一种燃气蒸汽联合循环发电站的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种燃气蒸汽联合循环发电站，包括用于驱动发电机的燃气轮机（1）和汽轮机（4）、以及用于利用所述燃气轮机的排放烟气进行加热以形成蒸汽的余热锅炉（2），其中所述燃气轮机的燃气入口（12）通过燃气供应管路（11）连接于燃气供应站（5），所述余热锅炉的蒸汽出口连接于所述汽轮机的蒸汽进口（13），其中，所述燃气供应管路上设置有换热器（7），所述换热器的加热气体进口（15）连接于所述余热锅炉的烟气出口（14），以能够通过所述余热锅炉排出的烟气对经过该换热器的燃气进行加热。因此，本实用新型实现了利用余热锅炉的烟气的余热加热燃气，达到降低余热锅炉排烟温度，并增大汽轮机的出力的目的。
【专利说明】一种燃气蒸汽联合循环发电站
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种发电站，具体地，涉及一种燃气蒸汽联合循环发电站。
【背景技术】
[0002]燃气蒸汽联合循环发电站是利用燃气轮机、余热锅炉和汽轮机三大部件的组合来完成发电的电站，其中燃气轮机通过燃气的燃烧和压气机以及涡轮的组合功能来带动发电机，余热锅炉利用燃气轮机排出的高温余气产生高温高压蒸汽，汽轮机利用来自余热锅炉的蒸汽带动发电机。燃气蒸汽联合循环发电站具有效率高、污染小、占地少等显著优势。
[0003]目前，为了满足燃气轮机燃烧室对燃气的温度要求，在燃气蒸汽联合循环发电站中，燃气在进入燃气轮机之前要经过加热器的加热，从约20°C升温至150°C以上。而加热器的热源来自余热锅炉中的蒸汽，换而言之，当前燃气的加热是在降低汽轮机出力的基础上完成的。能源浪费较多，不能实现资源的充分利用。
[0004]鉴于现有技术中存在上述技术缺陷，本实用新型需要提供一种燃气蒸汽联合循环发电站。
实用新型内容
[0005]本实用新型需要解决的技术问题是提供一种燃气蒸汽联合循环发电站，从而实现利用余热锅炉的烟气的余热加热燃气，达到降低余热锅炉排烟温度，并增大汽轮机的出力的目的。
[0006]为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种燃气蒸汽联合循环发电站，包括用于驱动发电机的燃气轮机和汽轮机、以及用于利用所述燃气轮机的排放烟气进行加热以形成蒸汽的余热锅炉，其中所述燃气轮机的燃气入口通过燃气供应管路连接于燃气供应站，所述余热锅炉的蒸汽出口连接于所述汽轮机的蒸汽进口，其中，所述燃气供应管路上设置有换热器，所述换热器的加热气体进口连接于所述余热锅炉的烟气出口，以能够通过所述余热锅炉排出的烟气对经过该换热器的燃气进行加热。
[0007]优选地，所述换热器包括燃气进口、燃气出口、所述加热气体进口和加热气体出口，所述加热气体出口与大气连通，所述燃气出口通过所述燃气供应管路连接于所述燃气轮机的燃气入口。
[0008]优选地，所述换热器的加热气体出口连接于烟囱的入口，从而通过该烟囱与大气连通。
[0009]优选地，所述余热锅炉的烟气出口与所述换热器的加热气体进口之间的管路上设置有引风机。
[0010]具体地，所述换热器为表面式换热器。
[0011]优选地，所述燃气轮机的排放烟气出口连接于所述余热锅炉的加热烟气入口。
[0012]优选地，所述燃气供应管路的位于所述换热器与所述燃气轮机的燃气入口之间的管路部分上还设置有加热器，所述余气锅炉的蒸汽出口还连接于该加热器的加热气体进口，以能够通过所述余热锅炉产生的蒸汽对经过该加热器的燃气加热。
[0013]优选地，所述余热锅炉的蒸汽出口与所述加热器的加热气体进口之间的管路上设置有流量控制阀。
