一种燃机电厂余热提取系统及运行方法与流程

[0001]
本发明涉及一种系统及方法，尤其是涉及一种燃机电厂余热提取系统及运行方法，它属于燃机电厂余热利用领域。


背景技术：

[0002]
目前燃气联合循环电厂主厂用变压器运行过程中，会产生一定的热量，这个热量主要来自铁损和铜损，这些热量如果不能及时散发掉，会引起变压器的损坏，变压器运行中因铜损和铁损造成的设备自身功耗损失约占变电功率0.3％-4％被冷却剂(风或变压器油)带出变压器本体而散失到大气环境之中。冷却变压器线圈和磁芯之后排出的冷却油温度在85℃之间，属于低品位的热量。
[0003]
在发电机运行的过程中，引起发电机发热的主要因素就是电机内转换成热能的损耗，这部分的损耗分为以下三种：一是电路中的电阻损耗，即基本铜耗；二是磁路中的铁心损耗，包括因磁场作用使磁畴不停转动，相互之间摩擦，产生的磁滞损耗，以及铁磁材料在磁场作用下的感应电动势和感应电流形成涡流，产生涡流损耗；三是各类机械摩擦损耗。这些热量如果不能及时散发掉，会引起发电机的损坏，所以我们必须按照散热装置，通入冷却介质，冷却发电机。这部分热量最终加热循环冷却水，没有利用。
[0004]
汽轮发电机组的润滑油系统是强制循环润滑系统，它的回油需要用水进行冷却，冷却水源来自电厂开式或闭式循环冷却水系统，常规需水量约为300/1000t/h，通过冷油器与润滑油换热，再由冷油器内的冷却水将热量传给外部环境，润滑油回油热量未被回收利用，散失的热量对外部环境会产生热污染。
[0005]
燃气轮机在运行过程中，会有大量余热产生，这部分热量必须要冷却，保证设备安全运行，因防止燃机设备损坏。由于燃机运行工况决定这部分热量品质很高，如：从压缩机出口抽出的压缩空气温度能达到400℃以上，火检冷却器等，然而在实际运行过程中该部分热量并未被有效利用，而是用来加热循环冷却水，既增大厂用电量，又白白浪费这部分高品质热源，同时电厂需要余热冷却扩展用户设备很多很多，比如：天然气增压机、公用系统空压机设备等。
[0006]
公开日为2019年03月01日，公开号为cn109405351a的中国专利中，公开了一种名称为“一种电厂余热综合利用系统”的发明专利。该专利利用一部分高温烟气通过吸收式热泵提取循环水余热向外提供循环热水，循环热水经过另一部分高温烟气二次换热后用于加热煤气和冷净排放烟气；虽然该专利提高了入炉煤气温度，达到提高全厂热效率的目的；但是与本申请余热提取的设计结构不同，余热利用方式不同。
[0007]
公开日为2020年04月28日，公开号为cn210424998u的中国专利中，公开了一种名称为“一种利用梯级回收电厂烟气余热的装置”的实用专利。该专利利用烟气较高品位热能驱动暖风器加热空气，并利用填料塔回收烟气较低品位热能，之后利用低温烟气品位提升单元回收循环水的余热，从而实现对外供热；虽然该专利实现了烟气余热的梯级回收利用；但是与本申请余热提取的设计结构不同，余热利用方式不同。
[0008]
因此，提供一种能够充分回收工业余热资源，节能减排的燃机电厂余热提取系统，显得尤为必要。


