利用排烟余热增产蒸汽的燃气轮机电/蒸汽联产系统的制作方法

本发明属于热能工程系统技术领域，涉及一种利用排烟余热增产蒸汽的燃气轮机电/蒸汽联产系统。

背景技术：

目前，以天然气为能燃料的燃气轮机电/蒸汽联产系统排烟量很大，回收排烟中的潜热和显热加以利用是很重要的节能措施，但现有技术只是利用这一部分热量产生热水，而大量热水的消纳却是一个难题，解决不好不但不节能，还浪费水资源，工程造价也居高不下。此外，现有技术中，下游的蒸汽供热系统的热能利用率也较低，存在工质在热交换中质和热的流失造成能源的浪费和水资源的浪费。

技术实现要素：

本发明的目的在于对现有技术存在的问题加以解决，提供一种设计结构合理并具有更高热效率的利用排烟余热增产蒸汽的燃气轮机电/蒸汽联产系统。

为实现上述发明目的而采用的技术解决方案是这样的：所提供的利用排烟余热增产蒸汽的燃气轮机电/蒸汽联产系统由通过管道连接的燃气轮机发电机组、余热蒸汽锅炉、高温热水锅炉、二次热水锅炉、分汽缸、用热设备、具有上下连通锅筒的二次蒸汽锅炉、低压分汽缸、低压用热设备、第一集液箱、第二集液箱、汇液箱组成，燃气轮机发电机组的排烟口与余热蒸汽锅炉的进烟口连接，余热蒸汽锅炉的出烟口经高温热水锅炉通至二次热水锅炉的烟气加热口，高温热水锅炉的出水口通过高温热水管和二次蒸汽锅炉下锅筒的水空间连接，二次蒸汽锅炉下锅筒和余热蒸汽锅炉的蒸汽口分别通过蒸汽补热管和蒸汽主管与分汽缸的进汽口连接，分汽缸的出汽口通过蒸汽管分别通至用热设备及汇液箱的上部进汽口，二次蒸汽锅炉上锅筒的蒸汽出口通过低压蒸汽主管与低压分汽缸的进汽口连接，低压分汽缸的出汽口通过蒸汽管通至低压用热设备，用热设备和低压用热设备的凝水管分别经第一集液箱和第二集液箱输接至汇液箱上部进液口，汇液箱下部出液口通过第二凝水干管分别通至余热蒸汽锅炉和高温热水锅炉的进液口。

本发明进一步的技术方案还包括：二次蒸汽锅炉包括按上下位设置的上锅筒和下锅筒，在上锅筒和下锅筒之间并列联装有多根上升管和下降管，在下锅筒内两侧分别设有前汽室和后汽室，前汽室和后汽室之间通装有换热管束，在前汽室上设有与蒸汽补热管连接的供汽管，在后汽室上设有与高温热水管连接的凝水管，在下锅筒的外周壁上环设有多个环形半管，各下降管的一端分别与一个对应环形半管的上部连通，另一端和上锅筒的底部连通，各上升管的一端均和下锅筒的顶部连通，另一端通至上锅筒中部筒腔内。

本发明进一步的技术方案还包括：在凝水干管和汇液箱连接这段管道装有高温泵。

本发明进一步的技术方案还包括：二次蒸汽锅炉配有第三集液箱把凝水通过高温泵送到汇液箱。

本发明进一步的技术方案还包括：燃气轮机发电机组可采用含有蒸汽轮机的联合发电的供热系统替代。

本发明所述的燃气轮机电/蒸汽联产系统实际工作中，由燃气发电机组排出的550～600℃高温烟气进入余热蒸汽锅炉，余热蒸汽锅炉产生蒸汽供给系统末端的用热设备；大部分工业企业的用汽温度为190℃，余热蒸汽锅炉利用燃机排烟以50℃温差产生蒸汽，余热蒸汽锅炉烟口的排烟温度应为450℃左右，这也是高温热水锅炉的进气温度，高温热水锅炉排烟温度约为250℃，这也是二次蒸汽锅炉的进气温度，二次蒸汽锅炉可进一步吸收排烟中的热焓，再产生50℃以上的热水供给低压用热设备(这时候排到大汽中的烟气温度约为80℃)；由于蒸汽供热系统属封闭运行，蒸汽在用热设备和低压用热设备中放出潜热变成冷凝水，凝水汇集于汇液箱后再由高温泵被送回余热蒸汽锅炉和高温热水锅炉，实现整个系统的供热循环。

与现有技术相比，本发明具有的积极效果是：本发明所述的燃气轮机电/蒸汽联产系统以热定电的燃气轮机电/蒸汽供热系统充分利用排烟中的潜热和部分显热，可增产蒸汽8％左右，该系统下游部分的蒸汽供热系统又可提高热能利用率17％左右，其综合节能率达25％左右，这些积极效果可大幅度的降低工程造价并降低运行成本，提高用户企业的经济效益。

本发明所述的利用排烟余热增产蒸汽的燃气轮机电/蒸汽联产系统适用于作为以热定电的工业园区、科教园区、机场、医院、学校及工业企业分布式热电联产系统，特别适合于热电自产自行消纳的以蒸汽为热源的用户企业。

