垃圾焚烧及燃气-蒸汽联合发电系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种垃圾焚烧及燃气-蒸汽联合发电系统。


背景技术：

2.随着社会经济快速发展，生活垃圾越来越多，垃圾焚烧发电技术越来越重要。通过垃圾焚烧锅炉产生过热蒸汽，推动蒸汽轮机转动继而带动发电机运行。但是垃圾焚烧发电技术效率偏低，如果结合燃气轮机和储能技术进行联合循环发电，将大大提高系统整体发电效率。
3.在垃圾焚烧和燃气轮机联合循环 (gtcc) 发电厂中，燃气轮机可以通过运行带轴功率的发电机直接发电。燃气涡轮发动机的热废气可在热回收蒸汽发生器 (hrsg) 内产生过热蒸汽，该蒸汽可用于推动旋转蒸汽涡轮轴以进一步发电。然而，燃气涡轮发动机的热废气仍然有相当多的余热没有被充分利用，造成资源浪费。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理的垃圾焚烧及燃气-蒸汽联合发电系统，回收燃气涡轮发动机的热废气热量，通过将热能存储在蓄热单元中，然后在高峰期释放热能以增加发电量，从而将低电价时期的发电能量升级为更高的价值，以生产高价电力。
5.本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：一种垃圾焚烧及燃气-蒸汽联合发电系统，包括垃圾焚烧蒸汽发生系统、燃气轮机、蒸汽轮机和废气换热烟道；垃圾焚烧蒸汽发生系统与蒸汽轮机连接；燃气轮机与废气换热烟道连接；其特征在于：还包括蓄热单元、第一热交换器和第二热交换器；第一热交换器设置在废气换热烟道中；第二热交换器的热流体进口与垃圾焚烧蒸汽发生系统连接，热流体出口与蒸汽轮机的蒸汽进口连接；蓄热单元包括热罐和冷罐；冷罐的出口与第一热交换器的冷流体进口连接，第一热交换器的冷流体出口与热罐的进口连接，热罐的出口与第二热交换器的冷流体进口连接，第二热交换器的冷流体出口与冷罐的进口连接。
6.本实用新型所述的垃圾焚烧蒸汽发生系统包括蒸汽塔、垃圾焚烧锅炉和蒸汽混合器；垃圾焚烧锅炉的蒸汽出口与蒸汽塔的蒸汽进口连接；蒸汽塔的蒸汽出口与蒸汽混合器的蒸汽进口连接；蒸汽混合器的蒸汽出口与蒸汽轮机的蒸汽进口连接。
7.本实用新型还包括热回收蒸汽发生器，热回收蒸汽发生器设置在废气换热烟道中，热回收蒸汽发生器的热流体出口与蒸汽混合器的热流体进口连接。
8.本实用新型在在冷罐的出口和第一热交换器的冷流体进口之间设置有泵。
9.本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：回收燃气涡轮发动机的热废气热量，通过将热能存储在蓄热单元中，然后在高峰期释放热能以增加发电量，从而将低电价时期的发电能量升级为更高的价值，以生产高价电力。因此，电厂使用本实用新型可以提高整体性能，在基本负载下以更高的功率输出和更低的热耗率运行，以及增加利润，能够以
更高的价格出售更多的电力。
附图说明
10.图1为本实用新型实施例的结构示意图。
具体实施方式
11.下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。
12.本实用新型实施例包括、燃气轮机1、蒸汽轮机2、热回收蒸汽发生器3、蓄热单元4、第一热交换器5、第二热交换器6、废气换热烟道10和垃圾焚烧蒸汽发生系统。
13.垃圾焚烧蒸汽发生系统包括蒸汽塔11、垃圾焚烧锅炉12和蒸汽混合器13。垃圾焚烧锅炉12的蒸汽出口与蒸汽塔11的蒸汽进口连接。垃圾焚烧锅炉12通过燃烧生活垃圾产生过热蒸汽并送至蒸汽塔11；蒸汽塔11的蒸汽出口与蒸汽混合器13的蒸汽进口连接；蒸汽混合器13的蒸汽出口与蒸汽轮机2的蒸汽进口连接。
14.燃气轮机1的废气出口与废气换热烟道10连接。燃气轮机1通过厂区外单独所供天然气推进运行，继而排放高温废气，高温废气进入废气换热烟道10中。废气换热烟道10中设置有用于调节排气流过的风门。
15.热回收蒸汽发生器3设置在废气换热烟道10中，热回收蒸汽发生器3的热流体出口与蒸汽混合器13的热流体进口连接，热回收蒸汽发生器3从废气中提取热量并将加热的流体供应到蒸汽混合器13，与蒸汽塔11出来的过热蒸汽进行混合，然后送入蒸汽轮机2。
16.第一热交换器5设置在废气换热烟道10中，用于将热能从废气传递到储热工质。第一热交换器5包括熔盐加热器或废气冷却器。
17.第二热交换器6用于将存储热量与被加热蒸汽进行交换，提高蒸汽温度，第二热交换器6包括熔盐冷却器或水蒸发器。第二热交换器6的热流体进口与蒸汽混合器13的蒸汽出口连接，第二热交换器6的热流体出口与蒸汽轮机2的蒸汽进口连接。
18.蓄热单元4储存蓄热工质，用于将热能释放到从蒸汽混合器13供应的加热蒸汽中，以补充蒸汽轮机2的发电。蓄热单元4包括热罐7、冷罐8和泵9，冷罐8容纳处于冷态的蓄热工作介质，热罐7容纳处于加热状态的蓄热工作介质。冷罐8的出口与第一热交换器5的冷流体进口连接，在冷罐8的出口和第一热交换器5的冷流体进口之间设置有泵9，泵9使储热工质循环通过第一热交换器5和第二热交换器6以及在冷罐8和热罐7之间。第一热交换器5的冷流体出口与热罐7的进口连接，热罐7的出口与第二热交换器6的冷流体进口连接，第二热交换器6的冷流体出口与冷罐8的进口连接。蓄热单元4中的储热工质可以包括液体存储介质，例如熔盐。热罐7可以作为单独的或隔离的储存容器，可以将热的或加热的储热工质与冷的或冷却的储热工质分开，从而避免不同状态的储热工质混合，这样，每个热罐7可以根据需要被绝缘以提高系统效率；此外，单独的热罐可以方便排空储热工质，也有利于单独维护。
19.本实用新型在具体实施时，用厂区外提供的天然气推动燃气轮机2运行，用排气加热蓄热工质，将蓄热工作介质储存在蓄热单元4中，将热量从储热工质传递到加热蒸汽。在将热量从储热工质传递到加热的蒸汽之后，将冷的储热工质存储在冷罐8中或用废气加热储热工质之后将储热工质储存在热罐7中。
20.本实用新型的工作原理：在储热工质被冷却的情况下，来自热罐7的蓄热工质可以通过管线流向第二热交换器6，在第二热交换器6内，来自储热工质的热量可以传递到去蒸汽轮机2的加热蒸汽中，从而冷却储热工质；储热工质被冷却后，储热工质可以通过管线流回冷罐8。可以在发电厂的峰值功耗期间运行，从而可以使用来自储热工质的额外热量来提高全厂热效率和发电厂的总功率输出。
21.此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明。凡依据本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。


