燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)的進(jìn)氣除濕冷卻系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型由溴化鋰吸收式制冷機(jī)、熱水余熱鍋爐、冷卻水塔、轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)和兩個氣水換熱器集成為一個燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)的進(jìn)氣除濕冷卻系統(tǒng)。通過對進(jìn)氣空氣除濕、降溫、冷卻和轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)的除濕與冷卻水塔冷卻水溫度的協(xié)同調(diào)控，解決了聯(lián)合循環(huán)與進(jìn)氣冷卻系統(tǒng)的氣溫特性產(chǎn)生不利的交互影響難題和氣溫變化對聯(lián)合循環(huán)的性能及變工況影響大的缺點(diǎn)，使聯(lián)合循環(huán)的運(yùn)行更穩(wěn)定、更安全、更可靠；進(jìn)一步挖掘了進(jìn)氣冷卻對提高聯(lián)合循環(huán)輸出功率、效率及經(jīng)濟(jì)效益的潛力；有利于基于聯(lián)合循環(huán)的冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的冷熱電負(fù)荷動態(tài)調(diào)配、與電力系統(tǒng)協(xié)同互補(bǔ)、能源高效梯階利用及系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
【專利說明】燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)的進(jìn)氣除濕冷卻系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及能源【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)的進(jìn)氣除濕冷卻系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]燃?xì)廨啓C(jī)性能隨大氣環(huán)境溫度變化而變化，由15°C降至_30°C時，輸出功率可增加47 %，效率提高10.5 % (相對值)，由15°C升高至40°C時，輸出功率下降23 %，效率下降14.4% (相對值)，大氣環(huán)境溫度對燃?xì)廨啓C(jī)的性能影響很大,對輸出功率的影響更大，通常情況下燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣溫度每降低IV，可提高燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組的輸出功率約為
0.6%-0.8%o現(xiàn)有研究表明大氣環(huán)境溫度對燃?xì)廨啓C(jī)、余熱鍋爐和蒸汽輪機(jī)的變工況性能影響較大，隨著大氣環(huán)境溫度的升高，燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)效率有較明顯的下降。
[0003]燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)的進(jìn)氣除濕冷卻系統(tǒng)是一項克服大氣環(huán)境溫度變化對燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)的性能和變工況特性產(chǎn)生不利影響及提高燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)輸出功率與效率的先進(jìn)技術(shù)?；谌?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)的區(qū)域型冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)能源高效與梯階利用的重點(diǎn)技術(shù)和分布式能源系統(tǒng)的重要發(fā)展方向，因此，燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)及其進(jìn)氣除濕冷卻系統(tǒng)將更加廣泛應(yīng)用。
[0004]燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)的進(jìn)氣冷卻系統(tǒng)有噴淋冷卻、冰蓄冷、LNG冷能利用、壓縮式制冷、廢熱利用型溴化鋰吸收式制冷等形式，廢熱利用型溴化鋰吸收制冷是進(jìn)氣冷卻系統(tǒng)的主要應(yīng)用形式，充分利用了燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)中蒸汽余熱鍋爐排出的余熱煙氣，節(jié)約了能源，且經(jīng)濟(jì)性好。但現(xiàn)有的基于余熱利用的進(jìn)氣冷卻系統(tǒng)仍存在以下幾個問題有待解決:
[0005]1、雖然現(xiàn)有的進(jìn)氣冷卻系統(tǒng)對燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)的輸出功率和效率的提高有較好的作用，但未克服燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)受大氣環(huán)境溫度變化的敏感性，大氣環(huán)境溫度的變化對燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)的性能和變工況的影響仍然較大，這不利于燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
[0006]2、在進(jìn)氣冷卻系統(tǒng)中溴化鋰吸收式制冷機(jī)的性能和制冷量受大氣環(huán)境溫度變化的影響也很大，因此進(jìn)氣冷卻系統(tǒng)與燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)在大氣環(huán)境溫度上升時產(chǎn)生相互不利的交互影響，這不利于燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)能源充分梯階利用和進(jìn)氣冷卻系統(tǒng)充分發(fā)揮提高燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)輸出功率和效率的作用。
