利用瓦斯发电富余蒸汽及溴化锂制冷技术对瓦斯脱水装置的制作方法

本实用新型涉及一种瓦斯发电装置，具体为一种利用瓦斯发电富余蒸汽及溴化锂制冷技术对瓦斯脱水装置。

背景技术：

瓦斯气体是煤矿的伴生气体，瓦斯主要成分为甲烷，纯度高，热值高。

在高瓦斯矿井下进行采掘时要对瓦斯进行预抽放。抽放得到的瓦斯气可以作为发电能源。因此在高瓦斯矿地区建立瓦斯发电厂，不仅可以提高能源利用水平，还能防止瓦斯排放带来的温室效应。在晋煤集团，瓦斯发电项目利用矿井下抽放的瓦斯气带动60台燃气发动机组发电，产生高温尾气通过12台余热锅炉换热产生蒸汽带动4台汽轮发电机组发电。瓦斯发电前要对瓦斯气进行脱水处理，一般是通过冷冻的方式使瓦斯气中的水蒸气凝结。瓦斯发电预处理系统原有设计采用氟利昂为制冷剂的冷干机对瓦斯气进行脱水除湿的。设计进气温度为20℃，而储气柜来气的40℃，原有冷干机降温除湿能力经常不能满足发电要求，致使压缩机出口瓦斯气温度高于60℃度，不能保证电厂燃气发动机满负荷稳定运行，故需对瓦斯降温除湿系统进行改造。

在发电系统中12台余热锅炉产生的蒸汽除发电利用外，富余蒸汽达6T/小时。而现有技术中有一种溴化锂制冷技术，在溴化锂吸收式制冷机运行过程中，当溴化锂水溶液在发生器内受到热媒水的加热后，溶液中的水不断汽化；随着水的不断汽化，发生器内的溴化锂水溶液浓度不断升高，进入吸收器；水蒸气进入冷凝器，被冷凝器内的冷却水降温后凝结，成为高压低温的液态水；当冷凝器内的水通过节流阀进入蒸发器时，急速膨胀而汽化，并在汽化过程中大量吸收蒸发器内冷媒水的热量，从而达到降温制冷的目的；在此过程中，低温水蒸气进入吸收器，被吸收器内的溴化锂水溶液吸收，溶液浓度逐步降低，再由循环泵送回发生器，完成整个循环。如此循环不息，连续制取冷量。

因此，我们考虑使用富余的蒸汽作为溴化锂制冷技术的热原，对瓦斯气进行制冷脱水处理。

技术实现要素：

本实用新型为了解决瓦斯发电系统中仅仅使用氟利昂冷干机，瓦斯气体冷却效果不良，导致脱水效果不佳的技术问题，提供了一种利用瓦斯发电富余蒸汽及溴化锂制冷技术对瓦斯脱水装置。

本实用新型的技术方案是，一种利用瓦斯发电富余蒸汽及溴化锂制冷技术对瓦斯脱水装置，包括瓦斯气柜、压缩机，在瓦斯气柜和压缩机之间并联设有氟利昂冷干机和溴化锂制冷系统，所述的溴化锂制冷系统包括高温发生器，低温发生器，冷凝器，蒸发器，吸收器，换热器，低温热交换器，高温热交换器，所述的余热锅炉蒸汽管连接高温发生器、高温发生器液体出口通过高温热交换器连接低温发生器，高温发生器的气体出口连接冷凝器，低温发生器的气体出口连接冷凝器，所述的冷凝器连接蒸发器，低温发生器的液体出口连接吸收器，蒸发器下侧连接吸收器，吸收器下侧出液管依次穿过低温热交换器、高温热交换器连接高温发生器，所述的蒸发器侧面设有循环管，在循环管上设有换热器，所述的换热器穿接在瓦斯输送管上。

