(4)、七号阀门(7)、八号阀门(8)、十号阀门(10)、^^一号阀门(11)、二号流量计(13)、三号流量计(14)、一号测温计(15)、二号测温计(16)、给水栗(17)、冷媒栗(18)、引风机(19)、鼓风机(20)、一级换热器(22)、二级换热器(23)、凝汽器(24)、余热锅炉(25)、冷库(28)、冷媒储罐(30)、蒸汽轮机(31)、燃气轮机(32)、空气压缩机(33)、燃烧室(34)、交流发电机(35)、空气加热器(36)、烟气输入管(38)、烟气输出管(39)、排烟管(40)、空气输送管(41)、蒸汽循环管(43 )和冷媒循环管(45 )，所述LNG储罐(21)、一号阀门(1)、LNG栗(26 )、一号流量计(12 )、一级换热器(22)、二级换热器(23)、空气加热器(36)、二号测温计(16)和燃烧室(34)依次连接在燃料输送管(37)上，所述鼓风机(20)、四号阀门(4)、二级换热器(23)、二号流量计(13 )和空气压缩机(33 )依次连接在空气输送管(41)上，所述空气压缩机(33 )通过管路和燃烧室(34)连接，该燃烧室(34)通过管路和燃气轮机(32)连接，所述燃气轮机(32)通过烟气输入管(38 )和余热锅炉(25 )连接，所述余热锅炉(25 )、引风机(19 )、十号阀门(10 )和二级换热器(23)依次连接在烟气输出管(39)上，所述排烟管(40)的一端连接在位于引风机(19)和十号阀门(10)之间的烟气输出管(39)上，所述十一号阀门(11)安装在排烟管(40)上，所述余热锅炉(25)、蒸汽轮机(31)、凝汽器(24)和给水栗(17)依次连接在蒸汽循环管(43)上，所述蒸汽轮机(31)、交流发电机(35)、燃气轮机(32)和空气压缩机(33)依次连接，所述二号阀门(2)、一级换热器(22)、七号阀门(7)、冷媒储罐(30)、冷媒栗(18)、八号阀门(8)、三号流量计(14)和冷库(28)依次连接在冷媒循环管(45)上，所述一号测温计(15)安装在冷库(28)上。2.根据权利要求1所述的综合利用LNG能量的系统，其特征在于:还包括九号阀门(9)、制冰站(29)和制冰站连接管(46)，所述制冰站连接管(46)的一端连接在冷媒栗(18)和八号阀门(8 )之间的冷媒循环管(45 )上，该制冰站连接管(46 )的另一端连接在冷库(28 )和二号阀门(2)之间的冷媒循环管(45)上，所述九号阀门(9)和制冰站(29)均连接在制冰站连接管(46)上。3.根据权利要求1所述的综合利用LNG能量的系统，其特征在于:还包括三号阀门(3)、电压缩制冷装置(27)、二号旁路(47)、五号阀门(5)和一号旁路(42)，所述二号旁路(47)的一端连接在一级换热器(22)和七号阀门(7)之间的冷媒循环管(45)上，该二号旁路(47)的另一端连接在冷库(28)和二号阀门(2)之间的冷媒循环管(45)上，所述三号阀门(3)和电压缩制冷装置(27)均连接在二号旁路(47)上；所述一号旁路(42)的一端连接在鼓风机(20)和四号阀门(4)之间的空气输送管(41)上，该一号旁路(42)的另一端连接在二级换热器(23)和二号流量计(13)之间的空气输送管(41)上，所述五号阀门(5)安装在一号旁路(42)上。4.根据权利要求1所述的综合利用LNG能量的系统，其特征在于:还包括六号阀门(6)和冷水加热管(44)，所述冷水加热管(44)和余热锅炉(25)连接，所述六号阀门(6)安装在冷水加热管(44)上。5.一种使用如权利要求1?4任一权利要求所述的系统进行综合利用LNG能量的方法，其特征在于:所述方法的步骤为:通过燃料输送管(37)输送出的LNG通过一级换热器(22)、二级换热器(23)分别与冷媒循环管(45)中的冷媒、燃气轮机(32)中的进气进行换热，之后经过空气加热器(36)和二号测温计(16)，构成了 