技术实现要素：

[0009]
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种系统设计简单合理，操作运行简单，能够充分回收工业余热资源，节能减排的燃机电厂余热提取系统及运行方法。
[0010]
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该燃机电厂余热提取系统，包括低温介质除水系统、燃机电厂低品位余热提取系统、高品位余热提取系统和溴化锂系统，其特征在于：所述低温介质除水系统包括除盐水箱、除盐水泵、变频泵、机组补水管线、再循环管线，机组补水管线与除盐水箱连接，除盐水泵与变频泵并联后与机组补水管线相连；燃机电厂低品位余热提取系统包括主厂变压器热量提取换热器、燃机润滑油回油热量提取换热器和发电机热量提取换热器；高品位余热提取系统包括燃机清吹空气热量提取换热器和燃机火检热量提取换热器；溴化锂系统包括溴化锂吸收式制冷机组；燃机电厂低品位余热提取系统与低温介质除水系统通过再循环管线连接；高品位余热提取系统与燃机电厂低品位余热提取系统串联接通；再循环管线分别与主厂变压器热量提取换热器、燃机润滑油回油热量提取换热器、发电机热量提取换热器、燃机清吹空气热量提取换热器、燃机火检热量提取换热器连接，燃机电厂低品位余热提取系统、高品位余热提取系统和溴化锂系统均设置进出口连接管线；高品位余热提取系统换热器出口与两路互为并联的进出口连接管线连接，一路管线送入溴化锂系统中为溴化锂吸收式制冷机组提供热媒介质，另一路管线与再循环管线连接，最后均与除盐水箱连接构成系统闭环。
[0011]
作为优选，本发明所述低温介质除水系统内的变频泵和除盐水泵将冷却水提压输送到燃机电厂低品位余热提取系统进行循环供水，机组补水管线负责电厂机组进行正常供水。
[0012]
作为优选，本发明所述燃机电厂低品位余热提取系统和高品位余热提取系统上均设置三通pid调节阀。
[0013]
作为优选，本发明所述燃机电厂低品位余热提取系统分别提取主厂变压器、发电机及燃机润滑油回油的余热对除盐水进行第一次预热，同时冷却低品位余热提取设备。
[0014]
作为优选，本发明所述燃机电厂低品位余热提取系统还设置低品位余热提取用户和扩展提取用户。
[0015]
作为优选，本发明所述高品位余热提取系统通过进出口连接管线汇集经过第一次预热后的除盐水，通过燃机清吹空气热量提取换热器、燃机火检热量提取换热器，负责提取热量对除盐水进行第二次加热，同时冷却高品位余热提取设备。
[0016]
作为优选，本发明所述高品位余热提取系统还设置高品位余热提取用户和扩展提取用户。
[0017]
作为优选，本发明所述溴化锂系统，经两次提升后的高温热水进入溴化锂吸收式制冷机组中，给溴化锂吸收式制冷机组提供的热媒介质，在溴化锂吸收式制冷机组释放热量后，变成常温除盐水重新回到除盐水箱中循环利用。
[0018]
作为优选，本发明所述溴化锂吸收式制冷机组设置有进口阀门、旁路阀门、管道上
的排污阀门、排空阀门、出口阀门，在溴化锂吸收式制冷机组释放热量后经回水管线流回低温介质除水系统内除盐水箱中。
[0019]
本发明还提供一种燃机电厂余热提取系统的运行方法，其特征在于：步骤如下：低温介质除水系统首先对除盐水箱补至正常水位，启动除盐水泵提压送入燃机电厂低品位余热提取系统中，进行除盐水第一次预热，同时冷却低品位余热设备，汇集后送入高品位余热提取系统中进行第二次加热，同时冷却高品位余热设备，再除盐水加热达到用户要求的参数后，分两路管线，一路经再循环管线循环回除盐水箱，经循环加热后提供给机组供水；另一路管线送入溴化锂系统内的溴化锂吸收式制冷机组中为提供热媒介质。在溴化锂系统释放热量后经回水管线流回除盐水箱。
[0020]
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：系统采用串并联梯级的提取模式，充分回收利用燃机系统生产产生的余热，提供热源为溴化锂机组制冷，实现工业废热的再利用，在节能环保方面取得良好的经济效益。
附图说明
[0021]
图1是本发明实施例的整体系统结构示意图。
[0022]
图中：低温介质除水系统10，燃机电厂低品位余热提取系统20，高品位余热提取系统30，溴化锂系统40；低温介质除水系统10：除盐水箱101，除盐水泵102，变频泵103，机组补水管线104，再循环管线105，机组供水106；燃机电厂低品位余热提取系统20：低品位余热提取用户201，第一次预热202；高品位余热提取系统30：高品位余热提取用户301，第二次加热302；溴化锂系统40：溴化锂吸收式制冷机组401；pid调节阀1-1，扩展提取用户1-2，进出口连接管线1-3。
具体实施方式
[0023]
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
[0024]
实施例。
[0025]
参见图1，本实施例燃机电厂余热提取系统包括低温介质除水系统10、燃机电厂低品位余热提取系统20、高品位余热提取系统30和溴化锂系统40。
[0026]
