本發明專利技術涉及一種布列頓-蒸汽朗肯-氨蒸汽朗肯聯合循環發電裝置，采用燃氣輪發電機組的排氣作為蒸汽朗肯循環的熱源，蒸汽朗肯循環中的凝汽器作為低溫端卡琳娜循環的蒸發器，凝汽器采用正壓運行方式，高效回收高溫端蒸汽的汽化潛熱用于發電，從而將布列頓-蒸汽朗肯-卡琳娜循環復合在一起并形成可實施的聯合循環裝置，采用氨水混合物與煙氣間接換熱的方法，解決了卡琳娜循環機組安全運行的難題。聯合循環發電裝置發電過程產生的污染較傳統聯合循環發電技術減少達70%以上。本發明專利技術既可用于現有機組的節能改造，也可用于新建機組的設計、建造，特別適宜于缺水地區、缺電等地區的新建、擴建、改建發電機組，經濟、社會、環保效益顯著。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種布列頓-蒸汽朗肯-氨蒸汽朗肯聯合循環發電裝置，具體屬火力發電廠動力裝置
技術介紹
燃氣一蒸汽聯合循環因其熱效率高、啟動速度快、環保條件好、安裝周期短、投資費用低等一系列優點，加上近年來燃氣輪機技術的飛速發展，燃氣輪機單機功率也不斷加大，聯合循環研究已經弓丨起世界各國的重視和實施。國外聯合循環發電技術的研究始于上個世紀60年代末，經過幾十年的發展，目前，美國、英國、日本等許多發達國家的燃氣一蒸汽聯合循環發電技術已比較成熟，其供電效率已達到50%以上。如美國CE公司為53%左右；ABB公司為48% 51.9% ;三菱重工為51% 52%。許多公司(如美國Texco公司、比利時CMI公司等)都具有比較成熟的聯合循環余熱鍋爐性能設計、系統優化、結構優化、生產制造技術，而且已經完全掌握了聯合循環余熱鍋爐的熱力特性和運行特性。燃氣-蒸汽聯合循環以及目前正在開發中的雙流體循環-燃氣輪機回注蒸汽的程氏循環和在燃氣輪機的壓氣機出口噴水蒸發的回熱循環，正是這種技術發展的代表，前者已經發展成熟，取得了巨大的經濟效益，后兩者正在加緊研究之中，而程氏循環已有應用實例和正式產品。現代大中型蒸汽動力裝置毫無例外地全都采用抽汽加熱給水回熱循環，采用抽汽回熱加熱給水后，使給水溫度提高，從而提高了加熱平均溫度，除了顯著地提高了循環熱效率以外，汽耗率雖有所增加，但由于逐級抽汽使排汽率減少，這有利于實際做功量和理論做功量之比即該循環的相對內效率Htji的提高，同時解決了大功率汽輪機末級葉片流通能力限制的困難，凝汽器體積也可相應減少。但蒸汽在凝汽器中凝結時仍釋放出大量的汽化潛熱，需要大量的水或空氣進行冷卻，即浪費了熱量、造成熱污染，又浪費了電能、水資源。因此如何有效利用凝汽器中蒸汽凝結時釋放的大量的汽化潛熱，值得深入研究。電站鍋爐生產過程中排放出大量的煙氣，其中可回收利用的熱量很多。電站鍋爐運行過程中還需通過連續排污和定期排污保障鍋爐的水質符合安全需求，同時必須將鍋爐給水中的氧氣除去，以避免對鍋爐系統的腐蝕。目前熱力除氧器是電站鍋爐的首選技術，除氧器在工作的同時，夾帶大量的工作蒸汽排入大氣。由于鍋爐連排水和除氧器排汽中含有大量的熱量及優良的水質，如果直接排放將造成極大的能源和資源浪費，而且對環境造成污染。雖然這兩部分余熱資源浪費巨大，但回收利用有較大的難度，其主要原因是:(I)余熱的品質較低，未找到有效的利用方法；(2)回收者三部分的余熱，往往對鍋爐原有熱力系統做出較大改動，具有一定的風險性；(3)熱平衡問題難以組織，難以在工廠內部全部直接利用，往往需要向外尋找合適的熱用戶，而熱用戶的用熱負荷往往會有波動，從而限制了回收方法的通用性。