一种燃机电厂双热源露点加热系统及其工作方法与流程

本发明属于燃机电厂领域，尤其涉及一种燃机电厂双热源露点加热系统及其工作方法。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

2、燃机电厂的天然气调压站有对天然气增压或减压的功能。燃气轮机(以下简称燃机)对天然气的压力有要求，如进厂的天然气压力低于燃机的要求，则需在天然气调压站内增压后供给燃机；如进厂的天然气压力高于燃机的要求，则需在天然气调压站内减压后供给燃机。对于需要减压的调压站，根据焦耳-汤姆森效应天然气压力下降后会导致温度降低，压力每降低0.1mpa,天然气温度下降0.5℃左右。为了满足天然气过热度要求及燃机厂对天然气温度的要求，在减压前需对天然气加热。以某工程为例，天然气来气压力为5mpa，最低温度为-2℃；燃机对天然气压力要求为3.2mpa，温度要求为15℃。天然气压力从5mpa减到3.2mpa，温度将降低9℃，因此在减压前需将天然气温度加热到24℃后再减压。现有的技术对天然气加热主要有三种方式：

3、方案一：采用管壳式换热器，加热介质为蒸汽。蒸汽来自辅助蒸汽系统，在机组启动阶段由启动锅炉提供蒸汽，待机组启动后由蒸汽轮机(以下简称汽机)的抽汽提供蒸汽。其中，方案一弊端为：蒸汽为高品质热量，用汽机抽汽提供的高品质蒸汽来长期加热天然气比较浪费，该高品质的蒸汽应用来发电比较合理。启动锅炉冷态启动时间～2小时(即2小时候才能提供满参数的蒸汽)，启动锅炉提供启动蒸汽后，蒸汽管道还需暖管，暖管时间较长，制约了燃机电厂快速启动。

4、方案二：采用启动电加热器+管壳式换热器，管壳式换热器的加热介质为热水。热水来自余热锅炉低压省煤器出口。其中，方案二弊端为：天然气需要在机组设备启动前就加热，而在机组启动前余热锅炉无法提供热水，因此，如采用热水加热天然气则需额外设置一套启动电加热器，在启动阶段用该电加热器加热天然气，待机组启动余热锅炉可以产生热水后可停掉启动电加热器，改为由热水加热天然气。启动电加热器虽仅在启动阶段短期使用，但也有很大的安全隐患，如果电加热器出现故障有可能引起调压站爆炸的恶性事故。

5、方案三：采用管壳式换热器，加热介质为蒸汽和热水。在机组启动阶段由启动锅炉提供的蒸汽加热天然气，待机组启动后余热锅炉可产生热水后将加热介质切换成余热锅炉热水来加热天然气。其中，方案三弊端为：启动锅炉冷态启动时间～2小时(即2小时候才能提供满参数的蒸汽)。天然气调压站属于重大危险源，通常布置在厂区边界处。启动阶段蒸汽需要从主厂房引到调压站，蒸汽管道长度较长，通常要一两百米。启动阶段冷的蒸汽管道通蒸汽后蒸汽会在管道内凝结，需要将管道内蒸汽的凝结水排放掉(即通常所说的暖管)，待暖管结束后才可把蒸汽供给露点加热器。由于蒸汽管道较长，暖管时间也较长，通常要四十分钟以上。燃机电厂有调峰要求，需要燃机电厂快速启动，启动锅炉启动时间长，蒸汽管道暖管时间长，制约了燃机电厂快速启动。

技术实现思路

1、为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种燃机电厂双热源露点加热系统及其工作方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种燃机电厂双热源露点加热系统，其包括：

4、两个双热源露点加热器，这两个双热源露点加热器为一运一备运行模式；

5、每个双热源露点加热器的输入端均与电锅炉热水供水管路、余热锅炉热水供水管路和天然气进气管路相连通；

6、每个双热源露点加热器的输出端均与电锅炉热水回水管路、余热锅炉热水回水管路和天然气出口管路相连通；

7、两个双热源露点加热器的天然气进气管路的输入端和天然气出口管路的输出端还连接有天然气旁路管路；

8、当机组启动时，仅有电锅炉热水供水管路与运行的双热源露点加热器的输入端导通；当机组达到预设负荷时，将运行的双热源露点加热器的热源由电锅炉热水切换为余热锅炉热水。