LNG冷能回收单元；准备进入燃气轮机(32)的空气通过管路依次经过鼓风机(20)、四号阀门(4)、二级换热器(23)、二号流量计(13)进入空气压缩机(33)，且在燃烧室(34)内与天然气混合后进行燃烧，燃烧之后的烟气依次经过燃气轮机(32)、余热锅炉(25)、引风机(19)、十号阀门(10)以及二级换热器(23)排入大气和/或依次经过燃气轮机(32)、余热锅炉(25)、引风机(19)、十一号阀门(11)排入大气，同时余热锅炉(25)出来的蒸汽依次经过蒸汽轮机(31)、凝汽器(24)和给水栗(17)，之后再次进入余热锅炉(25)构成蒸汽循环，冷水经六号阀门(6)和余热锅炉(25)后加热为热水，以上构成具有进气冷却和余热利用的燃机发电单元；制冷后的冷媒沿管路先依次经过二号阀门(2)、一级换热器(22)回收LNG冷能和/或经过三号阀门(3)、电压缩制冷装置(27)，再依次经过七号阀门(7)、冷媒储罐(30)、冷媒栗(18)，然后经过八号阀门(8)、三号流量计(14)进入冷库(28)和/或经过九号阀门(9)进入制冰站(29)制冷，制冷后进入下一个循环，以上构成具有制冰调节和备用电制冷的冷库单元。6.根据权利要求5所述的综合利用LNG能量的方法，其特征在于:首先通过主要用冷单元的冷负荷确定该系统的LNG供给量，然后根据气化后的天然气量确定燃气动力装置的装机容量；反之，也可根据燃气动力装置的装机容量确定所需天然气量，从而确定该系统的LNG供给量，然后通过LNG供给量确定主要用冷单元的冷负荷。7.根据权利要求5所述的综合利用LNG能量的方法，其特征在于:冷能回收利用过程灵活地相互协调，以满足不同的用能目的，LNG气化冷能回收利用过程分为两部分:A.通过一级换热器(22)回收低温冷能供给冷负荷，B.通过二级换热器(23)回收余低温冷能用以冷却进入燃气轮机(32)的空气；当冷库(28)的冷负荷发生波动时，通过制冰站(29)的调节，使一级换热器(22)的LNG气化量保持稳定；当需要增大燃机出力时，通过减小一级换热器(22)的冷媒流量，减小其冷负荷，降低进入二级换热器(23)中的天然气温度，从而降低燃气轮机(32 )进气的冷却温度，提高燃气轮机(32 )的出力。8.根据权利要求5所述的综合利用LNG能量的方法，其特征在于:系统充分考虑了备用措施，在主要用冷单元故障或环境温度较低时，采用空气加热器(36)或烟气余热加热来保证LNG气化；当一级换热器(22)发生故障停用或燃气轮机(32)工作在小于额定工况时，冷库(28)需要启用备用的电压缩制冷装置(27)。9.根据权利要求5所述的综合利用LNG能量的方法，其特征在于:热能利用过程主要包括:天然气燃烧后在燃气轮机(32 )中做功发电，余热锅炉(25 )生产蒸汽在蒸汽轮机(31)中做功发电，余热锅炉(25)生产热水，在环境温度较低工况下烟气余热在二级换热器(23)中加热天然气，排烟损失较小，系统的热效率高。10.根据权利要求5所述的综合利用LNG能量的方法，其特征在于:鼓风机(20)送出的空气在经过四号阀门(4)、二级换热器(23)采用了起到旁路作用的五号阀门(5)，在环境温度较低时，燃气轮机(32)进气不需要经过LNG余低温冷却，直接通过五号阀门(5)、二号流量计(13)进入空气压缩机(33);引风机(19)出来的烟气，通过十一号阀门(11)排至大气，采用了起到旁路作用的十号阀门(10)，在环境温度较低时，空气加热器(36)不能将NG加热至燃气轮机(32)要求的温度，需要使烟气经过十号阀门(10)送入二级换热器(23)中加热NG。
【专利摘要】本发明涉及一种综合利用LNG能量的系统和方法。目前还没有一种综合利用LNG能量的系统和方法。本发明的系统：LNG储罐、一号阀门、LNG泵、一号流量计、一级换热器、二级换热器、空气加热器、二号测温计和燃烧室依次连接在燃料输送管上，余热锅炉、引风机、十号阀门和二级换热器依次连接在烟气输出管上，余热锅炉、蒸汽轮机、凝汽器和给水泵依次连接在蒸汽循环管上。本发明的方法：烟气经过燃气轮机、余热锅炉、引风机、十号阀门以及二级换热器排入大气，同时余热锅炉出来的蒸汽依次经过蒸汽轮机、凝汽器和给水泵，之后再次进入余热锅炉构成蒸汽循环。本发明中的LNG冷能和热能被充分利用。
【IPC分类】F22B1/18, F01K11/02, F25D3/10, F02C6/00, F01K23/10
【公开号】CN105401989
【申请号】CN201510910766
【发明人】盛磊, 周宇昊, 阮炯明, 马军
【申请人】华电电力科学研究院
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年12月10日