专利名称：循环冷却海水加热天然气系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于燃气-蒸汽联合循环机组天然气前置处理系统领域，尤其是指一种循环冷却海水加热天然气系统，指采用燃气/海水换热器替代单一水浴炉加热天然气的系统设备。
技术背景 本实用新型是应用于中国南方某电厂3 X 350MW级燃气-蒸汽联合循环发电机组的天然气前置处理系统。燃气机入口要求的天然气温度最小不低于15°C，而来自LNG接收站的天然气温度为-8°C，经调压后温度进一步降低至-15°C，因此需要对天然气进行加热，使其升温约30。。。现有技术普遍采用水浴炉对天然气进行加热，其原理为从天然气供气母管中取部分天然气进入水浴炉燃烧器，在燃烧室进行燃烧，中间介质水在锅筒内被加热后，对锅筒中盘管内的天然气进行加热，从而达到加热天然气的目的。利用水浴炉加热天然气，系统简单，操作方便，但因为需要消耗一部分天然气供加热，故运行成本很高。根据估算，水浴炉天然气消耗成本每年约在137万元人民币左右。在实际运行中，还应计入水浴炉的运行、检修和维护费用，实际成本将会更高，因此需要找到更为经济的天然气加热手段。请参见图1，其为现有技术中采用水浴炉加热天然气的工作流程示意图。水浴炉8内包含水浴炉本体10和天然气加热盘管11，水浴炉本体10内通过水箱灌入中间介质水，天然气供气母管内的天然气一部分被导入水浴炉燃烧器9，在燃烧室内进行燃烧，中间介质水在锅炉内被加热后，加热天然气加热盘管11内的天然气，从而达到加热天然气的目的。采用该技术对某电厂3x350MW机组所需天然气进行加热，天然气消耗量为256. 5Sm3/h。如机组年设备利用小时数按3500h计，则天然气年消耗成本为137万元。
实用新型内容本实用新型所解决的技术问题即在提供一种循环冷却海水加热天然气装置。本实用新型的技术方案为一种循环冷却海水加热天然气系统，其包括燃气/海水换热器，包含有进气端、出气端、进水端和出水端，进气端与天然气进气管道相连，出气端与天然气出气管道相连，进水端与海水循环冷却系统相连，出水端与大海相连。海水循环冷却系统，其一端与燃气/海水换热器的进水端相连，另一端与大海相连。其中，该海水循环冷却系统为汽机凝汽器循环冷却水系统。其中，该汽机凝汽器循环冷却水系统与燃气/海水换热器的进水端之间设置有海水循环泵，自汽机凝汽器循环冷却水系统进来的海水通过海水循环泵进入燃气/海水换热器的进水端。[0013]其中，该燃气/海水换热器的进气端和出气端的天然气管道均设置有紧急气动关断阀。其中，该燃气/海水换热器的出水端设置有差压开关和温度传感器。其中，本系统进一步包含有水浴炉，经燃气/海水换热器加热后的天然气进入水浴炉进一步加热。本实用新型的有益效果为利用海水循环冷却系统(本实用新型具体事实方式中 为汽机凝汽器循环冷却水系统)所产生的高温废汽对温度较低的海水进行加热，同时可使自身得到冷却，温度升高后的海水经海水循环泵引至燃气/海水换热器，对温度较低的天然气进行加热，使天然气的温度升高，满足燃机入口对天然气的温度要求。经过燃气/海水换热器的海水温度降低，被排入海中，然后重新进入海水循环冷却系统进行冷却，由此进入新一次循环冷却，形成一个以海水为中间截止的循环冷却系统。此外，经气/海水换热器的换热后的燃气还可以进一步的通过水浴炉进行进一步的加热，满足更高的需求。总的来讲，采用上述技术特征的循环冷却海水加热天然气系统具有如下优点。(I)、整个系统运行经济，年运行费用降低了约82. 5%。(2)、运行灵活，更具季节的变化，水浴炉和换热器可任意组合。(3)、节能减排海水作为中间冷却介质，既冷却了凝汽器排气，又加热了天然气，能量得到充分利用，提高了全厂热效率。(4)、环境保护海水的热量被天然气吸收后以较低温度排入大海，保护了海水生态环境等。
图I为现有技术中采用水浴炉加热天然气的工作流程示意图。图2为本实用新型一种循环冷却海水加热天然气的工作流程示意图。图3为天然气处理系统中完整的天然气加热工作流程示意图。
具体实施方式
