联合循环热回收系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及发电技术领域，公开了联合循环热回收系统和方法，联合循环热回收系统包括燃气轮机、余热锅炉、汽轮机、第一换热器和第二换热器，燃气轮机上设有第一管路，余热锅炉与燃气轮机相连接，余热锅炉上设有第二管路，汽轮机与余热锅炉相连接，第一换热器与第一管路和第二管路相连接，第一管路中的热气和第二管路中的热水在第一换热器内换热，第二换热器与余热锅炉、第二管路和汽轮机相连接，适于将余热锅炉中烟气与第二管路中热水在第二换热器中换热，本发明专利技术通过设置第一换热器和第二换热器可加快将余热锅炉内的工质水加热为适合驱动汽轮机运转的蒸汽，缩短了联合循环机组启动时间，可快速将燃气轮机的输出提高到其额定负载，提高了发电效率。提高了发电效率。提高了发电效率。

【技术实现步骤摘要】
联合循环热回收系统和方法


[0001]本专利技术涉及发电
，具体涉及联合循环热回收系统和方法。

技术介绍

[0002]在联合循环发电中，将燃气轮机排出的废气引入余热锅炉，利用余热锅炉换热产生蒸汽来驱动蒸汽轮机，可回收利用联合循环中的热量，提高发电效率。
[0003]当联合循环启动时，发电负荷剧烈瞬变，从燃气轮机排出的高温废气引入余热锅炉时，由于废气中大量的热量会造成余热锅炉内换热器管道破裂等，影响余热锅炉换热器组件的寿命，并且启动过程中汽轮机各部件的温度往往较低，如果导入汽轮机的蒸汽温度过高，会造成汽轮机部件应变损坏。
[0004]现有技术中，通常采用抑制燃气轮机输出功率的同时，控制余热锅炉中产生蒸汽的等待时间，以及汽轮机蒸汽参数升高梯度的方法以保护余热锅炉和汽轮机，但是这种工作方式会导致联合循环机组需较长启动时间才能将燃气轮机的输出提高到其额定负载，从而影响发电效率。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种联合循环热回收系统和方法，以解决联合循环机组启动时间长，影响发电效率的问题。
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种联合循环热回收系统，包括：
[0007]燃气轮机，所述燃气轮机上设有第一管路，适于输出所述燃气轮机中的热气；
[0008]余热锅炉，与所述燃气轮机相连接，所述余热锅炉上设有第二管路，所述第二管路适于输出热水；
[0009]汽轮机，与所述余热锅炉相连接；
[0010]第一换热器，与所述第一管路和所述第二管路相连接，所述第一管路中的所述热气和所述第二管路中的所述热水在所述第一换热器内换热；
[0011]第二换热器，与所述余热锅炉、所述第二管路和所述汽轮机相连接，适于将所述余热锅炉中的烟气与所述第二管路中所述热水在所述第二换热器中换热。
[0012]有益效果：当燃气轮机启动时，燃气轮机中输出的烟气在余热锅炉内换热，将余热锅炉内工质水加热，将余热锅炉内温度较低的热水输入第二管路中，将燃气轮机工作时燃气轮机中的热气输入至第一换热器中与第二管路中的热水进行换热，并将余热锅炉中部分烟气引入第二换热器中，与热水再次换热，使热水被加热为低温蒸汽后输入余热锅炉内与烟气换热，换热后的蒸汽温度升高，用以驱动汽轮机运转发电，第一管路中换热后热气温度降低，可再次输入燃气轮机内参与工作，通过设置第一换热器和第二换热器可加快将余热锅炉内的工质水加热为适合驱动汽轮机运转的蒸汽，缩短了联合循环机组启动时间，可快速将燃气轮机的输出提高到其额定负载，提高了发电效率。
[0013]在一种可选的实施方式中，所述燃气轮机包括：
[0014]燃料管路；
[0015]外箱；
[0016]压气机，设置在所述外箱内，所述第一管路连通所述外箱与所述压气机；
[0017]透平机，设置在所述外箱内，与所述压气机和所述余热锅炉相连接，所述燃料管路设置在所述压气机与所述透平机之间。
[0018]有益效果：当燃气轮机工作时产生的热量会传导至外箱中，通过设置第一管路连通外箱与压气机，可将外箱中的热空气输入第一管路中，利用热空气的热量与第二管路中的热水换热，可加快提升工质水的温度，缩短了产生高温蒸汽以驱动汽轮机运转发电的时间，换热后温度降低的空气可再次输入压气机中参与燃烧。
[0019]在一种可选的实施方式中，所述燃气轮机还包括：
[0020]旁通管路，连通所述压气机与所述透平机，适于对所述透平机冷却；
[0021]第三换热器，与第二管路、所述透平机和所述汽轮机相连接，适于将冷却所述透平机后的热气与所述第二管路中所述热水在所述第三换热器中换热。
[0022]有益效果：通过设置旁通管路，可将压气机中压缩后的部分低温压缩空气输入透平机中对透平机叶轮冷却，冷却叶轮后的压缩空气不与烟气汇合，而是从冷却腔室出口流出，空气温度升高，可输入第三换热器中再次与热水进行换热，进一步提高热水的温度。
[0023]在一种可选的实施方式中，还包括：
[0024]第四换热器，与所述第二管路和所述燃料管路相连接。
[0025]有益效果：通过设置第四换热器，可利用第二管路中热水的热量对燃料管路中的燃料加热。
