[实用新型]燃气-蒸汽联合循环机组余热综合利用系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及能源技术领域，尤其涉及节能减排技术领域，特别涉及燃气-蒸汽联合循环机组余热综合利用技术领域。

背景技术

城市冬季采暖系统采用天燃气作为能源之后，供热能力与相同发电量的燃煤热电厂相比要小很多，且降低了排放。现有冬季供热系统通常采用燃气蒸汽联合循环供热机组，包括2台M701F4型燃气轮机，2台余热锅炉和1台可纯凝、可抽凝、可背压运行蒸汽轮发电机组。但上述燃气蒸汽联合循环供热机组存在一些缺陷，一方面在冬季供热运行工况时，烟囱排烟温度相对较高，锅炉效率下降，且排烟被排到大气中既浪费能源又影响环境；另一方面，以往余热锅炉脱硝方案确定尿素溶液采用天然气作为加热热源，通过热解炉制成氨气。但采用天然气作为加热热源需要设置燃烧器和天然气调压、加热系统，且要考虑防爆问题，运行成本也较高。此外，在非供热工况运行时，烟气热网加热器长期处于干烧状态，且烟气热网换热器的阻力较大，和热网加热器并联运行时压力不匹配，如果不设增压风机很难达到设计的预热效果。

发明内容

本实用新型为解决上述问题，一方面，针对燃气蒸汽联合循环供热机组冬季供热工况时烟囱排烟温度较高的特点，通过在余热锅炉尾部设置外置式热网水水换热器降低余热锅炉烟囱排烟温度，以增加供热量，进一步提高机组热力循环效率，且节约了能源。采用本专利的技术方案后，在按热网供回水温度130/70℃设计条件下单台余热锅炉可多增加供热22.5MW，本实用新型应用两台机组可多增加供热能力45MW。

本实用新型的技术方案在供热的同时同步实施脱硝降低烟囱出口NO_X含量，为此设置尿素热解系统，该系统采用50%浓度尿素溶液作为脱硝系统还原剂氨气的制备原料，在燃机SCR脱硝开创性地提出采用燃机排出的高温烟气直接作为尿素热解的热源。利用燃机排气作为热源后，热解系统变得比较简单，调节能力强，氨逃逸控制好，易于操作。此外，采用了燃机排气直接加热的方法，省略了电加热器等或燃烧器等大型设备，操控极为简单，节约了大量的运行成本。

本实用新型提供一种燃气-蒸汽联合循环机组余热综合利用系统，包括燃气轮机、余热锅炉、蒸汽轮发电机组，其特征在于，在所述余热锅炉的尾部设置外置式热网水水换热器，该系统还包括将燃机排气的一部分作为热源应用于尿素热解系统。

特别地，所述外置式热网水水换热器与凝结水加热器合作成一个受热面。

进一步地，所述余热锅炉包括凝结水加热器和再循环泵，抽取部分所述凝结水加热器出口高温凝结水间接加热热网水。

优选，所述燃气轮机包括2台M701F4型燃气轮机，所述余热锅炉为2台，所述蒸汽轮发电机组为1台可纯凝、可抽凝、可背压运行蒸汽轮发电机组。

此外，所述尿素热解系统包括计量和分配装置、热解炉、雾化喷枪、热风机和控制系统。

通过上述几方面，本实用新型一方面充分利用了燃气-蒸汽联合循环机组的余热，提高了供热效率，节约了能源；另一方面，抽取部分余热作为尿素热解系统的能源，使得尿素热解系统简单、安全、降低了运行成本。

附图说明

图1是本实用新型外置式热网水加热系统流程图；

图2是本实用新型利用燃机排气作为脱硝系统热源的尿素热解系统。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

附图1为本实用新型外置式热网水加热系统流程图。现有供热系统包括燃气轮机、余热锅炉、蒸汽轮发电机组，其中余热锅炉在冬季纯冷凝工况给水温度只有30℃左右，但是在供热工况时给水温度提高至75℃；即余热锅炉设计边界条件在两种工况下存在较大差异。如果按照纯冷凝工况确定余热锅炉方案，在供热工况时不但蒸汽参数有较大变化，最主要的是余热锅炉排烟温度126℃，大大降低了对能源的利用率。

本实用新型的技术方案借用了余热锅炉配置的凝结水加热器1及其再循环泵2，再循环泵2的作用是提高凝结水温度、防止管道低温腐蚀，需增大凝结水加热器1换热面积和再循环泵2的设计流量，每台余热锅炉增设1台外置式烟气余热利用热网水加热器3，抽取部分低压省煤器1出口高温凝结水间接加热热网水。该方案对余热锅炉正常运行影响较小，由于凝结水水质好于热网循环水，因此也不存在烟气换热器腐蚀、结垢等问题，另外解决了换热器干烧的问题，热网水侧阻力和热网加热器等其它换热设备阻力较好匹配。

事实上，为了降低排烟温度，在余热锅炉末级受热面的出口增加了烟气热网水加热器，但是单纯地增加烟气热网水加热器存在诸多问题：