[發明專利]一種低熱值聯合循環機組煤壓機間冷熱量利用系統及方法

有效

• 申請號: 202011595034.1
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112576375B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發明（設計）人: 張傳輝;左德權;唐健;于蘭蘭;陳賽科;龔偉
• 申請（專利權）人: 上海電氣燃氣輪機有限公司
• 主分類號: F02C3/22
• 分類號: F02C3/22;F02C6/18;F02C7/236;F02C7/141;F01K23/10;F01K11/02;F22B33/18;F25B15/06
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 苗曉娟

本發明提供一種低熱值聯合循環機組煤壓機間冷熱量利用系統及方法，包括間冷熱量系統，間冷熱量系統包括間冷管道、流通于間冷管道內的間冷換熱介質、設置于該間冷水管道上的間冷泵、煤壓機中間換熱器和鍋爐給水換熱器，間冷熱量系統中的間冷換熱介質，在煤壓機中間換熱器中冷卻高溫高壓煤氣過程中被加熱，并且由間冷管道流經鍋爐給水換熱器，加熱流經位于鍋爐給水換熱器的鍋爐給水，不僅提高了鍋爐的給水溫度，充分利用了間冷熱量；同時，提高了鍋爐排煙溫度，防止尾部換熱面的腐蝕，即無需減少余熱鍋爐低壓部分換熱面積，使得機組可以產生更多的蒸汽，提高聯合循環機組效率。

技術領域

本發明涉及一種聯合循環機組領域，特別是涉及一種低熱值聯合循環機組煤壓機間冷熱量利用系統及方法。

背景技術

鋼鐵工業是資源、能源密集型產業，其工藝過程中會產生熱值較低的工藝氣：高爐煤氣、焦爐煤氣、轉爐煤氣等，鋼鐵廠通常以這些低熱值工藝氣為燃料建設自備電廠，其中具有單機容量大、占地面積小、環保、高效等特點的燃氣-蒸汽聯合循環機組(簡稱聯合循環機組)成為最優選擇。

適用于低熱值燃料的聯合循環機組中的燃氣輪機(簡稱燃機)，對燃料有一定的壓力要求。而低熱值燃料一般為常壓，需要使用煤氣壓縮機(簡稱煤壓機)把燃料壓力提升至燃機所需的燃料壓力，由于煤壓機出口壓力較高，需要在壓縮燃料的過程中采用分段壓縮、中間冷卻(簡稱間冷)的形式實現，間冷系統存在大量的低品質熱量。

鋼鐵廠工藝過程產生的低熱值煤氣中硫化物含量較高，燃氣輪機排出的煙氣由于氧硫化合物含量高，煙氣露點溫度也較高，為防止聯合循環機組中的余熱鍋爐尾部換熱面腐蝕問題，需保證較高的余熱鍋爐排煙溫度，通常是減小余熱鍋爐低壓部分換熱面，以減少蒸汽產量的方法來保證較高的排煙溫度。和常規燃料(不含/極少量硫化物)的聯合循環機組相比，減少低壓蒸汽產量使機組能量利用率降低，即聯合循環機組效率變差。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明要解決的技術問題在于提供一種充分利用間冷熱量，深化能源梯級利用的低熱值聯合循環機組煤壓機間冷熱量利用系統及方法。

本發明提供一種低熱值聯合循環機組煤壓機間冷熱量利用系統，包括煤氣壓縮機、燃氣輪機、余熱鍋爐、蒸汽輪機、凝汽器、燃料管道、煙氣管道、給水管道和蒸汽管道；所述煤氣壓縮機和燃氣輪機通過燃料管道連通，所述燃氣輪機和余熱鍋爐通過煙氣管道連通，所述余熱鍋爐和蒸汽輪機之間通過蒸汽管道連通，所述蒸汽輪機、凝汽器、以及余熱鍋爐依次通過給水管道連通；還包括間冷熱量系統，所述間冷熱量系統包括間冷管道、流通于間冷管道內的間冷換熱介質、設置于該間冷水管道上的間冷泵、煤壓機中間換熱器和鍋爐給水換熱器，所述煤壓機中間換熱器的冷側與鍋爐給水換熱器的熱側通過間冷管道連通；所述煤氣壓縮機包括煤壓機高壓段和煤壓機低壓段，所述煤壓機低壓段的出燃料口與煤壓機高壓段的進燃料口之間連接有間冷燃料管道，且該間冷燃料管道與所述煤壓機中間換熱器的熱側連通；連接在所述凝汽器與余熱鍋爐之間的給水管道與所述鍋爐給水換熱器的冷側連通。

進一步的，所述間冷熱量系統還包括表冷器組，所述表冷器組與所述燃氣輪機的空氣進口通過空氣管道連通，與所述煤壓機中間換熱器出口側相連的間冷管道還與所述表冷器組連通。

進一步的，所述間冷熱量系統還包括表冷器組和吸收式制冷系統，所述表冷器組與所述燃氣輪機的空氣進口通過空氣管道連通，所述吸收式制冷系統包括吸收式制冷機、冷凍水管和設置在冷凍水管上的冷凍水泵，所述吸收式制冷機包括相連的制冷機發生器和制冷機蒸發器，與所述煤壓機中間換熱器出口側相連的間冷管道還與所述制冷機發生器連通，所述制冷機蒸發器與所述表冷器組通過冷凍水管連通。

進一步的，該種低熱值聯合循環機組煤壓機間冷熱量利用系統還包括冷卻系統，所述冷卻系統包括冷卻水管道和間冷熱量冷卻器，連接在所述鍋爐給水換熱器和煤壓機中間換熱器之間的間冷管道與所述間冷熱量冷卻器的熱側連通，所述間冷熱量冷卻器的冷側與冷卻水管道連通。

進一步的，所述冷卻水管道內流通的冷卻介質為開式水。