[發明專利]一種LNG燃氣輪機耦合冷能發電系統及發電方法

在審

• 申請號: 201910239288.0
• 申請日: 2019-03-27
• 公開（公告）號: CN109882292A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 楊豫森;崔華;陳輝
• 申請（專利權）人: 赫普科技發展（北京）有限公司
• 主分類號: F02C6/00
• 分類號: F02C6/00;F01K27/00;F01K25/10;F01K23/10;F01K13/00
• 代理公司: 北京中政聯科專利代理事務所(普通合伙) 11489
• 代理人: 陳超

本發明公開了一種LNG燃氣輪機耦合冷能發電系統，包括：液態天然氣儲存裝置，用于儲存液態天然氣；液態天然氣冷能發電系統，與液態天然氣儲存裝置連接，用于利用液態天然氣冷能進行發電；燃氣輪機發電系統，與液態天然氣儲存裝置連接，用于利用天然氣燃燒進行發電；燃氣輪機發電系統排放的煙氣用于加熱液態或氣態天然氣或液態天然氣冷能發電循環工質。該系統利用燃氣輪機煙氣余熱，將附加循環工質發電系統的吸熱平均溫度提升50度以上，可實現附加工質循環冷能發電效率提升20％以上；實現更高的發電效率和更大的發電量；利用燃氣輪機煙氣余熱加熱LNG及低溫天然氣，幫助其氣化和升溫，既節省能源，又提高發電效率。

技術領域

本發明涉及新能源領域，具體涉及一種LNG燃氣輪機耦合冷能發電系統及發電方法。

背景技術

根據我國能源中長期發展規劃，天然氣將成為我國能源發展戰略的一個亮點和綠色能源支柱之一。在未來的時間內，我國將會大量進口天然氣，其中大部分天然氣將以液化天然氣(LNG)的方式輸送到中國。大量進口的LNG，同時攜帶著大量的冷能，如果不能有效地利用這些冷能，將會造成巨大的能源浪費和環境污染。因此，如何有效地利用這些冷能，就變得極為重要與必要。而利用LNG冷能發電，一方面可以有效的利用LNG的高品位冷能；另一方面，在獲得巨大的經濟效益的同時，不僅對天然氣本身沒有消耗，而且可以減少LNG氣化過程中的環境污染。這對加快天然氣在我國能源消耗結構中的廣度與深度，提高LNG的能源利用效率，實現國家可持續發展都是非常必要的。但是，現有技術和方法都存在發電效率低、系統和設備結構復雜的確定，而且膨脹法僅適用于存在高壓LNG的工況，對于低壓LNG系統無法使用。

另一方面，燃氣輪機排煙溫度過高，一般都會設置余熱鍋爐生產高壓蒸汽，然后帶到汽輪機增加發電量。即使經過余熱鍋爐吸熱，一般燃氣-蒸汽聯合循環發電裝置最終排向煙囪的煙氣溫度也在100度左右，還有大量余熱沒有得到應用。

發明內容

(一)發明目的

本發明的目的是提供一種LNG燃氣輪機耦合冷能發電系統及發電方法以解決上述問題。

(二)技術方案

為解決上述問題，本發明的第一方面提供了一種LNG燃氣輪機耦合冷能發電系統，包括：液態天然氣儲存裝置，用于儲存液態天然氣；液態天然氣冷能發電系統，與所述液態天然氣儲存裝置連接，用于利用液態天然氣冷能進行發電；燃氣輪機發電系統，與所述液態天然氣儲存裝置連接，用于利用天然氣燃燒進行發電；所述燃氣輪機發電系統排放的煙氣用于加熱液態或氣態天然氣或液態天然氣冷能發電循環工質。

進一步地，所述液態天然氣冷能發電系統包括冷凝器、渦輪機、第一加熱器及發電機；所述液態天然氣儲存裝置與所述冷凝器的管側入口連通，供應液態天然氣，所述冷凝器的管側出口與所述燃氣輪機發電系統的燃氣輪機供氣管路連通，所述冷凝器的殼側入口與所述渦輪機的排氣口連通，所述冷凝器的殼側出口與增壓裝置連通，所述增壓裝置與所述第一加熱器的入口連通，所述第一加熱器出口與所述渦輪機的進氣端連通，循環工質經過增壓并被所述第一加熱器加熱后，變為氣相過熱高壓工質進入渦輪機膨脹做功；所述渦輪機帶動所述發電機轉動進行發電。

進一步地，所述第一加熱器加熱管路與所述燃氣輪機發電系統的煙氣管路連通，利用燃氣輪機的煙氣余熱對所述循環工質進行加熱。

進一步地，所述循環工質為丙烷、氨、丙烯、四氟乙烷、二氧化碳、氮氣中的任意一種，所述工質循環為朗肯循環或低溫布雷頓循環。

進一步地，所述液態天然氣冷能發電系統還包括第二加熱器、膨脹機及發電機；所述第二加熱器管側入口與所述液態天然氣儲存裝置連通，所述第二加熱器管側的出口與所述膨脹機的入口連通；所述第二加熱器用于對天然氣進行加熱，所述膨脹機的出口與所述燃氣輪機供氣管路連接；所述膨脹機與所述發電機連接，用于利用天然氣膨脹產生的轉動機械能帶動發電機進行發電。