[发明专利]一种利用燃气轮机废热的供热系统

说明书

本发明公开了一种利用燃气轮机废热的供热系统，其中，燃气轮机热通道冷却空气热交换器包括第一热交换器罩壳，以及依次连接在第一热交换器罩壳内的风扇组、压缩空气换热器和天然气换热器，第一热交换器罩壳上设置有空气出入口，压缩空气换热器上设置有压缩空气出入口，天然气换热器上设置有天然气出入口；水‑空气热交换器布置于第二热交换器罩壳中，水‑空气热交换器设置有水出入口和空气出入口；水‑水或水‑蒸汽热交换器设置有第一工质出入口和第二工质出入口。本发明通过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的高温排气能量用于加热供热给水，降低了供热带来的一次能源消耗，将达到节能降耗的目的。

技术领域

本发明属于能源利用技术领域，具体涉及一种利用燃气轮机废热的供热系统。

背景技术

为顺应节能环保的发展要求，具备经济高效、污染物排放低、启停快速等优点的燃气轮机及其联合循环发电技术在我国得到快速发展和应用。

目前，主流的F级燃气轮机透平初温已达1400℃左右，远超出多数金属材料的耐温极限。为保证热通道部件(包括燃气轮机燃烧室和透平部件)在高温下安全可靠运行，燃气轮机燃烧室衬套、喷嘴和动叶片等关键热通道部件中均设计有冷却空气通道，以降低热通道部件的实际运行温度。热通道冷却空气的气源一般来自燃气轮机压气机中间级或末级抽气，为降低冷却空气用量而减少压气机耗功，同时利用冷却空气的高品位热量，部分型号的燃气轮机(例如三菱M701F)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。

国内诸多燃气轮机及其联合循环机组在发电的同时，也承担供热的任务，在实际生产中，往往采用直接燃烧天然气(如天然气锅炉)或热电联供(汽轮机或锅炉抽汽)的方式生产热水用于供热，但无论哪种生产热水的方式，均以消耗大量的一次能源(天然气)为代价。

目前尚没有一种设计合理，能够充分利用燃气轮机热通道冷却空气热交换器排气废热，具备节能特征的供热系统。

发明内容

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供热系统，既可利用燃气轮机热通道冷却空气热交换器排气废热，又能减少供热过程中的一次能源消耗。

本发明采用以下技术方案来实现的：

一种利用燃气轮机废热的供热系统，包括燃气轮机热通道冷却空气热交换器、水-空气热交换器、水-水或水-蒸汽热交换器和第二热交换器罩壳；其中，

燃气轮机热通道冷却空气热交换器包括第一热交换器罩壳，以及依次连接在第一热交换器罩壳内的风扇组、压缩空气换热器和天然气换热器，第一热交换器罩壳上设置有空气出入口，其中，压缩空气换热器上设置有压缩空气出入口，天然气换热器上设置有天然气出入口；

水-空气热交换器布置于第二热交换器罩壳中，水-空气热交换器设置有水出入口和空气出入口；

水-水或水-蒸汽热交换器设置有第一工质出入口和第二工质出入口。

本发明进一步的改进在于，第一热交换器罩壳的空气出口与第二热交换器罩壳的空气入口相连接。

本发明进一步的改进在于，水-空气热交换器的冷水入口通过一号管道系统连接至冷水源，水-空气热交换器的热水出口通过二号管道系统与水-水或水-蒸汽热交换器的第一工质入口相连。

本发明进一步的改进在于，水-水或水-蒸汽热交换器的第一工质出口通过三号管道系统与供热的热用户相连。