顧偉等(低溫熱能發電的研究現狀和發展趨勢[J].熱能動力工程.2007.03.Vol.22,N0.2.)介紹了國內外低溫熱能發電技術的研究現狀和發展趨勢。從近幾年低溫熱能發電技術研究的發展情況來看，研究工作主要集中在對動力循環工質的研究和循環過程的改進和最優控制等方面。Kalina循環、氨吸收式動力制冷復合循環等在理論上可以達到比簡單循環更高的能量利用率。基于有限時間熱力學的低溫熱能發電在考慮時變因素對系統的影響時具有重要意義，可能實現系統的能量利用的最大化。提高發電效率和環保是低溫熱電技術的核心內容。文中提及的Kal ina循環、氨吸收式動力制冷復合循環等理論值得關注。上述提及卡琳娜循環發電技術還有其固有的缺點:如氨具有易燃、易爆有毒等特點，在鍋爐或工業爐窯尾部煙道利用煙氣余熱組織卡琳娜循環發電時，必須要考慮煙氣中粉塵等對布置于煙道中的換熱器的磨損、腐蝕等引起的泄漏，必須要考慮由此引出的爆炸防護以及環境與工作地點的防護等；以氨水混合物為工作介質的卡琳娜循環，氨水中的氨是易燃、易爆、有毒的介質。這是卡琳娜循環發電技術在電站系統中回收含塵、有腐蝕物質的煙氣余熱時必須要解決的難題。因此如何利用蒸汽朗肯循環火力發電廠的熱力學基本規律，借鑒復式朗肯循環組織思路及朗肯-Kalina等復合循環等理論的創新方法，保留基于朗肯循環原理的動力裝置技術的優點，探討新的復合循環理論，真正找到大幅度提高熱力循環動力裝置熱效率的新途徑，成為該領域研究的難點。
技術實現思路
本專利技術的目的為解決上述蒸汽朗肯循環以及卡琳娜循環等技術存在的缺點，提出一種新的布列頓-蒸汽朗肯-氨蒸汽朗肯聯合循環發電裝置，能夠替代傳統的蒸汽朗肯循環、燃氣-蒸汽聯合循環及程氏循環機組，同時解決了卡琳娜循環機組安全運行的關鍵問題及凝汽器中蒸汽凝結時釋放的大量的汽化潛熱回收的難題，采用凝汽器正壓運行方式，回收蒸汽朗肯循環中蒸汽凝結時的汽化潛熱用于低溫端氨蒸汽朗肯循環發電，從而實現有效提聞整個聯合循環機組的熱效率，最終達到節能降耗、提聞系統熱效率的目的。本專利技術的目的是通過以下措施實現的: 一種布列頓-蒸汽朗肯-氨蒸汽朗肯聯合循環發電裝置，該裝置包括布列頓循環、蒸汽朗肯循環和氨蒸汽朗肯循環系統，其特征在于: 空氣35經壓氣機36送入燃燒設備37，與進入的燃料38充分燃燒，生成的高溫煙氣進入燃氣輪機39,拖動燃氣輪機發電機41發電,完成燃氣輪機機組布列頓循環。所述的燃氣輪機39排出的高溫煙氣40作為蒸汽朗肯循環系統的熱源，高溫煙氣40經余熱鍋爐本體1、過熱器2、給水加熱器8、蒸發器13-1降低溫度后排出。所述的蒸汽朗肯循環，是指由余熱鍋爐本體I出來的飽和蒸汽2，經過熱器3形成過熱蒸汽3-1，送入汽輪機4帶動蒸汽發電機21發電；汽輪機4出來的乏汽5經過熱器9、冷凝蒸發器10形成凝結水6，凝結水6經給水泵7、給水加熱器8、余熱鍋爐本體1，再產生飽和蒸汽，從而形成蒸汽朗肯循環回路。所述的氨蒸汽朗肯循環，是指氨液11經氨液循環泵12分別或依次送入冷凝蒸發器10、冷卻蒸發器12、氨蒸發器14，產生的氨蒸汽經過熱器9形成氨過熱蒸汽16，再進入氨汽輪機17，拖動氨發電機20發電，從氨汽輪機17排出的乏汽經氨冷凝器18冷卻形成氨液11，再進入氨液循環泵12，從而形成氨蒸汽朗肯循環回路。