[0007]3、在大氣環(huán)境溫度變化時，燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)中的蒸汽余熱鍋爐的排煙流量和溫度與進(jìn)氣冷卻系統(tǒng)中溴化鋰吸收式制冷機(jī)制冷量的協(xié)同調(diào)控匹配問題。
[0008]4、在燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)應(yīng)用于冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)時，上述三個有待解決的問題，對冷熱電負(fù)荷的動態(tài)互補(bǔ)、與電力系統(tǒng)協(xié)同互補(bǔ)運(yùn)行、能源高效梯階利用及安全穩(wěn)定運(yùn)行都將產(chǎn)生不利影響。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)的進(jìn)氣冷卻系統(tǒng)存在的不足，提出一種燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)的進(jìn)氣除濕冷卻系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有如下幾個特點(diǎn):
[0010]1、當(dāng)大氣環(huán)境溫度升高時，壓氣機(jī)的空氣流量下降，空氣容納水蒸氣的能力提高，通常情況下空氣中的相對濕度增大，由于空氣中水蒸汽氣化時吸熱，導(dǎo)致燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室煙氣出口溫度降低，濕度越大，煙氣出口溫度下降越大，又由于蒸汽余熱鍋爐節(jié)點(diǎn)溫差小，因此蒸汽余熱鍋爐的排煙流量和溫度均下降，導(dǎo)致溴化鋰吸收式制冷機(jī)制冷量降低。而大氣環(huán)境溫度升高時，進(jìn)氣冷卻所需要的制冷量增大，則需要蒸汽余熱鍋爐的排煙溫流量增大排煙溫度升高，使溴化鋰吸收式制冷機(jī)制冷量增大，從而有利于進(jìn)氣溫度下降。另外，大氣溫度上升時，溴化鋰吸收式制冷機(jī)制冷量下降，在熱水溫度不變的情況下，熱水流量需求增大，同時冷卻水塔冷卻水溫度升高，導(dǎo)致溴化鋰吸收式制冷機(jī)制冷量下降和熱水流量需求增大。因此，大氣環(huán)境溫度升高時，燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)與進(jìn)氣冷卻系統(tǒng)的氣溫特性產(chǎn)生不利的交互影響。本實(shí)用新型針對這一燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)與進(jìn)氣冷卻系統(tǒng)氣溫特性產(chǎn)生不利的交互影響問題，首次提出燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)進(jìn)氣除濕、降溫與冷卻相結(jié)合的集成結(jié)構(gòu)及方法，從而達(dá)到大氣環(huán)境溫度升高時提高蒸汽余熱鍋爐排氣流量和溫度的目標(biāo)及克服燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)與進(jìn)氣冷卻系統(tǒng)氣溫特性產(chǎn)生不利的交互影響的目的。
[0011]2、首次提出通過轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)控制燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)的進(jìn)氣流量和濕度，并與冷卻水溫度的調(diào)控相結(jié)合的進(jìn)氣冷卻系統(tǒng)制冷量及進(jìn)氣冷卻溫度調(diào)控模式。使燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)穩(wěn)定在設(shè)計工況或所需的理想工況下運(yùn)行，克服大氣環(huán)境溫度的變化對燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)的變工況影響。
[0012]為了解決現(xiàn)有燃?xì)?蒸汽聯(lián)循環(huán)的進(jìn)氣冷卻系統(tǒng)的不足和實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是提供一種燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)的進(jìn)氣除濕冷卻系統(tǒng)，克服大氣環(huán)境溫度的變化對燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)對其性能和變工況的不利影響，提高燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)的輸出功率、效率、經(jīng)濟(jì)效益及安全穩(wěn)定運(yùn)行水平。
[0013]所述的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)的進(jìn)氣除濕冷卻系統(tǒng)，其所述進(jìn)氣除濕冷卻系統(tǒng)。由溴化鋰吸收式制冷機(jī)、熱水余熱鍋爐、冷卻水塔、轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)、氣水換熱器1、氣水換熱器II組成；其特征在于溴化鋰吸收式制冷機(jī)分別與熱水余熱鍋爐、氣水換熱器I1、冷卻水塔連接，轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)分別與熱水余熱鍋爐、氣水換熱器I連接，氣水換熱器I連接氣水換熱器II，熱水余熱鍋爐與燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)的蒸汽余熱鍋爐連接，氣水換熱器II與燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)的壓氣機(jī)入口連接。
