[发明专利]一种LNG电站联合循环机组进气温度调节系统及方法

说明书

本发明公开了一种LNG电站联合循环机组进气温度调节系统及方法，主要包括LNG气化冷能回收利用环节与机组烟气余热回收利用环节。在高温季节LNG气化冷能回收利用环节通过两级冷能换热系统回收LNG气化过程中的冷能制备冷却水，用来冷却机组进气，降低机组进气温度，从而增加机组出力和热效率，提高联合循环机组的调峰性能。在低温季节环节机组烟气余热回收利用环节通过热能换热系统回收联合循环机组发电过程中的烟气余热制备热水，用来加热机组进气，不仅能够防止进入机组的空气温度低于露点温度，造成空气内所含的水分结冰而威胁机组的安全运行，还能够提高机组满负荷时的净效率。

技术领域

本发明属于能源系统余能利用技术领域，具体涉及一种LNG电站联合循环机组进气温度调节系统及方法。

背景技术

LNG一般指液化天然气，主要成分是甲烷，及少量的乙烷和丙烷，是天然气经干燥净化处理后，通过低温工艺冷却液化形成的液态烷烃混合物，通常储存在-162℃、0.1MPa左右的低温储存罐内。LNG不仅可以作为燃料使用，而且自身携带大量高品位冷能，其气化过程释放的冷能高达830kJ/kg左右(包括气化潜热和升温至环境温度的显热)。LNG电站发电需要先对LNG进行气化升温，期间LNG的冷量通常会被外来媒介带走释放。

另外，LNG电站普遍配置大型F级燃气轮机联合循环机组，其余热锅炉排烟温度一般在90℃左右。由于LNG的成分中不含硫，无需考虑酸腐蚀等问题，相应的余热锅炉排烟露点温度等于烟气的水露点温度。因此，余热锅炉排烟温度理论上可降至60℃左右(考虑烟气温度应高出露点温度10℃左右)。

联合循环机组的出力随大气温度的增加而降低，如果将上述LNG气化冷能合理利用，作为冷源在高温季节用于降低机组进气温度，则可以有效提高机组出力，改善机组调峰性能。同时，机组进气是一个降压增速的过程，期间会有5℃左右的温降，如果将机组烟气余热合理利用，作为热源在低温季节用于提高机组进气温度，则可以有效防止温度过低导致机组发生“水堵、冰堵”的危险；目前联合循环机组进气温度的调节主要是利用汽轮机的供热抽汽或低压主蒸汽作为热源的同时制备冷源来实现的，但像这样抽取高品位汽源作为热媒会对机组出力和热效率产生不利影响。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提出一种LNG电站联合循环机组进气温度调节系统及方法，利用LNG冷能与烟气余热实现联合循环机组进气温度的调节，在不影响机组发电的同时，不仅对机组发电本身没有影响，而且符合能源梯级利用的原则，不会产生环境污染，同时还会提高机组运行的安全性和经济性。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种LNG电站联合循环机组进气温度调节系统，包括LNG气化冷能回收装置和机组烟气余热回收装置；

所述LNG气化冷能回收装置包括一级冷能换热器、冷媒罐、二级冷能换热器和冷却水箱；所述一级冷能换热器冷侧与LNG气化装置并联，一级冷能换热器热侧、冷媒罐和二级冷能换热器的冷侧串联，二级冷能换热器的热侧与冷却水箱和进气冷却器串联，进气冷却器设置燃气轮机进气通道中；

所述机组烟气余热回收装置包括依次串联的储水箱、热能换热器和进气加热器，所述热能换热器设置在燃气轮机进气通道中，进气加热器设置在余热锅炉烟气通道中。

优选的，所述LNG气化装置的入口端通过LNG干燥净化装置与LNG低温储存罐连接，LNG气化装置的出口端通过燃气轮机前置模块与燃气轮机连接。

优选的，所述一级冷能换热器冷侧的出口设置有辅热器，辅热器与燃气轮机前置模块的入口连通，一级冷能换热器冷侧的入口与LNG干燥净化装置的出口连接。

优选的，所述一级冷能换热器热侧入口与冷媒罐之间设置有冷媒泵和为冷媒阀。

优选的，所述冷却水箱的出口依次连接有冷却水泵和冷却水阀。

优选的，所述储水箱的出口设置有加热水泵和加热水阀。