燃气蒸汽机组烟气余热与排汽余热解耦回收系统的制作方法

1.本发明涉及热回收技术领域，具体涉及一种燃气蒸汽机组烟气余热与排汽余热解耦回收系统。


背景技术：

2.为改善当地城市环境，国内外一些城市建设燃气机组和余热锅炉为商业和居民采暖提供供热热源。随着我国城市建设的快速发展，城市的商业和居民供暖需求逐年增大，原设计的供热能力已不能满足逐年增长的供热需求，需持续进行供热改造来保障供热。近年来，国内一些燃气蒸汽联合循环机组开展了汽轮机组高背压、低压缸供热灵活性切缸等供热改造。
3.对于燃气蒸汽联合循环机组，汽轮机高背压运行时，汽轮机排汽余热和余热锅炉的烟气余热都可用于供暖，然而传统的燃气蒸汽联合循环机组余热技术多针对于烟气余热回收，未涉及燃气蒸汽联合循环机组汽机排汽余热和烟气余热的解耦回收利用，降低了能源利用效率。


技术实现要素：

4.本发明实施例的目的是提供一种燃气蒸汽机组烟气余热与排汽余热解耦回收系统，以解决现有技术中燃气蒸汽联合循环机组余热回收效率较低的问题。
5.为了实现上述目的，本发明实施例提供一种燃气蒸汽机组烟气余热与排汽余热解耦回收系统，包括：第一介质通道，被配置为输送第一介质；
6.烟气余热回收部件，被配置为利用燃气蒸汽机组的烟气的烟气余热加热所述第一介质通道中的所述第一介质；
7.排汽余热回收部件，被配置为利用汽轮机的排汽的排汽余热加热所述第一介质通道中的所述第一介质；
8.其中，所述排汽余热回收部件沿所述第一介质通道输送所述第一介质的方向设置于所述烟气余热回收部件的后端。
9.可选地，所述烟气余热回收部件包括：一级回收部件和二级回收部件；所述燃气蒸汽机组的烟气依次通过所述一级回收部件和所述二级回收部件；所述一级回收部件被配置为利用所述烟气余热加热所述第一介质；所述二级回收部件被配置为吸收降温后的烟气余热。
10.可选地，所述烟气通过所述一级回收部件后的温度大于所述烟气的露点。
11.可选地，所述烟气余热回收部件还包括：排烟通道，所述排烟通道与所述二级回收部件连通，所述二级回收部件的烟气通过所述排烟通道排出，所述排烟通道设置有容纳部，所述容纳部用于收集所述排烟通道中的冷凝水。
12.可选地，燃气蒸汽机组烟气余热与排汽余热解耦回收系统还包括：热泵组件，所述热泵组件与烟气余热回收部件并列布置，被配置为加热所述第一介质。
13.可选地，所述烟气余热回收部件包括：一级回收部件和二级回收部件；所述燃气蒸汽机组的烟气依次通过所述一级回收部件和所述二级回收部件；所述一级回收部件被配置为利用所述烟气余热加热所述第一介质；所述二级回收部件被配置为吸收降温后的烟气余热；
14.所述热泵组件包括：第二介质通道、冷凝部和蒸发部，所述第二介质通道中容纳有第二介质，所述冷凝部被配置为加热所述第一介质，所述蒸发部被配置为利用所述二级回收部件的烟气加热所述第二介质。
15.可选地，所述排汽余热回收部件包括：凝汽部件，所述凝汽部件被配置为冷凝所述汽轮机的排汽，以加热所述第一介质。
16.可选地，所述凝汽部件包括：第一凝汽部和第二凝汽部；所述第一凝汽部沿所述第一介质通道1输送所述第一介质的方向设置于所述第二凝汽部的前方；所述汽轮机的排汽分别通入所述第一凝汽部和所述第二凝汽部。
17.可选地，所述排汽余热回收部件还包括：进汽压缩部件，所述进汽压缩部件被配置为压缩通入所述第二凝汽部的排汽压强。
18.可选地，燃气蒸汽机组烟气余热与排汽余热解耦回收系统还包括：加热器，所述加热器沿所述第一介质通输送所述第一介质的方向设置于所述排汽余热回收部件的后端，所述加热器被配置为加热所述第一介质。
19.本技术实施例提供的燃气蒸汽机组烟气余热与排汽余热解耦回收系统能够让燃气蒸汽联合循环机组在冬季供暖期供暖时适用，弥补了常规的余热回收装置多针对于烟气余热回收的缺点，充分地利用了烟气和排汽的余热，提高了余热回收效率。
20.本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
