CN110285636B - 一种lng冷能与余热锅炉余热制冷的联立供冷*** - Google Patents
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Abstract
本发明一种LNG冷能与余热锅炉余热制冷的联立供冷***，LNG气化***布置在LNG储罐旁，与LNG冷能利用***采用并联方式驳接，当LNG冷能利用时，部分LNG进入高压水浴式气化器中气化后，作为燃料进入燃气轮机中；LNG冷能利用***通过两级换热***回收LNG气化的冷能，并将该部分冷能用于制得5℃的冷水，并输送至供冷管道***；从供冷管道***返回的12℃的水，返回至LNG冷能利用***；余热锅炉烟气余热制冷***用于制得5℃的冷水并输送至供冷管道***；供冷管道***用于将从LNG冷能利用***和余热锅炉烟气余热制冷***来的5℃的冷水经管道输送至各用冷用户，从用冷用户换热升温后的12℃的水，分配至LNG冷能利用***和余热锅炉烟气余热制冷***，形成循环。
Description
技术领域
本发明属于电厂余热、余冷利用领域，具体涉及一种LNG冷能与余热锅炉余热制冷的联立供冷***。
背景技术
LNG是天然气经过脱水脱硫处理，通过低温工艺冷冻液化形成的低温液体混合物，温度为-162℃。LNG不仅可以作为燃料使用，同时自身携带大量高品位冷能。LNG气化过程中的冷能达到约830kJ/kg(包括LNG的气化潜热和升温至环境温度的显热)。目前，电站在使用LNG作为燃料时，通常需要先对其气化升温。在该过程中，LNG携带的冷量通常被外来水带走。通过回收利用LNG冷能不仅对天然气燃料本身没有消耗，而且不会产生附加的环境污染。同时，将回收的LNG冷能制得空调冷水，实现集中供冷，也具有较好的经济效益。
目前大型F级联合循环机组的余热锅炉排烟温度一般为90℃左右。如电厂使用的燃料是LNG，则燃料成分中不含硫，无需考虑余热锅炉的酸腐蚀等问题，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，理论上，余热锅炉烟气可降至的极限温度为约60℃(考虑烟气温度应高出露点温度10℃)。如能将排烟中的余热通过增加尾部受热面的方式，转化为热水，并通过热水型溴化锂冷水机组制得空调冷水，实现集中供冷，不仅符合能源梯级利用的目标，也可为电厂带来可观的经济收益。
发明内容
本发明的目的是针对用户的用冷需要，提出一种电厂的LNG冷能与余热锅炉烟气余热制冷的联立供冷***，考虑到城市日益增长的用冷需求，从实现能源梯级利用、提升电厂经济效益的目标出发，该***适用于使用LNG作为燃料的联合循环电厂。通过使用该***可充分利用电厂的LNG冷能与余热锅炉烟气余热制冷，使电厂成为区域的集中供冷中心。
本发明采用如下技术方案来实现的：
一种LNG冷能与余热锅炉余热制冷的联立供冷***，包括LNG气化***、LNG冷能利用***、余热锅炉烟气余热制冷***和供冷管道***；其中，
LNG气化***布置在LNG储罐旁，与LNG冷能利用***采用并联方式驳接，包括高压水浴式气化器，当LNG冷能利用时，部分LNG进入高压水浴式气化器中气化后，作为燃料进入燃气轮机中；
LNG冷能利用***通过两级换热***回收LNG气化的冷能，并将该部分冷能用于制得5℃的冷水，并输送至供冷管道***；从供冷管道***返回的12℃的水，返回至LNG冷能利用***，形成循环；
余热锅炉烟气余热制冷***用于制得5℃的冷水并输送至供冷管道***；