瓦斯发电系统启动时利用系统原有冷干机冷却瓦斯气，发电系统正常运行后，锅炉开始产生大量的余热，然后将冷干机切换到溴化锂制冷系统冷却瓦斯气。对瓦斯气脱水除湿，温度降到10℃左右。既解决了富余蒸汽外排的问题，又减少了原有用电进行冷却的冷干机的用电，节约了厂用电。改造后设备运行安全稳定，避免了氟利昂的环境影响，年节电200万度。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图

图2为溴化锂冷却系统结构示意图

图中：1-瓦斯气柜、2-氟利昂冷干机、3-溴化锂制冷系统、4-压缩机、5-阀门、6-阀门、7-高温发生器、8-低温发生器、9-冷凝器、10-循环管、11-换热器、12-蒸发器、13-瓦斯输送管、14-吸收器、15-低温热交换器、16-高温热交换器、17-余热锅炉蒸汽管。

具体实施方式

如图1所示意，一种利用瓦斯发电富余蒸汽及溴化锂制冷技术对瓦斯脱水装置，包括瓦斯气柜1、压缩机4，在瓦斯气柜1和压缩机4之间并联设有氟利昂冷干机2和溴化锂制冷系统3，如图2所示意，所述的溴化锂制冷系统3包括高温发生器7，低温发生器8，冷凝器9，蒸发器12，吸收器14，换热器11，低温热交换器15，高温热交换器16，

所述的余热锅炉蒸汽管17连接高温发生器7、高温发生器7液体出口通过高温热交换器16连接低温发生器8，高温发生器7的气体出口连接冷凝器9，低温发生器8的气体出口连接冷凝器9，所述的冷凝器9连接蒸发器12，低温发生器8的液体出口连接吸收器14，蒸发器12下侧连接吸收器14，吸收器14下侧出液口依次穿过低温热交换器15、高温热交换器16连接高温发生器7，所述的蒸发器12侧面设有循环管10，在循环管10上设有换热器11，所述的换热器11穿接在瓦斯输送管13上。

具体过程是，启动氟利昂冷干机，对气柜中送出的瓦斯气进行冷却，然后将冷却后的瓦斯气送入压缩机内脱水，然后进入燃气机组进行燃烧，燃气机组带动发电机进行发电，发电过程中由于冷却机组而产生大量水蒸气余热，然后关闭阀门6并且停止氟利昂冷干机，打开阀门5，使瓦斯气通过瓦斯输送管13进入溴化锂冷却系统，

余热气体首先进入装有稀溴化锂溶液的高温发生器7，使高温发生器7内的稀溴化锂溶液蒸发，产生的水蒸汽进入冷凝器9内，稀溴化锂溶液经过一次蒸发后再进入低温发生器8内进行二次蒸发变成浓溴化锂溶液，其产生水蒸汽也进入冷凝器9内，在冷凝器9内，水蒸汽冷却为高压低温的冷剂水，冷剂水进入蒸发器12内，体积膨胀汽化形成冷剂蒸汽，吸收热量使蒸发器12内温度降低。蒸发器12内的循环管10内的冷却水不断被冷却，然后通过换热器11冷却瓦斯气体。

蒸发器12内的冷剂蒸汽变为冷剂水进入吸收器14，同时高温发生器7和低温发生器8产生的浓溴化锂溶液也被送入吸收器14，浓溴化锂溶液吸收冷剂水变为稀溴化锂溶液，稀溴化锂溶液通过低温热交换器15、高温热交换器16再进入高温发生器7，再进行下一次制冷循环。

结合瓦斯电厂的整体布局，利用原有供热站场地，布置两台双效溴化锂制冷机组。利用12台余热锅炉产生的富余蒸汽，带动两台双效溴化锂制冷机组进行冷却瓦斯气。瓦斯发电系统启动时利用系统原有冷干机冷却瓦斯气，发电系统正常运行后，氟利昂冷干机切换到溴化锂制冷机组冷却瓦斯气。