21.附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
22.图1为本发明实施例提供的烟气余热回收部件的结构示意图；
23.图2为本发明实施例提供的排汽余热回收部件的结构示意图；
24.图3为本发明实施例提供的热泵组件的结构示意图。
25.附图标记说明
26.1、第一介质通道；2、烟气余热回收部件；3、热泵组件；
27.4、凝汽部件；5、排烟通道；6、容纳部；7、余热锅炉；
28.8、第三介质通道；9、增压泵；10、进汽压缩部件；
29.11、加热器；12、排汽装置；13、空冷岛；14、汽轮机；
30.21、一级回收部件；22、二级回收部件；31、第二介质通道；
31.32、冷凝部；33、蒸发部；34、循环压缩部件；35、阀体；
32.41、第一凝气部；42、第二凝气部；100、排汽余热回收部件。
具体实施方式
33.以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
34.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。
35.在本技术实施例的描述中，技术术语“第一”、“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本技术实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
36.为了便于理解本发明的构思，在介绍本发明之前，先对燃气蒸汽机组烟气余热与排汽余热解耦回收系统的工作流程进行说明：
37.第一介质通道1中的第一介质分两路分别通过热泵组件3和一级回收部件21进行吸热升温。同时，热泵组件3中的第二介质流经二级回收部件22，通过自一级回收部件21的排入二级回收部件22中的烟气对第二介质进行加热。随后第一介质通道1依次流经第一凝气部41和第二凝气部42，在第一凝气部41和第二凝气部42对第一介质进行加热后，第一介质通过加热器11后流出。
38.参照图1和图2，本发明实施例提供了一种燃气蒸汽机组烟气余热与排汽余热解耦回收系统，该系统包括：第一介质通道1，被配置为输送第一介质；烟气余热回收部件2，被配置为利用燃气蒸汽机组的烟气的烟气余热加热第一介质通道1中的第一介质；排汽余热回收部件100，被配置为利用汽轮机14的排汽的排汽余热加热第一介质通道1中的第一介质；其中，排汽余热回收部件100沿第一介质通道1输送第一介质的方向设置于烟气余热回收部件2的后端。
39.第一介质可以是水，如生活用水或者工业用水。在本技术实施例的燃气蒸汽机组烟气余热与排汽余热解耦回收系统应用于电力领域中时，第一介质可以是热网循环水。
40.烟气余热回收部件2加热第一介质时，可以直接通过烟气对第一介质通道1进行加热，以加热第一介质通道1中的第一介质，并降低烟气温度，也可以通过烟气加热传导件，通过传导件对第一介质通道1进行加热。同理，排汽余热回收部件100加热第一介质时，可以直接通过汽轮机14排汽对第一介质通道1进行加热，以加热第一介质通道1中的第一介质，并降低排汽温度，也可以通过汽轮机14排汽加热传导件(未示出)，通过传导件对第一介质通道1进行加热。
41.通过烟气余热回收部件2对烟气余热进行回收，通过排汽余热回收部件100对排汽的余热进行回收，回收的余热用于加热第一介质，一方面，提高了提高了能量利用效率，使得燃气蒸汽机组的烟气余热和排汽余热均能够充分利用；另一方面，通过烟气余热回收部件2和排汽余热回收部件100分别对第一介质进行加热，提高了对第一介质的加热效率，降低了加热第一介质时的能耗。
42.将排汽余热回收部件100设置于烟气余热回收部件2的后端，保证了第一介质对烟气的降温效果。