技术特征：
1.一种垃圾焚烧及燃气-蒸汽联合发电系统，包括垃圾焚烧蒸汽发生系统、燃气轮机、蒸汽轮机和废气换热烟道；垃圾焚烧蒸汽发生系统与蒸汽轮机连接；燃气轮机与废气换热烟道连接；其特征在于：还包括蓄热单元、第一热交换器和第二热交换器；第一热交换器设置在废气换热烟道中；第二热交换器的热流体进口与垃圾焚烧蒸汽发生系统连接，热流体出口与蒸汽轮机的蒸汽进口连接；蓄热单元包括热罐和冷罐；冷罐的出口与第一热交换器的冷流体进口连接，第一热交换器的冷流体出口与热罐的进口连接，热罐的出口与第二热交换器的冷流体进口连接，第二热交换器的冷流体出口与冷罐的进口连接。2.根据权利要求1所述的垃圾焚烧及燃气-蒸汽联合发电系统，其特征在于：所述的垃圾焚烧蒸汽发生系统包括蒸汽塔、垃圾焚烧锅炉和蒸汽混合器；垃圾焚烧锅炉的蒸汽出口与蒸汽塔的蒸汽进口连接；蒸汽塔的蒸汽出口与蒸汽混合器的蒸汽进口连接；蒸汽混合器的蒸汽出口与蒸汽轮机的蒸汽进口连接。3.根据权利要求2所述的垃圾焚烧及燃气-蒸汽联合发电系统，其特征在于：还包括热回收蒸汽发生器，热回收蒸汽发生器设置在废气换热烟道中，热回收蒸汽发生器的热流体出口与蒸汽混合器的热流体进口连接。4.根据权利要求1所述的垃圾焚烧及燃气-蒸汽联合发电系统，其特征在于：在冷罐的出口和第一热交换器的冷流体进口之间设置有泵。

技术总结
本实用新型提供一种垃圾焚烧及燃气-蒸汽联合发电系统，回收燃气涡轮发动机的热废气热量，通过将热能存储在蓄热单元中，然后在高峰期释放热能以增加发电量，从而将低电价时期的发电能量升级为更高的价值，以生产高价电力。垃圾焚烧蒸汽发生系统与蒸汽轮机连接；燃气轮机与废气换热烟道连接；第一热交换器设置在废气换热烟道中；第二热交换器的热流体进口与垃圾焚烧蒸汽发生系统连接，热流体出口与蒸汽轮机的蒸汽进口连接；蓄热单元包括热罐和冷罐；冷罐的出口与第一热交换器的冷流体进口连接，第一热交换器的冷流体出口与热罐的进口连接，热罐的出口与第二热交换器的冷流体进口连接，第二热交换器的冷流体出口与冷罐的进口连接。第二热交换器的冷流体出口与冷罐的进口连接。第二热交换器的冷流体出口与冷罐的进口连接。


技术研发人员：罗茂强 余刘发 谢立钢 姚健男 许佳平 徐泽民 覃君智
受保护的技术使用者：中国联合工程有限公司
技术研发日：2022.12.14
技术公布日：2023/5/26