CN108180074A - 一种天然气燃气电站乏气热量回收工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种天然气燃气电站乏气热量回收工艺，来自燃气轮机的高温乏气通过热风道送至一段蒸汽转化炉辐射段，所述高温乏气在一段蒸汽转化炉辐射段内被用作助燃空气，高温乏气中的氧气与燃料气发生燃烧反应，放出热量并产生高温烟气，燃料燃烧放出热量被回收，烟气温度得到降低。本发明通过将天然气燃气电站富含氧气的高温乏气用做一段蒸汽转化炉助燃空气，使一段蒸汽转化炉不再需要用做助燃空气的常温空气，从而提高了一段蒸汽转化炉的热效率，减少了燃料消耗，同时减少了整个装置的烟气排放量，达到了节能与环保的双重效果。与目前通用的通过余热锅炉回收高温乏气热量流程相比，本发明不但回收了高温乏气的显热，同时充分利用了乏气中所含的富氧。
Description
技术领域
本发明属于燃气电站的天然气化工技术领域，特别涉及一种天然气燃气电站乏气热量回收工艺。
背景技术
目现有典型的天然气燃气电站燃气轮机乏气工艺参数如下：
| 乏气组成 | 体积百分比V% |
| N2 | 71.22 |
| O2 | 11.92 |
| H2O | 12.3 |
| CO2 | 3.71 |
| Ar | 0.85 |
| 乏气温度 | 623℃ |
目前燃气轮机乏气中的热量回收主要是通过余热锅炉实现的，高温乏气所含的热量经过余热锅炉的换热面，主要用来生产高温高压蒸汽以及预热锅炉给水。
由此可见，通过上述过程，高温乏气通过余热锅炉只是简单的回收了其中的显热。而从上表可以看出，高温乏气中含11.92%（V%）的氧气，而天然气正常燃烧所产生的烟气中残氧含量只有2.0%（V%）左右，可见，目前对于燃气轮机高温乏气的利用仅在于其热量的回收，而对于乏气中的氧气并未有充分的利用。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种既能够回收高温乏气的显热，同时又能充分利用乏气中所含富氧的天然气燃气电站乏气热量回收工艺。
本发明的技术方案是这样实现的：一种天然气燃气电站乏气热量回收工艺，其特征在于：来自燃气轮机的高温乏气通过热风道送至一段蒸汽转化炉辐射段，所述高温乏气在一段蒸汽转化炉辐射段内被用作助燃空气，高温乏气中的氧气与燃料气发生燃烧反应，放出热量并产生高温烟气，燃料燃烧放出热量被回收，烟气温度得到降低。
本发明所述的天然气燃气电站乏气热量回收工艺，其所述燃料燃烧放出热量的一部分被转化管吸收，其余部分的热量随高温烟气进入一段蒸汽转化炉对流段，在对流段中，高温烟气的热量被回收。
本发明所述的天然气燃气电站乏气热量回收工艺，其低温烟气离开一段蒸汽转化炉对流段，并经过引风机送至烟囱排放到大气。
本发明通过将天然气燃气电站富含氧气的高温乏气用做一段蒸汽转化炉助燃空气，使一段蒸汽转化炉不再需要用做助燃空气的常温空气，从而提高了一段蒸汽转化炉的热效率，减少了燃料消耗，同时减少了整个装置的烟气排放量，达到了节能与环保的双重效果。与目前通用的通过余热锅炉回收高温乏气热量流程相比，本发明不但回收了高温乏气的显热，同时充分利用了乏气中所含的富氧。本发明的工艺流程特别适用于配置燃气电站的以天然气为原料生产合成氨、甲醇或天然气转化制氢的化工装置。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
图中标记：1为燃气轮机，2为一段蒸汽转化炉辐射段，3为一段蒸汽转化炉对流段，4为引风机，5为烟囱。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种天然气燃气电站乏气热量回收工艺，其主要涉及的设备包括燃气轮机1、一段蒸汽转化炉辐射段2、一段蒸汽转化炉对流段3、引风机4以及烟囱5，来自燃气轮机1的高温乏气通过热风道送至一段蒸汽转化炉辐射段2，所述高温乏气在一段蒸汽转化炉辐射段2内被用作助燃空气，高温乏气中的氧气与燃料气发生燃烧反应，放出热量并产生高温烟气，燃料燃烧放出热量的一部分被转化管吸收，用于提供转化管内烃类-蒸汽转化反应所需的热量，其余部分的热量随高温烟气进入一段蒸汽转化炉对流段3，在对流段中，高温烟气通过加热各种工艺物料，以使热量被进一步回收，烟气温度得到降低。低温烟气离开一段蒸汽转化炉对流段3，并经过引风机4送至烟囱5排放到大气。
本发明特别适用于配置燃气电站的以天然气为原料生产合成氨、甲醇或天然气转化制氢的化工装置，其充分利用了燃气电站燃气轮机乏气的高温（约620℃）以及富含氧气（氧气体积百分比约12%）的特性，结合以天然气为原料生产合成氨、甲醇或天然气转化制氢的化工装置一段蒸汽转化炉需要大量助燃空气的情况，将燃气电站燃气轮机排出的高温乏气用做一段蒸汽转化炉的助燃空气，同时回收其燃烧后高温烟气的热量，达到了更加有效利用燃气电站燃气轮机高温乏气的目的。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种天然气燃气电站乏气热量回收工艺，其特征在于：来自燃气轮机（1）的高温乏气通过热风道送至一段蒸汽转化炉辐射段（2），所述高温乏气在一段蒸汽转化炉辐射段（2）内被用作助燃空气，高温乏气中的氧气与燃料气发生燃烧反应，放出热量并产生高温烟气，燃料燃烧放出热量被回收，烟气温度得到降低。
2.根据权利要求1所述的天然气燃气电站乏气热量回收工艺，其特征在于：所述燃料燃烧放出热量的一部分被转化管吸收，其余部分的热量随高温烟气进入一段蒸汽转化炉对流段（3），在对流段中，高温烟气的热量被回收。
3.根据权利要求2所述的天然气燃气电站乏气热量回收工艺，其特征在于：低温烟气离开一段蒸汽转化炉对流段（3），并经过引风机（4）送至烟囱（5）排放到大气。
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