43.在本实施例中，第一介质可以依次经过烟气余热回收部件2加热和排汽余热回收部件100加热，也可以部分通过烟气余热回收部件2和排汽余热回收部件100加热，部分仅通
过烟气余热回收部件2加热或排汽余热回收部件100加热，使得不仅提高了提高了能量利用效率，使得燃气蒸汽机组的烟气余热与排汽余热均能够充分利用，还提高了对第一介质的加热效率，降低了加热第一介质时的能耗。
44.可选地，参照图1，烟气余热回收部件2包括：一级回收部件21和二级回收部件22；燃气蒸汽机组的烟气依次通过一级回收部件21和二级回收部件22；一级回收部件21被配置为利用烟气余热加热第一介质；二级回收部件22被配置为吸收降温后的烟气余热。
45.一级回收部件21可以包括第一烟道(未示出)，第一烟道内设置有第一换热部(未示出)，第一介质可以是第一换热部的冷却介质，烟气通过第一烟道时，通过第一换热部降低烟气的温度，并提高第一介质的温度。
46.二级回收部件22可以包括第二烟道(未示出)，第二烟道内设置有第二换热部(未示出)，烟气通过第二烟道时，通过第二换热部降低烟气的温度。
47.在本实施例中，第一换热部和第二换热部可以是板式换热器。板式换热器的工作原理和结构为本领域技术人员所公知的内容，此处不再赘述。
48.在本实施例中，通过一级回收部件21和二级回收部件22对烟气余热进行回收，提高了对烟气余热的利用效果。
49.可选地，参照图1，烟气通过一级回收部件21后的温度大于烟气的露点。
50.基于前述，在一级回收部件21包括第一烟道，二级回收部件22包括第二烟道的实施例中，从第一烟道排出进入第二烟道前的温度大于烟气的露点。
51.在本实施例中，由于第一烟道中的烟气温度大于其露点，降低了第一烟道中产生烟气发生冷凝的风险，使得在一级回收部件21无需进行冷凝水的回收，精简了工序。
52.可选地，参照图1，烟气余热回收部件2还包括：排烟通道5，排烟通道5与二级回收部件22连通，二级回收部件22的烟气通过排烟通道5排出，排烟通道5设置有容纳部6，容纳部6用于收集排烟通道5中的冷凝水。
53.根据当前国内外的相关研究和工程应用案例，一般燃气机组排放的烟气中水露点温度在40℃左右，因此，在本技术实施例中，假若通入一级回收部件21的烟气温度大于70
°
，一级回收部件21可以将烟气温度降至略高于烟气露点的温度，如41
°‑
47
°
之间的任意温度，二级回收部件22可以将烟气温度降低至烟气露点以下，如10
°‑
39
°
之间的任意温度。
54.在本实施例中，通过二级回收部件22对烟气进行降温后，烟气的温度可以降低至露点以下，在通过排烟通道5排出烟气时，排烟通道5中产生冷凝水，通过容纳部6对冷凝水进行回收利用，提高了资源利用效率。
55.可选地，参照1和图3，燃气蒸汽机组烟气余热与排汽余热解耦回收系统还包括：热泵组件3，热泵组件3与烟气余热回收部件2并列布置，被配置为加热第一介质。
56.可选地，参照图1，烟气余热回收部件2包括：一级回收部件21和二级回收部件22；燃气蒸汽机组的烟气依次通过一级回收部件21和二级回收部件22；一级回收部件21被配置为利用烟气余热加热第一介质；二级回收部件22被配置为吸收降温后的烟气余热；热泵组件3包括：第二介质通道31、冷凝部32和蒸发部33，第二介质通道31中容纳有第二介质，冷凝部32被配置为加热第一介质，蒸发部33被配置为利用二级回收部件22的烟气加热第二介质。
57.第二介质可以是循环水，第二介质通道31可以是封闭循环的通道，第二介质在第
二介质通道31中流通，热泵组件3工作时，蒸发部33将第二介质通道31中的第二介质升温蒸发，当第二介质流通至冷凝部32时，此时第一介质能够对第二介质进行换热降温，使得第二介质的温度降低，第一介质的温度升高。
