一种利用燃气轮机废热的LNG气化系统的制作方法

本发明属于能源利用，具体涉及一种利用燃气轮机废热的lng气化系统。

背景技术：

1、lng是天然气经过脱水脱硫处理，通过低温工艺冷冻液化形成的低温液体混合物，温度为-162℃左右。lng供应站在向用户供应天然气之前，需要先将低温液态的lng通过lng气化器气化为天然气。lng气化器的典型形式有浸没燃烧式气化器、整体式气化器、水浴式气化器等，其中，浸没燃烧式气化器和整体式气化器均是以天然气为燃料，将天然气燃烧过程释放的热能用于lng气化；而水浴式气化器的热源为循环热水、电或蒸汽提供热量。因此，lng在典型的气化过程中需要消耗大量的化石能源。

2、以燃气轮机为核心设备的燃气-蒸汽联合循环机组是天然气的消耗大户。国内有相当多的燃气-蒸汽联合循环机组布局建设在大型lng接收站附近。由于燃气轮机的透平初温高，部分型号的燃气轮机配置了热通道冷却空气热交换器，如图1所示。在燃气轮机热通道冷却空气热交换器中，风扇吸入冷空气，冷空气与tca换热器(压缩空气换热器)中的压气机抽气对流换热后成为热空气，热空气进一步与fgh换热器(天然气换热器)中的冷天然气对流换热后排入大气，一般情况下，fgh换热器中的天然气只能回收tca换热器中压气机抽气放热量的约60％，热通道冷却空气热交换器仍会向大气排出大量高温空气(设计工况下直接排放的高温空气温度超过160℃、热量超过4mw)，造成了能源浪费及环境热污染。

3、目前尚没有一种设计合理，既能利用燃气轮机热通道冷却空气热交换器排气废热，又能减少lng气化过程中化石能源消耗的节能系统。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供了一种利用燃气轮机废热的lng气化系统，该系统设计合理，既可利用燃气轮机热通道冷却空气热交换器排气废热，又能减少lng气化过程中化石能源的消耗。

2、本发明采用以下技术方案来实现的：

3、一种利用燃气轮机废热的lng气化系统，包括压气机、燃烧室、透平、风扇组、压缩空气换热器，天然气换热器、空气-水换热器、热交换器罩壳、水泵、热水储罐、第一换热器、冷媒泵、冷媒储罐、第二换热器、lng储罐、lng气化器和辅热器；

4、天然气经过天然气换热器加热后进入燃烧室；空气经过压气机后分为两路，一路进入燃烧室与天然气混合燃烧后进入燃气透平，另一路进入压缩空气换热器冷却后进入燃气透平；

5、环境空气经风扇组抽吸后进入热交换器罩壳，空气经压缩空气换热器对流换热后成为热空气，热空气进入天然气换热器对流换热降温后，进入空气-水换热器进一步降温后，排出热交换器罩壳；

6、水经过水泵升压并在空气-水换热器中升温后，进入热水储罐，随后进入第一换热器降温；冷媒工质从冷媒储罐从经过冷媒泵升压后，进入第一换热器升温，随后进入第二换热器与lng换热；

7、lng从lng储罐中流出后分为两路，一路进入lng气化器，另一路进入第二换热器升温气化，两路气化后的lng混合后进入辅热器并调整lng温度至系统需要的温度。

8、本发明进一步的改进在于，水在空气-水换热器和第一换热器中流量通过第一调节阀调节。

9、本发明进一步的改进在于，冷媒工质在第二换热器和第一换热器中的流量通过第二调节阀调节。

10、本发明进一步的改进在于，冷媒工质选择轻烃类混合物。

11、本发明进一步的改进在于，轻烃类混合物为丙烷和丁烷的混合物。

12、本发明进一步的改进在于，lng经过第三调节阀后进入lng气化器。

13、本发明进一步的改进在于，lng经过第四调节阀后进入第二换热器升温气化。

14、本发明进一步的改进在于，lng气化器为浸没燃烧式气化器、整体式气化器或水浴式气化器。

15、本发明至少具有如下有益的技术效果：

16、本发明将原本直接排向大气的燃气轮机热通道冷却空气热交换器高温排气热量引入lng气化过程，达到燃气轮机热通道冷却空气热交换器高温排气废热利用，替代lng气化过程的能源消耗，减少lng气化过程中化石能源消耗的节能效果。本发明可回收燃气轮机热通道冷却空气热交换器废热，回收的能量用于替代lng气化过程的化石能源消耗，起到节能减排的有益效果。

技术特征：

1.一种利用燃气轮机废热的lng气化系统，其特征在于，包括压气机、燃烧室、透平、风扇组、压缩空气换热器，天然气换热器、空气-水换热器、热交换器罩壳、水泵、热水储罐、第一换热器、冷媒泵、冷媒储罐、第二换热器、lng储罐、lng气化器和辅热器；

2.根据权利要求1所述的一种利用燃气轮机废热的lng气化系统，其特征在于，水在空气-水换热器和第一换热器中流量通过第一调节阀调节。

3.根据权利要求1所述的一种利用燃气轮机废热的lng气化系统，其特征在于，冷媒工质在第二换热器和第一换热器中的流量通过第二调节阀调节。

4.根据权利要求1所述的一种利用燃气轮机废热的lng气化系统，其特征在于，冷媒工质选择轻烃类混合物。

5.根据权利要求4所述的一种利用燃气轮机废热的lng气化系统，其特征在于，轻烃类混合物为丙烷和丁烷的混合物。

6.根据权利要求1所述的一种利用燃气轮机废热的lng气化系统，其特征在于，lng经过第三调节阀后进入lng气化器。

7.根据权利要求1所述的一种利用燃气轮机废热的lng气化系统，其特征在于，lng经过第四调节阀后进入第二换热器升温气化。

8.根据权利要求1所述的一种利用燃气轮机废热的lng气化系统，其特征在于，lng气化器为浸没燃烧式气化器。

9.根据权利要求1所述的一种利用燃气轮机废热的lng气化系统，其特征在于，lng气化器为整体式气化器。

10.根据权利要求1所述的一种利用燃气轮机废热的lng气化系统，其特征在于，lng气化器为水浴式气化器。

技术总结
本发明公开了一种利用燃气轮机废热的LNG气化系统，天然气经过天然气换热器加热后进入燃烧室；空气经过压气机后分为两路，最终进入燃气透平；环境空气经风扇组抽吸后进入热交换器罩壳，空气经压缩空气换热器对流换热后成为热空气，热空气降温后，进入空气‑水换热器进一步降温后，排出热交换器罩壳；水经过水泵升压并在空气‑水换热器中升温后，随后进入第一换热器降温；冷媒工质从冷媒储罐从经过冷媒泵升压后，进入第一换热器升温，随后进入第二换热器与LNG换热；LNG从LNG储罐中流出后分为两路，两路气化后的LNG混合后进入辅热器并调整LNG温度至系统需要的温度。本发明可回收燃气轮机热通道冷却空气热交换器废热。

技术研发人员：肖俊峰,胡孟起,高松,夏林,连小龙,王一丰,姜世杰,卫星光,田新平
受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15