燃機電廠利用天然氣降壓冷量的節能系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種燃機電廠利用天然氣降壓冷量的節能系統，充分利用天然氣降壓帶來的冷量和轉動設備的熱量之間的轉換，提高燃機電廠的熱效率。本發明系統包括閉冷器、閉冷器供水管道、閉冷器回水管道、天然氣管道、閉冷器的出口連接閉冷器供水管道、閉冷器的進口連接閉冷器回水管道。其特征在于，第一管道的一端連接水浴爐的出口，第一管道的另一端連接換熱器的進口；第二管道的一端連接在閉冷器回水管道上，第二管道的另一端連接換熱器的進口；第三管道的一端連接換熱器，第三管道的一端連接換熱器的出口，第三管道的另一端連接在閉冷器供水管道上；第四管道的一端連接換熱器的出口，第四管道的另一端連接水浴爐的進口。
【專利說明】燃機電廠利用天然氣降壓冷量的節能系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種燃機電廠利用天然氣降壓冷量的節能系統，具體涉及一種利用燃機電廠天然氣降壓產生的冷量的節能系統，本發明屬于燃機電廠換熱系統設計領域。
【背景技術】
[0002]天然氣從外部分輸站接入燃機前置模塊，需進行減壓，減壓即會帶來溫度的下降。同時為了滿足燃機運行以及提高燃機效率的要求，天然氣在進入燃燒器前需要進行加熱以提高溫度，一般采用水浴爐加熱等方式，由外部提供加熱熱量。換個角度，可以認為天然氣具有的冷量這樣一個概念。
[0003]燃機電廠輔機設備中需要用閉式水冷卻器(簡稱閉冷器)的主要包括燃機和汽輪機潤滑油冷卻器、發電機氫冷器、給水泵冷卻器、空壓機等，這些設備在運行期間會散發熱量，需要冷卻介質將熱量帶走。
[0004]常規燃機電廠中分別設置了獨立的閉式冷卻水系統和天然氣加熱系統，未能充分利用轉動設備的熱量和天然氣的冷量。
【發明內容】
[0005]為解決現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種燃機電廠利用天然氣降壓冷量的節能系統。
[0006]為了實現上述目標，本發明采用如下的技術方案:
[0007]燃機電廠利用天然氣降壓冷量的節能系統，包括閉冷器、閉冷器供水管道、閉冷器回水管道、天然氣管道，所述閉冷器的出口連接閉冷器供水管道，所述閉冷器的進口連接閉冷器回水管道，其特征在于，還包括:設置在天然氣管道上的換熱器、第一管道、第二管道、第三管道、第四管道，所述第一管道的一端連接水浴爐的出口，所述第一管道的另一端連接換熱器的進口 ；所述第二管道的一端連接在閉冷器回水管道上，所述第二管道的另一端連接換熱器的進口 ；所述第三管道的一端連接換熱器，所述第三管道的一端連接換熱器的出口，所述第三管道的另一端連接在閉冷器供水管道上；所述第四管道的一端連接換熱器的出口，所述第四管道的另一端連接水浴爐的進口。
[0008]前述的燃機電廠利用天然氣降壓冷量的節能系統，其特征在于，所述閉冷器供水管道上設置有第一閥門，所述第一閥門設置在第三管道的一端和閉冷器的出口之間。
[0009]前述的燃機電廠利用天然氣降壓冷量的節能系統，其特征在于，沿著所述閉冷器回水管道依次設置有第二閥門、第三閥門、閉式泵，所述第二閥門設置在閉冷器的進口和第二管道的一端之間，所述第二管道的一端設置在閉冷器回水管道的第二閥門和第三閥門、閉式泵之間。
[0010]前述的燃機電廠利用天然氣降壓冷量的節能系統，其特征在于，所述第一管道上設置有第四閥門。
[0011]前述的燃機電廠利用天然氣降壓冷量的節能系統，其特征在于，所述第二管道上設置有第五閥門。
[0012]前述的燃機電廠利用天然氣降壓冷量的節能系統，其特征在于，所述第三管道上設置有第六閥門。
