[發明專利]一種燃氣鍋爐房余壓余熱綜合利用系統

有效

• 申請號: 201611270710.1
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106703919B
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 季偉;任小坤;孫健;孫郁;孫明燁
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所;北京市煤氣熱力工程設計院有限公司
• 主分類號: F01K27/00
• 分類號: F01K27/00;F01K11/02;F01D15/10;F23J15/02
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 趙勍毅

本發明涉及能源轉換與節能減排領域，特別涉及一種燃氣鍋爐房余壓余熱綜合利用系統，通過將鍋爐、預熱器和膨脹機巧妙的連接和控制，將燃氣鍋爐房的余壓余熱資源綜合利用，將壓力能和熱能轉變為電能，可減小高壓燃氣節流降壓損失；利用預熱器、發電機和膨脹機等組件取代了不能利用余壓余熱的傳統燃氣調壓箱。通過溫度較低的燃氣冷卻燃煤鍋爐排放的高溫煙氣，使水蒸氣冷凝，吸收氮氧化物，也進一步的減少了污染物的排放。發電機輸出的電能可直接并入門站內部的微電網，供給電氣設備，照明設備等監控設備等使用。同時，和預熱器、發電機和膨脹機等組件并聯的燃氣調壓箱可有效保障波動工況和緊急故障下燃氣鍋爐的穩定運行。

技術領域

本發明涉及能源轉換與節能減排領域，特別涉及一種燃氣鍋爐房余壓余熱綜合利用系統。

背景技術

隨著世界范圍內對環境保護日益重視，對清潔能源的需求愈加迫切，為天然氣發展帶來了機遇。天然氣屬于清潔能源，在燃燒中二氧化硫、粉塵的排放量接近于零，二氧化碳和氮氧化物的排放量相較于煤炭分別降至40％和50％；天然氣對溫室效應的影響僅為石油的54％，煤炭的48％。

近年來，在中國中東部地區，京津冀地區霧霾天氣肆虐，大氣環境污染形勢比較嚴峻，造成這種嚴重形勢的關鍵因素是煤煙型污染，由天然氣代替燃煤，將會有效降低煙氣污染，改善大氣環境。目前，眾多城市都在開展燃煤鍋爐“煤改氣”任務，大力推進燃氣鍋爐的建設，進一步加大了各城市對天然氣的需求。

然而，由于中東部地區資源匱乏，市內所需的天然氣主要是通過高壓管道從外地輸入。由高壓輸氣干線輸送來的高壓天然氣，在市內的天然氣接收門站、調壓站，都需要根據下游用戶的供氣壓力要求進行降壓，然后才能夠供應給城市燃氣用戶、工商用戶等使用。在燃氣鍋爐房中，高壓天然氣經調壓后壓力降至0.2～0.4MPa(G)的中壓標準，進入燃氣鍋爐燃燒，輸出熱水或者蒸汽供給城鎮居民使用。高壓天然氣在調壓的過程中將產生很大的壓力降，同時釋放出大量的壓力能。目前此過程多通過燃氣調壓箱實現，壓力能直接損失而沒有得到利用。同時，燃氣鍋爐排放的高溫煙氣通常由于熱量品味不高，難以利用，也白白浪費了，少量的污染物氮氧化物也沒有得到處理。

利用透平發電機組撬塊替代傳統的燃氣調壓箱，將燃氣鍋爐房的余壓余熱資源綜合利用，將壓力能和熱能轉變為電能，可減小高壓燃氣節流降壓損失。然而，目前涉及燃氣壓力能利用的研究和已有專利技術多集中在天然氣門站，沒有余熱資源可以利用，輸出的電能也不能內部消化。通常膨脹后的燃氣溫度較低，被用來制冰或者供給其他需要冷量的工藝設備。

發明內容

基于上述情況，有必要提供一種將閑置的壓力能和廢棄的熱能進行綜合回收利用的燃氣鍋爐房余壓余熱綜合利用系統。

一種燃氣鍋爐房余壓余熱綜合利用系統，包括：預熱器、透平膨脹機、燃氣鍋爐和發電機，所述預熱器的預熱進氣口與高壓燃氣管道連接，所述預熱器的預熱出氣口與透平膨脹機的進氣口連接，所述透平膨脹機的出氣口與鍋爐的進氣口連接，所述鍋爐的出氣口與預熱器的加熱進氣口連接，所述預熱器的加熱出氣口與低溫煙氣管道連接；所述透平膨脹機與發電機傳動連接，所述發電機與電氣負載電性連接。

進一步的，所述預熱器預熱進氣口與高壓燃氣管道之間還設有透平調速閥，所述透平調速閥為單個節流閥或者由多個節流閥并聯。

更進一步的，所述鍋爐進氣口還直接與高壓燃氣管道連接，所述鍋爐進氣口與高壓燃氣管道之間設有燃氣調壓箱進行調壓，所述燃氣調壓箱為單路，雙路或者多路并聯。

作為一種改進，所述預熱器為一組預熱器，所述預熱器組包括至少一級預熱器，所述透平膨脹機為一組透平膨脹機，所述透平膨脹機組包括至少一級透平膨脹機；上一級透平膨脹機的出氣口與下一級預熱器預熱進氣口連接；所述鍋爐出氣口分別與各級預熱器加熱進氣口連接，所述各級預熱器加熱出氣口分別與低溫煙氣管道連接。