一种低热值联合循环机组煤压机间冷热量利用系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种低热值联合循环机组煤压机间冷热量利用系统及方法，包括间冷热量系统，间冷热量系统包括间冷管道、流通于间冷管道内的间冷换热介质、设置于该间冷水管道上的间冷泵、煤压机中间换热器和锅炉给水换热器，间冷热量系统中的间冷换热介质，在煤压机中间换热器中冷却高温高压煤气过程中被加热，并且由间冷管道流经锅炉给水换热器，加热流经位于锅炉给水换热器的锅炉给水，不仅提高了锅炉的给水温度，充分利用了间冷热量；同时，提高了锅炉排烟温度，防止尾部换热面的腐蚀，即无需减少余热锅炉低压部分换热面积，使得机组可以产生更多的蒸汽，提高联合循环机组效率。

【技术实现步骤摘要】
一种低热值联合循环机组煤压机间冷热量利用系统及方法
本专利技术涉及一种联合循环机组领域，特别是涉及一种低热值联合循环机组煤压机间冷热量利用系统及方法。
技术介绍
钢铁工业是资源、能源密集型产业，其工艺过程中会产生热值较低的工艺气：高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气等，钢铁厂通常以这些低热值工艺气为燃料建设自备电厂，其中具有单机容量大、占地面积小、环保、高效等特点的燃气-蒸汽联合循环机组(简称联合循环机组)成为最优选择。适用于低热值燃料的联合循环机组中的燃气轮机(简称燃机)，对燃料有一定的压力要求。而低热值燃料一般为常压，需要使用煤气压缩机(简称煤压机)把燃料压力提升至燃机所需的燃料压力，由于煤压机出口压力较高，需要在压缩燃料的过程中采用分段压缩、中间冷却(简称间冷)的形式实现，间冷系统存在大量的低品质热量。钢铁厂工艺过程产生的低热值煤气中硫化物含量较高，燃气轮机排出的烟气由于氧硫化合物含量高，烟气露点温度也较高，为防止联合循环机组中的余热锅炉尾部换热面腐蚀问题，需保证较高的余热锅炉排烟温度，通常是减小余热锅炉低压部分换热面，以减少蒸汽产量的方法来保证较高的排烟温度。和常规燃料(不含/极少量硫化物)的联合循环机组相比，减少低压蒸汽产量使机组能量利用率降低，即联合循环机组效率变差。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种充分利用间冷热量，深化能源梯级利用的低热值联合循环机组煤压机间冷热量利用系统及方法。本专利技术提供一种低热值联合循环机组煤压机间冷热量利用系统，包括煤气压缩机、燃气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机、凝汽器、燃料管道、烟气管道、给水管道和蒸汽管道；所述煤气压缩机和燃气轮机通过燃料管道连通，所述燃气轮机和余热锅炉通过烟气管道连通，所述余热锅炉和蒸汽轮机之间通过蒸汽管道连通，所述蒸汽轮机、凝汽器、以及余热锅炉依次通过给水管道连通；还包括间冷热量系统，所述间冷热量系统包括间冷管道、流通于间冷管道内的间冷换热介质、设置于该间冷水管道上的间冷泵、煤压机中间换热器和锅炉给水换热器，所述煤压机中间换热器的冷侧与锅炉给水换热器的热侧通过间冷管道连通；所述煤气压缩机包括煤压机高压段和煤压机低压段，所述煤压机低压段的出燃料口与煤压机高压段的进燃料口之间连接有间冷燃料管道，且该间冷燃料管道与所述煤压机中间换热器的热侧连通；连接在所述凝汽器与余热锅炉之间的给水管道与所述锅炉给水换热器的冷侧连通。进一步的，所述间冷热量系统还包括表冷器组，所述表冷器组与所述燃气轮机的空气进口通过空气管道连通，与所述煤压机中间换热器出口侧相连的间冷管道还与所述表冷器组连通。进一步的，所述间冷热量系统还包括表冷器组和吸收式制冷系统，所述表冷器组与所述燃气轮机的空气进口通过空气管道连通，所述吸收式制冷系统包括吸收式制冷机、冷冻水管和设置在冷冻水管上的冷冻水泵，所述吸收式制冷机包括相连的制冷机发生器和制冷机蒸发器，与所述煤压机中间换热器出口侧相连的间冷管道还与所述制冷机发生器连通，所述制冷机蒸发器与所述表冷器组通过冷冻水管连通。进一步的，该种低热值联合循环机组煤压机间冷热量利用系统还包括冷却系统，所述冷却系统包括冷却水管道和间冷热量冷却器，连接在所述锅炉给水换热器和煤压机中间换热器之间的间冷管道与所述间冷热量冷却器的热侧连通，所述间冷热量冷却器的冷侧与冷却水管道连通。进一步的，所述冷却水管道内流通的冷却介质为开式水。进一步的，所述间冷换热介质为闭式水。