[0013]前述的燃機電廠利用天然氣降壓冷量的節能系統，其特征在于，還包括第五管道，所述第五管道的兩端均連接在第三管道上，所述第六閥門設置在第五管道的兩端之間，所述第五管道上設置有第七閥門。
[0014]前述的燃機電廠利用天然氣降壓冷量的節能系統，其特征在于，所述第四管道上設置有第八閥門。
[0015]本發明的有益之處在于:本發明的燃機電廠利用天然氣降壓冷量的節能系統能夠充分利用轉動設備的熱量和天然氣的冷量，可以根據電廠設備冷、熱量的實際需求，計算相關耦合量，實現燃機電廠內能量的合理轉移，提高燃機電廠的熱效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明的一個優選實施的結構示意圖。
[0017]圖中附圖標記的含義:
[0018]1、閉冷器，2、閉冷器供水管道，3、閉冷器回水管道，4、閉冷器的出口，5、閉冷器的進口，6、換熱器，7、第一管道，8、第二管道，9、第三管道，10、第四管道，11、換熱器的進口，12、換熱器的出口，13、第一閥門，14、第二閥門，15、第三閥門，16、閉式泵，17、第四閥門，18、第五閥門，19、第六閥門，20、第五管道，21、第七閥門，22、第八閥門，23、天然氣管道。
【具體實施方式】
[0019]以下結合附圖和具體實施例對本發明作具體的介紹。
[0020]參照圖1所示，本發明燃機電廠利用天然氣降壓冷量的節能系統，包括閉冷器、閉冷器供水管道、閉冷器回水管道、天然氣管道，閉冷器的出口連接閉冷器供水管道，閉冷器的進口連接閉冷器回水管道，其特征在于，還包括:設置在天然氣管道上的換熱器、第一管道、第二管道、第三管道、第四管道，第一管道的一端連接水浴爐的出口，第一管道的另一端連接換熱器的進口 ；第二管道的一端連接在閉冷器回水管道上，第二管道的另一端連接換熱器的進口 ；第三管道的一端連接換熱器，第三管道的一端連接換熱器的出口，第三管道的另一端連接在閉冷器供水管道上；第四管道的一端連接換熱器的出口，第四管道的另一端連接水浴爐的進口。實際運行時，閉冷器通過閉冷器的出口向閉冷器供水管道提供冷水，然后閉冷器供水管道向燃機和汽輪機潤滑油冷卻器、發電機氫冷器、給水泵冷卻器、空壓機等提供冷水降溫，然后閉冷器供水管道中的冷水就吸收了燃機和汽輪機潤滑油冷卻器、發電機氫冷器、給水泵冷卻器、空壓機等產生的熱量，成為熱水并由閉冷器回水管道經過閉冷器進口回歸閉冷器。這是現有的閉式冷卻水系統的工作過程。此外，在天然氣管道方面，水浴爐的出口排出熱水，經過第一管道、換熱器的進口后傳遞熱水中的熱量給天然氣，使得天然氣溫度升高，熱水就成為冷水并經過第四管道、水浴爐的進口而回歸水浴爐。這是現有的天然氣加熱系統的構造。本發明的創新之處在于，將閉冷器回水管道中的熱水由第二管道、換熱器傳遞給天然氣，使得天然氣升溫，這樣，閉冷器回水管道中的熱水中的熱量就傳遞給了天然氣，而天然氣的冷量同時也通過換熱器的出口、第三管道回到閉冷器供水管道中，此時第三管道中的水為冷水，其冷量由天然氣提供，可以給燃機和汽輪機潤滑油冷卻器、發電機氫冷器、給水泵冷卻器、空壓機等提供冷量。由此，本發明的燃機電廠利用天然氣降壓冷量的節能系統能夠充分利用轉動設備的熱量和天然氣的冷量，可以根據電廠設備冷、熱量的實際需求，計算相關耦合量，實現燃機電廠內能量的合理轉移，提高燃機電廠的熱效率。
