[其他]热回收系统

说明书

本发明涉及一种热回收系统，特别是涉及一种燃气涡轮废气的热回收系统，在一个具体实施方案中，它是涉及在一个蒸汽重整工厂使用的燃气涡轮废气的热回收系统。

许多加工工厂已经建立起蒸汽工作压力为100个大气压左右的蒸汽供应系统。这些工厂的绝大多数都是用天然煤气的蒸汽重整法来生产氨合成气体。

在这些工厂中，与当前工厂实际使用的40～50个大气压相比，采用如此高的蒸汽生成压力的主要理由是在这些工厂中需要将将所生成的蒸汽的大约一半用于40个大气压的蒸汽重整过程，而且其能量的大部分可以从一个较高压力通过蒸汽的膨胀扩散到40个大气压时产生出来。蒸汽的平衡主要是用于驱动压缩机和泵的冷凝式蒸汽透平。

许多工业既需要电力又需要生产用热，正在建立称为燃气涡轮组合热、电发生系统。绝大多数这类设备包括一个燃烧煤气的开环燃气涡轮发电机，其涡轮排出温度为1000°F的废气，流经一个废气加热锅炉以生成蒸汽。这些组合热电设备具有高的热效率，可达70%以上，以便使其生产出廉价的电力和生产用热。

在这类组合热电设备中，燃气涡轮排出的约为1000°F的废气，首先用于制出（有时过热）生产用蒸汽。生成压力一般是在40个大气压以下。然后将废气进一步用于制出低压蒸汽。这里是用于锅炉供水的加热和排气并有时用于蒸汽透平，冷的废气离开余热加热锅炉时的温度为250至300°F。

在上述大型蒸汽重整工厂中，在建立这类燃气涡轮热电组合机组时，对具有100个大气压的蒸汽系统关于燃气涡轮的热回收的集成问题已进行过研究。首先考虑的，应当是通过以高的热效率来产生工厂所用的电力来提高运行过程的经济性。

但是，对于这种构思存在这样一个问题，即如何产生具有600°F蒸发温度和100个大气压的蒸汽问题。在燃气涡轮中排出的1000°F的废气可以利用的热用于生成高压蒸汽的比例是非常有限的。在高压供水加热器的出口处的废气最低温度为500°F左右，而且当回收的热低于产生低压蒸汽所需要的温度水平，这就表示热回收是低水平的。

本发明可以使燃气涡轮排出的废气，以较高的比例用于产生100个大气压的蒸汽或与其相似的高压蒸汽。

按照本发明，将燃气涡轮中排出的废气通过一个废气热交换器，后者包括一个高压蒸汽过热加热器和一个高压供水加热器，排出的废气首先与高压蒸汽过热加热器接触，然后再与高压供水加热器接触。本发明也是一项致力于利用燃气涡轮废气，一个余热交换器和一个分离式蒸发器生产高压蒸汽的方法，包括将废气流过热交换器，首先与高压蒸汽过热加热器接接，然后再与高压供水加热器接触。

本发明进一步致力于一个热回收系统，它包括一个燃气涡轮，一个余热交换器和一个分离式蒸发器，上述余热交换器包括一个使废气从涡轮流至交换器的装置，该交换器包括一个高压蒸汽过热加热器和一个高压供水加热器。这种组合提供了一种提高高压蒸汽产量的完整的蒸汽系统，超过已有技术中用余热锅炉的燃气涡轮热回收系统。

附图的简要说明：

图1    表示本发明的热回收系统的一个实例的原理图;

图2    表示本发明的热回收系统在一个蒸汽重整工厂应用的另一实例的原理图。

按照本发明及图1实例所示，燃气涡轮废气从燃气涡轮7排出，在900至1200°F范围内但最好是在1000°F温度下进入一个余热交换器1。通过该交换器与一个高压蒸汽过热加热器2相接触，饱和蒸汽由蒸汽发生器8中流出，并流过过热加热器2。这时蒸汽是在90至150个大气压的高压下，但最好是在100个大气压左右，其温度一般为550°至650°F。虽然蒸汽的流量可以是任何合适的数值，一般的流量是在50，000磅/小时至150，000磅/小时范围内。蒸汽发生器可以是任何型式的蒸汽生产设备，例如在蒸汽重整系统中的蒸汽鼓筒。这种蒸汽是在一个高压蒸汽过热加热器2中，利用燃气涡轮废气进行过热处理的，使蒸汽温度达到800至1000°F左右，由燃气涡轮废气的温度决定。

然后，燃气涡轮废气与高压供水加热器3相接触，在加热器中把水的温度由200至500°F加热到400至600°F左右。高压供水加热器中的压力保持在90至150个大气压范围内。采用这加热器可以提供任何合适的流量，但一般情况其流量是在400，000磅/小时至600，000磅/小时范围内。

如图2所示，燃气涡轮废气然后可与热交换器相接触，这类交换器诸如供气加热器4，燃气加热器5和低压供水加热器6。燃气涡轮废气还可以与一个第二级高压供水加热器，一个蒸汽/排水加热器或者任何其它形式的热交换器相接触。最后，燃气涡轮废气由余热交换器中流出来时的温度是在250至450°F范围内。