一种燃气轮机热电联产的热负荷调节系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种燃气轮机热电联产的热负荷调节系统。包括：燃气轮燃气轮机产电子系统、余热锅炉、储能子系统、热用户子系统；当用户热负荷低时，燃气轮机产电子系统出来的烟气流经储能子系统并与储能子系统换热后流向余热锅炉；给水通过余热锅炉加热成蒸汽后输送给热用户子系统；当用户热负荷高时，燃气轮机产电子系统出来的烟气流向余热锅炉；给水分别通过余热锅炉和储能子系统加热成蒸汽后共同输送给热用户子系统；当用户热负荷平衡时，燃气轮机产电子系统出来的烟气流向余热锅炉；储能子系统关闭；给水通过余热锅炉加热成蒸汽后输送给热用户子系统。实现燃气轮机在保持满负荷运转的工况下，同时满足末端热用户的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种燃气轮机热电联产的热负荷调节系统
本技术属于热电联产及余热利用
，尤其涉及一种燃气轮机热电联产的热负荷调节系统。
技术介绍
燃气轮机附带余热锅炉可以便捷地实现热电联产，灵活地满足用户的热电多重需要，其系统的主要形式是燃气轮机排出的高温烟气通过余热锅炉回收转换为蒸汽。但热电联产项目实际运行中，末端热用户所需热负荷会有波动。以往都是通过调整燃机出力来调节热负荷，然而燃气轮机的优势就在于满负荷工况下发电效率最高，经济效益最好。因此，怎样实现在燃气轮机满负荷工况下，满足其末端热用户所需热负荷是本领域技术人员亟待解决的难题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种燃气轮机热电联产的热负荷调节系统，实现燃气轮机在保持满负荷运转的工况下，同时满足末端热用户的需求。本技术提供的技术方案如下：一种燃气轮机热电联产的热负荷调节系统，包括：燃气轮机热电联产子系统、储能子系统、热用户子系统；所述燃气轮机热电联产子系统包括依次设置的燃气轮机产电子系统和余热锅炉；当用户热负荷低时，所述燃气轮机产电子系统、所述储能子系统及所述余热锅炉依次串联；所述燃气轮机产电子系统出来的烟气流经所述储能子系统并与所述储能子系统换热后流向所述余热锅炉；给水通过所述余热锅炉加热成蒸汽后输送给所述热用户子系统；当用户热负荷高时，所述燃气轮机产电子系统与所述余热锅炉串联；所述燃气轮机产电子系统出来的烟气流向所述余热锅炉；给水分别通过所述余热锅炉和所述储能子系统加热成蒸汽后共同输送给所述热用户子系统；当用户热负荷平衡时，所述燃气轮机产电子系统与所述余热锅炉串联；所述燃气轮机产电子系统出来的烟气流向所述余热锅炉；所述储能子系统关闭；给水通过所述余热锅炉加热成蒸汽后输送给所述热用户子系统。本技术方案中，本系统通过设定三种工况以适应用户热负荷波动时及时切换不同的运行方式，实现了在燃气轮机产电子系统始终处于满负荷运转的情况下，同时满足热用户子系统对热负荷的需求。由于燃气轮机产电子系统始终处于满负荷运转，无需对燃气轮机产电子系统的负荷频繁调整，使得燃气轮机产电子系统运行的稳定性更高；同时燃气轮机产电子系统维持最高的发电效率，提高了燃气轮机产电子系统的经济效益。进一步优选地，所述储能子系统包括第一换热器、第一换热介质、储能箱、第一循环泵；所述第一循环泵带动所述第一换热介质依次于所述第一换热器和所述储能箱循环流动；当用户热负荷低时，所述燃气轮机产电子系统出来的烟气流经所述第一换热器并与所述第一换热介质换热降温后进入所述余热锅炉，升温后的所述第一换热介质流经所述储能箱；当用户热负荷高时，给水通过所述储能箱加热升温形成蒸汽后输送给所述热用户子系统。本技术方案中，储能子系统设置有储能箱，储能箱用来储存热量，储能箱的大小可以根据实际需求具体设定。