本专利技术提供的另一种低热值联合循环机组煤压机间冷热量利用系统包括煤气压缩机、燃气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机、凝汽器、燃料管道、给水管道和蒸汽管道；所述煤气压缩机和燃气轮机通过燃料管道连通，所述燃气轮机和余热锅炉通过烟气管道连通，所述余热锅炉和蒸汽轮机之间通过蒸汽管道连通，所述蒸汽轮机、凝汽器、以及余热锅炉依次通过给水管道连通；还包括间冷热量系统，所述间冷热量系统包括煤压机中间换热器；所述煤气压缩机包括煤压机高压段和煤压机低压段，所述煤压机低压段的出燃料口与煤压机高压段的进燃料口之间连接有间冷燃料管道，且该间冷燃料管道与所述煤压机中间换热器的热侧连通；连接在所述凝汽器和余热锅炉之间的给水管道与所述煤压机中间换热器的冷侧连通。本专利技术还提出了一种低热值联合循环机组煤压机间冷热量利用方法，所述燃气轮机运行时，启动所述间冷泵和所述给水换热器，所述间冷换热介质进入所述煤压机中间换热器且与经过所述间冷燃料管道的燃料进行热交换；所述间冷管道内的间冷换热介质被加热后，作为热源进入所述锅炉给水换热器加热来自所述给水管道的凝结水，凝结水被加热后进入所述余热锅炉。进一步的，所述间冷热量系统还包括表冷器组，所述表冷器组与所述燃气轮机的空气进口通过空气管道连通，与所述煤压机中间换热器出口侧相连的间冷管道还与所述表冷器组连通；当需要对所述燃气轮机的入口空气进行加热时，开启所述表冷器组，所述表冷器组从煤压机中间换热器出口抽取的高温间冷换热介质作为热源，对流入所述表冷器组的空气进行加热；被加热后的所述空气通过空气管道流入燃气轮机。进一步的，所述间冷热量系统还包括吸收式制冷系统，所述吸收式制冷系统包括吸收式制冷机、冷冻水管和设置在冷冻水管上的冷冻水泵，所述吸收式制冷机包括相连的制冷机发生器和制冷机蒸发器，与所述煤压机中间换热器出口侧相连的间冷管道还与所述制冷机发生器连通，所述制冷机蒸发器与所述表冷器组通过冷冻水管连通；当需要对所述燃气轮机的入口空气进行冷却时，截止所述表冷器组从煤压机中间换热器出口抽取的高温间冷换热介质；启动所述吸收式制冷机和冷冻水泵，所述吸收式制冷机从所述煤压机中间换热器出口抽取高温间冷换热介质作为被驱动的热源，吸收式制冷机被驱动后，制冷机蒸发器产生的冷冻水进入表冷器组，对流入所述表冷器组的空气进行冷却；被冷却后所述空气通过所述空气管道流入所述燃气轮机。如上所述，本专利技术涉及的低热值联合循环机组煤压机间冷热量利用系统及方法，具有以下有益效果：本专利技术中，间冷热量系统中的间冷换热介质，在煤压机中间换热器中冷却高温高压煤气过程中被加热，并且由间冷管道流经锅炉给水换热器，加热流经位于锅炉给水换热器的锅炉给水，不仅提高了锅炉的给水温度，充分利用了间冷热量；同时，提高了锅炉排烟温度，防止尾部换热面的腐蚀，即无需减少余热锅炉低压部分换热面积，使得机组可以产生更多的蒸汽，提高联合循环机组效率。并且，间冷热量系统还可以包括表冷器组，用于利用间冷热量加热燃气轮机进口空气温度，在这在限定的负荷下，能够尽可能的提高燃机负荷率，从而实现在联合循环机组功率不变的情况下，联合循环机组效率得到提高。进一步的，间冷热量系统还可以包括吸收式制冷系统，在机组处于高温工况时，用间冷热量驱动其中的吸收式制冷器，经由表冷器组降低燃气轮机进口空气温度，进而实现机组出力提升。附图说明图1为本专利技术一种低热值联合循环机组煤压机间冷热量利用系统实施例一的示意图；图2为本专利技术一种低热值联合循环机组煤压机间冷热量利用系统实施例二的示意图。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低热值联合循环机组煤压机间冷热量利用系统，包括煤气压缩机(10)、燃气轮机(20)、余热锅炉(30)、蒸汽轮机(40)、凝汽器(41)、燃料管道(21)、给水管道(42)、蒸汽管道(43)和烟气管道(22)；所述煤气压缩机(10)和所述燃气轮机(20)通过燃料管道(21)连通，所述燃气轮机(20)和所述余热锅炉(30)通过所述烟气管道(22)连通；所述余热锅炉(30)和所述蒸汽轮机(40)之间通过所述蒸汽管道(43)连通，所述蒸汽轮机(40)、凝汽器(41)、以及余热锅炉(30)依次通过所述给水管道(42)连通；其特征在于：/n还包括间冷热量系统，所述间冷热量系统包括间冷管道(51)、流通于间冷管道(51)内的间冷换热介质、设置于该间冷水管道上的间冷泵(52)、煤压机中间换热器(53)和锅炉给水换热器(54)，所述煤压机中间换热器(53)的冷侧与锅炉给水换热器(54)的热侧通过间冷管道(51)连通；/n所述煤气压缩机(10)包括煤压机高压段(11)和煤压机低压段(12)，所述煤压机低压段(12)的燃料出口与煤压机高压段(11)的燃料进口之间连接有间冷燃料管道(13)，且该间冷燃料管道(13)与所述煤压机中间换热器(53)的热侧连通；/n连接在所述凝汽器(41)与余热锅炉(30)之间的给水管道(42)与所述锅炉给水换热器(54)的冷侧连通。/n...