所述的氨液11為單一組分的氨，或以氨為低沸點組分、高沸點組分為吸收劑的混合溶液如氨-水溶液、氨-硫氰酸鈉溶液或氨-氯化鈣溶液等。所述的氨液采用多組分溶液時，氨液11經氨液循環泵12、或和回熱器15依次或分別送入冷凝蒸發器10、冷卻蒸發器12、氨蒸發器14，形成的貧液經回熱器15、返流管線19返回氨冷凝器18，產生的氨蒸汽經過熱器9、氨汽輪機17、氨蒸發器14、氨冷凝器18形成氨液11，再回到氨液循環泵12，從而形成氨蒸汽朗肯循環回路。所述的汽輪機4排出的乏汽5的壓力高于大氣壓力。所述的蒸汽朗肯循環回路與氨蒸汽朗肯循環回路通過過熱器9、冷凝蒸發器10、或和冷卻蒸發器13、或和氨蒸發器14，將高溫端蒸汽朗肯循環和低溫端氨蒸汽朗肯循環有機復合在一起，高效回收高溫端蒸汽朗肯循環的蒸汽冷凝時釋放的汽化潛熱用于低溫端氨蒸汽朗肯循環發電。所述的冷卻蒸發器13的換熱介質氨液與煙氣采用分離式換熱方式，冷卻蒸發器13包括蒸發器13-1、冷凝器13-2，其中蒸發器13-1布置于煙道23中，冷凝器13_2布置于煙道23外，其中的相變工質采用水或其他適宜的物質；相變工質在蒸發器13-1中吸收煙氣的熱本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種布列頓?蒸汽朗肯?氨蒸汽朗肯聯合循環發電裝置，該裝置包括蒸汽朗肯循環和氨蒸汽朗肯循環系統，其特征在于：空氣（35）經壓氣機（36）送入燃燒設備（37），與進入的燃料（38）充分燃燒，生成的高溫煙氣進入燃氣輪機（39），拖動燃氣輪機發電機（41）發電，完成燃氣輪機機組布列頓循環；所述的燃氣輪機（39）排出的高溫煙氣（40）作為蒸汽朗肯循環系統的熱源降溫后排出；所述的蒸汽朗肯循環中汽輪機（4）排出的乏汽（5）的壓力高于大氣壓力；所述的蒸汽朗肯循環，是指由余熱鍋爐本體(1)出來的飽和蒸汽(2)，經過熱器(3)形成過熱蒸汽（3?1），送入汽輪機（4）帶動蒸汽發電機（21）發電；汽輪機（4）出來的乏汽（5）經過熱器（9）或和冷凝蒸發器（10），由氨蒸汽朗肯循環的氨冷卻形成凝結水（6），凝結水（6）經給水泵（7）、余熱鍋爐本體（1）再產生飽和蒸汽，從而形成蒸汽朗肯循環回路；所述的氨蒸汽朗肯循環回路設有過熱器（9）：氨液（11）經氨液循環泵（12）、冷凝蒸發器（10），產生的氨蒸汽經過熱器（9）形成氨過熱蒸汽（16），再進入氨汽輪機（17），拖動氨發電機（20）發電，從氨汽輪機（17）排出的乏汽經氨冷凝器（18）冷卻形成氨液（11），再進入氨液循環泵（12），從而形成氨蒸汽朗肯循環回路；或氨液（11）經氨液循環泵（12）、氨蒸發器（14），產生的氨蒸汽經過熱器（9）形成氨過熱蒸汽（16），再進入氨汽輪機（17），拖動氨發電機（20）發電，從氨汽輪機（17）排出的乏汽經氨冷凝器（18）冷卻形成氨液（11），再進入氨液循環泵（12），從而形成氨蒸汽朗肯循環回路；或氨液（11）經氨液循環泵（12）、冷卻蒸發器（13），產生的氨蒸汽經過熱器（9）形成氨過熱蒸汽（16），再進入氨汽輪機（17），拖動氨發電機（20）發電，從氨汽輪機（17）排出的乏汽經氨冷凝器（18）冷卻形成氨液（11），再進入氨液循環泵（12），從而形成氨蒸汽朗肯循環回路。...