供冷管道***用于将从LNG冷能利用***和余热锅炉烟气余热制冷***来的5℃的冷水经管道输送至各用冷用户，从用冷用户换热升温后的12℃的水，分配至LNG冷能利用***和余热锅炉烟气余热制冷***，形成循环。
本发明进一步的改进在于，LNG冷能利用***包括两级换热***，工作时，一级换热***的冷媒储罐中的冷媒进入一级换热***的换热器中与LNG换热、降温后，经过一级换热***的冷媒泵，再送入二级换热***的换热器中；换热、升温后的LNG进入辅热器中加热，再作为燃料进入燃气轮机中；二级换热***的水储罐中12℃水进入二级换热***的换热器与冷媒换热，降温至5℃的冷水后，经二级换热***的水泵进入供冷管道***；从供冷管道***返回的12℃的水输送至二级换热***的水储罐中，再进入二级换热***的换热器中换热降温，形成制冷循环。
本发明进一步的改进在于，余热锅炉烟气余热制冷***包括余热锅炉凝结水加热器、热水型溴化锂制冷机和余热锅炉***的水泵，工作时，余热锅炉烟气出口处的余热锅炉凝结水加热器的出口处引出的热水送至热水型溴化锂制冷机中，换热后返回至余热锅炉凝结水加热器的进口处，凝结水加热器的出口处的其余热水则进入除氧蒸发器和除氧汽包中，被加热为饱和蒸汽；热水型溴化锂制冷机制得5℃的冷水，经余热锅炉***的水泵送至供冷管道***；从供冷管道***返回的12℃的水输送至热水型溴化锂制冷机中制冷，形成循环。
本发明进一步的改进在于，供冷管道***包括第一水储罐、第二水储罐以及供冷管道***的水泵，工作时，从LNG冷能利用***和余热锅炉烟气余热制冷***制得的5℃的冷水汇入第一水储罐中，并经供冷管道***的水泵，由铺设好的供至各用冷用户的管道输送至各用冷用户；用冷用户换热升温后的12℃的水，经各用冷用户返回的管道，返回至第二水储罐中，再分别输送至LNG冷能利用***和余热锅炉烟气余热制冷***进行制冷降温，形成循环。
本发明进一步的改进在于，当LNG冷能利用***的供冷量无法满足供冷需求时，开启余热锅炉烟气余热制冷***进行制冷，以满足供冷需求；当LNG冷能利用***的供冷量超过供冷需求时，则关闭余热锅炉烟气余热制冷***，仅使用LNG冷能利用***进行供冷。
本发明进一步的改进在于，当电厂不使用LNG而是仅使用管道天然气作为燃料时，则使用余热锅炉烟气余热制冷***进行供冷。
本发明具有如下有益的技术效果：
本发明提供的一种LNG冷能与余热锅炉余热制冷的联立供冷***，包括LNG气化***、LNG冷能利用***、余热锅炉烟气余热制冷***和供冷管道***，其中，LNG气化***与LNG冷能利用***采用并联方式驳接，当LNG冷能利用***不运行时，不影响主管道上工艺设备的正常生产；发生紧急情况时，可通过自控***将LNG冷能利用***的LNG流量降低，LNG将该气化***进行气化。
LNG冷能利用***通过两级换热***回收LNG气化的冷能，并将该部分冷能用于制得5℃的冷水，并输送至供冷管道***。从供冷管道***返回的12℃的水，通过水泵，返回至LNG冷能利用***，形成循环。当供冷需求较小或无需供冷时，可通过自控***减小或关闭LNG冷能利用***。
余热锅炉烟气余热制冷***从余热锅炉尾部的凝结水加热器抽出一股热水，通过供水管道输送至溴化锂冷水机组，热水在制冷机组内经降温形成温水后，通过回水管道和加压泵返回至凝结水泵出口管道，形成循环。同时，溴化锂冷水机组制得5℃的冷水并输送至供冷管道***。从供冷管道***返回的12℃的水，通过水泵，返回至烟气余热制冷***，形成循环。当供冷需求较小或无需供冷时，可通过自控***，减小或关闭从余热锅炉尾部的凝结水加热器抽出的热水量、减小或关闭供冷。