[0026]在一种可选的实施方式中，所述余热锅炉包括：
[0027]烟道，设置在所述余热锅炉靠近所述燃气轮机的一侧，所述烟道与所述透平机和所述第二换热器相连接，所述烟气通过调节烟气挡板从烟道旁路引出。
[0028]有益效果：燃气轮机产生的烟气由烟道输送至余热锅炉中，通过将部分烟气由烟道引入第二换热器中，可利用烟气中的热量对第二管路中的热水进行加热，使其温度升高。
[0029]在一种可选的实施方式中，所述汽轮机包括：
[0030]中压缸，与所述余热锅炉相连接；
[0031]高压缸，与所述余热锅炉、所述第二换热器和所述第四换热器相连接。
[0032]有益效果：将第二换热器中换热后的压缩空气与第四换热器中换热后的烟气输入高压缸中可对高压缸进行预热。
[0033]在一种可选的实施方式中，所述余热锅炉包括：
[0034]第五换热器，设置在所述余热锅炉内，所述第五换热器与所述高压缸相连接；
[0035]第六换热器，设置在所述余热锅炉内，所述第六换热器与所述中压缸和所述第二管路相连接；
[0036]第七换热器，设置在所述余热锅炉内；
[0037]汽包，设置在所述余热锅炉内，所述汽包与所述第二管路和第七换热器相连接。
[0038]有益效果：第五换热器将工质水加热为高温高压蒸汽，用以冲转高压缸运转发电，第二管路中换热后温度升高的热水回流至第六换热器中再次与烟气换热，产生中温中压的蒸汽，用以冲转中压缸运转发电，第七换热器利用烟气中的余热将工质水加热，通过汽包将
热水输入第二管路中。
[0039]在一种可选的实施方式中，所述高压缸包括：
[0040]外壳，设置在所述高压缸外部，所述第三换热器和所述第二换热器与所述外壳相连接。
[0041]有益效果：将第二换热器中换热后的压缩空气与第四换热器中换热后的烟气输入外壳中可对外壳内部进行预热，减小高压缸内部转子与外壳的温差，避免高压缸运转时，由于转子内外温差较大造成转子损坏。
[0042]在一种可选的实施方式中，还包括：
[0043]分离器，设置在所述第二管路上，位于所述第三换热器与所述第二换热器之间。
[0044]有益效果：通过设置分离器，可将第三换热器换热后工质水中的热水与蒸汽分离，分离后的蒸汽进入第二换热器继续换热，分离后的热水回流至第二管路中再次循环换热。
[0045]第二方面，本专利技术还提供了一种联合循环热回收方法，采用上述的联合循环热回收系统，热回收方法包括：
[0046]向余热锅炉内给工质水，保证余热锅炉可向第二管路输出足量工质水后启动燃气轮机；
[0047]在燃气轮机升负荷阶段，达到初始负荷后，将燃气轮机中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种联合循环热回收系统，其特征在于，包括：燃气轮机(1)，所述燃气轮机(1)上设有第一管路(101)，所述第一管路(101)适于输出所述燃气轮机(1)中的热气；余热锅炉(2)，与所述燃气轮机(1)相连接，所述余热锅炉(2)上设有第二管路(201)，所述第二管路(201)适于输出热水；汽轮机(3)，与所述余热锅炉(2)相连接；第一换热器(4)，与所述第一管路(101)和所述第二管路(201)相连接，所述第一管路(101)中的所述热气和所述第二管路(201)中的所述热水在所述第一换热器(4)内换热；第二换热器(5)，与所述余热锅炉(2)、所述第二管路(201)和所述汽轮机(3)相连接，适于将所述余热锅炉(2)中的烟气与所述第二管路(201)中所述热水在所述第二换热器(5)中换热。2.根据权利要求1所述的联合循环热回收系统，其特征在于，所述燃气轮机(1)包括：燃料管路(102)；外箱(103)；压气机(104)，设置在所述外箱(103)内，所述第一管路(101)连通所述外箱(103)与所述压气机(104)；透平机(105)，设置在所述外箱(103)内，与所述压气机(104)和所述余热锅炉(2)相连接，所述燃料管路(102)设置在所述压气机(104)与所述透平机(105)之间。3.根据权利要求2所述的联合循环热回收系统，其特征在于，所述燃气轮机(1)还包括：旁通管路(106)，连通所述压气机(104)与所述透平机(105)，适于对所述透平机(105)冷却；第三换热器(6)，与第二管路(201)、所述透平机(105)和所述汽轮机(3)相连接，适于将冷却所述透平机(105)后的热气与所述第二管路(201)中所述热水在所述第三换热器(6)中换热。4.根据权利要求3中所述的联合循环热回收系统，其特征在于，还包括：第四换热器(7)，与所述第二管路(201)和所述燃料管路(102)相连接。5.根据权利要求4所述的联合循环热回收系统，其特征在于，所述余热锅炉(2)包括：烟道(202)，设置在所述余热锅炉(2)靠近所述燃气轮机(1)的一侧，所述烟道(202)与所述透平机(105)和...

【专利技术属性】
技术研发人员：王一丰，肖俊峰，胡孟起，夏林，连小龙，姜世杰，田新平，卫星光，
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：