当用户热负荷低时，燃气轮机产电子系统出来的烟气流经所述第一换热器时与第一换热介质换热，升温后的第一换热介质流经储能箱而实现热量的回收储存；当用户热负荷高时，给水通过储能箱加热升温形成蒸汽后输送给热用户子系统，从而实现回收存储的热量的再利用；从而实现了燃气轮机产电子系统的烟气余热的优化配置和利用，提高了系统对用户热负荷波动时的适用性，保证了系统运行的稳定性。本技术方案中，只需一台第一循环泵带动第一换热介质就可使第一换热器和第二换热器均处于工作状态，本技术结构简单，且易于操作。进一步优选地，所述储能子系统还包括：第二换热器，所述第一循环泵带动所述第一换热介质依次于所述第一换热器、所述储能箱及所述第二换热器之间循环流动；当用户热负荷低时，所述燃气轮机产电子系统出来的烟气流经所述第一换热器并与所述第一换热介质换热降温后进入所述余热锅炉，升温后的所述第一换热介质依次流经所述储能箱和所述第二换热器；当用户热负荷高时，给水通过所述第二换热器加热升温形成蒸汽后输送给所述热用户子系统；本技术方案中，只需一台第一循环泵带动第一换热介质就可使第一换热器和第二换热器均处于工作状态，本技术结构简单，且易于操作。进一步优选地，所述储能子系统还包括：第三换热器、第二换热介质和第二循环泵；所述第二循环泵带动所述第二换热介质依次于所述储能箱及所述第三换热器循环流动；当用户热负荷低时，所述燃气轮机产电子系统出来的烟气流经所述第一换热器并与所述第一换热介质换热降温后进入所述余热锅炉，升温后的所述第一换热介质流经所述储能箱；当用户热负荷高时，给水通过所述第三换热器加热升温形成蒸汽后输送给所述热用户子系统。本技术方案中，第一循环泵带动第一换热介质依次于储能箱及第一换热器循环流动实现烟气余热的回收；第二循环泵带动第二换热介质依次于储能箱及第三换热器循环流动而实现被储能箱回收的烟气余热的再利用，两组换热器分开运行，互不干扰。进一步优选地，所述储能箱外表面设置有保温层。本技术方案中，保温层能提高储能箱的保温效果，减缓保温箱温度的降低，减少热量损失。进一步优选地，所述燃气轮机产电子系统出来的烟气经三通阀分别流向所述储能子系统和所述余热锅炉；所述储能子系统和所述余热锅炉通过第一支管连通，所述第一支管设置有第一控制阀；所述储能子系统和所述热用户子系统通过第二支管连通，所述第二支管设置有第二控制阀；所述热用户系统的管道上设置有流量传感器；所述流量传感器分别与所述第一控制阀和所述第二控制阀连接。本技术方案中，烟气的流向通过三通阀和第一控制阀来控制，储能子系统产生的蒸汽的流向通过第二控制阀来控制；进而通过流量传感器用来实时监测流量值而实现对第一控制阀和第二控制阀的启闭的控制，进而使得系统根据用户热负荷波动及时调整对应的运行方式，实现了系统自动和智能调控。进一步优选地，还包括：控制系统，所述控制系统分别与所述流量传感器、所述第一控制阀和所述第二控制阀连接；所述控制系统获取所述流量传感器监测的实测流量值；所述控制系统判断所述实测流量值是否大于预设流量值；当所述实测流量值小于所述预设流量值时，所述控制系统调节所述三通阀使得所述燃气轮机产电子系统出来的烟气流向所述储能子系统；打开所述第一控制阀，关闭所述第二控制阀；启动所述储能子系统；当所述实测流量值大于所述预设流量值时，所述控制系统调节所述三通阀使得所述燃气轮机产电子系统出来的烟气流向所述余热锅炉，关闭所述第一控制阀，打开所述第二控制阀；启动所述储能子系统；当所述实测流量值等于所述预设流量值时，所述控制系统调节所述三通阀使得所述燃气轮机产电子系统出来的烟气流向所述余热锅炉，关闭所述第一控制阀，关闭所述第二控制阀；关闭所述储能子系统。本技术方案中，控制系统通过流量传感器监测的实测流量值与预设流量值的对比，进而判断燃气轮机热电联产的热负荷调节系统应当处于哪一种工况下，进而作出相应的调整。