【技术特征摘要】
1.一种低热值联合循环机组煤压机间冷热量利用系统，包括煤气压缩机(10)、燃气轮机(20)、余热锅炉(30)、蒸汽轮机(40)、凝汽器(41)、燃料管道(21)、给水管道(42)、蒸汽管道(43)和烟气管道(22)；所述煤气压缩机(10)和所述燃气轮机(20)通过燃料管道(21)连通，所述燃气轮机(20)和所述余热锅炉(30)通过所述烟气管道(22)连通；所述余热锅炉(30)和所述蒸汽轮机(40)之间通过所述蒸汽管道(43)连通，所述蒸汽轮机(40)、凝汽器(41)、以及余热锅炉(30)依次通过所述给水管道(42)连通；其特征在于：
还包括间冷热量系统，所述间冷热量系统包括间冷管道(51)、流通于间冷管道(51)内的间冷换热介质、设置于该间冷水管道上的间冷泵(52)、煤压机中间换热器(53)和锅炉给水换热器(54)，所述煤压机中间换热器(53)的冷侧与锅炉给水换热器(54)的热侧通过间冷管道(51)连通；
所述煤气压缩机(10)包括煤压机高压段(11)和煤压机低压段(12)，所述煤压机低压段(12)的燃料出口与煤压机高压段(11)的燃料进口之间连接有间冷燃料管道(13)，且该间冷燃料管道(13)与所述煤压机中间换热器(53)的热侧连通；
连接在所述凝汽器(41)与余热锅炉(30)之间的给水管道(42)与所述锅炉给水换热器(54)的冷侧连通。


2.根据权利要求1所述的一种低热值联合循环机组煤压机间冷热量利用系统，其特征在于，所述间冷热量系统还包括表冷器组(60)，所述表冷器组(60)与所述燃气轮机(20)的空气进口通过空气管道(61)连通，与所述煤压机中间换热器(53)出口侧相连的间冷管道(51)还与所述表冷器组(60)连通。


3.根据权利要求1所述的一种低热值联合循环机组煤压机间冷热量利用系统，其特征在于，所述间冷热量系统还包括表冷器组(60)和吸收式制冷系统，所述表冷器组(60)与所述燃气轮机(20)的空气进口通过空气管道(61)连通，所述吸收式制冷系统包括吸收式制冷机(70)、冷冻水管(74)和设置在冷冻水管(74)上的冷冻水泵(73)，所述吸收式制冷机(70)包括相连的制冷机发生器(71)和制冷机蒸发器(72)，与所述煤压机中间换热器(53)出口侧相连的间冷管道(51)还与所述制冷机发生器(71)连通，所述制冷机蒸发器(72)与所述表冷器组(60)通过冷冻水管(74)连通。


4.根据权利要求1所述的一种低热值联合循环机组煤压机间冷热量优化利用系统，其特征在于，还包括冷却系统，所述冷却系统包括冷却水管道(80)和间冷热量冷却器(55)，连接在所述锅炉给水换热器(54)和煤压机中间换热器(53)之间的间冷管道(51)与所述间冷热量冷却器(55)的热侧连通，所述间冷热量冷却器(55)的冷侧与冷却水管道(80)连通。


5.根据权利要求1所述的一种低热值联合循环机组煤压机间冷热量利用系统，其特征在于，所述冷却水管道(80)内流通的冷却介质为开式水。


6.根据权利要求1所述的一种低热值联合循环机组煤压机间冷热量利用系统，其特征在于，所述间冷换热介质为闭式水。


7.一种低热值联合循环机组煤压机间冷热量利用系统，包括煤气压缩机(10)、燃气轮机(20)、余热锅炉(...

【专利技术属性】
技术研发人员：张传辉，左德权，唐健，于兰兰，陈赛科，龚伟，
申请(专利权)人：上海电气燃气轮机有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31