包括冷凝水回收设备的功率设施制造技术

本公开涉及一种包括冷凝水回收设备的功率设施。一种功率设施，包括：热机；用于向所述热机内递送可燃第一流体的入口管和用于向所述热机递送冷却第二流体的通风回路，第一流体和/或第二流体包括在其中的水；其中，功率设施还包括水回收设备，水回收设备与入口管和/或通风回路连接用于从第一流体和/或第二流体冷凝并收集水，水回收设备与至少一个热交换器相关联，至少一个热交换器与入口管和/或通风回路热连接用于冷却所述第一流体和/或所述第二流体至超过其露点，水回收设备还包括连接装置，其用于将从第一流体和/或第二流体冷凝的水递送到用水设备。

【技术实现步骤摘要】
包括冷凝水回收设备的功率设施
本专利技术涉及冷凝水回收设备，特别地，但并非排他地，用于包括一个或多个热机的功率设施，在操作中需要向热机供应空气用于燃烧和/或通风目的。另外，本专利技术涉及一种用于改进上文所提到的类型的功率设施中的总效率的方法。
技术介绍
用于产生电能或机械能的功率设施可包括热机，例如，内燃机或外燃机，如燃气涡轮发动机或往复式发动机或其它机器。上文所提到类型的功率设施通常包括空气入口和空气通风回路，空气入口用于向功率设施的热机内提供可燃空气，空气通风回路用于在同一热机的外表面上提供冷却空气。这样的功率设施常常需要在热环境或热的季节中运行，且特别地，可能要求它们在每天或在具体季节(例如夏季)最热的时候提供峰值功率。当功率设施包括燃气涡轮时，不利地是，随着到功率设施的入口空气温度升高，涡轮能生成的电力降低。这导致了需要入口致冷系统，其包括安装于功率设施的空气入口处，特别是在空气过滤设备内的一个或多个热交换器。传统上，存在可用于冷却这样的热交换器的三个选项：机械或蒸发或吸收。机械冷却使用机械压缩来降低入口空气温度以优化热机的输出。蒸发冷却向涡轮入口空气流内喷水，其中，水蒸发，从而冷却空气。吸收冷却使用通常从热机的废气提取的热源，来提供驱动冷却过程所需的能量。在所有上述情况下，冷却过程在热交换器下游产生冷凝水。这样的水通常被认为是工业废物且因此排放到废液处理厂中。备选地，由冷却过程所产生的水被回收且再循环以用于在功率设施中其它的工业用途。例如，在包括燃气涡轮的功率设施中，从美国专利号5390505已知闭合循环使用这样的水，其基本上为软化水，通过将水注入到燃气涡轮的燃烧区内，以便实现功率增大、燃料节省和氧化氮(NOX)减少。上文所提到的解决方案允许提高燃气涡轮的效率但也表现出了一些不便之处。实际上，在功率设施中添加用于在燃气涡轮中引入冷凝水的回路可导致在燃气涡轮中的热区段中的腐蚀损害和热应力增加，且因此造成了维护干预增加，这意味着使功率设施停运。因此，将降低功率设施的总体可用性和可靠性。在功率设施的空气入口处插入水回收设备通常会导致大量冷凝水产生。在某些情况下，当要求少量冷凝水时，(例如，0.5-3m3/h)，这种解决方案可能不方便且其将需要在功率设施内得到另一冷凝水源。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种功率设施，其包括冷凝水回收设备，冷凝水回收设备允许从在功率设施中流动的潮湿空气回收水，从而优化了总效率且最小化水浪费。根据第一实施例，本专利技术通过提供一种功率设施而实现这个目的，该功率设施包括：热机，用于向所述热机内递送可燃第一流体的入口管和用于向所述热机递送冷却第二流体的通风回路，第一流体和/或第二流体包括在其中的水；其中，功率设施还包括水回收设备，水回收设备与入口管和/或通风回路连接用于从第一流体和/或第二流体冷凝并收集水，水回收设备与至少一个热交换器相关联，至少一个热交换器与入口管和/或通风回路热连接用于冷却所述第一流体和/或所述第二流体至超过(beyond)其露点，水回收设备还包括连接装置，其用于将从第一流体和/或第二流体冷凝的水递送到用水设备。根据第一实施例的另一有利特征，用水设备为开环型。根据第一实施例的另一有利特征，用水设备包括：加热装置，其用于从由水回收设备分离并收集的水产生蒸汽；以及，蒸汽膨胀器，其用于从所述蒸汽产生能量。通过提供用于从第一可燃流体或从第二通风流体或从第一流体和第二流体两者回收水的设备，本专利技术允许根据功率设施的需要而方便地生成所要求的回收水流。如果要求了大量回收水，则水回收设备与入口管连接，且任选地与通风回路连接。如果功率设施需要减少量的回收水，则水回收设备仅与通风回路连接。在后一种情况下，可通过比将入口管连接到水回收设备所要求的那些更简单且成本更低的修改来在现有功率设施中得到所需水量。本专利技术允许优化包括使用回收水的设备的功率设施的总效率，特别是当用水设备为开环型时，例如，包括用于产生蒸汽的例如锅炉的加热装置和用于从这样的蒸汽产生能量的蒸汽膨胀器的设备。用于向本专利技术的水回收设备的热交换器传输冷却能力的冷源可为任何类型：机械、蒸发或吸收。本专利技术的另一目的在于发展一种用于改进包括热机的功率设施的效率的方法。根据第二实施例，本专利技术通过提供一种方法来实现此另一目的，该方法包括如下步骤，其使至少一个热交换器与热机的入口管和/或热机的通风回路热连接；操作热交换器以冷却在入口管中流动的第一流体和/或在通风回路中流动的第二流体，第一流体和/或第二流体包括在其中的水；使所述第一流体和/或所述第二流体至超过其露点以便冷凝在其中的水；从第一流体和/或第二流体收集水，使用冷凝水来改进所述功率设施的效率。根据第二实施例的另一有利特征，使用冷凝水的步骤包括将冷凝水递送到联合循环功率单元和/或递送到用于产生可饮用水的水处理单元和/或递送到用于产生蒸汽的加热装置。通过第二实施例实现在上文参考本专利技术的第一实施例所述的同样的优点。附图说明从结合附图的本专利技术的实施例的以下描述，本专利技术的其它目的特征和优点将会变得显而易见，在附图中：图1为根据本专利技术的功率设施的总体示意图；图2为图1的功率设施的变型的示意图；图3为图2中的变型的更详细的示意图；图4为图1的功率设施的另一变型的示意图；图5为图1的功率设施的另一变型的示意图；图6为根据本专利技术用于改进功率设施中的效率的方法的流程图。具体实施方式参看图1至图5的实施例，功率设施1包括：热机2；入口管3，其用于向热机2中递送可燃的第一流体；以及，通风回路4，其用于向热机2递送冷却第二流体，第一流体和/或第二流体包括在其中的水。通常，第一流体和第二流体为潮湿空气。当热机2为燃气涡轮时，在通风回路中的第二流体的流率低于在入口管中的第一流体的流率。对于不同类型的热机2，例如，往复式燃烧机，在通风回路4中的第二流体的流率可大于在入口管3中的第一流体的流率。热机2可为各种类型，全都需要被供应可燃的第一流体和通风回路4。例如，在功率设施1的已知的实施例中，热机2为往复式发动机。在图3中所示的功率设施1的实施例中，热机2为燃气涡轮发动机，其包括上游空气压缩机2a、下游涡轮2b和在上游空气压缩机2a与下游涡轮2b之间的燃烧器2c。在图1至图4的实施例中，热机2包括排气烟道12且与发电机13连接。在图5所示的本专利技术的另一实施例中，热机2为联合循环功率单元，其包括蒸汽涡轮和蒸汽冷凝器2d，蒸汽冷凝器2d至少部分地由在通风回路4中的第二流体冷却。该功率设施1还包括：水回收设备10，其与入口管3和通风回路4连接用于从第一流体和第二流体冷凝并收集流体，水回收设备与第一热交换器30和第二热交换器40相关联，第一热交换器30和第二热交换器40分别与入口管3和通风回路4热连接，用于冷却第一流体和第二流体至超过其露点。第一热交换器和/或第二热交换器例如由空气盘管构成。第一热交换器30特别地在热环境或热季节中确保了可燃第一流体被冷却以便使得由热机2所生成的功率最大化。此外，被供应到热机2的可燃流体需要被过滤掉杂质以避免损坏或过度磨损热机2的构件，特别是旋转构件。为了保证所需的可燃流体质量，功率设施1还在入口管3的吸入侧上包括入口空气处理系统5，入口空气处理系统5包括第一热交换器30和分别在第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率设施(1)，包括：?热机(2)；?用于在所述热机(2)内递送可燃第一流体的入口管(3)和用于向所述热机(2)递送冷却第二流体的通风回路(4)，所述第一流体和/或所述第二流体包括在其中的水；其中，所述功率设施(1)还包括水回收设备(10)，所述水回收设备(10)与所述入口管(3)和/或所述通风回路(4)连接用于从所述第一流体和/或所述第二流体冷凝并收集水，所述水回收设备(10)与至少一个热交换器(30,40)相关联，所述热交换器(30,40)与所述入口管(3)和/或所述通风回路(4)热连接，用于冷却所述第一流体和/或所述第二流体至超过其露点，所述水回收设备(20)还包括连接装置(25,26,27)，其用于将从所述第一流体和/或所述第二流体冷凝的水递送到用水设备(20)。