[0014]更进一步地，所述余热锅炉的蒸汽出口包括第一蒸汽出口和第二蒸汽出口，其中所述第一蒸汽出口通过第一蒸汽供应管路连接于所述加热器的加热气体进口，所述第二蒸汽出口通过第二蒸汽供应管路连接于所述汽轮机的蒸汽进口。
[0015]优选地，所述燃气供应管路上还设置有燃气泵。
[0016]通过上述技术方案，在所述燃气供应管路上设置换热器，将所述换热器的加热气体进口与所述余热锅炉的烟气出口相连，使所述余热锅炉排出的烟气对经过所述换热器的燃气进行加热，从而实现利用余热锅炉的烟气的余热加热燃气，达到降低余热锅炉排烟温度，并增大汽轮机的出力的目的。
[0017]本实用新型的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0019]图1是本实用新型提供的燃气蒸汽联合循环发电站的工作原理示意图。
[0020]附图标记说明
[0021]I燃气轮机2余热锅`炉
[0022]3烟囱4汽轮机
[0023]5燃气供应站6加热器
[0024]7换热器8燃气泵
[0025]9流量控制阀10引风机
[0026]11燃气供应管路 12燃气入口
[0027]13蒸汽进口14烟气出口
[0028]15加热气体进口 16燃气进口
[0029]17燃气出口18加热气体出口
[0030]19排放烟气出口 20加热烟气入口
[0031]21加热气体进口 22第一蒸汽出口
[0032]23第二蒸汽出口 24第二蒸汽供应管路
[0033]25第一蒸汽供应管路
【具体实施方式】
[0034]以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0035]在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的顺序词如“第一、第二”是为了更清楚地解释本实用新型中的刚性油管,并无主次之分。
[0036]本实用新型提供一种燃气蒸汽联合循环发电站，如图1所示，包括用于驱动发电机的燃气轮机I和汽轮机4、以及用于利用该燃气轮机I的排放烟气进行加热以形成蒸汽的余热锅炉2，其中燃气轮机I的燃气入口 12通过燃气供应管路11连接于燃气供应站5，余热锅炉2的蒸汽出口连接于汽轮机4的蒸汽进口 13，其中，燃气供应管路11上设置有换热器7，换热器7的加热气体进口 15连接于余热锅炉2的烟气出口 14，以能够通过余热锅炉2排出的烟气对经过该换热器7的燃气进行加热。
[0037]通过上述技术方案，在该燃气供应管路上设置换热器7，将换热器7的加热气体进口 15与余热锅炉2的烟气出口 14相连，使余热锅炉2排出的烟气对经过换热器7的燃气进行加热，从而实现利用余热锅炉2的烟气的余热加热燃气，达到降低余热锅炉2排烟温度，并增大汽轮机4的出力的目的。
[0038]需要说明的是，燃气供应站5可以是大型的燃气调压站，也可以是小型的燃气罐，只要能够提供燃气以完成发电即可。换热器7的种类并无特殊要求，只要能够满足吸收高温烟气的热量并将该热量传递给低温的燃气即可，此处不再赘述。
[0039]作为一种具体的结构形式，如图1所示，换热器7包括燃气进口 16、燃气出口 17、加热气体进口 15和加热气体出口 18，加热气体出口 18与大气连通，燃气出口 17通过燃气供应管路11连接于燃气轮机I的燃气入口 12。换热器7吸收从加热气体进口 15流入的烟气的热量，从而使烟气的温度降低，降温后的烟气经加热气体出口 18流入大气中，换热器7再将吸收的热量传递给从燃气进口 16流入的燃气，经加热的燃气流经燃气出口 17后进入燃气入口 12。
[0040]为了改善燃烧条件，如图1所示，换热器7的加热气体出口 18连接于烟囱3的入口，从而通过该烟囱3与大气连通。对于烟囱3的工作原理属于本领域技术人员熟知的现有技术，不再赘述。