供冷管道***从LNG冷能利用***和余热锅炉烟气余热制冷***来的5℃的冷水先进入水储罐，再经管道输送至各用冷用户。从用冷用户换热升温后的12℃的水，返回至另一水储罐，并分配至LNG冷能利用***和余热锅炉烟气余热制冷***，形成循环。
附图说明
图1为本发明的整体***示意图。
图2为LNG冷能利用***示意图。
图3为余热锅炉烟气余热制冷***示意图。
图4为供冷管道***示意图。
附图标记说明：
1为LNG储罐；2为高压水浴式气化器；3为LNG冷能利用***；3A为一级换热***的冷媒储罐；3B为一级换热***的换热器；3C为一级换热***的冷媒泵；3D为二级换热***的换热器；3E为二级换热***的水泵；3F为二级换热***的水储罐；4为辅热器；5为燃气轮机；6为余热锅炉烟气余热制冷***；6A为余热锅炉凝结水加热器；6B为热水型溴化锂制冷机；6C为余热锅炉***的水泵；7为供冷管道***；7A为第一水储罐；7B为第二水储罐；7C为供至各用冷用户的管道；7D为各用冷用户返回的管道；7E为供冷管道***的水泵，8为除氧汽包，9为除氧蒸发器。
具体实施方式
下面将结合附图及实例对本发明作详细的介绍：
如图1所示，本发明提供的一种LNG冷能与余热锅炉烟气余热制冷的联立供冷***，包括：布置在LNG储罐1旁的LNG气化***。该LNG气化***与LNG冷能利用***3采用并联方式驳接。当LNG冷能利用时，部分LNG进入高压水浴式气化器2中气化后，作为燃料进入燃气轮机5中。
如图2所示，为LNG冷能利用***3。该***包括两级换热***。在正常运行情况下，一级换热***的冷媒储罐3A中的冷媒进入一级换热***的换热器3B中与LNG换热、降温后，经过一级换热***的冷媒泵3C，再送入二级换热***的换热器3D中；换热、升温后的LNG进入辅热器4中加热，再作为燃料进入燃气轮机5中；二级换热***的水储罐3F中12℃水进入二级换热***的换热器3D与冷媒换热，降温至5℃的冷水后，经二级换热***的水泵3E进入供冷管道***7。从供冷管道***7返回的12℃的水输送至二级换热***的水储罐3F中，再进入二级换热***的换热器3D中换热降温，形成制冷循环。
如图3所示，为余热锅炉烟气余热制冷***6。在正常运行情况下，余热锅炉烟气出口处的余热锅炉凝结水加热器6A的出口处引出的热水送至热水型溴化锂制冷机6B中，换热后返回至余热锅炉凝结水加热器6A的进口处；凝结水加热器6A的出口处的其余热水则进入除氧蒸发器9和除氧汽包8中，被加热为饱和蒸汽。热水型溴化锂制冷机6B制得5℃的冷水，经余热锅炉***的水泵6C送至供冷管道***7。从供冷管道***7返回的12℃的水输送至热水型溴化锂制冷机6B中制冷，形成循环。
如图4所示，为供冷管道***7。从LNG冷能利用***3和余热锅炉烟气余热制冷***6制得的5℃的冷水汇入第一水储罐7A中，并经供冷管道***的水泵7E，由铺设好的供至各用冷用户的管道7C输送至各用冷用户。用冷用户换热升温后的12℃的水，经各用冷用户返回的管道7D，返回至第二水储罐7B中，再分别输送至LNG冷能利用***3和和余热锅炉烟气余热制冷***6进行制冷降温，形成循环。
当LNG冷能利用***3的供冷量无法满足供冷需求时，开启余热锅炉烟气余热制冷***6进行制冷，以满足供冷需求；当LNG冷能利用***3的供冷量超过供冷需求时，则关闭余热锅炉烟气余热制冷***6，仅使用LNG冷能利用***3进行供冷；当电厂不使用LNG而是仅使用管道天然气作为燃料时，则使用余热锅炉烟气余热制冷***6进行供冷。
Claims (3)
1.一种LNG冷能与余热锅炉余热制冷的联立供冷***，其特征在于，包括LNG气化***、LNG冷能利用***(3)、余热锅炉烟气余热制冷***(6)和供冷管道***(7)；其中，