[0014]所述的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)的進(jìn)氣除濕冷卻系統(tǒng)，其所述煙氣余熱利用。燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)的蒸汽余熱鍋爐排除的150°C -200°C煙氣，用于進(jìn)氣除濕冷卻系統(tǒng)的熱水余熱鍋爐生產(chǎn)120°C _150°C的熱水驅(qū)動溴化鋰吸收式制冷機(jī)生產(chǎn)7V -12°C的冷水；熱水余熱鍋爐排出的110°C _130°C煙氣用于轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)除濕。
[0015]所述的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)的進(jìn)氣除濕冷卻系統(tǒng)，其所述進(jìn)氣除濕、降溫、冷卻。大氣空氣經(jīng)轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)除濕后，由于除濕過程大氣空氣與轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)紙芯吸濕劑有一定的熱傳遞，另外，大氣空氣即進(jìn)氣空氣在除濕過程中不斷釋放熱量，即潛熱轉(zhuǎn)化為顯熱，因此進(jìn)氣空氣經(jīng)轉(zhuǎn)輪除濕時溫度有所提高，用氣水換熱器I與自來水交換熱量降溫，使除濕后的進(jìn)氣空氣溫度稍低于大氣空氣溫度，減少進(jìn)氣空氣冷卻時所需的冷量，用于降溫的自來水可用于蒸汽或熱水余熱鍋爐的進(jìn)水，最后進(jìn)氣空氣經(jīng)氣水換熱器II冷卻。轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)由于用于除濕的煙氣溫度達(dá)120°C左右，除濕效率高，除濕效果好，大氣環(huán)境溫度和濕度的變化對轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)的影響相對較小，可忽略不計。
[0016]所述的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)的進(jìn)氣除濕冷卻系統(tǒng)，其所述在大氣環(huán)境溫度上升時轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)和冷卻水塔協(xié)同調(diào)控溴化鋰吸收式制冷機(jī)制冷量。大氣空氣經(jīng)轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)除濕后進(jìn)氣空氣質(zhì)量流量增大，潛熱減少，顯熱增大，通過氣水換熱器I除去增大的顯熱，然后經(jīng)氣水換熱器II冷卻，進(jìn)氣空氣質(zhì)量流量由于冷卻降溫，密度增大，質(zhì)量流量進(jìn)一步增大，也就是說通過燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室中的空氣質(zhì)量流量增大，燃?xì)廨啓C(jī)輸出功率和效率上升，由于進(jìn)氣空氣經(jīng)過了轉(zhuǎn)輪除濕和冷卻除濕，進(jìn)入燃燒室的空氣不會因空氣中的水蒸氣氣化而吸熱，燃燒室的煙氣出口溫度上升，因此，蒸汽余熱鍋爐的進(jìn)口煙氣溫度和流量均上升，盡管蒸汽余熱鍋爐節(jié)點(diǎn)溫差小，但進(jìn)口煙氣流量增大了，不會因大氣環(huán)境溫度上升而導(dǎo)致蒸汽余熱鍋爐排煙溫度降低。因此，當(dāng)大氣環(huán)境溫度上升時蒸汽余熱鍋爐的排煙溫度和流量均上升，通過對進(jìn)氣空氣的除濕、降溫和冷卻，實(shí)現(xiàn)了調(diào)控大氣環(huán)境溫度上升時，蒸汽余熱鍋爐的排煙溫度和流量均下降而導(dǎo)致溴化鋰吸收式制冷機(jī)制冷量下降的不利情況。另外，由于大氣環(huán)境溫度上升時，冷卻水塔的冷卻水溫度上升，導(dǎo)致溴化鋰吸收式制冷機(jī)制冷量下降和進(jìn)口熱水流量需求增大，因此，降低冷卻水溫度有利于制冷量的增大。如果與進(jìn)氣除濕協(xié)同調(diào)控可以實(shí)現(xiàn)對進(jìn)氣溫度的有效控制，從而克服大氣環(huán)境溫度變化對燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)的性能及變工況影響大的缺點(diǎn)。
[0017]本實(shí)用新型的有益效果是，通過對燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)的壓氣機(jī)進(jìn)氣空氣除濕、降溫、冷卻和轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)的除濕與冷卻水塔冷卻水溫度的協(xié)同調(diào)控，解決了燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)與進(jìn)氣冷卻系統(tǒng)的氣溫特性產(chǎn)生不利的交互影響難題；解決了大氣環(huán)境溫度變化對燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)的性能及變工況影響大的缺點(diǎn)，使燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)的運(yùn)行更穩(wěn)定、更安全、更可靠；進(jìn)一步挖掘了進(jìn)氣冷卻對提高燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)輸出功率、效率及經(jīng)濟(jì)效益的潛力；有利于基于燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)的冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的冷熱電負(fù)荷動態(tài)調(diào)配、與電力系統(tǒng)協(xié)同互補(bǔ)、能源高效梯階利用及系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是進(jìn)氣除濕冷卻系統(tǒng)與燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)的集成結(jié)構(gòu)圖【具體實(shí)施方式】
