[发明专利]一种集成燃气轮机的天然气压力能回收系统

说明书

本发明公开了一种集成燃气轮机的天然气压力能回收系统，其包括膨胀热泵模块，换热模块以及燃气轮机模块，所述膨胀热泵模块将膨胀机及热泵联用，实现了压力能膨胀联动热泵结构，以利用膨胀机提供机械能带动热泵运转加热空气，有效提高燃气轮机的发电效率。同时，换热模块对燃气轮机的润滑油进行冷却以及回收烟气回收装置内烟气的余热，这样一方面充分利用低温天然气的冷能；另一方面提高了能源利用效率高。

技术领域

本发明涉及天然气管网压力能回收利用技术领域，特别涉及一种集成燃气轮机的天然气压力能回收系统。

背景技术

目前对于天然气的长距离输送，普遍采用高压输送，例如西气东输一线、二线分别采用10MPa和12MPa的压力进行天然气输送，从而减少燃气输送的损失。上游的高压天然气先输送到大型用户和城市燃气前，根据不同用户需求进行降压，供给下游用户使用。天然气的调压方式一般采用减压阀对高压天然气进行节流膨胀降压，此过程无机械能输出，但存在温降，导致出站温度低于标准要求（5℃）的供气温度，低温天然气甚至能产生霜冻堵塞阀门和管道，对调压及管道设备运行安全造成威胁。传统的解决方案是通过天然气加热器或电加热器对天然气进行加热。这不仅需要消耗燃气或电能，而且严重浪费天然气管网中的压力能。

因而现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是要一种集成燃气轮机的天然气压力能回收系统，以达到高效回收天然气压力能、提高发电系统的发电效率和能量利用效率的效果。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种集成燃气轮机的天然气压力能回收系统，其包括：膨胀热泵模块、换热模块以及燃气轮机模块；所述换热模块包括第一换热器和第二换热器，所述燃气轮机模块包括依次连接的燃气轮机以及烟气回收装置；所述膨胀热泵模块、第一换热器以第二换热器通过管路依次连接于高压管网与低压管网之间；所述第一换热器与燃气轮机循环连接，所述第二换热器与所述烟气回收装置循环连接。

所述集成燃气轮机的天然气压力能回收系统，其中，所述第二换热管程出口设置第一支路和第二支路，所述第二换热管通过第一支路与低压管网相连接，并通过第二支路与燃气轮机相连接，以为燃气轮机提供燃料。

所述集成燃气轮机的天然气压力能回收系统，其中，所述燃气轮机通过管路分别与第一换热器的第一壳程进口和第一壳程出口相连接，所述燃气轮机与第一换热器之间的循环介质通过第一壳程进口进入第一换热器，并与流经第一换热器的低压天然气进行热交换，放热后的循环介质通过第一壳程出口回流至燃气轮机。

所述集成燃气轮机的天然气压力能回收系统，其中，所述烟气回收装置通过管路分别与第二换热的第二壳程进口和第二壳程出口相连接，第二换热与烟气回收装置之间的循环介质通过第二壳程进口进入第二换热器，并与流经第二换热器的低压天然气进行热交换，放热后的循环介质通过第二壳程出口回流至烟气回收装置，以与燃气轮机排出的烟气换热。

所述集成燃气轮机的天然气压力能回收系统，其中，所述烟气回收装置采用烟气走管外、循环介质走管内的鳍片管式烟气废热回收器。

所述集成燃气轮机的天然气压力能回收系统，其中，所述第一换热器与燃气轮机的循环管路上设置有第一电动泵和第一补料管；所述第二换热器与烟气回收装置的循环管路上设置有第二电动泵和第二补料管。

所述集成燃气轮机的天然气压力能回收系统，其中，所述第一换热器和第二换热器均采用循环介质走管外、天然气走管内的列管式换热器。

所述集成燃气轮机的天然气压力能回收系统，其中，所述膨胀热泵模块包括：膨胀机，以及循环连接的压缩机、空气加热器以及蒸发器，所述压缩机与所述膨胀机联轴设置，所述空气加热器壳程出口与燃气轮机的燃料进口连接。

所述集成燃气轮机的天然气压力能回收系统，其中，所述膨胀热泵模块的循环介质为氟利昂。