一种天然气电厂燃料供应系统及方法与流程

    技术2025-04-11  6


    本发明涉及天然气电厂的,具体而言,涉及一种天然气电厂燃料供应系统及方法。


    背景技术:

    1、天然气电厂供气系统是典型的高压差、大流量应用场景,高压差是因内部调压系统对高压来气降压后造成系统前后气压差值巨大,并由此产生极大的天然气温降,而燃气轮机对天然气温度有较严格的要求,故需要对降压后的天然气进行一系列加热和温度控制。

    2、目前,现有技术通常为在调压系统降压前对气源电加热或换热;但是,对降压前的天然气加热或换热存在设备工作温度上限问题,如调压器、安全切断阀等关键设备工作温度在60℃以下,故气源加热后的温度不能超过60℃,导致在巨大压降后低压端的温度偏低,且在降压带来温降后会导致天然气温度二次变化,其不稳定性不能准确控制进入燃气轮机的天然气温度从而影响燃气轮机的运行。


    技术实现思路

    1、本发明的目的是提供一种天然气电厂燃料供应系统及方法,旨在大幅降低能源成本,充分考虑利用余热和蒸汽作为热介质,减少现有技术加热能耗的成本。

    2、本发明的实施例通过以下技术方案实现:

    3、一方面,本发明公开了一种天然气电厂燃料供应系统,包括加热器、启动锅炉、余热锅炉、燃气轮机和蒸汽轮机;

    4、所述启动锅炉的入口、第一出口和第二出口分别与所述加热器连接;所述燃气轮机的入口与所述加热器连接,出口与所述余热锅炉的入口连接;所述余热锅炉的第一出口与所述蒸汽轮机连接,第二出口和第三出口分别与所述加热器连接。

    5、在进一步的技术方案中,所述加热器包括蒸汽部分、循环水部分和天然气部分;

    6、所述蒸汽部分具有设置在所述循环水部分内的第一管道,所述循环水部分具有设置在所述天然气部分的第二管道,所述循环水部分内的液体可在内部循环流动,所述天然气部分具有加热件;

    7、所述启动锅炉的入口与所述天然气部分连接,第一出口与所述蒸汽部分连接,第二出口与所述循环水部分连接;

    8、所述燃气轮机的入口与所述天然气部分连接;

    9、所述余热锅炉的第二出口与所述蒸汽部分连接,第三出口与所述循环水部分连接。

    10、在进一步的技术方案中,设置第一温度阈值,当所述天然气部分内的天然气的温度低于所述第一温度阈值时,所述加热件启动,所述启动锅炉的入口与所述天然气部分连通,所述燃气轮机的入口与所述天然气部分切断;

    11、当所述天然气部分内的天然气的温度达到所述第一温度阈值时,所述加热件关闭,所述启动锅炉的入口与所述天然气部分切断,所述燃气轮机的入口与所述天然气部分连通。

    12、在进一步的技术方案中,设置液位阈值,当所述循环水部分内的水位达到所述液位阈值时,所述启动锅炉的第二出口和所述余热锅炉的第二出口与所述循环水部分切断;

    13、当所述循环水部分内的水位低于所述液位阈值时,所述启动锅炉的第二出口和所述余热锅炉的第二出口与所述循环水部分连通。

    14、在进一步的技术方案中,设置第二温度阈值,当所述循环水部分内的温度达到所述第二温度阈值时,所述循环水部分内的液体在所述循环水部分内循环流动;

    15、当所述循环水部分内的温度低于所述第二温度阈值时,所述循环水部分内的液体静止。

    16、在进一步的技术方案中,所述加热器、启动锅炉、余热锅炉、燃气轮机和蒸汽轮机之间分别通过若干第三管道连接,若干所述第三管道上分别设有阀门。

    17、在进一步的技术方案中,所述启动锅炉的第一出口和所述余热锅炉的第二出口并联后与所述加热器连接;所述启动锅炉的第二出口和所述余热锅炉的第三出口并联后与所述加热器连接。

    18、在进一步的技术方案中,所述阀门的打开关闭可远程控制。

    19、在进一步的技术方案中,还包括发电机,所述蒸汽轮机的输出端与所述发电机连接。

    20、另一方面,本发明还公开了一种天然气电厂燃料供应方法,应用于上述天然气电厂燃料供应系统,包括以下步骤:

    21、低温天然气进入天然气部分,加热件加热天然气;当天然气的温度达到预设值后,进入启动锅炉内;

