[实用新型]一种综合利用联合循环机组废气余热的供热系统

说明书

本实用新型公开了一种综合利用联合循环机组废气余热的供热系统，主要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‑烟气热交换器，第二热交换器罩壳、余热锅炉、烟囱、管道系统等。本实用新型通过将原本直接排向大气的余热锅炉排烟余热和燃气轮机热通道冷却空气热交换器的高温排气的废热能量共同用于加热供热给水，起到综合利用联合循环机组废气余热的效果，降低了供热带来的一次能源消耗，将达到节能降耗的有益效果。

技术领域

本实用新型属于能源利用技术领域，具体涉及一种综合利用联合循环机组废气余热的供热系统。

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。

联合循环机组余热锅炉的排烟会带走大量热能，如F级联合循环机组余热锅炉排烟温度能超过90℃，排烟流量超过2000t/h，烟气余热不仅具有很高的利用潜力，其直接排放还会造成环境的热污染，因此，充分利用联合循环机组烟气余热已十分必要和迫切。

此外，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，能够综合利用联合循环机组废气余热，具备节能特征的供热系统。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，提供了一种综合利用联合循环机组废气余热的供热系统，既可综合利用余热锅炉的排烟余热以及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。

本实用新型采用以下技术方案来实现的：

一种综合利用联合循环机组废气余热的供热系统，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-烟气热交换器，第二热交换器罩壳以及余热锅炉；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，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，第一热交换器罩壳上设置有空气出入口；

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-烟气热交换器布置于余热锅炉内部，水-烟气热交换器设置有水出入口和烟气出入口。

本实用新型进一步的改进在于，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。

本实用新型进一步的改进在于，水-空气热交换器的冷水入口通过第一管道系统连接至冷水源，水-空气热交换器的热水出口通过第二管道系统与水-烟气热交换器的水侧入口相连。