一种太阳能-燃气联合循环发电系统技术方案

一种太阳能

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能
‑
燃气联合循环发电系统


[0001]本技术涉及发电设备
，特别是涉及一种太阳能
‑
燃气联合循环发电系统。

技术介绍

[0002]太阳能是取之不尽、用之不竭的清洁能源，具有非常广阔的发展前景。太阳能热发电在世界各地已经得到了不同程度的发展，但由于太阳能的不连续性及不稳定性，其大规模的商业应用受到了一定的阻碍。燃气
‑
蒸汽联合循环发电是一种清洁能源发电方式，其环境污染小、建设周期短且运行可靠稳定，燃气
‑
蒸汽联合循环的核心设备为燃气轮机，燃气轮机运行时非常稳定，但其性能受环境因素的影响较大。为了提高燃气
‑
蒸汽联合循环的热效率，可在一定范围内尽可能降低余热锅炉的排烟温度。两种能源利用形式都有一定的不足，互补发电形式能有效的减少高温天气对机组出力的影响，也能使机组连续稳定发电。
[0003]单一能源品种的利用受到多方掣肘，因此在未来发展过程中，建设多种能源有机整合、集成互补的综合能源体系正成为大趋势。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是提供一种太阳能
‑
燃气联合循环发电系统，是一种能源互补发电方式，通过把太阳能集热场替代余热锅炉的蒸发器和利用锅炉尾部加热器作为太阳能集热预热的方式来提高系统的运行性能，此种方式能有效提升余热锅炉的换热效率和太阳能发电的连续稳定性。
[0005]为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：
[0006]一种太阳能
‑
>燃气联合循环发电系统，包括燃气
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蒸汽联合循环发电子系统和太阳能直接蒸汽子系统，所述的两个子系统之间通过管道连接；
[0007]所述的燃气
‑
蒸汽联合循环发电子系统包括燃气轮机、燃机发电机、余热锅炉、凝汽器、汽轮机、汽轮发电机、凝结水泵和高压给水泵；
[0008]所述的燃气轮机压气机用于从外界大气中吸收空气并进行压缩，压缩后的空气与喷入燃烧室的燃料混合后燃烧，产生的高温高压烟气进入燃机透平做功，带动压气机旋转和燃机发电机发电，燃气轮机的排气进入余热锅炉，分别通过余热锅炉的高压过热器、高压蒸发器、高压省煤器、低压过热器、低压蒸发器、低压省煤器和尾部换热器，最后通过烟囱排放至大气；高压换热区的产生的高压换热蒸汽直接进入汽轮机的高压缸做功，低压换热区的给水在经过低压省煤器后可以通过低压汽包进入低压蒸发器或太阳能直接蒸汽系统的集热蒸发区产生低压过热蒸汽；尾部换热器通过将给水预热到80℃～90℃后供给太阳能直接蒸汽的集热预热区；所述高压给水泵与低压汽包相连，高压给水泵将低压汽包内的水升压后供给高压省煤器；
[0009]所述的太阳能直接蒸汽子系统包括集热预热区、集热蒸发区、汽水分离器、循环泵和集热过热区；集热预热区的给水来自余热锅炉的热水换热器出口，给水经预热后进入集
热蒸发区达到饱和温度，再经汽水分离器进行分离，饱和水经循环泵回到集热蒸发区继续加热，分离的饱和蒸汽经过集热过热区后产生低压过热蒸汽，太阳能直接蒸汽系统产生的低压过热蒸汽和余热锅炉产生的低压过热蒸汽并汽后进入低压过热蒸汽联箱，与高压缸排汽混合后进入汽轮机的低压缸做功；低压缸的排汽进入凝汽器，凝结后的水经凝结水泵后供给余热锅炉低压省煤器和热水换热器，从而达到一个热力循环。
[0010]本技术进一步的改进在于，余热锅炉为双压自然循环，余热锅炉低压换热区产生的低压过热蒸汽与太阳能直接蒸汽系统产生的过热蒸汽参数相匹配。
[0011]本技术进一步的改进在于，利用太阳能直接蒸汽系统的集热蒸发区替代余热锅炉的低压蒸发器。
[0012]本技术进一步的改进在于，在余热锅炉尾部加装热水加热器加热太阳能集热预热区给水，用于提高余热锅炉的换热效率，并能降低太阳能集热预热区的投资。
[0013]本技术进一步的改进在于，太阳能直接蒸汽系统采用的是槽式集热器，根据集热温度的不同，槽式太阳能集热场分为预热区、蒸发区和过热区。
[0014]本技术进一步的改进在于，所述余热锅炉低压蒸发器在太阳能集热场投入后，哪个被完全替代或部分替代，此时，烟气在流经低压蒸发器时温度不变或有部分降低，低压蒸发器和太阳能集热场产生的饱和温度的水蒸气进入低压汽包进行汽水分离。
[0015]本技术进一步的改进在于，所述的余热锅炉尾部加热器将凝结水加热至80℃～90℃，其温度与余热锅炉的排烟温度接近，升温后作为太阳能集热场预热区的给水。