为能使贵审查员清楚本实用新型的组成，以及实施方式，兹配合图式说明如下。请参阅图2所示，其为本实用新型循环冷却海水加热天然气系统的工作流程示意图。本系统包含两台(或多台)燃气/海水换热器I，夏季两台同时运行；冬季一台运行一台备用，另开启水浴炉。该燃气/海水换热器I的进气端11连接进气管道，出气端12连接出气管道，另外，燃气/海水换热器设置有进水端13与出水端14，该进水端13连接三台海水循环泵7 (及相应电机)，其中两台运行一台备用，于进水端13设置压差开关4。出水端14直接通向大海，并可以压差开关4、温度传感器5和压力传感器6，用以测量燃气/海水换热器I内的海水压力和温度情况。该燃气/海水换热器I为管壳式，包含容器腔体15与海水管道16，该进水端13与出水端14与海水管道16相连，供热海水在其中流动，该进气口 11与出气口 12与容器腔体15相连，供天然气流动。本系统还包含有汽机凝汽器循环冷却水系统2，其一端连接海水循环泵7，另一端通向大海，当然还包括管道及电气、热工控制等常规设备。系统具体的工作流程为温度较低的海水进入凝汽器对低压缸排气进行冷却，海水温度被提高约8°C，温度升高后的海水经海水循环泵引至燃气/海水换热器的海水管道16中，海水管道16的材料为Ti2，导热性能极佳，在这里海水对低温天然气进行加热，使天然气的温度升高约30 V，满足燃机入口要求。海水在燃气/海水换热器中温度降低，排入大海中，重新进入下一次循环冷却。另外，燃气/海水换热器I的进气口 11、出气口 12分别设置了紧急气动关断阀3，其作用是在维修或遇到漏气等意外情况时阻断天然气来源。请参阅图3所示，其为循环冷却海水加热天然气系统中完整的天然气加热工作流程示意图。循环冷却海水加热天然气系统与传统的水浴炉系统一起构成天然气热系统。水浴炉系统为如图I所示的系统，加水浴炉可使天然气进一步升温以满足燃机入口的温度要求。每台燃气/海水换热器的通流能力为全厂天然气用量，换热量为全厂天然气所需热量的65%。水浴炉的通流能力为全厂天然气用量，换热量为全厂天然气所需热量的35%。夏季海水温度较高，水浴炉不开启，只开启两台燃气/海水换热器，换热能力为全厂天然气所需换热量的130%，不仅完全满足燃机对天然气温度的要求，在某些气候条件下，天然气的温度还能超过燃机的要求，从而降低燃机区的耗能，进而提高全厂效率。冬季海水温度较低时，开启一台燃气/海水换热器，满足全厂天然气65%的低端热量，另35%全厂天然气高端热量由水浴炉提供。粗略估算，该方案水浴炉的使用率仅约为传统方案的17.5%，年节省天然气量211. 6Sm3/h。如机组年设备利用小时数按3500h计，则天然气年消耗成本节约113万元。以上所述，仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型作任何形式上的限制；有关技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实例，因此，所有等同的技术方案也应该属于本实用新型的范畴，均仍属于本实用新型的技术方案的范围内。
权利要求1.一种循环冷却海水加热天然气系统，其特征在于，包括 燃气/海水换热器，包含有进气端、出气端、进水端和出水端，进气端与天然气进气管道相连，出气端与天然气出气管道相连，进水端与海水循环冷却系统相连，出水端与大海相连； 海水循环冷却系统，其一端与燃气/海水换热器的进水端相连，另一端与大海相连。
2.如权利要求I所述的循环冷却海水加热天然气系统，其特征在于，该海水循环冷却系统为汽机凝汽器循环冷却水系统。
3.如权利要求2所述的循环冷却海水加热天然气系统，其特征在于，该汽机凝汽器循环冷却水系统与燃气/海水换热器的进水端之间设置有海水循环泵，自汽机凝汽器循环冷却水系统进来的海水通过海水循环泵进入燃气/海水换热器的进水端。
4.如权利要求I至3中任一所述循环冷却海水加热天然气系统，其特征在于，该燃气/海水换热器的进气端和出气端的天然气管道均设置有紧急气动关断阀。
5.如权利要求I至3中任一所述循环冷却海水加热天然气系统，其特征在于，该燃气/海水换热器的出水端设置有差压开关和温度传感器。
6.如权利要求I至3中任一所述循环冷却海水加热天然气系统，其特征在于，天然气系统进一步包含有水浴炉系统，经燃气/海水换热器加热后的天然气进入水浴炉系统进一步加热。
专利摘要本实用新型涉及一种循环冷却海水加热天然气系统，其包括燃气/海水换热器和海水循环冷却系统，燃气/海水换热器包含有进气端、出气端、进水端和出水端，进气端与天然气进气管道相连，出气端与天然气出气管道相连，进水端与海水循环冷却系统相连，出水端与大海相连；海水循环冷却系统，其一端与燃气/海水换热器的进水端相连，另一端与大海相连。该系统利用海水作为中间冷却介质，既冷却了凝汽器排气，又加热了天然气，能量得到充分利用，提高了热效率，且年运行费用降低了约82.5%。该系统运行灵活，更具季节的变化，水浴炉和换热器可任意组合。海水的热量被天然气吸收后以较低温度排入大海，保护了海水生态环境。
文档编号F02C7/224GK202360226SQ20112052540
公开日2012年8月1日 申请日期2011年12月15日 优先权日2011年12月15日
发明者孙永斌, 徐清, 陈赢展 申请人:中国电力工程顾问集团华北电力设计院工程有限公司