附图说明

图1是本发明一个具体实施例的结构示意图。

图2是本发明之二次蒸汽锅炉的结构示意图。

图3是二次蒸汽锅炉的侧向结构示意图。

图中各标号名称分别是：1－高温泵，2a－第一集液箱，2b－第二集液箱，2c－第三集液箱，3－用热设备，4a－(用热设备)凝水管，4b－(低压用热设备)凝水管，5－第一凝水干管，6－冷水管，7－烟囱,8－二次热水锅炉,9－热水管，10－热水泵，11－高温泵，12－高温热水锅炉,13－余热蒸汽锅炉，14－第二凝水干管,15－燃气轮机发电机组，16－高温热水管，17－蒸汽主管，18－汇液箱，19－二次蒸汽锅炉，20－分气缸，21－蒸汽补热管，22－蒸汽管，23－低压蒸汽主管,24－低压分气缸，25－低压用热设备，26－凝水管,27－后汽室,28－下锅筒,29－换热管束,30－环形半管,31－下降管，32－上升管，33－蒸汽管，34－前汽室，35－进汽管，36－上锅筒。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明内容做进一步说明，但本发明的实际应用形式并不仅限于图示的实施例。

参见附图1，本发明所述的利用排烟余热增产蒸汽的燃气轮机电/蒸汽联产系统含有燃气轮机发电机组15、余热蒸汽锅炉13、高温热水锅炉12、二次热水锅炉8、烟囱7、分汽缸19、用热设备3、蒸汽管20、二次蒸汽锅炉19、低压分汽缸24、低压用热设备25、第一集液箱2a、第二集液箱2b、第三集液箱2c、汇液箱18、热水泵、高温泵等设备以及蒸汽主管17、蒸汽补热管21、蒸汽管22、低压蒸汽主管23、凝水管4a、凝水管4b、第一凝水干管5、第二凝水干管14、高温热水管16、热水管9、冷水管6等配套管路。燃气轮机发电机组15的排烟口与余热蒸汽锅炉13的进烟口连接；余热蒸汽锅炉13的出烟口经高温热水锅炉12通至二次热水锅炉8的烟气加热口，高温热水锅炉12的出水口通过高温热水管16和二次蒸汽锅炉19下锅筒的水空间连接；蒸汽补热管21一端和二次蒸汽锅炉19连接，另一端和分汽缸19连接；余热蒸汽锅炉13的蒸汽主管17和分汽缸20连接；分汽缸20的出汽口通过蒸汽管22分别通至用热设备3及汇液箱18的上部进汽口，二次蒸汽锅炉19上锅筒的蒸汽出口通过低压蒸汽主管23与低压分汽缸24的进汽口连接，低压分汽缸24的出汽口通过蒸汽管通至低压用热设备25，用热设备3和低压用热设备25的凝水管分别经第一集液箱2a和第二集液箱2b输接至汇液箱18上部进液口，二次蒸汽锅炉19同样配有第三集液箱2c把凝水通过高温泵送到汇液箱18，汇液箱18下部出液口通过第二凝水干管14分别通至余热蒸汽锅炉13和高温热水锅炉12的进液口，凝水干管14和汇液箱18连接的这段管道上装有高温泵11。

本发明中二次蒸汽锅炉19的结构如图2和图3所示。该二次蒸汽锅炉包括按上下位设置的上锅筒36和下锅筒28，在上锅筒36和下锅筒28之间并列联装有多根上升管32和下降管31，在下锅筒28内前后两侧分别设有前汽室34和后汽室27，前汽室34和后汽室27之间通装有换热管束29，在前汽室34上设有与蒸汽补热管21连接的供汽管35，在后汽室27上设有与高温热水管16连接的凝水管26，在下锅筒28的外周壁上环设有多个环形半管30，各下降管31的一端分别与一个对应环形半管30的上部连通，另一端和上锅筒36的底部连通，各上升管32的一端均和下锅筒28的顶部连通，另一端通至上锅筒36中部筒腔内。

本发明所述利用排烟余热增产蒸汽的燃气轮机电/蒸汽联产系统中的燃气轮机发电机组也可以采用含有蒸汽轮机的联合发电的供热系统，采用背压式机组把热用户作为它的冷源，不设凝汽器以简化结构，可显著节省投资。

本发明所述利用排烟余热增产蒸汽的燃气轮机电/蒸汽联产系统中的二次蒸汽锅炉也可以采用立式结构的锅炉。

本发明所述利用排烟余热增产蒸汽的燃气轮机电/蒸汽联产系统中的二次蒸汽锅炉的蒸汽温度可根据用户具体用热需求设定；同样，二次热水锅炉产生的生活热水温度可根据用户的具体用热需求设定。

在本发明所述利用排烟余热增产蒸汽的燃气轮机电/蒸汽联产系统中，可用可补燃的二次蒸汽锅炉把高温热水锅炉所产的热水转换成和余热蒸汽锅炉相同参数的蒸汽使系统蒸汽增产。