一种综合利用联合循环机组废热的LNG气化系统技术方案

本发明专利技术公开了一种综合利用联合循环机组废热的LNG气化系统，天然气经过天然气换热器加热后进入燃烧室；空气经过压气机后分为两路，最终进入燃气透平和；环境空气经风扇组抽吸后进入热交换器罩壳，依次加热和降温后排出热交换器罩壳；水从水储罐中流入水泵，吸热升温后返回水储罐；冷媒工质从冷媒储罐从经过冷媒泵升压后，进入第一换热器升温，随后进入第二换热器与LNG换热；LNG从LNG储罐中流出后分为两路，两路气化后的LNG混合后进入辅热器并调整LNG温度至系统需要的温度。本发明专利技术可回收余热锅炉排烟废热以及燃气轮机热通道冷却空气热交换器出口高温排气废热。气热交换器出口高温排气废热。气热交换器出口高温排气废热。

【技术实现步骤摘要】
一种综合利用联合循环机组废热的LNG气化系统


[0001]本专利技术属于能源利用
，具体涉及一种综合利用联合循环机组废热的LNG气化系统。

技术介绍

[0002]LNG是天然气经过脱水脱硫处理，通过低温工艺冷冻液化形成的低温液体混合物，温度为
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162℃左右。LNG供应站在向用户供应天然气之前，需要先将低温液态的LNG通过LNG气化器气化为天然气。LNG气化器的典型形式有浸没燃烧式气化器、整体式气化器、水浴式气化器等，其中，浸没燃烧式气化器和整体式气化器均是以天然气为燃料，将天然气燃烧过程释放的热能用于LNG气化；而水浴式气化器的热源为循环热水、电或蒸汽提供热量。因此，LNG在典型的气化过程中需要消耗大量的化石能源。
[0003]国内大型LNG接收站附近通常配备建设有以天然气为燃料的燃气
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蒸汽联合循环机组，从而起到调节LNG接收站供
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用气量的峰谷平衡。目前，大型燃气
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蒸汽联合循环机组余热锅炉的排烟温度普遍在80℃以上，排烟流量超过2000t/h(F级以上等级的燃气
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蒸汽联合循环机组)，余热锅炉的排烟废热利用潜力巨大。此外，目前主流的F级燃气轮机透平初温已达1300℃～1400℃等级，为保证热通道部件在高温下安全可靠运行，燃气轮机燃烧室衬套、喷嘴和动叶片等关键热通道部件中均设计有冷却空气通道，以降低热通道部件的运行温度。热通道冷却空气的气源一般来自燃气轮机压气机中间级或末级抽气，为降低冷却空气用量而减少压气机耗功，同时利用冷却空气的高品位热量，部分型号的燃气轮机配置了热通道冷却空气热交换器，如图1所示。在燃气轮机热通道冷却空气热交换器中，风扇吸入冷空气，冷空气与TCA换热器(压缩空气换热器)中的压气机抽气对流换热后成为热空气，热空气进一步与FGH换热器(天然气换热器)中的冷天然气对流换热后排入大气，一般情况下，FGH换热器中的天然气只能回收TCA换热器中压气机抽气放热量的约60％，热通道冷却空气热交换器仍会向大气排出大量高温空气(设计工况下直接排放的高温空气温度超过160℃、热量超过4MW)，造成了能源浪费及环境热污染。
[0004]燃气
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蒸汽联合循环机组是天然气的消耗大户。但目前尚没有一种设计合理，既能综合利用余热锅炉烟气废热和燃气轮机热通道冷却空气热交换器出口高温排气废热，又能减少LNG气化过程中化石能源消耗的节能系统。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术存在的不足，提供了一种综合利用联合循环机组废热的LNG气化系统，该系统设计合理，既可利用余热锅炉烟气废热和燃气轮机热通道冷却空气热交换器出口高温排气废热，又能减少LNG气化过程中化石能源的消耗。
[0006]本专利技术采用如下技术方案来实现的：
[0007]一种综合利用联合循环机组废热的LNG气化系统，包括压气机、燃烧室、透平、风扇组、压缩空气换热器、天然气换热器、空气
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水换热器、热交换器罩壳、蒸发器、省煤器、余热
利用换热器、烟囱、余热锅炉烟道、水储罐、水泵、第一换热器、冷媒泵、冷媒储罐、第二换热器、LNG储罐、LNG气化器和辅热器；
[0008]天然气经过天然气换热器加热后进入燃烧室；空气经过压气机后分为两路，一路进入燃烧室与天然气混合燃烧后依次进入燃气透平和余热锅炉烟道，另一路进入压缩空气换热器冷却后进入燃气透平；
[0009]环境空气经风扇组抽吸后进入热交换器罩壳，空气经压缩空气换热器对流换热后成为热空气，热空气进入天然气换热器对流换热降温后，进入空气
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水换热器进一步降温后，排出热交换器罩壳；
[0010]水从水储罐中流入水泵，升压后进入第一换热器降温后分为两路：一路流入空气
