一种燃气-蒸汽联合循环发电余热利用系统技术方案

本实用新型专利技术属于发电装置技术领域，公开了一种燃气‑蒸汽联合循环发电余热利用系统。本实用新型专利技术燃气轮机组的烟气出气管道连通余热锅炉的烟气进气口；余热锅炉的蒸汽出气管道连通汽轮机的蒸汽进气管道；燃气轮机的进气管道上设置有第一换热器，第一换热器的加热气进气口连通余热锅炉的烟气出气管道；余热锅炉的尾部设有热水换热器，热水换热器的高温热水输出端连接制冷机的高温热水输入端，制冷机的低温热水输出端连接热水换热器的低温热水输入端。本实用新型专利技术实现利用余热锅炉的烟气的余热加热燃气，达到降低余热锅炉排烟温度，并增大汽轮机的出力的目的；形成燃气‑蒸汽联合循环发电余热利用回路，对发电余热进行了充分的利用，适用于推广。

A waste heat utilization system of gas steam combined cycle power generation

【技术实现步骤摘要】
一种燃气-蒸汽联合循环发电余热利用系统
本技术属于发电装置
，具体涉及一种燃气-蒸汽联合循环发电余热利用系统。
技术介绍
燃气蒸汽联合循环发电技术是通过顶层燃气轮机发电循环和底层蒸汽朗肯发电循环的有机结合，实现高效发电的一种发电技术。燃气蒸汽联合循环发电机组,由于具有高效、低耗、启动快、调节灵活、可用率高、投资省、建设周期短及环境污染小等优点,目前在国外电力行业正日益得到重视和发展。由此可见，燃气蒸汽联合循环发电必将是未来高效发电的一种重要形式。但是，现有的燃气蒸汽联合循环中，单压余热锅炉排烟温度约为160-200℃，双压余热锅炉排烟温度约为100-130℃，三压余热锅炉排烟温度约为80-90℃。对于几乎不含硫的天然气，其烟气露点温度约为43-53℃，排烟温度原则上只要高于露点10℃即可避免排烟段受热面的低温腐蚀。因此，仍然有较大的余热利用空间。此外，燃气蒸汽联合循环中，顶层燃气轮机发电循环的空压机是大功耗设备，且其功耗受入口空气状态影响显著。据文献数据显示，当燃机进气从30℃降为15℃时，发电效率可提高1.5-2.0个百分点。由此可见，燃气蒸汽联合循环中，空压机前的进气端和余热锅炉后的排烟端均有节能降耗的潜力。目前各国学者也进行了大量努力，旨在进一步实现燃气蒸汽联合循环的节能降耗，提高机组发电效率，且取得了一定的成果。如：1)蒸汽回注式燃气轮机余热利用：其特点是利用简单循环燃气轮机的排气余热产生过热蒸汽，将此过热蒸汽回注入该燃气轮机，与以空气为代表的第一种工质共同参与循环做功。设备小，投资低。多用于航空母舰新型推进动力的主动力装置等。2)燃气轮机内环水余热加热进气。其特点是回收各种设备的冷却水的低温废热，预热燃气，提高效率。投资较小，效率提升一般。目前应用较少。3)导热油回收燃机余热。其特点是用于天然气深冷初加工系统，通过烟气余热加热稳前原油，节能效果明显。适用范围限制较大。多用于油气田。但是上述余热利用技术尚未实现燃气蒸汽联合循环机组余热的综合利用，效率提升有限。如果能够通过燃气蒸汽联合循环的余热利用，回收烟气废热的同时降低空压机入口空气温度，实现空压机降耗，则可显著提升燃气蒸汽联合循环的发电效率。然而经调研，目前国内外关于燃气蒸汽联合循环机组余热制冷进气的研究相对较少，更是鲜有通过燃气蒸汽联合循环机组余热的综合利用实现余热回收和空压机降耗的研究。因此，还需要大量的原创性工作。针对上述问题，申请号为CN201821266114.0的授权专利给出了一种解决方法，但是其需要利用三级气缸等底层蒸汽发电系统和二氧化碳热泵余热利用系统，结构相对复杂，成本高昂，并不利于系统的推广。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的上述问题，本技术目的在于提供一种燃气-蒸汽联合循环发电余热利用系统。本技术结构相对简单，成本低廉，第一换热器使余热锅炉排出的烟气对经过第一换热器的燃气进行加热，从而实现利用余热锅炉的烟气的余热加热燃气，达到降低余热锅炉排烟温度，并增大汽轮机的出力的目的；余热锅炉尾部设置热水换热器，来自热水换热器的高温热水进入制冷机，作为制冷机的热源，然后再次回水至余热锅炉尾部的热水换热器，形成燃气-蒸汽联合循环发电余热利用回路，对发电余热进行了充分的利用，适用于推广。本技术所采用的技术方案为：一种燃气-蒸汽联合循环发电余热利用系统，包括燃气轮机组、汽轮机、制冷机和余热锅炉，所述燃气轮机组的烟气出气管道连通余热锅炉的烟气进气口；所述余热锅炉的蒸汽出气管道连通汽轮机的蒸汽进气管道；所述燃气轮机的进气管道上设置有第一换热器，第一换热器的加热气进气口连通余热锅炉的烟气出气管道；所述余热锅炉的尾部设有热水换热器，热水换热器的高温热水输出端连接制冷机的高温热水输入端，制冷机的低温热水输出端连接热水换热器的低温热水输入端，形成燃气-蒸汽联合循环发电余热利用回路。