9、作为一种实施方式，所述余热锅炉热水回水管路上设置有主增压泵，备用增压泵以及至少一个辅助增压泵还与主增压泵并联连接。

10、作为一种实施方式，当两台机组同时运行时，仅主增压泵运行，备用主增压泵处于备用状态，如果主增压泵故障，则切换到备用主增压泵。

11、作为一种实施方式，当只有一台机组运行，且该机组在第一阈值负荷以上运行时，仅主增压泵运行，备用主增压泵处于备用状态。

12、作为一种实施方式，当只有一台机组运行，且该机组负荷降低到第一阈值负荷以下时，切换到辅助增压泵,备用辅助增压泵处于备用状态，主增压泵和备用主增压泵不再工作。

13、作为一种实施方式，第一阈值负荷为60％的额定负荷。

14、作为一种实施方式，每个双热源露点加热器的输入端和输出端均设置有切换开关。

15、作为一种实施方式，所述电锅炉热水供水管路、余热锅炉热水供水管路、电锅炉热水回水管路和余热锅炉热水回水管路上均设置有调节阀、截止阀和止回阀。

16、作为一种实施方式，所述截止阀包括手动截止阀和气动截止阀。

17、本发明的第二个方面提供了一种基于如上述所述的燃机电厂双热源露点加热系统的工作方法。

18、基于如上述所述的燃机电厂双热源露点加热系统的工作方法，包括：

19、在机组启动阶段，将电锅炉热水供至运行的双热源露点加热器，将天然气加热，换热后的热水回水至电锅炉；

20、在机组运行阶段，根据同时运行的机组数量进行相应控制：

21、当两台机组同时运行，且机组达到30％额定负荷时，将电锅炉热水切换到余热锅炉热水；在30％-100％额定负荷工况下，运行的双热源露点加热器换热后的热水经主增压泵加压后回水至余热锅炉，备用主增压泵处于备用状态，辅助增压泵和备用辅助增压泵处于非工作状态下；

22、当一台机组运行，且机组达到30％额定负荷时，将电锅炉热水切换到余热锅炉热水，运行的双热源露点加热器换热后的热水经辅助增压泵加压后回水至余热锅炉，备用辅助增压泵处于备用状态，主增压泵和备用主增压泵处于非工作状态下；当机组达到60％额定负荷时，由辅助增压泵切换至主增压泵；在60％-100％额定负荷工况下，主增压泵工作，备用主增压泵处于备用状态，辅助增压泵和备用辅助增压泵处于非工作状态下。

23、本发明的有益效果是：

24、本发明的露点加热器的热源为双热源：电锅炉热水和余热锅炉热水。在机组启动阶段由电锅炉提供的热水加热天然气，待机组启动后余热锅炉可产生热水后将热源切换成余热锅炉的热水来加热天然气，电锅炉五分钟即可产生热水，可极大缩短机组启动时间。机组启动后不需要汽机产生的蒸汽加热天然气，这部分高品质的蒸汽用来发电，可取消启动电加热器，安全性大为提高，可缩短机组启动时间。

25、本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种燃机电厂双热源露点加热系统，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的燃机电厂双热源露点加热系统，其特征在于，所述余热锅炉热水回水管路上设置有主增压泵，备用增压泵以及至少一个辅助增压泵还与主增压泵并联连接。

3.如权利要求1所述的燃机电厂双热源露点加热系统，其特征在于，当两台机组同时运行时，仅主增压泵运行，备用主增压泵处于备用状态，如果主增压泵故障，则切换到备用主增压泵。

4.如权利要求1所述的燃机电厂双热源露点加热系统，其特征在于，当只有一台机组运行，且该机组在第一阈值负荷以上运行时，仅主增压泵运行，备用主增压泵处于备用状态。

5.如权利要求1所述的燃机电厂双热源露点加热系统，其特征在于，当只有一台机组运行，且该机组负荷降低到第一阈值负荷以下时，切换到辅助增压泵,备用辅助增压泵处于备用状态，主增压泵和备用主增压泵不再工作。

6.如权利要求4或5所述的燃机电厂双热源露点加热系统，其特征在于，第一阈值负荷为60％的额定负荷。

7.如权利要求1所述的燃机电厂双热源露点加热系统，其特征在于，每个双热源露点加热器的输入端和输出端均设置有切换开关。

8.如权利要求1所述的燃机电厂双热源露点加热系统，其特征在于，所述电锅炉热水供水管路、余热锅炉热水供水管路、电锅炉热水回水管路和余热锅炉热水回水管路上均设置有调节阀、截止阀和止回阀。

9.如权利要求8所述的燃机电厂双热源露点加热系统，其特征在于，所述截止阀包括手动截止阀和气动截止阀。

10.一种基于如权利要求1-9中任一项所述的燃机电厂双热源露点加热系统的工作方法，其特征在于，包括：

技术总结
本发明属于燃机电厂领域，提供了一种燃机电厂双热源露点加热系统及其工作方法。其中，燃机电厂双热源露点加热系统包括两个双热源露点加热器，每个双热源露点加热器的输入端均与电锅炉热水供水管路、余热锅炉热水供水管路和天然气进气管路相连通，每个双热源露点加热器的输出端均与电锅炉热水回水管路、余热锅炉热水回水管路和天然气出口管路相连通；两个双热源露点加热器的天然气进气管路的输入端和天然气出口管路的输出端还连接有天然气旁路管路。

技术研发人员：徐磊,张斌,周广杰,宋举星,李波,鲍鹤鸣,张建杰,翟学飞,张怡,周曰
受保护的技术使用者：山东电力工程咨询院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16