[0021]進一步，為了使得本發明可以更加自動化，閉冷器供水管道上設置有第一閥門以控制閉冷器供水管道的供水量，第一閥門設置在第三管道的一端和閉冷器的出口之間；沿著閉冷器回水管道依次設置有用于控制回到閉冷器的水量的第二閥門、用于控制從燃機和汽輪機潤滑油冷卻器、發電機氫冷器、給水泵冷卻器、空壓機等帶回的熱水量的第三閥門和閉式泵，第二閥門設置在閉冷器的進口和第二管道的一端之間，第二管道的一端設置在閉冷器回水管道的第二閥門和第三閥門、閉式泵之間；第一管道上設置有用于控制從水浴爐獲得的熱水量的第四閥門；第二管道上設置有用于控制從閉冷器回水管道獲取的水量的第五閥門；第三管道上設置有控制向閉冷器供水管道提供的冷水量的第六閥門；還包括第五管道，第五管道的兩端均連接在第三管道上，第六閥門設置在第五管道的兩端之間，第五管道上設置有第七閥門，第五管道和第六管道用于和第六閥門相互配合，使得能夠更有效地控制向閉冷器供水管道提供的冷水量；第四管道上設置有用于向水浴爐回歸冷水的第八閥門。
[0022]下面，以兩套西門子F級燃機的電廠為例，計算各典型季節工況下設備冷、熱換熱量數據，計算相關耦合量，提出二者不匹配時的補充方案。
[0023]天然氣側:
[0024]以兩套西門子F級燃機的電廠為 例，其燃機對于天然氣的溫度要求為15~50°C，且需高于天然氣露點28°C。對于燃料為西氣東輸管線的電廠，分輸站收到氣壓力常年維持在6MPa左右，溫度約10~15°C，經減壓至電廠調壓站處壓力約4MPa，溫度約O~5°C，天然氣露點約-10°C。根據分輸站來天然氣情況，最終燃機入口天然氣溫度范圍應在18~50°C之間。
[0025]因進廠天然氣溫度和流量隨季節略有變化，根據以上分析，分別計算天然氣可提供的冷量相關數據如下表一:
[0026]表一:天然氣可提供的冷量
[0027]
【權利要求】
1.燃機電廠利用天然氣降壓冷量的節能系統，包括閉冷器、閉冷器供水管道、閉冷器回水管道、天然氣管道，所述閉冷器的出口連接閉冷器供水管道，所述閉冷器的進口連接閉冷器回水管道，其特征在于，還包括:設置在天然氣管道上的換熱器、第一管道、第二管道、第三管道、第四管道，所述第一管道的一端連接水浴爐的出口，所述第一管道的另一端連接換熱器的進口 ；所述第二管道的一端連接在閉冷器回水管道上，所述第二管道的另一端連接換熱器的進口 ；所述第三管道的一端連接換熱器，所述第三管道的一端連接換熱器的出口，所述第三管道的另一端連接在閉冷器供水管道上；所述第四管道的一端連接換熱器的出口，所述第四管道的另一端連接水浴爐的進口。
2.根據權利要求1所述的燃機電廠利用天然氣降壓冷量的節能系統，其特征在于，所述閉冷器供水管道上設置有第一閥門，所述第一閥門設置在第三管道的一端和閉冷器的出口之間。
3.根據權利要求2所述的燃機電廠利用天然氣降壓冷量的節能系統，其特征在于，沿著所述閉冷器回水管道依次設置有第二閥門、第三閥門、閉式泵，所述第二閥門設置在閉冷器的進口和第二管道的一端之間，所述第二管道的一端設置在閉冷器回水管道的第二閥門和第三閥門、閉式泵之間。
4.根據權利要求3所述的燃機電廠利用天然氣降壓冷量的節能系統，其特征在于，所述第一管道上設置有第四閥門。
5.根據權利要求4所述的燃機電廠利用天然氣降壓冷量的節能系統，其特征在于，所述第二管道上設置有第五閥門。
6.根據權利要求5所述的燃機電廠利用天然氣降壓冷量的節能系統，其特征在于，所述第三管道上設置有第六閥門。
7.根據權利要求6所述的燃機電廠利用天然氣降壓冷量的節能系統，其特征在于，還包括第五管道，所述第五管道的兩端均連接在第三管道上，所述第六閥門設置在第五管道的兩端之間，所述第五管道上設置有第七閥門。
8.根據權利要求7所述的燃機電廠利用天然氣降壓冷量的節能系統，其特征在于，所述第四管道上設置有第八閥門。
【文檔編號】F02C7/12GK103742269SQ201410006067
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月7日 優先權日:2014年1月7日
【發明者】徐蕾, 吳斌, 王震泉, 牛濤, 甄宏寧, 徐佩錫, 劉捷, 樂曉蓉, 郭學英, 李桃, 韓志錕 申請人:江蘇省電力設計院