[0016]本技术进一步的改进在于，所述的太阳能集热场蒸发区内的汽水混合物经汽水分离器，分离出的水进入集热场过热区，分离出的水通过循环泵回到蒸发区。
[0017]本技术进一步的改进在于，所述余热锅炉为双压、卧式、自然循环形式。
[0018]本技术至少具有如下有益的技术效果：
[0019]1、太阳能与燃气多能互补，在不增加蓄能的情况下，相比单一太阳能发电，电站能够连续运行，有效提升了机组的稳定性；相比单一燃气发电，增加了太阳能发电，提升了清洁能源的发电功率。
[0020]2、两种能源通过余热锅炉耦合，利用了太阳能集热替代余热锅炉低压蒸发器，运行灵活可靠。
[0021]3、利用余热锅炉尾部加热器加热太阳能集热给水，一方面降低了余热锅炉的排烟温度，进一步提升了余热锅炉的换热效率；另一方面也减少了太阳能集热预热区的投资。
附图说明
[0022]图1是本技术太阳能
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燃气联合循环发电系统的示意图。
[0023]附图标记说明：
[0024]1、压气机，2、燃烧室，3、燃机透平，4、燃机发电机，5、高压过热器，6、高压蒸发器，7、高压省煤器，8、高压汽包，9、低压过热器，10、低压蒸发器，11、低压省煤器，12、低压汽包，13、高压给水泵，14、尾部换热器，15、集热预热区，16、集热蒸发区，17、汽水分离器，18、循环泵，19、集热过热区，20、凝汽器，21、低压蒸汽母管，22、汽轮机高压缸，23、汽轮机低压缸，24、汽轮发电机，25、凝结水泵。
具体实施方式
[0025]下面结合附图对本技术的实施方式作进一步说明。
[0026]参考附图1，本技术的目的是建立一种太阳能与燃气
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蒸汽联合循环相互补的能源利用形式，旨在解决单一能源的利用形式，增加清洁能源的互补利用，提升系统运行的效率和连续性。
[0027]为实现上述目的，本技术提供的一种太阳能
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燃气联合循环发电系统，包括压气机1、燃烧室2、燃机透平3和燃机发电机4组成的燃机发电机组。余热锅炉由高压过热器5、高压蒸发器6、高压省煤器7、高压汽包8、高压给水泵13、低压过热器9、低压蒸发器10、低压省煤器11、低压汽包12和尾部换热器14组成。太阳能直接蒸汽系统由集热预热区15、集热蒸发区16、汽水分离器17、循环泵18和集热过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳能
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燃气联合循环发电系统，其特征在于，包括燃气
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蒸汽联合循环发电子系统和太阳能直接蒸汽子系统，所述的两个子系统之间通过管道连接；所述的燃气
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蒸汽联合循环发电子系统包括燃气轮机、燃机发电机、余热锅炉、凝汽器、汽轮机、汽轮发电机、凝结水泵和高压给水泵；所述的燃气轮机压气机用于从外界大气中吸收空气并进行压缩，压缩后的空气与喷入燃烧室的燃料混合后燃烧，产生的高温高压烟气进入燃机透平做功，带动压气机旋转和燃机发电机发电，燃气轮机的排气进入余热锅炉，分别通过余热锅炉的高压过热器、高压蒸发器、高压省煤器、低压过热器、低压蒸发器、低压省煤器和尾部换热器，最后通过烟囱排放至大气；高压换热区的产生的高压换热蒸汽直接进入汽轮机的高压缸做功，低压换热区的给水在经过低压省煤器后可以通过低压汽包进入低压蒸发器或太阳能直接蒸汽系统的集热蒸发区产生低压过热蒸汽；尾部换热器通过将给水预热到80℃～90℃后供给太阳能直接蒸汽的集热预热区；所述高压给水泵与低压汽包相连，高压给水泵将低压汽包内的水升压后供给高压省煤器；所述的太阳能直接蒸汽子系统包括集热预热区、集热蒸发区、汽水分离器、循环泵和集热过热区；集热预热区的给水来自余热锅炉的热水换热器出口，给水经预热后进入集热蒸发区达到饱和温度，再经汽水分离器进行分离，饱和水经循环泵回到集热蒸发区继续...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹勇，安欣，张开鹏，王勇刚，唐伟，杨光锐，李继福，曲广浩，吴猛，刘炎伟，何未雨，李钊，吴晋，张海龙，王邦行，杨明强，王嘉琦，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：