58.蒸发部33可以仅利用二级回收部件22的烟气对第二介质进行加热，例如，蒸发部33可以设置第三介质通道8，第三介质通道8中容纳有第三介质，第三介质可以是循环水，第三介质通道8通入二级回收部件22内，使得烟气余热能够传递至蒸发部33，也可以是通过二级回收部件22的烟气以及加热设备(未示出)的共同作用对第二介质进行加热，即不仅通过烟气加热第二介质，并且蒸发部33处还设置有加热设备。
59.第二介质通道31还可以设置有循环压缩部件34，循环压缩部件34设置于蒸发部33和冷凝部32之间，第二介质在蒸发部33升温后，首先流通至循环压缩部件34，随后通过循环压缩部件34对第二介质进行升压，进一步提高第二介质的温度并使得第二介质能够向冷凝部32流动。
60.在一实施例中，循环压缩部件34可以是电动压缩机。
61.第二介质通道31还可以设置有阀体35，阀体35可以设置于蒸发部33和冷凝部32之间，并与循环压缩部件34分别设置于蒸发部33的不同侧，例如，循环压缩部件34可以设置于蒸发部33的出口侧，阀体35可以设置于蒸发部33的入口侧。通过阀体35可以调节第二介质流量，阀体35还可以具有单向导通功能，例如，阀体35可以使单向阀，防止第二介质在第二介质通道31中倒流。
62.在一实施例中，第一介质通道1和第三介质通道8上可以分别设置有增压泵9，以输送介质，并提高介质的压强。
63.可选地，参照图2，排汽余热回收部件100包括：凝汽部件4，凝汽部件4被配置为冷凝汽轮机14的排汽，以加热第一介质。
64.凝汽部件4可以是凝汽器，第一介质可以是凝汽器的冷却介质，当排汽通入凝汽器中时，第一介质对排汽进行冷却，第一介质的温度升高，实现加热第一介质的目的，同时排汽发生冷凝，便于回收排汽。
65.凝汽器的工作原理和结构本领域的技术人员所公知的内容，此处不再赘述。
66.可选地，参照图2，凝汽部件4包括：第一凝汽部(未示出)和第二凝汽部(未示出)；第一凝汽部沿第一介质通道1输送第一介质的方向设置于第二凝汽部的前方；汽轮机14的排汽分别通入第一凝汽部和第二凝汽部。
67.在一实施例中，排汽余热回收部件100还可以包括排汽装置12，用于将第一凝气部41和第二凝气部42未能冷凝的排汽排出。
68.在本实施例中，通过将凝气部件设为置第一凝汽部和第二凝汽部，使得排汽可以分为两个部分，从而提高了凝汽部件4对排汽的冷却效果。
69.可选地，参照图2，排汽余热回收部件100还包括：进汽压缩部件10，进汽压缩部件10被配置为压缩通入第二凝汽部的排汽压强。
70.在一实施例中，进汽压缩部件10可以是采用电力驱动的离心式蒸汽压缩机。
71.在本实施例中，由于第一介质在烟气余热回收部件2的作用下初步升温，使得第一介质对排汽的降温效果降低，通过进汽压缩部件10对排汽进行加压，进一步提高排汽的温度，充分利用排汽所含热量，提高了排汽对第一介质的加热效果。
72.可选地，参照图2，燃气蒸汽机组烟气余热与排汽余热解耦回收系统还包括：加热器11，加热器11沿第一介质通道1输送第一介质的方向设置于排汽余热回收部件100的后端，加热器11被配置为加热第一介质。
73.加热器11能够在第一介质的温度不满足使用需求时，进一步加热第一介质，提高其温度，满足使用需求。
74.加热器11可以是电加热器11，也可以是燃气加热器11。
75.在本实施例中，通过在排汽余热回收部件100的后端设置加热器11，能够进一步加热第一介质的温度，使其能够满足使用需求。
76.在上述实施例中，排汽余热回收部件100还可以包括空冷岛13，用于对排汽进行冷却，提高对排汽的冷却效果。
77.在上述实施例中，根据需要，第一介质可以部分通入第一介质通道1流经烟气余热回收部件2的部分，其余部分穿过烟气余热回收部件2直接通入第一介质通道1流经排汽余热回收部件100。
78.描述组合的术语“基本由
…
构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。
79.以上仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。

