基于LNG冷能和太阳能的联合循环机组进气温度调控系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于LNG冷能和太阳能的联合循环机组进气温度调控系统，主要包括LNG气化冷能回收装置与太阳能集热装置。在高温季节LNG气化冷能回收装置通过两级冷能换热系统回收LNG气化过程中的冷能制备冷却水，用来冷却机组进气，降低机组进气温度，从而增加机组出力和热效率，提高联合循环机组的调峰性能。在低温季节太阳能集热装置通过太阳能制备热水，用来加热机组进气，不仅能够防止进入机组的空气温度低于露点温度，造成空气内所含的水分结冰而威胁机组的安全运行，还能够提高机组满负荷时的净效率。组满负荷时的净效率。组满负荷时的净效率。

【技术实现步骤摘要】
基于LNG冷能和太阳能的联合循环机组进气温度调控系统


[0001]本技术属于能源系统余能与可再生能源利用
，具体涉及一种基于LNG冷能和太阳能的联合循环机组进气温度调控系统。

技术介绍

[0002]LNG是天然气经干燥净化处理后，通过低温工艺冷却液化形成的液态烷烃混合物，其主要成分是甲烷，还有少量的乙烷和丙烷，通常储存在
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162℃、0.1MPa左右的低温储存罐内。LNG不仅可以作为燃料使用，而且自身携带大量的高品位冷能，其气化过程释放的冷能可以达到830kJ/kg左右。LNG电站发电通常需要先加热气化储存的LNG，期间LNG的冷量通常会被外来媒介带走释放。
[0003]太阳能集热技术是太阳能热利用系统的核心技术，通过吸收太阳辐射能转化成热能，传递给传热工质储存起来加以利用。LNG电站普遍配置大型F级燃气轮机联合循环机组，联合循环机组的出力随大气温度的增加而降低，如果将上述LNG气化冷能合理利用，作为冷源在高温季节用于降低机组进气温度，则可以有效提高机组出力，改善机组调峰性能。同时，机组进气是气流降压增速的过程，期间会产生5℃左右的温降，在低温季节可能会出现“水堵、冰堵”等风险，如果合理利用太阳能集热作为热源对机组进气进行加热，则可以有效防止温度过低导致机组运行发生危险。
[0004]目前，联合循环机组进气温度的调控主要是利用汽轮机的供热抽汽或低压主蒸汽作为热源的同时，利用溴化锂等制冷设备制备冷源来实现的，但像这样抽取高品位汽源作为热媒会对发电机组出力和热效率产生不利影响。r/>
技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的问题，本技术提出一种基于LNG冷能和太阳能的联合循环机组进气温度调控系统，利用LNG冷能与太阳能实现联合循环机组进气温度的调控，不仅对机组发电本身没有影响，而且不会污染环境，同时还会提高机组运行的安全性和经济性。
[0006]本技术是通过以下技术方案来实现：
[0007]一种基于LNG冷能和太阳能的联合循环机组进气温度调控系统，包括用于回收LNG冷能的LNG气化冷能回收装置，以及用于对加热联合循环机组进气温度的太阳能集热装置；
[0008]所述太阳能集热装置包括热能换热器、储热水箱、进气加热器和太阳能集热器，太阳能集热器与热能换热器的热侧连接，热能换热器的冷侧依次串联储热水箱和进气加热器，进气加热器设置在燃气轮机进气通道中；
[0009]LNG气化冷能回收装置包括一级冷能换热器、冷媒罐、二级冷能换热器和冷却水箱；
[0010]所述一级冷能换热器冷侧与LNG气化装置并联，一级冷能换热器冷侧与LNG气化装置的入口与LNG气源连接，一级冷能换热器热侧、冷媒罐和二级冷能换热器的冷侧串联，二
级冷能换热器的热侧与冷却水箱和进气冷却器串联，进气冷却器设置燃气轮机进气通道中。
[0011]优选的，所述LNG气化装置的入口端通过LNG干燥净化装置与LNG低温储存罐连接，LNG气化装置的出口端通过燃气轮机前置模块与燃气轮机连接。
[0012]优选的，所述一级冷能换热器冷侧的出口设置有辅热器，辅热器与燃气轮机前置模块的入口连通，一级冷能换热器冷侧的入口与LNG干燥净化装置的出口连接。
[0013]优选的，所述一级冷能换热器热侧入口与冷媒罐之间设置有冷媒泵和为冷媒阀。
[0014]优选的，所述冷却水箱的出口依次连接有冷却水泵和冷却水阀。
[0015]优选的，所述储热水箱的出口设置有加热水泵和加热水阀。
[0016]与现有技术相比，本技术具有以下有益的技术效果：
