一种燃气发电机组余热回收系统的制作方法

本发明涉及燃气发电技术，尤其是一种燃气发电机组余热回收系统。

背景技术：

1、燃气轮机从20世纪50年代登上发电工业舞台以来，其发电效率和热效率都有很大提高，特别是燃气—蒸汽联合循环机组日渐成熟，燃气轮机的单机功率已超过334mw，热效率已达35%～41.92%，而联合循环机组的单机功率已达489.3mw，热效率已超过60%，为燃气发电在电力系统中地位的提高提供了技术支撑。

2、燃气发电过程中，天然气燃烧后的烟气中含有大量的水蒸气，烟气中水蒸气的汽化潜热通过蒸汽联合循环机组利用后仍含有较多热能，烟气直接排入大气既造成热量损失，还形成白色烟羽现象造成景观污染。如公布号为cn110425569a的中国专利文件公开的“一种采用烟气余热深度利用与烟气再循环的联合循环热电系统及方法”，采用烟气余热深度利用与烟气再循环的联合循环热电系统，显著降低了联合循环余热锅炉排烟温度，大幅度回收联合循环余热锅炉烟气余热，提高了能源利用效率，增加了机组的供热能力，具有显著的经济效益；该文件中，余热锅炉出口的较低温度的烟气送入冷凝式换热器，冷凝式换热器的烟气出口连接烟囱，冷凝式换热器的烟气出口的一部分低温烟气经过再循环风机送入混合器，混合器中环境空气与低温烟气充分混合后送至燃气轮机压气机入口。

3、如上所述，在现有的燃气发电机组余热回收利用中，通常使用余热锅炉、冷凝水换热器等对烟气热量进行回收，但是，现有的余热锅炉、冷凝水换热器结构设计不合理，亟待改进。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种燃气发电机组余热回收系统，用于解决现有余热锅炉、冷凝水换热器热量回收效率低的问题。

2、为了解决上述问题，本发明提供一种燃气发电机组余热回收系统，包括设置在燃气发电机组的烟气排放管路上的换热器，所述换热器的壳体上设有烟气入口、烟气出口、进水口和出水口，所述壳体包括外筒、内筒、上盖和下盖，所述外筒与所述内筒之间形成有下端开口的隔热腔，所述外筒的上侧设有与所述隔热腔连通的进水口，所述上盖上设有所述出水口； 所述内筒中还设有换热架，所述换热架包括多根平行设置的换热管，各所述换热管的下端均与所述隔热腔的下端连通，各所述换热管的上端均与所述出水口连通； 所述换热架的中心设有环形隔板，所述环形隔板与所述内筒之间形成有烟气流通腔，所述换热管均位于所述烟气流通腔内，所述烟气流通腔内还螺旋隔板，所述螺旋隔板的内沿与所述环形隔板的外壁抵触，所述螺旋隔板的外沿与所述内筒的内壁抵触，所述烟气流通腔内由所述螺旋隔板形成螺旋状的烟气通道，所述烟气通道的上端与所述烟气入口连通，所述烟气通道的下端与所述烟气出口连通 。

3、本发明提供的燃气发电机组余热回收系统还具有以下技术特征：

4、进一步地，所述外筒、所述内筒的上沿还设有上连接环板，所述外筒、所述内筒之间还设有靠近所述上连接环板的环形布流板，所述进水口位于所述上连接环板与所述环形布流板之间，所述环形布流板上设有均匀布置的第一通水孔；所述外筒、所述内筒的下沿还设有下连接环板，所述下连接环板设有均匀布置的第二通水孔 。

5、进一步地，所述隔热腔内还设有位于所述环形布流板、所述下连接环板之间的多个均匀布置的竖向导流板 。

6、进一步地，所述竖向导流板的下沿与所述下连接环板的上端面相接，所述下连接环板上的多个所述第二通水孔分别位于相邻的所述竖向导流板之间。

7、进一步地，所述竖向导流板的上沿与所述上连接环板的下端面之的距离大于等于所述环形布流板的径向宽度。

8、进一步地，所述环形隔板的上端设有向上伸出所述上盖的所述烟气入口，所述烟气入口通过径向连通管与所述烟气通道的上端连通，所述环形隔板的下端设有向下伸出所述下盖的所述烟气出口，所述烟气入口通过径向连通管与所述烟气通道的下端连通。

9、 进一步地，所述换热架包括上隔板、下隔板和多根平行设置的换热管，所述上隔板、所述下隔板的中心均设有与所述环形隔板对应的中心孔，所述上隔板、所述下隔板上分别设有与各所述换热管对应的通孔 。

10、进一步地，所述螺旋隔板上设有各所述换热管的穿孔，所述换热管穿设在所述螺旋隔板的穿孔内且与所述螺旋隔板焊接相连 。

11、进一步地，所述内筒的内壁上还均匀地凹设有多个竖向导水槽 。

12、进一步地，所述换热架上还设有位于所述下隔板上侧的集水隔板，所述螺旋隔板的下端与所述集水隔板的上端面相连；所述竖向导水槽向下延伸至所述集水隔板下侧，所述下隔板上还设有冷凝水出口 。