[0041]为了克服烟道阻力，如图1所示，余热锅炉2的烟气出口 14与换热器7的加热气体进口 15之间的管路上设置有引风机10。该引风机10使得余热锅炉2中的排放烟气更容易进入换热器7，增大了进入加热气体进口 15的气体压力，从而提高了气体的流动速度，提高了换热效率。
[0042]作为一种具体的实施方式，换热器7为表面式换热器。表面式换热器能够使燃气和烟气分别在不同的管路中流动，完成热传递，同时由于表面式散热器占地面积小，能够减少整个燃气蒸汽联合循环发电站的占地面积，节省资源。
[0043]为了给余热锅炉2提供能源，如图1所示，将燃气轮机I的排放烟气出口 19连接于余热锅炉2的加热烟气入口 20。余热锅炉2是利用燃气轮机I排放的烟气的热量来产生蒸汽的，为了能够使燃气轮机I中的烟气能够进入余热锅炉2，需将排放烟气出口 19与加热烟气入口 20连接。需要说明的是，排放烟气出口 19可以通过管路与加热烟气入口 20连接，也可以是直接与加热烟气入口 20连接，视工作空间而定，不再赘述。此处需要说明的是，本实用新型中的连接可以是螺纹连接，也可以是焊接或者铆接等固定方式。
[0044]为了更有效地确保进入燃气轮机I的燃气入口 12的燃气满足工作温度需求，如图1所示，燃气供应管路11的位于换热器7与燃气轮机I的燃气入口 12之间的管路部分上还设置有加热器6，余热锅炉2的蒸汽出口还连接于该加热器6的加热气体进口 21，以能够通过该余热锅炉2产生的蒸汽对经过该加热器6的燃气加热。在该燃气蒸汽联合循环发电站中，进入燃气轮机I的燃气温度需要在150°C以上，一般而言，通过本实用新型的换热器7的加热已经基本能够保证燃气的温度要求。但时，为了避免在意外情况下进入燃气轮机I的气体温度不足，在换热器7与燃气轮机I之间设置加热器6，该加热器6的加热气体进口21与余热锅炉2的蒸汽出口连接，以利用来自余热锅炉2的蒸汽进一步加热燃气。此处需要说明的是，进入加热器6中的蒸汽的量视进入加热器6中的燃气的温度而定，如若燃气温度较低，则需要较多蒸汽来进一步加热燃气，因此对蒸汽量的需求较大，如若燃气温度已经为150°C以上，则不需要蒸汽再对燃气进行进一步加热，这种情况下进入加热器6中的蒸汽量可以为O。需要说明的是，对蒸汽流量的控制可以采用手动控制，也可以安装自动控制设备，此处不再赘述。
[0045]为了减少人力劳动，提高工作效率，如图1所示，余热锅炉2的蒸汽出口与加热器6的加热气体进口 21之间的管路上设置有流量控制阀9。例如，在燃气供应管路11中的加热器6和换热器7之间设置有温度传感器，流量控制阀9可以根据温度传感器测量的温度调节流量控制阀9中蒸汽的流入量。当温度传感器测量的温度不足150°C时，流量控制阀9可以打开部分或者全部，以使蒸汽进入加热器6来对燃气进一步加热，此时的流量控制阀9的打开程度视燃气温度而定；当温度传感器测量的温度为150°C以上时，流量控制阀9保持关闭，从而满足进入燃气轮机I的燃气温度在150°C以上。
[0046]为了使余热锅炉2与加热器6和汽轮机4同时连通，作为一种具体的结构形式，如图1所示，余热锅炉2的蒸汽出口包括第一蒸汽出口 22和第二蒸汽出口 23，其中第一蒸汽出口 22通过第一蒸汽供应管路25连接于加热器6的加热气体进口 21，第二蒸汽出口 23通过第二蒸汽供应管路24连接于汽轮机的蒸汽进口 13。
[0047]为了克服燃气经过换热器7时的阻力，如图1所示，燃气供应管路11上还设置有燃气泵8。燃气泵8设置于换热器18与燃气轮机I之间的燃气供应管路上时，燃气泵8对流经换热器7的燃气的吸力，以克服换热器7的气道阻力，当燃气泵8设置于换热器7和燃气供应站5之间的燃气供应管路11上时，燃气泵8对经过换热器7的燃气提供推力。对于燃气泵8的安装位置没有特殊限定，只要设置在燃气供应管路上，能够克服换热器7对燃气的阻力即可。