本技术实现了自动化运行，省去了人工的判断和操作，节省了人力成本和系统维护成本。本技术提供的一种燃气轮机热电联产的热负荷调节系统，能够带来以下至少一种有益效果：1、本技术针对电负荷和热负荷不匹配的情况，通过设定三种工况以适应用户热负荷波动时及时切换不同的运行方式，实现了在燃气轮机产电子系统始终处于满负荷运转的情况下，同时满足热用户子系统对热负荷的需求。由于燃气轮机产电子系统始终处于满负荷运转，无需对燃气轮机产电子系统的负荷频繁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃气轮机热电联产的热负荷调节系统，其特征在于，包括：燃气轮机热电联产子系统、储能子系统、热用户子系统；所述燃气轮机热电联产子系统包括依次设置的燃气轮机产电子系统和余热锅炉；当用户热负荷低时，所述燃气轮机产电子系统、所述储能子系统及所述余热锅炉依次串联；所述燃气轮机产电子系统出来的烟气流经所述储能子系统并与所述储能子系统换热后流向所述余热锅炉；给水通过所述余热锅炉加热成蒸汽后输送给所述热用户子系统；当用户热负荷高时，所述燃气轮机产电子系统与所述余热锅炉串联；所述燃气轮机产电子系统出来的烟气流向所述余热锅炉；给水分别通过所述余热锅炉和所述储能子系统加热成蒸汽后共同输送给所述热用户子系统；当用户热负荷平衡时，所述燃气轮机产电子系统与所述余热锅炉串联；所述燃气轮机产电子系统出来的烟气流向所述余热锅炉；所述储能子系统关闭；给水通过所述余热锅炉加热成蒸汽后输送给所述热用户子系统。

【技术特征摘要】
1.一种燃气轮机热电联产的热负荷调节系统，其特征在于，包括：燃气轮机热电联产子系统、储能子系统、热用户子系统；所述燃气轮机热电联产子系统包括依次设置的燃气轮机产电子系统和余热锅炉；当用户热负荷低时，所述燃气轮机产电子系统、所述储能子系统及所述余热锅炉依次串联；所述燃气轮机产电子系统出来的烟气流经所述储能子系统并与所述储能子系统换热后流向所述余热锅炉；给水通过所述余热锅炉加热成蒸汽后输送给所述热用户子系统；当用户热负荷高时，所述燃气轮机产电子系统与所述余热锅炉串联；所述燃气轮机产电子系统出来的烟气流向所述余热锅炉；给水分别通过所述余热锅炉和所述储能子系统加热成蒸汽后共同输送给所述热用户子系统；当用户热负荷平衡时，所述燃气轮机产电子系统与所述余热锅炉串联；所述燃气轮机产电子系统出来的烟气流向所述余热锅炉；所述储能子系统关闭；给水通过所述余热锅炉加热成蒸汽后输送给所述热用户子系统。2.根据权利要求1所述的燃气轮机热电联产的热负荷调节系统，其特征在于，所述储能子系统包括：第一换热器、第一换热介质、储能箱、第一循环泵；所述第一循环泵带动所述第一换热介质依次于所述第一换热器和所述储能箱循环流动；当用户热负荷低时，所述燃气轮机产电子系统出来的烟气流经所述第一换热器并与所述第一换热介质换热降温后进入所述余热锅炉，升温后的所述第一换热介质流经所述储能箱；当用户热负荷高时，给水通过所述储能箱加热升温形成蒸汽后输送给所述热用户子系统。3.根据权利要求2所述的燃气轮机热电联产的热负荷调节系统，其特征在于，还包括：第二换热器，所述第一循环泵带动所述第一换热介质依次于所述第一换热器、所述储能箱及所述第二换热器之间循环流动；当用户热负荷低时，所述燃气轮机产电子系统出来的烟气流经所述第一换热器并与所述第一换热介质换热降温后进入所述余热锅炉，升温后的所述第一换热介质依次流经所述储能箱和所述第二换热器；当用户热负荷高时，给水通过所述第二换热器加热升温形成蒸汽后输送给所述热用户子系统。4.根据权利要求2所述的燃气...

【专利技术属性】
技术研发人员：林玉珍，张耀冬，何晓东，章海东，
申请(专利权)人：上海力顺燃机科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31