[發明專利]一種帶蓄能裝置的聯合循環電廠綜合用冷系統

在審

• 申請號: 202111357534.6
• 申請日: 2021-11-16
• 公開（公告）號: CN113931744A
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發明（設計）人: 肖俊峰;夏林;胡孟起;王一豐;連小龍;高松;李曉豐
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: F02C6/00
• 分類號: F02C6/00;F02C3/22;F02C6/18;F02C7/143;F02C7/16;F02C7/224;F25B15/06;F25B27/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

本發明公開了一種帶蓄能裝置的聯合循環電廠綜合用冷系統，包括LNG氣化系統，LNG冷能利用系統，余熱鍋爐煙氣余熱制冷系統，余熱鍋爐蒸汽制冷系統，供冷系統，水蓄冷系統，舒適性用冷系統，燃氣輪機進氣噴霧冷卻系統，以及循環冷卻水熱交換系統。本發明針對用戶的用冷需要，帶水蓄冷裝置，充分利用LNG冷能和余熱鍋爐余熱制冷，并采用余熱鍋爐蒸汽制冷作為冷源補充的電廠綜合用冷。

技術領域

本發明屬于電廠余熱、余冷等綜合能源利用領域，具體涉及一種帶蓄能裝置的聯合循環電廠綜合用冷系統。

背景技術

LNG是天然氣經過脫水脫硫處理，通過低溫工藝冷凍液化形成的低溫液體混合物，溫度為-162℃。LNG不僅可以作為燃料使用，同時自身攜帶大量高品位冷能。LNG氣化過程中的冷能達到約830kJ/kg(包括LNG的氣化潛熱和升溫至環境溫度的顯熱)。目前，電站在使用LNG作為燃料時，通常需要先對其氣化升溫。在該過程中，LNG攜帶的冷量通常被自來水帶走。通過回收利用LNG冷能不僅對天然氣燃料本身沒有消耗，而且不會產生附加的環境污染。同時，將回收的LNG冷能制得空調冷水，實現集中供冷，也具有較好的經濟效益。

目前大型F級聯合循環機組的余熱鍋爐排煙溫度一般為90℃左右。如電廠使用的燃料是LNG，則燃料成分中不含硫，無需考慮余熱鍋爐的酸腐蝕等問題，相應的余熱鍋爐排煙露點溫度等于煙氣的水露點溫度。因此，理論上，余熱鍋爐煙氣可降至的極限溫度為約60℃(考慮煙氣溫度應高出露點溫度10℃)。如能將排煙中的余熱通過增加尾部受熱面的方式，轉化為熱水，并通過熱水型溴化鋰冷水機組制得空調冷水，實現集中供冷，不僅符合能源梯級利用的目標，也可為電廠帶來可觀的經濟收益。除余熱鍋爐余熱制冷外，直接利用余熱鍋爐低壓蒸汽制冷，也是增大電廠供冷能力，提升經濟效益的有效手段。

夏季高溫情況下，無論是聯合循環電廠內、外，對于舒適性用冷都有較大的需求。同時，燃氣輪機受到進口高溫空氣的影響，將引起燃氣輪機功率和效率下降的情況。利用LNG冷能和余熱鍋爐余熱制冷獲得的冷源，提供廠內、外的舒適性用冷負荷，并對燃氣輪機進口空氣進行冷卻，提升燃氣輪機運行效率，這對于改善聯合循環電廠的運行經濟性有較大好處。此外，除舒適性用冷和燃氣輪機進口冷卻用冷外，當LNG冷能過大，而舒適性用冷系統和燃氣輪機進口空氣冷卻系統均無法進行消納時，可將多余的冷能匯入循環冷卻水熱交換系統中，達到降低凝汽器壓力，提升聯合循環機組底層循環效率的目的。此外，該綜合用冷系統還配備有水蓄冷裝置，在聯合循環機組運行時進行蓄冷，以供停機時，廠內、外舒適性用冷需要。冬季時，由于無舒適性用冷和燃氣輪機進口空氣冷卻需求，則停止余熱鍋爐制冷，而將LNG冷能直接匯入循環冷卻水熱交換系統中，降低凝汽器壓力，提升聯合循環機組底層循環效率。

考慮到城市日益增長的用冷需求，以及夏季高溫情況下，燃氣輪機運行出力、效率下降的情況，從實現能源梯級利用、提升電廠經濟效益的目標出發，本專利提出一種帶水蓄冷裝置，充分利用LNG冷能和余熱鍋爐余熱制冷，并采用余熱鍋爐蒸汽制冷作為冷源補充的電廠綜合用冷系統。該系統適用于使用LNG作為燃料的聯合循環電廠。通過使用該系統可充分利用電廠的LNG冷能，同時也利用余熱鍋爐煙氣余熱進行制冷；當以上兩種方式供冷不足時，也采用余熱鍋爐蒸汽制冷作為冷源補充；冷能優先用于聯合循環電廠內、外的舒適性用冷，以及燃氣輪機進口冷卻，多余的冷能則匯入循環冷卻水熱交換系統中。同時，采用水蓄冷裝置將冷能進行存儲，實現聯合循環機組停機時，冷能的持續利用，使電廠綜合用冷系統成為區域的集中供冷中心。

發明內容

本發明的目的是提供一種帶蓄能裝置的聯合循環電廠綜合用冷系統，針對用戶的用冷需要，帶水蓄冷裝置，充分利用LNG冷能和余熱鍋爐余熱制冷，并采用余熱鍋爐蒸汽制冷作為冷源補充的電廠綜合用冷。

本發明采用如下技術方案來實現的：

一種帶蓄能裝置的聯合循環電廠綜合用冷系統，包括：

LNG氣化系統，與LNG冷能利用系統采用并聯方式駁接，發生緊急情況時，通過自控系統將LNG冷能利用系統的LNG流量降低，LNG將該LNG氣化系統進行氣化；