技术特征：
1.一种燃气蒸汽机组烟气余热与排汽余热解耦回收系统，其特征在于，包括：第一介质通道，被配置为输送第一介质；烟气余热回收部件，被配置为利用燃气蒸汽机组的烟气的烟气余热加热所述第一介质通道中的所述第一介质；排汽余热回收部件，被配置为利用汽轮机的排汽的排汽余热加热所述第一介质通道中的所述第一介质；其中，所述排汽余热回收部件沿所述第一介质通道输送所述第一介质的方向设置于所述烟气余热回收部件的后端。2.根据权利要求1所述的燃气蒸汽机组烟气余热与排汽余热解耦回收系统，其特征在于，所述烟气余热回收部件包括：一级回收部件和二级回收部件；所述燃气蒸汽机组的烟气依次通过所述一级回收部件和所述二级回收部件；所述一级回收部件被配置为利用所述烟气余热加热所述第一介质；所述二级回收部件被配置为吸收降温后的烟气余热。3.根据权利要求2所述的燃气蒸汽机组烟气余热与排汽余热解耦回收系统，其特征在于，所述烟气通过所述一级回收部件后的温度大于所述烟气的露点。4.根据权利要求3所述的燃气蒸汽机组烟气余热与排汽余热解耦回收系统，其特征在于，所述烟气余热回收部件还包括：排烟通道，所述排烟通道与所述二级回收部件连通，所述二级回收部件的烟气通过所述排烟通道排出，所述排烟通道设置有容纳部，所述容纳部用于收集所述排烟通道中的冷凝水。5.根据权利要求1所述的燃气蒸汽机组烟气余热与排汽余热解耦回收系统，其特征在于，还包括：热泵组件，所述热泵组件与烟气余热回收部件并列布置，被配置为加热所述第一介质。6.根据权利要求5所述的燃气蒸汽机组烟气余热与排汽余热解耦回收系统，其特征在于，所述烟气余热回收部件包括：一级回收部件和二级回收部件；所述燃气蒸汽机组的烟气依次通过所述一级回收部件和所述二级回收部件；所述一级回收部件被配置为利用所述烟气余热加热所述第一介质；所述二级回收部件被配置为吸收降温后的烟气余热；所述热泵组件包括：第二介质通道、冷凝部和蒸发部，所述第二介质通道中容纳有第二介质，所述冷凝部被配置为加热所述第一介质，所述蒸发部被配置为利用所述二级回收部件的烟气加热所述第二介质。7.根据权利要求1-6中任一项所述的燃气蒸汽机组烟气余热与排汽余热解耦回收系统，其特征在于，所述排汽余热回收部件包括：凝汽部件，所述凝汽部被配置为冷凝所述汽轮机的排汽，以加热所述第一介质。8.根据权利要求7所述的燃气蒸汽机组烟气余热与排汽余热解耦回收系统，其特征在于，所述凝汽部件包括：第一凝汽部和第二凝汽部；所述第一凝汽部沿所述第一介质通道输送所述第一介质的方向设置于所述第二凝汽部的前方；所述汽轮机的排汽分别通入所述第一凝汽部和所述第二凝汽部。9.根据权利要求8所述的燃气蒸汽机组烟气余热与排汽余热解耦回收系统，其特征在于，所述排汽余热回收部件还包括：进汽压缩部件，所述进汽压缩部件被配置为压缩通入所述第二凝汽部的排汽压强。10.根据权利要求1-6中任一项所述的燃气蒸汽机组烟气余热与排汽余热解耦回收系
统，其特征在于，还包括：加热器，所述加热器沿所述第一介质通道输送所述第一介质的方向设置于所述排汽余热回收部件的后端，所述加热器被配置为加热所述第一介质。

技术总结
本发明实施例提供一种燃气蒸汽机组烟气余热与排汽余热解耦回收系统，属于热回收技术领域。该系统包括第一介质通道、烟气余热回收部件和排汽余热回收部件；第一介质通道被配置为输送第一介质，烟气余热回收部件被配置为利用燃气蒸汽机组的烟气的烟气余热加热第一介质通道中的第一介质，排汽余热回收部件被配置为利用汽轮机的排汽的排汽余热加热第一介质通道中的第一介质；所述排汽余热回收部件沿第一介质通道输送第一介质的方向设置于烟气余热回收部件的后端。该系统充分利用烟气和排汽的余热，提高了燃气蒸汽联合循环机组余热回收效率。效率。效率。


技术研发人员：任兵
受保护的技术使用者：国家能源集团科学技术研究院有限公司
技术研发日：2023.02.03
技术公布日：2023/6/12