烟气余热供热与进气冷却、燃气加热耦合系统的制作方法

本发明属于火力发电技术领域，尤其涉及一种9f型燃机联合循环机组烟气余热供热与进气冷却、燃气加热耦合系统。

背景技术：

燃机联合循环机组当前存在几个方面问题，一是夏季工况下由于环境温度升高，燃机出力下降，进而影响整个联合循环机组的出力；二是余热锅炉排烟余热存在较大浪费；三是天然气温度偏低时影响联合循环发电效率，需要保证一定进入燃机的天然气温度。以上对于9f型燃机联合循环机组尤为突出。

由于燃机工作特性，环境温度升高后，导致进入压气机空气质量下降，导致燃机出力降低。同时，环境空气湿度等条件，也影响燃机出力。余锅锅炉始终存在烟气排烟废热，如果不加以利用，将存在很大废热损失。但是烟气余热利用，受制于烟气换热回收设备和余热用途两个方面。一是需要解决低温换热设备防止腐蚀问题，二回需要解决余热回收的消纳问题。

天然气进入燃机进行燃烧前，其温度偏低时，影响燃机效率及联合循环热效率。

此外，由于在当前负荷率及深度调峰等外部环境条件下，单独进行燃机进气冷却或烟气余热利用改造，只能实现在夏季或冬季单独工作，投资都比较大，技术经济性都相对不好，需要研究耦合利用系统，使得一次设备投资能在全季节运行，发挥更大技术经济性。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种9f型燃机联合循环机组烟气余热供热与进气冷却、燃气加热耦合系统，通过设置吸收式热泵系统，在夏季工况下，回收燃机压气机入口空气的热量以冷却入口空气，提高燃机和联合循环出力，同时在冬季工况下，回收余热锅炉排烟烟气余热用于对外供热，此外，利用回热的烟气余热或空气热量加热天然气进气，以进一步提高循环热效率，实现发挥吸收式热泵装置系统的最大化利用，和全年全季节收益最大化。

本发明提供了一种烟气余热供热与进气冷却、燃气加热耦合系统，应用于9f型燃机联合循环机组，包括燃气轮机、余热锅炉、燃机压气机入口空气冷却器、烟气换热器、吸收式热泵、天然气加热器；天然气加热器、燃机压气机入口空气冷却器与燃气轮机连接，燃气轮机与余热锅炉连接；

燃机压气机入口空气冷却器通过第一冷却水管路与吸收式热泵连接，烟气换热器通过第二冷却水管路与吸收式热泵连接；吸收式热泵与机组循环水系统及热网系统连接；吸收式热泵与驱动蒸汽管路连接；天然气加热器通过天然气加热水管路与吸收式热泵连接；

在夏季工况下，吸收式热泵用于消耗驱动蒸汽，回收所述燃机压气机入口空气冷却器中空气的热量，进入机组循环水系统，以降低燃机压气机入口空气温度；在冬季工况下，吸收式热泵用于消耗驱动蒸汽，回收烟气换热器中的排烟余热，向热网系统供热。

借由上述方案，通过烟气余热供热与进气冷却、燃气加热耦合系统，利用吸收式热泵，在夏季工况下，回收燃机压气机入口空气的热量以冷却入口空气，提高了燃机和联合循环出力，同时在冬季工况下，回收余热锅炉排烟烟气余热用于对外供热，此外，利用回热的烟气余热或空气热量加热天然气进气，进一步提高了循环热效率，实现了吸收式热泵的最大化利用，和全年全季节收益最大化。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为本发明烟气余热供热与进气冷却、燃气加热耦合系统的结构示意图。