[0048]以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
[0049]另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0050]此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
【权利要求】
1.一种燃气蒸汽联合循环发电站，包括用于驱动发电机的燃气轮机(I)和汽轮机(4)、以及用于利用所述燃气轮机(I)的排放烟气进行加热以形成蒸汽的余热锅炉(2)，其中所述燃气轮机(I)的燃气入口( 12)通过燃气供应管路(11)连接于燃气供应站(5)，所述余热锅炉(2)的蒸汽出口连接于所述汽轮机(4)的蒸汽进口(13)，其特征在于，所述燃气供应管路(11)上设置有换热器(7 )，所述换热器(7 )的加热气体进口( 15 )连接于所述余热锅炉(2 )的烟气出口(14)，以能够通过所述余热锅炉(2)排出的烟气对经过该换热器(7)的燃气进行加热。
2.根据权利要求1所述的燃气蒸汽联合循环发电站，其特征在于，所述换热器(7)包括燃气进口( 16)、燃气出口( 17)、所述加热气体进口( 15)和加热气体出口( 18)，所述加热气体出口(18)与大气连通，所述燃气出口(17)通过所述燃气供应管路(11)连接于所述燃气轮机(I)的燃气入口(12)。
3.根据权利要求2所述的燃气蒸汽联合循环发电站，其特征在于，所述换热器(7)的加热气体出口(18)连接于烟囱(3)的入口，从而通过该烟囱(3)与大气连通。
4.根据权利要求1所述的燃气蒸汽联合循环发电站，其特征在于，所述余热锅炉(2)的烟气出口(14)与所述换热器(7)的加热气体进口(15)之间的管路上设置有引风机(10)。
5.根据权利要求1所述的燃气蒸汽联合循环发电站，其特征在于，所述换热器(7)为表面式换热器。
6.根据权利要求1所述的燃气蒸汽联合循环发电站，其特征在于，所述燃气轮机(I)的排放烟气出口( 19 )连接于所述余热锅炉(2 )的加热烟气入口( 20 )。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的燃气蒸汽联合循环发电站，其特征在于，所述燃气供应管路(11)的位于所述换热器(7)与所述燃气轮机(I)的燃气入口( 12)之间的管路部分上还设置有加热器(6 )，所述余热锅炉(2 )的蒸汽出口还连接于该加热器(6 )的加热气体进口(21)，以能够通过所述余热锅炉(2)产生的蒸汽对经过该加热器(6)的燃气加热。
8.根据权利要求7所述的燃气蒸汽联合循环发电站，其特征在于，所述余热锅炉(2)的蒸汽出口与所述加热器(6)的加热气体进口(21)之间的管路上设置有流量控制阀(9)。
9.根据权利要求7所述的燃气蒸汽联合循环发电站，其特征在于，所述余热锅炉(2)的蒸汽出口包括第一蒸汽出口(22)和第二蒸汽出口(23)，其中所述第一蒸汽出口(22)通过第一蒸汽供应管路(25 )连接于所述加热器(6 )的加热气体进口( 21)，所述第二蒸汽出口(23)通过第二蒸汽供应管路(24)连接于所述汽轮机(4)的蒸汽进口( 13)。
10.根据权利要求7所述的燃气蒸汽联合循环发电站，其特征在于，所述燃气供应管路(11)上还设置有燃气泵(8)。
【文档编号】F01K11/02GK203547925SQ201320740325
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年11月20日 优先权日:2013年11月20日
【发明者】乔加飞, 刘颖华, 赵华, 张磊, 郝卫, 罗健 申请人:中国神华能源股份有限公司, 北京国华电力有限责任公司, 神华国华（北京）电力研究院有限公司