【技术特征摘要】
2011.12.23 IT CO2011A0000731.一种功率设施，包括：-热机；-用于在所述热机内递送可燃第一流体的入口管和用于向所述热机递送冷却第二流体的通风回路，所述第一流体和/或所述第二流体包括在其中的水；其中，所述功率设施还包括水回收设备，所述水回收设备与所述入口管和/或所述通风回路连接用于从所述第一流体和/或所述第二流体冷凝并收集水，所述水回收设备与至少一个热交换器相关联，所述热交换器与所述入口管和/或所述通风回路热连接，用于冷却所述第一流体和/或所述第二流体至超过其露点，所述水回收设备还包括连接装置，其用于将从所述第一流体和/或所述第二流体冷凝的水递送到用水设备。2.根据权利要求1所述的功率设施，其特征在于，所述水回收设备与所述通风回路热连接，以从所述第二流体分离并收集水。3.根据权利要求1所述的功率设施，其特征在于，所述用水设备为开环型。4.根据权利要求1或2所述的功率设施，其特征在于，所述用水设备包括：-加热装置，其用于从由所述水回收设备分离并收集的水产生蒸汽；以及-蒸汽膨胀器，其用于从所述蒸汽产生能量。5.根据权利要求1或2所述的功率设施，其特征在于，所述用水设备包括用于产生可饮用水的水处理单元。6.根据权利要求2所述的功率设施，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：FR比亚吉，M桑蒂尼，G马彻蒂，
申请(专利权)人：诺沃皮尼奥内有限公司，
类型：发明
国别省市：