图中标号：

1-燃气轮机；2-余热锅炉；3-燃机压气机入口空气冷却器；4-余锅烟气换热器；5-吸收式热泵；6-驱动蒸汽管路；7-机组循环冷却水或热网循环水管路；8-第一冷却水管路；9-第二冷却水管路；10-天然气加热器；11-天然气加热水管路。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参图1所示，本实施例提供了一种烟气余热供热与进气冷却、燃气加热耦合系统，应用于9f型燃机联合循环机组，包括燃气轮机1、余热锅炉2、燃机压气机入口空气冷却器3、烟气换热器4、吸收式热泵5、天然气加热器10；天然气加热器10、燃机压气机入口空气冷却器3与燃气轮机1连接，燃气轮机1与余热锅炉2连接；

燃机压气机入口空气冷却器3通过第一冷却水管路8与吸收式热泵5连接，烟气换热器4通过第二冷却水管路9与吸收式热泵5连接；吸收式热泵5与机组循环水系统及热网系统连接；吸收式热泵5与驱动蒸汽管路6连接；天然气加热器10通过天然气加热水管路11与吸收式热泵5连接；

在夏季工况下，吸收式热泵5用于消耗驱动蒸汽，回收燃机压气机入口空气冷却器3中空气的热量，进入机组循环水系统，以降低燃机压气机入口空气温度；在冬季工况下，吸收式热泵5用于消耗驱动蒸汽，回收烟气换热器4中的排烟余热，向热网系统供热。

该烟气余热供热与进气冷却、燃气加热耦合系统，通过吸收式热泵，在夏季工况下，回收燃机压气机入口空气的热量以冷却入口空气，提高了燃机和联合循环出力，同时在冬季工况下，回收余热锅炉排烟烟气余热用于对外供热，此外，利用回热的烟气余热或空气热量加热天然气进气，进一步提高了循环热效率，实现了吸收式热泵的最大化利用，和全年全季节收益最大化。

下面对本发明作进一步详细说明。

燃气轮机1中做功完的高温烟气进入余热锅炉2，余热锅炉2排烟热量，经过烟气换热器4表面换热或者蒸发换热，第二冷却水管路9中的冷却水回收，燃机压气机入口空气经过燃机压气机入口空气冷却器3，通过表面换热或蒸发换热被第一冷却水管路8中的冷却水回收，天然气经过天然气加热器10中的天然气加热水管路11预先表面换热加热后，进入燃机轮机1的燃烧室，燃机压气机入口空气冷却器3中的空气热量，被第一冷却水管路8中的冷却水吸收后，进入吸收式热泵5，余热锅炉排烟余热经过烟气换热器4被第二冷却水管路9中的冷却水回收，进入吸收式热泵5，驱动蒸汽管路6中的驱动蒸汽进入吸收式热泵5的发生器，第一冷却水管路8或第二冷却水管路9中的冷却水进入吸收式热泵5的蒸发器，机组循环冷却水或热网循环水管路7和天然气加热水管路11中的加热水均进入吸收式热泵5的吸收器。

在夏季工况下，吸收式热泵5消耗部分驱动蒸汽，驱动蒸汽压力为0.2-0.4mpa、过热度不超过10℃的过热蒸汽，回收燃机压气机入口空气冷却器3中空气的热量，进入机组循环水系统，进而降低燃机入口空气温度，可实现空气温度从35℃降低至27℃，实现燃机出力增加6％或热耗降低0.5％。

在冬季工况下，吸收式热泵5消耗部分驱动蒸汽，驱动蒸汽压力为0.2-0.4mpa、过热度不超过10℃的过热蒸汽，回收烟气换热器4中的排烟余热，烟气温度可从80℃降低至30℃，通过热网循环水管路对外供热，将热网水从50℃提升到80℃，实现余热排烟废热的利用，提高联合循环效率，同时增加全厂供热能力约25％，年折合节约标煤约4万吨。

同时，在上述工况下，均可以利用吸收式热泵5回收的空气热量或烟气热量，通过天然气加热器10来预先加热进入燃气轮机1燃烧室的天然气，可以进一步提高联合循环热效率约0.1％。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。