有原料气出口作为气侧出口；所述壳体一侧设有注水口，另一侧设有与所述净水站连接的出水口，所述注水口与所述换热器前滤网的出口连接。

4.如权利要求3所述的一种基于余热锅炉的天然气预加热系统，其特征在于：所述一级加热模块还包括第一检测组件，所述第一检测组件包括天然气气体捕集器，所述天然气气体捕集器的一端与所述一级换热器的出水口连接，另一端作为水侧出口与所述净水站连接。

5.如权利要求3所述的一种基于余热锅炉的天然气预加热系统，其特征在于：所述二级加热模块包括二级流量调节阀和二级换热器，所述二级流量调节阀的一端作为所述二级加热模块的水侧入口与所述低压省煤器连接，另一端与所述二级换热器连接；所述二级换热器与所述一级换热器的结构相同，其出水口与所述机组凝汽器连接。

6.如权利要求5所述的一种基于余热锅炉的天然气预加热系统，其特征在于：所述二级加热模块还包括第二检测组件，所述第二检测组件包括天然气气体捕集器，所述天然气气体捕集器的一端与所述二级换热器的出水口连接，另一端作为水侧出口与所述机组凝汽器连接。

7.如权利要求1所述的一种基于余热锅炉的天然气预加热系统，其特征在于：还包括温度变送器，所述温度变送器的输入端与所述二级加热模块的气侧出口连接，输出端与所述燃料加热器连接。