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水换热器中升温后返回热水储罐；另一路流入余热利用换热器吸热升温后返回水储罐；
[0011]冷媒工质从冷媒储罐从经过冷媒泵升压后，进入第一换热器升温，随后进入第二换热器与LNG换热；
[0012]LNG从LNG储罐中流出后分为两路，一路进入LNG气化器，另一路进入第二换热器升温气化，两路气化后的LNG混合后进入辅热器并调整LNG温度至系统需要的温度。
[0013]本专利技术进一步的改进在于，水流入空气
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水换热器中升温后返回热水储罐，其流量通过第一调节阀控制。
[0014]本专利技术进一步的改进在于，水流入余热利用换热器吸热升温后返回水储罐，其流量通过第二调节阀控制。
[0015]本专利技术进一步的改进在于，冷媒工质在第二换热器和第一换热器中的流量通过第三调节阀调节。
[0016]本专利技术进一步的改进在于，冷媒工质在冷媒储罐、冷媒泵、第一换热器和第二换热器之间形成冷媒循环。
[0017]本专利技术进一步的改进在于，冷媒工质选择轻烃类混合物。
[0018]本专利技术进一步的改进在于，LNG经过第四调节阀后进入LNG气化器。
[0019]本专利技术进一步的改进在于，LNG经过第五调节阀后进入第二换热器升温气化。
[0020]本专利技术进一步的改进在于，LNG气化器为浸没燃烧式气化器、整体式气化器或水浴式气化器。
[0021]本专利技术至少具有如下有益的技术效果：
[0022]本专利技术将原本直接排入大气的余热锅炉出口烟气废热以及燃气轮机热通道冷却空气热交换器出口高温排气废热综合利用，用于气化LNG，替代LNG气化过程的能源消耗，达到废热利用并减少LNG气化过程中化石能源消耗的节能效果。本专利技术可回收余热锅炉排烟废热以及燃气轮机热通道冷却空气热交换器出口高温排气废热，回收的能量用于替代LNG气化过程的化石能源消耗，起到节能减排的有益效果。
附图说明
[0023]图1为典型的M701F燃气轮机热通道冷却空气热交换器及设计参数示意图。
[0024]图2是本专利技术所述综合利用联合循环机组废热的LNG气化系统的原理示意图。
[0025]附图标记说明：
[0026]1为压气机、2为燃烧室、3为透平、4为风扇组、5为压缩空气换热器，6为天然气换热
器、7为空气
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水换热器、8为热交换器罩壳、9为蒸发器、10为省煤器、11为余热利用换热器、12为烟囱、13为余热锅炉烟道、14为水储罐、15为水泵、16为第一换热器、17为冷媒泵、18为冷媒储罐、19为第二换热器、20为LNG储罐、21为LNG气化器、22为辅热器；101为第一调节阀、102为第二调节阀、103为第三调节阀、104为第四调节阀、105为第五调节阀。
具体实施方式
[0027]下面将结合附图及实施例对本专利技术作详细的介绍：
[0028]如图1所示，本专利技术提供的一种综合利用联合循环机组废热的LNG气化系统，包括：压气机1、燃烧室2、透平3、风扇组4、压缩空气换热器5、天然气换热器6、空气
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水换热器7、热交换器罩壳8、蒸发器9、省煤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种综合利用联合循环机组废热的LNG气化系统，其特征在于，包括压气机、燃烧室、透平、风扇组、压缩空气换热器、天然气换热器、空气
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水换热器、热交换器罩壳、蒸发器、省煤器、余热利用换热器、烟囱、余热锅炉烟道、水储罐、水泵、第一换热器、冷媒泵、冷媒储罐、第二换热器、LNG储罐、LNG气化器和辅热器；天然气经过天然气换热器加热后进入燃烧室；空气经过压气机后分为两路，一路进入燃烧室与天然气混合燃烧后依次进入燃气透平和余热锅炉烟道，另一路进入压缩空气换热器冷却后进入燃气透平；环境空气经风扇组抽吸后进入热交换器罩壳，空气经压缩空气换热器对流换热后成为热空气，热空气进入天然气换热器对流换热降温后，进入空气
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水换热器进一步降温后，排出热交换器罩壳；水从水储罐中流入水泵，升压后进入第一换热器降温后分为两路：一路流入空气
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水换热器中升温后返回热水储罐；另一路流入余热利用换热器吸热升温后返回水储罐；冷媒工质从冷媒储罐从经过冷媒泵升压后，进入第一换热器升温，随后进入第二换热器与LNG换热；LNG从LNG储罐中流出后分为两路，一路进入LNG气化器，另一路进入第二换热器升温气化，两路气化后的LNG混合后进入辅热器并调整LNG温度至系统需要的温度。2.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖俊峰，胡孟起，高松，夏林，连小龙，王一丰，姜世杰，卫星光，田新平，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：