13、本发明具有如下有益效果：通过设置隔热腔，在隔热腔内向下流动的冷却水可有效降低外壳的温度，减少烟气中的热量通过外壳向壳体外的环境空气传递，减少烟气中热量的浪费；通过在圆环状的烟气流通腔内设置螺旋隔板形成的螺旋状的烟气通道，可有效增加烟气的流动路径，螺旋隔板与内筒、换热管、环形隔板接触，使得螺旋隔板被烟气加热后可通过内筒、换热管向冷却水传递热量，增加了烟气与冷却水的接触面积，使得热交换更充分，显著提高了换热器的热量回收效率。

技术特征：

1.一种燃气发电机组余热回收系统，包括设置在燃气发电机组的烟气排放管路上的换热器，所述换热器的壳体上设有烟气入口、烟气出口、进水口和出水口，其特征在于，所述壳体包括外筒、内筒、上盖和下盖，所述外筒与所述内筒之间形成有下端开口的隔热腔，所述外筒的上侧设有与所述隔热腔连通的进水口，所述上盖上设有所述出水口； 所述内筒中还设有换热架，所述换热架包括多根平行设置的换热管，各所述换热管的下端均与所述隔热腔的下端连通，各所述换热管的上端均与所述出水口连通； 所述换热架的中心设有环形隔板，所述环形隔板与所述内筒之间形成有烟气流通腔，所述换热管均位于所述烟气流通腔内，所述烟气流通腔内还螺旋隔板，所述螺旋隔板的内沿与所述环形隔板的外壁抵触，所述螺旋隔板的外沿与所述内筒的内壁抵触，所述烟气流通腔内由所述螺旋隔板形成螺旋状的烟气通道，所述烟气通道的上端与所述烟气入口连通，所述烟气通道的下端与所述烟气出口连通 。

2.根据权利要求1所述的燃气发电机组余热回收系统，其特征在于：所述外筒、所述内筒的上沿还设有上连接环板，所述外筒、所述内筒之间还设有靠近所述上连接环板的环形布流板，所述进水口位于所述上连接环板与所述环形布流板之间，所述环形布流板上设有均匀布置的第一通水孔；所述外筒、所述内筒的下沿还设有下连接环板，所述下连接环板设有均匀布置的第二通水孔 。

3.根据权利要求2所述的燃气发电机组余热回收系统，其特征在于：所述隔热腔内还设有位于所述环形布流板、所述下连接环板之间的多个均匀布置的竖向导流板 。

4.根据权利要求3所述的燃气发电机组余热回收系统，其特征在于：所述竖向导流板的下沿与所述下连接环板的上端面相接，所述下连接环板上的多个所述第二通水孔分别位于相邻的所述竖向导流板之间 。

5.根据权利要求3所述的燃气发电机组余热回收系统，其特征在于：所述竖向导流板的上沿与所述上连接环板的下端面之的距离大于等于所述环形布流板的径向宽度 。

6.根据权利要求1所述的燃气发电机组余热回收系统，其特征在于：所述环形隔板的上端设有向上伸出所述上盖的所述烟气入口，所述烟气入口通过径向连通管与所述烟气通道的上端连通，所述环形隔板的下端设有向下伸出所述下盖的所述烟气出口，所述烟气入口通过径向连通管与所述烟气通道的下端连通 。

7.根据权利要求1所述的燃气发电机组余热回收系统，其特征在于：所述换热架包括上隔板、下隔板和多根平行设置的换热管，所述上隔板、所述下隔板的中心均设有与所述环形隔板对应的中心孔，所述上隔板、所述下隔板上分别设有与各所述换热管对应的通孔 。

8.根据权利要求7所述的燃气发电机组余热回收系统，其特征在于：所述螺旋隔板上设有各所述换热管的穿孔，所述换热管穿设在所述螺旋隔板的穿孔内且与所述螺旋隔板焊接相连 。

9.根据权利要求7所述的燃气发电机组余热回收系统，其特征在于：所述内筒的内壁上还均匀地凹设有多个竖向导水槽 。

10.根据权利要求9所述的燃气发电机组余热回收系统，其特征在于：所述换热架上还设有位于所述下隔板上侧的集水隔板，所述螺旋隔板的下端与所述集水隔板的上端面相连；所述竖向导水槽向下延伸至所述集水隔板下侧，所述下隔板上还设有冷凝水出口 。

技术总结
本发明涉及一种燃气发电机组余热回收系统，包括设置在燃气发电机组的烟气排放管路上的换热器，换热器的壳体包括外筒、内筒、上盖和下盖，外筒与内筒之间形成有下端开口的隔热腔；内筒中还设有换热架，换热架包括多根下端均与隔热腔的下端连通的换热管，各换热管的上端均与出水口连通；换热架的中心设有环形隔板，烟气流通腔内还螺旋隔板，烟气流通腔内由螺旋隔板形成螺旋状的烟气通道；通过设置隔热腔，可减少烟气中的热量通过外壳向壳体外的环境空气传递，减少烟气中热量的浪费；通过在圆环状的烟气流通腔内设置螺旋隔板形成的螺旋状的烟气通道，可有效增加烟气的流动路径，使得热交换更充分，可显著提高换热器的热量回收效率。

技术研发人员：韦博文,韩玺,邱建龙,高飞,牛长军
受保护的技术使用者：国电投周口燃气热电有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15