【技術特征摘要】
1.一種布列頓-蒸汽朗肯-氨蒸汽朗肯聯合循環發電裝置，該裝置包括蒸汽朗肯循環和氨蒸汽朗肯循環系統，其特征在于: 空氣(35 )經壓氣機(36 )送入燃燒設備(37 )，與進入的燃料(38 )充分燃燒，生成的高溫煙氣進入燃氣輪機(39),拖動燃氣輪機發電機(41)發電,完成燃氣輪機機組布列頓循環；所述的燃氣輪機(39)排出的高溫煙氣(40)作為蒸汽朗肯循環系統的熱源降溫后排出； 所述的蒸汽朗肯循環中汽輪機(4)排出的乏汽(5)的壓力高于大氣壓力； 所述的蒸汽朗肯循環，是指由余熱鍋爐本體(I)出來的飽和蒸汽(2)，經過熱器(3)形成過熱蒸汽(3-1)，送入汽輪機(4)帶動蒸汽發電機(21)發電；汽輪機(4)出來的乏汽(5)經過熱器(9)或和冷凝蒸發器(10)，由氨蒸汽朗肯循環的氨冷卻形成凝結水(6)，凝結水(6)經給水泵(7)、余熱鍋爐本體(I)再產生飽和蒸汽，從而形成蒸汽朗肯循環回路； 所述的氨蒸汽朗肯循環回路設有過熱器(9):氨液(11)經氨液循環泵(12)、冷凝蒸發器(10)，產生的氨蒸汽經過熱器(9)形成氨過熱蒸汽(16)，再進入氨汽輪機(17)，拖動氨發電機(20)發電，從氨汽輪機(17)排出的乏汽經氨冷凝器(18)冷卻形成氨液(11)，再進入氨液循環泵(12)，從而形成氨蒸汽朗肯循環回路；或氨液(11)經氨液循環泵(12)、氨蒸發器(14)，產生的氨蒸汽經過熱器(9)形成氨過熱蒸汽(16)，再進入氨汽輪機(17)，拖動氨發電機(20)發電，從氨汽輪機(17)排出的乏汽經氨冷凝器(18)冷卻形成氨液(11)，再進入氨液循環泵(12)，從而形成氨蒸汽朗肯循環回路；或氨液(11)經氨液循環泵(12)、冷卻蒸發器(13)，產生的氨蒸汽經過熱器(9)形成氨過熱蒸汽(16)，再進入氨汽輪機(17)，拖動氨發電機(20)發電，從氨汽輪機(17) 排出的乏汽經氨冷凝器(18)冷卻形成氨液(11)，再進入氨液循環泵(12)，從而形成氨蒸汽朗肯循環回路。2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于: 設有給水加熱器(10): 由余熱鍋爐本體(I)出來的飽和蒸汽(2)，經過熱器(3)形成過熱蒸汽(3-1)，送入汽輪機(4)帶動蒸汽發電機(21)發電；汽輪機(4)出來的乏汽(5)經過熱器(9)或和冷凝蒸發器(10)，由氨蒸汽朗肯循環的氨冷卻形成凝結水(6)，凝結水(6)經給水泵(7)、給水加熱器(8)、余熱鍋爐本體(I)再產生飽和蒸汽，從而形成蒸汽朗肯循環回路。3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于:...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王海波，
申請(專利權)人：南京瑞柯徠姆環保科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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