[0019]本實(shí)用新型提供一種燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)的進(jìn)氣除濕冷卻系統(tǒng)，如圖1所示。由于進(jìn)氣除濕冷卻系統(tǒng)不是一個孤立的系統(tǒng)，需與燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)及冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)一起考慮其【具體實(shí)施方式】。下面通過【專利附圖】

【附圖說明】和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。
[0020]實(shí)施方式I
[0021]夏季實(shí)施方式:如圖1蒸汽余熱鍋爐排出的煙氣作為熱水余熱鍋爐的熱源生產(chǎn)出熱水供溴化鋰吸收式制冷機(jī)生產(chǎn)冷水，用于氣水換熱器II冷卻進(jìn)氣空氣；熱水余熱鍋爐排出的煙氣用于轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)對大氣空氣(進(jìn)氣空氣)除濕，除濕后的干空氣經(jīng)氣水換熱器I降溫，用于降溫的自來水可以作為蒸汽和熱水余熱鍋爐的進(jìn)水或其它用途。降溫后的干空氣經(jīng)氣水換熱器II冷卻后作為進(jìn)氣空氣經(jīng)壓氣機(jī)進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)。夏季實(shí)施時由于進(jìn)氣冷卻所需的制冷量大，對熱水流量需求大，可通過降低冷卻水塔的冷卻水溫度作為提高溴化鋰吸收式制冷機(jī)制冷量和減小熱水流量需求的輔助手段，進(jìn)氣冷卻空氣溫度建議在夏季控制在15°C左右(ISO標(biāo)準(zhǔn))。
[0022]實(shí)施方式2
[0023]春秋季實(shí)施方式:春秋兩季由于大氣環(huán)境溫度降低，進(jìn)氣空氣的冷卻對制冷量的需求相對夏季減小，可將進(jìn)氣冷卻空氣溫度控制在10°c -15°C (ISO標(biāo)準(zhǔn))進(jìn)一步提高燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)的輸出功率和效率；也可根據(jù)實(shí)際熱電需求情況，確定進(jìn)氣冷卻溫度，多余的熱水可用于冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的生活熱水供應(yīng)。
[0024]實(shí)施方式3
[0025]冬季實(shí)施方式:在大氣環(huán)境溫度高于15°C時，可以將進(jìn)氣冷卻溫度降到10°C以下，但冷水溫度必須控制在5°C以上，防止溴化鋰溶液結(jié)晶；也可以將進(jìn)氣冷卻溫度控制在15°C (ISO標(biāo)準(zhǔn))，熱水用于冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)供熱。在大氣環(huán)境溫度低于15°C時，可以停止進(jìn)氣除濕冷卻系統(tǒng)運(yùn)行，將用于轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)的煙氣回注熱水余熱鍋爐，增大熱水流量，熱水用于冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)供熱。
[0026]以上只是本實(shí)用新型的實(shí)施方式原則和典型實(shí)施方式，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以參照實(shí)施方式原則和實(shí)施方式根據(jù)氣候情況確定進(jìn)氣冷卻溫度，一般情況下建議進(jìn)氣冷卻溫度控制在15°C (ISO標(biāo)準(zhǔn))，因為在設(shè)計冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)時一般以ISO標(biāo)準(zhǔn)工況的參數(shù)為依據(jù)，這樣有利于冷熱電負(fù)荷的動態(tài)匹配和與電力系統(tǒng)的協(xié)同互補(bǔ)運(yùn)行。
【權(quán)利要求】
1.一種燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)的進(jìn)氣除濕冷卻系統(tǒng)，由溴化鋰吸收式制冷機(jī)、熱水余熱鍋爐、冷卻水塔、轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)、氣水換熱器1、氣水換熱器II組成；其特征在于溴化鋰吸收式制冷機(jī)分別與熱水余熱鍋爐、氣水換熱器I1、冷卻水塔連接，轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)分別與熱水余熱鍋爐、氣水換熱器I連接，氣水換熱器I連接氣水換熱器II，熱水余熱鍋爐與燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)的蒸汽余熱鍋爐連接，氣水換熱器II與燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)的壓氣機(jī)入口連接。
2.如權(quán)利要求1所述的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)的進(jìn)氣除濕冷卻系統(tǒng)，其特征在于燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)的壓氣機(jī)進(jìn)氣除濕、降溫與冷卻工作流程，燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)的蒸汽余熱鍋爐排出的中溫?zé)煔庾鳛闊崴酂徨仩t生產(chǎn)熱水的熱源，熱水余熱鍋爐的熱水驅(qū)動溴化鋰吸收式制冷機(jī)向氣水換熱器II提供冷水，冷卻壓氣機(jī)進(jìn)氣空氣；熱水余熱鍋爐排出的低溫?zé)煔饬鹘?jīng)轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)除去壓氣機(jī)進(jìn)氣空氣中的水蒸汽，產(chǎn)生的干空氣經(jīng)氣水換熱器I與自來水進(jìn)行熱交換降溫，除去除濕時增大的顯熱。
【文檔編號】F02C7/14GK203532055SQ201320520309
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月26日
【發(fā)明者】王進(jìn), 陳戈 申請人:陳戈