LNG气化***布置在LNG储罐(1)旁，与LNG冷能利用***(3)采用并联方式驳接，包括高压水浴式气化器(2)，当LNG冷能利用时，部分LNG进入高压水浴式气化器(2)中气化后，作为燃料进入燃气轮机(5)中；
LNG冷能利用***(3)通过两级换热***回收LNG气化的冷能，并将该部分冷能用于制得5℃的冷水，并输送至供冷管道***(7)；从供冷管道***(7)返回的12℃的水，返回至LNG冷能利用***(3)，形成循环；
余热锅炉烟气余热制冷***(6)用于制得5℃的冷水并输送至供冷管道***(7)；
供冷管道***(7)用于将从LNG冷能利用***(3)和余热锅炉烟气余热制冷***(6)来的5℃的冷水经管道输送至各用冷用户，从用冷用户换热升温后的12℃的水，分配至LNG冷能利用***(3)和余热锅炉烟气余热制冷***(6)，形成循环；
LNG冷能利用***(3)包括两级换热***，工作时，一级换热***的冷媒储罐(3A)中的冷媒进入一级换热***的换热器(3B)中与LNG换热、降温后，经过一级换热***的冷媒泵(3C)，再送入二级换热***的换热器(3D)中；换热、升温后的LNG进入辅热器(4)中加热，再作为燃料进入燃气轮机(5)中；二级换热***的水储罐(3F)中12℃水进入二级换热***的换热器(3D)与冷媒换热，降温至5℃的冷水后，经二级换热***的水泵(3E)进入供冷管道***(7)；从供冷管道***(7)返回的12℃的水输送至二级换热***的水储罐(3F)中，再进入二级换热***的换热器(3D)中换热降温，形成制冷循环；
余热锅炉烟气余热制冷***(6)包括余热锅炉凝结水加热器(6A)、热水型溴化锂制冷机(6B)和余热锅炉***的水泵(6C)，工作时，余热锅炉烟气出口处的余热锅炉凝结水加热器(6A)的出口处引出的热水送至热水型溴化锂制冷机(6B)中，换热后返回至余热锅炉凝结水加热器(6A)的进口处，凝结水加热器(6A)的出口处的其余热水则进入除氧蒸发器(9)和除氧汽包(8)中，被加热为饱和蒸汽；热水型溴化锂制冷机(6B)制得5℃的冷水，经余热锅炉***的水泵(6C)送至供冷管道***(7)；从供冷管道***(7)返回的12℃的水输送至热水型溴化锂制冷机(6B)中制冷，形成循环；
供冷管道***(7)包括第一水储罐(7A)、第二水储罐(7B)以及供冷管道***的水泵(7E)，工作时，从LNG冷能利用***(3)和余热锅炉烟气余热制冷***(6)制得的5℃的冷水汇入第一水储罐(7A)中，并经供冷管道***的水泵(7E)，由铺设好的供至各用冷用户的管道(7C)输送至各用冷用户；用冷用户换热升温后的12℃的水，经各用冷用户返回的管道(7D)，返回至第二水储罐(7B)中，再分别输送至LNG冷能利用***(3)和和余热锅炉烟气余热制冷***(6)进行制冷降温，形成循环。
2.根据权利要求1所述的一种LNG冷能与余热锅炉余热制冷的联立供冷***，其特征在于，当LNG冷能利用***(3)的供冷量无法满足供冷需求时，开启余热锅炉烟气余热制冷***(6)进行制冷，以满足供冷需求；当LNG冷能利用***(3)的供冷量超过供冷需求时，则关闭余热锅炉烟气余热制冷***(6)，仅使用LNG冷能利用***(3)进行供冷。
3.根据权利要求1所述的一种LNG冷能与余热锅炉余热制冷的联立供冷***，其特征在于，当电厂不使用LNG而是仅使用管道天然气作为燃料时，则使用余热锅炉烟气余热制冷***(6)进行供冷。
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