[0017]本技术公开了一种基于LNG冷能和太阳能的联合循环机组进气温度调控系统，包括LNG气化冷能回收装置与太阳能集热装置。在高温季节LNG气化冷能回收装置通过两级冷能换热系统回收LNG气化过程中的冷能制备冷却水，用来冷却机组进气，降低机组进气温度，从而增加机组出力和热效率，提高联合循环机组的调峰性能。在低温季节太阳能集热装置通过太阳能制备热水，用来加热机组进气，不仅能够防止进入机组的空气温度低于露点温度，造成空气内所含的水分结冰而威胁机组的安全运行，还能够提高机组满负荷时的净效率。本技术利用LNG冷能与太阳能实现联合循环机组进气温度的调控，不仅对机组发电本身没有影响，而且不会污染环境，同时还会提高机组运行的安全性和经济性。
附图说明
[0018]图1为本技术提供的一种基于LNG冷能和太阳能的联合循环机组进气温度调控系统的示意图。
[0019]1为LNG低温储存罐；2为LNG干燥净化装置；3为LNG气化装置；4为燃气轮机前置模块；5为燃气轮机；6为燃气轮机进气通道；7为余热锅炉烟气通道；8为烟囱；9为冷媒罐；10为冷媒泵；11为冷媒阀；12为一级冷能换热器；13为辅热器；14为冷却水箱；15为冷却水泵；16为冷却水阀；17为二级冷能换热器；18为进气冷却器；19为太阳能集热器；20为热能换热器；21为储热水箱；22为热水泵；23为热水阀；24为进气加热器。
具体实施方式
[0020]下面结合附图对本技术做进一步的详细说明，所述是对本技术的解释而不是限定。
[0021]参阅图1，一种基于LNG冷能和太阳能的联合循环机组进气温度调控系统，包括布置在LNG低温储存罐1旁的LNG气化冷能回收装置，及布置在联合循环机组进气附近的太阳能集热装置。LNG气化冷能回收装置利用两级换热系统将LNG气化冷能回收，制备冷却水冷却机组进气，从而降低机组进气温度。太阳能集热装置利用太阳能集热制备热水加热机组进气，从而防止进气温度过低导致机组运行发生危险。
[0022]LNG气化冷能回收装置包括一级冷能换热器12、冷媒罐9、二级冷能换热器17和冷却水箱14；
[0023]所述一级冷能换热器12冷侧与LNG气化装置3并联，一级冷能换热器12热侧、冷媒
罐9和二级冷能换热器17的冷侧串联，二级冷能换热器17的热侧与冷却水箱14和进气冷却器18串联，进气冷却器18设置燃气轮机进气通道6中。
[0024]太阳能集热装置包括热能换热器20、储热水箱21、进气加热器24和太阳能集热器，太阳能集热器与热能换热器20的热侧连接，热能换热器20的冷侧依次串联储热水箱21和进气加热器24，进气加热器24设置在燃气轮机进气通道6中。
[0025]所述LNG气化装置3的入口端通过LNG干燥净化装置2与LNG低温储存罐1连接，LNG气化装置3的出口端通过燃气轮机前置模块4与燃气轮机5连接。
[0026]所述一级冷能换热器12冷侧的出口设置有辅热器13，辅热器13与燃气轮机前置模块4的入口连通，一级冷能换热器12冷侧的入口与LNG干燥净化装置的出口连接，当需要进行冷能回收时，则关闭LNG气化装置3，经过干燥的LNG进入一级冷能换热器12的冷侧进行换热，换热后的LNG经辅热器13加热，完全气化作为燃料进入燃气轮机前置模块4。
[0027]一级冷能换热器1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于LNG冷能和太阳能的联合循环机组进气温度调控系统，其特征在于，包括用于回收LNG冷能的LNG气化冷能回收装置，以及用于对加热联合循环机组进气温度的太阳能集热装置；所述太阳能集热装置包括热能换热器(20)、储热水箱(21)、进气加热器(24)和太阳能集热器，太阳能集热器与热能换热器(20)的热侧连接，热能换热器(20)的冷侧依次串联储热水箱(21)和进气加热器(24)，进气加热器(24)设置在燃气轮机进气通道(6)中；LNG气化冷能回收装置包括一级冷能换热器(12)、冷媒罐(9)、二级冷能换热器(17)和冷却水箱(14)；所述一级冷能换热器(12)冷侧与LNG气化装置(3)并联，一级冷能换热器(12)冷侧与LNG气化装置(3)的入口与LNG气源连接，一级冷能换热器(12)热侧、冷媒罐(9)和二级冷能换热器(17)的冷侧串联，二级冷能换热器(17)的热侧与冷却水箱(14)和进气冷却器(18)串联，进气冷却器(18)设置燃气轮机进气通道(6)中。2.根据权利要求1所述的一种基于LNG冷能和太阳能的联合循环机组进气温度调控系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：连小龙，肖俊峰，胡孟起，夏林，王一丰，
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：