进一步优选的是，所述燃气轮机组包括依次连通的压气机、燃烧室和燃气透平，燃气透平的烟气出气管道连通余热锅炉的烟气进气口。更进一步优选的是，所述燃烧室的天然气输入管道外接天然气。更进一步优选的是，所述第一换热器设置于燃烧室的天然气输入管道外。更进一步优选的是，所述制冷机的低温热水输出端与热水换热器的低温热水输入端的连接处设置有热水升压泵。更进一步优选的是，所述制冷机的冷冻水输出端连接第一换热器的冷冻水输入端。本技术的有益效果为：本技术结构相对简单，成本低廉，第一换热器使余热锅炉排出的烟气对经过第一换热器的燃气进行加热，从而实现利用余热锅炉的烟气的余热加热燃气，达到降低余热锅炉排烟温度，并增大汽轮机的出力的目的；余热锅炉尾部设置热水换热器，来自热水换热器的高温热水进入制冷机，作为制冷机的热源，然后再次回水至余热锅炉尾部的热水换热器，形成燃气-蒸汽联合循环发电余热利用回路，对发电余热进行了充分的利用，适用于推广。附图说明图1是本技术的结构示意图。图中：1-燃气轮机组；11-压气机；12-燃烧室；13-燃气透平；2-汽轮机；3-制冷机；4-余热锅炉；5-第一换热器；6-热水换热器；7-热水升压泵；8-外接天然气。具体实施方式为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本技术作简单地介绍，显而易见地，下面关于附图结构的描述仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。以下将参照附图，通过实施例方式详细地描述本技术提供的技术方案。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本技术，但并不构成对本技术的限定。在一些例子中，由于一些实施方式属于现有或常规技术，因此并没有描述或没有详细的描述。此外，本文中记载的技术特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，还可以在一个或多个实施例中以任意合适的方式组合。对于本领域的技术人员来说，易于理解与本文提供的实施例有关的方法的步骤或操作顺序还可以改变。附图和实施例中的任何顺序仅仅用于说明用途，并不暗示要求按照一定的顺序，除非明确说明要求按照某一顺序。本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，在合理情况下(不构成自相矛盾的情况下)，均包括直接和间接连接(联接)。实施例一：如图1所示，本实施例的一种燃气-蒸汽联合循环发电余热利用系统，包括燃气轮机组1、汽轮机2、制冷机3和余热锅炉4，余热锅炉4用于利用燃气轮机组1的排放烟气进行加热以形成蒸汽，所述燃气轮机组1的烟气出气管道连通余热锅炉4的烟气进气口；所述余热锅炉4的蒸汽出气管道连通汽轮机2的蒸汽进气管道；所述燃气轮机组1的进气管道上设置有第一换热器5，第一换热器5的加热气进气口连通余热锅炉4的烟气出气管道本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃气-蒸汽联合循环发电余热利用系统，包括燃气轮机组、汽轮机、制冷机和余热锅炉，其特征在于：所述燃气轮机组的烟气出气管道连通余热锅炉的烟气进气口；所述余热锅炉的蒸汽出气管道连通汽轮机的蒸汽进气管道；所述燃气轮机的进气管道上设置有第一换热器，第一换热器的加热气进气口连通余热锅炉的烟气出气管道；所述余热锅炉的尾部设有热水换热器，热水换热器的高温热水输出端连接制冷机的高温热水输入端，制冷机的低温热水输出端连接热水换热器的低温热水输入端，形成燃气-蒸汽联合循环发电余热利用回路。/n

【技术特征摘要】
1.一种燃气-蒸汽联合循环发电余热利用系统，包括燃气轮机组、汽轮机、制冷机和余热锅炉，其特征在于：所述燃气轮机组的烟气出气管道连通余热锅炉的烟气进气口；所述余热锅炉的蒸汽出气管道连通汽轮机的蒸汽进气管道；所述燃气轮机的进气管道上设置有第一换热器，第一换热器的加热气进气口连通余热锅炉的烟气出气管道；所述余热锅炉的尾部设有热水换热器，热水换热器的高温热水输出端连接制冷机的高温热水输入端，制冷机的低温热水输出端连接热水换热器的低温热水输入端，形成燃气-蒸汽联合循环发电余热利用回路。


2.根据权利要求1所述的一种燃气-蒸汽联合循环发电余热利用系统，其特征在于：所述燃气轮机组包括依次连通的压气机、燃烧室和燃气透平，燃气透平的烟气出...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴志刚，谭正，袁圆，钟观富，
申请(专利权)人：广东一也节能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44