    22、启动锅炉燃烧天然气产生的液体进入循环水部分,启动锅炉燃烧天然气产生的气体进入蒸汽部分,经过第一管道对循环水部分内的液体加热;

    23、当循环水部分内的液体的温度达到预设值后,循环水部分内的液体经过第二管道对天然气部分内的天然气加热,再回到循环水部分,并在循环水部分中循环流动;

    24、当天然气部分内的天然气的温度达到预设值后,启动锅炉和加热件停止工作,天然气进入燃气轮机,产生大量烟气并通入余热锅炉;余热锅炉产生的一部分气体提供给蒸汽轮机,另一部分气体进入来气区域,余热锅炉产生的液体通向循环水部分。

    25、本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果:

    26、1、充分考虑利用余热和蒸汽作为热介质,减少现有技术加热能耗的成本;并且直接对降压后天然气在进入燃气轮机前直接进行温度控制,避免了现有技术先加温再降压产生温度偏差的问题,提供温度控制准确性;

    27、2、通过加热器的设置,将多热媒联动功能在一个设备中完成,减少了设备成本;

    28、3、通过多热媒联动的控制,可以对应和兼顾燃气轮机启动-中负荷-高负载等全过程的天然气温度的需求。



    技术特征:

    1.一种天然气电厂燃料供应系统,其特征在于,包括加热器、启动锅炉、余热锅炉、燃气轮机和蒸汽轮机;

    2.根据权利要求1所述的一种天然气电厂燃料供应系统,其特征在于,所述加热器包括蒸汽部分、循环水部分和天然气部分;

    3.根据权利要求2所述的一种天然气电厂燃料供应系统,其特征在于,设置第一温度阈值,当所述天然气部分内的天然气的温度低于所述第一温度阈值时,所述加热件启动,所述启动锅炉的入口与所述天然气部分连通,所述燃气轮机的入口与所述天然气部分切断;

    4.根据权利要求2所述的一种天然气电厂燃料供应系统,其特征在于,设置液位阈值,当所述循环水部分内的水位达到所述液位阈值时,所述启动锅炉的第二出口和所述余热锅炉的第二出口与所述循环水部分切断;

    5.根据权利要求2所述的一种天然气电厂燃料供应系统,其特征在于,设置第二温度阈值,当所述循环水部分内的温度达到所述第二温度阈值时,所述循环水部分内的液体在所述循环水部分内循环流动;

    6.根据权利要求1所述的一种天然气电厂燃料供应系统,其特征在于,所述加热器、启动锅炉、余热锅炉、燃气轮机和蒸汽轮机之间分别通过若干第三管道连接,若干所述第三管道上分别设有阀门。

    7.根据权利要求6所述的一种天然气电厂燃料供应系统,其特征在于,所述启动锅炉的第一出口和所述余热锅炉的第二出口并联后与所述加热器连接;所述启动锅炉的第二出口和所述余热锅炉的第三出口并联后与所述加热器连接。

    8.根据权利要求6所述的一种天然气电厂燃料供应系统,其特征在于,所述阀门的打开关闭可远程控制。

    9.根据权利要求1所述的一种天然气电厂燃料供应系统,其特征在于,还包括发电机,所述蒸汽轮机的输出端与所述发电机连接。

    10.一种天然气电厂燃料供应方法,其特征在于,应用于权利要求2所述的天然气电厂燃料供应系统,包括以下步骤:


    技术总结
    本发明公开了一种天然气电厂燃料供应系统及方法,系统包括加热器、启动锅炉、余热锅炉、燃气轮机和蒸汽轮机;所述启动锅炉的入口、第一出口和第二出口分别与加热器连接;所述燃气轮机的入口与加热器连接,出口与余热锅炉的入口连接;所述余热锅炉的第一出口与蒸汽轮机连接,第二出口和第三出口分别与加热器连接;方法包括预热启动模式、联动启动模式、联动预热模式和联动加热模式。本发明大幅降低能源成本,充分考虑利用余热和蒸汽作为热介质,减少现有技术加热能耗的成本;并且直接对降压后天然气在进入燃气轮机前直接进行温度控制,避免了现有技术先加温再降压产生温度偏差的问题,提供温度控制准确性。

    技术研发人员:王川,聂明,王林,彭本锋,粟昶,熊伟,王先锋,谢鸿冰,曾诚,张弛
    受保护的技术使用者:瑞星久宇燃气设备(成都)有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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