本实施例低温介质除水系统10包括除盐水箱101、除盐水泵102、变频泵103、机组补水管线104、再循环管线105，机组补水管线104与除盐水箱101连接，除盐水泵102与变频泵103并联后与机组补水管线104相连。
[0027]
本实施例低温介质除水系统10 内的变频泵103和除盐水泵102将冷却水提压输送到燃机电厂低品位余热提取系统20进行循环供水，机组补水管线104负责电厂机组进行正常供水。
[0028]
本实施例燃机电厂低品位余热提取系统20包括主厂变压器热量提取换热器、燃机润滑油回油热量提取换热器、发电机热量提取换热器、pid调节阀1-1、进出口连接管线1-3、低品位余热提取用户201和扩展提取用户1-2。
[0029]
本实施例主厂变压器热量提取换热器、燃机润滑油回油热量提取换热器、发电机热量提取换热器接通再循环管线105，对燃机低品位余热进行回收，对经过提压的除盐水进行第一次预热202。
[0030]
本实施例燃机电厂低品位余热提取系统20分别提取主厂变压器、发电机及燃机润滑油回油的余热对除盐水进行第一次预热202，同时冷却低品位余热提取设备。
[0031]
本实施例高品位余热提取系统30包括燃机清吹空气热量提取换热器、燃机火检热量提取换热器、pid调节阀1-1、进出口连接管线1-3、高品位余热提取用户301和扩展提取用户1-2。
[0032]
本实施例将燃机清吹空气热量提取换热器和燃机火检热量提取换热器所产生的高品位余热对除盐水进行二次加热。
[0033]
本实施例高品位余热提取系统30通过进出口连接管线1-3汇集经过第一次预热202后的除盐水，通过燃机清吹空气热量提取换热器、燃机火检热量提取换热器，负责提取热量对除盐水进行第二次加热302，同时冷却高品位余热提取设备。
[0034]
本实施例换热器入口与pid调节阀1-1连接，高品位余热提取系统30将除盐水加热到用户要求的阈值后，分两路管线；换热器出口与两路互为并联的连接管线连接，一路管线依次与溴化锂吸收式制冷机组401的进口阀门、旁路阀门、排污阀门、排空阀门和出口阀门连接，为溴化锂机组提供热媒介质，另一路管线与再循环管线105连接，最后均与除盐水箱101连接构成系统闭环。
[0035]
本实施例溴化锂系统40包括溴化锂吸收式制冷机组401，该溴化锂吸收式制冷机组401设置有进口阀门、旁路阀门、进出口连接管线1-3、管道上的排污阀门、排空阀门、出口阀门，在溴化锂吸收式制冷机组401释放热量后经回水管线流回低温介质除水系统10内除盐水箱101中。
[0036]
本实施例溴化锂系统40经两次提升后的高温热水进入溴化锂吸收式制冷机组401中，给溴化锂吸收式制冷机组401提供的热媒介质，在溴化锂吸收式制冷机组401释放热量后，变成常温除盐水重新回到除盐水箱101中循环利用。
[0037]
本实施例溴化锂吸收式制冷机组401是利用不同温度下溴化锂水溶液对水蒸汽的吸收与释放来实现制冷，将经过两次加热的除盐水作为溴化锂的制冷剂热媒供水，制取冷源水，实现企业中央空调的制冷功能。
[0038]
本实施例燃机电厂低品位余热提取系统20与低温介质除水系统10通过再循环管线105连接；高品位余热提取系统30与燃机电厂低品位余热提取系统20串联接通。
[0039]
本实施例中再循环管线105分别与主厂变压器热量提取换热器、燃机润滑油回油热量提取换热器、发电机热量提取换热器、燃机清吹空气热量提取换热器、燃机火检热量提取换热器连接。
[0040]
本实施例燃机电厂低品位余热提取系统20和高品位余热提取系统30上均设置pid调节阀1-1；该pid调节阀1-1选用三通pid调节阀。
[0041]
本实施例燃机电厂低品位余热提取系统20、高品位余热提取系统30和溴化锂系统40均设置进出口连接管线1-3。
[0042]
本实施例燃机电厂余热提取系统运行步骤如下：低温介质除水系统10首先对除盐水罐补至正常水位，启动除盐水泵102提压送入低品位余热提取系统20中，进行除盐水第一
次预热202，同时冷却低品位余热设备，汇集后送入高品位余热提取系统30中进行第二次加热302，同时冷却高品位余热设备，再循环管线105负责将循环水送回低温介质除水系统10中的除盐水箱101，经循环加热提升温度后为机组供水106。机组启动后提取到的热量逐渐上升，当除盐水加热达到溴化锂系统40要求的参数后，开启另一路管线送入溴化锂系统40内的溴化锂吸收式制冷机组401中为溴化锂机组提供热媒介质；在溴化锂机组释放热量后经回水管线流回除盐水箱101。
[0043]
本实施例系统与原来冷却系统是独立的并串于原来冷却系统中，热量提取换热器一般装于原系统内的最高温度区域如：轴承回油母管、变压器油回油出口等等。同时在整套循环系统中组装一套智能控制系统，在每一户的入口处均安装一台pid控制阀，用于调节热量的回收值，当回收的热量无法消耗时，pid控制阀全部开启旁路，该余热利用装置暂定工作，由原有的冷却系统将水温冷却至规定温度。另外，采用plc智能控制系统，设计水温和流量控制程序，可根据用户的控制参数，对热量提取装置的启停和运行实现自动调节。
[0044]
通过上述阐述，本领域的技术人员已能实施。
[0045]
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。