[其他]熱回收系統

無效

• 申請號: 86106910
• 申請日: 1986-10-21
• 公開（公告）號: CN86106910A
• 公開（公告）日: 1987-04-29
• 發明（設計）人: 杰弗里·弗雷德里克·斯金納
• 申請（專利權）人: 福斯特·惠勒(美國)公司
• 主分類號: F02G5/02
• 分類號: F02G5/02;F28D1/00;F22B1/18
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 楊松齡

本發明涉及一種熱回收系統，特別是涉及一種燃氣渦輪廢氣的熱回收系統，在一個具體實施方案中，它是涉及在一個蒸汽重整工廠使用的燃氣渦輪廢氣的熱回收系統。

許多加工工廠已經建立起蒸汽工作壓力為100個大氣壓左右的蒸汽供應系統。這些工廠的絕大多數都是用天然煤氣的蒸汽重整法來生產氨合成氣體。

在這些工廠中，與當前工廠實際使用的40～50個大氣壓相比，采用如此高的蒸汽生成壓力的主要理由是在這些工廠中需要將將所生成的蒸汽的大約一半用于40個大氣壓的蒸汽重整過程，而且其能量的大部分可以從一個較高壓力通過蒸汽的膨脹擴散到40個大氣壓時產生出來。蒸汽的平衡主要是用于驅動壓縮機和泵的冷凝式蒸汽透平。

許多工業既需要電力又需要生產用熱，正在建立稱為燃氣渦輪組合熱、電發生系統。絕大多數這類設備包括一個燃燒煤氣的開環燃氣渦輪發電機，其渦輪排出溫度為1000°F的廢氣，流經一個廢氣加熱鍋爐以生成蒸汽。這些組合熱電設備具有高的熱效率，可達70%以上，以便使其生產出廉價的電力和生產用熱。

在這類組合熱電設備中，燃氣渦輪排出的約為1000°F的廢氣，首先用于制出（有時過熱）生產用蒸汽。生成壓力一般是在40個大氣壓以下。然后將廢氣進一步用于制出低壓蒸汽。這里是用于鍋爐供水的加熱和排氣并有時用于蒸汽透平，冷的廢氣離開余熱加熱鍋爐時的溫度為250至300°F。

在上述大型蒸汽重整工廠中，在建立這類燃氣渦輪熱電組合機組時，對具有100個大氣壓的蒸汽系統關于燃氣渦輪的熱回收的集成問題已進行過研究。首先考慮的，應當是通過以高的熱效率來產生工廠所用的電力來提高運行過程的經濟性。

但是，對于這種構思存在這樣一個問題，即如何產生具有600°F蒸發溫度和100個大氣壓的蒸汽問題。在燃氣渦輪中排出的1000°F的廢氣可以利用的熱用于生成高壓蒸汽的比例是非常有限的。在高壓供水加熱器的出口處的廢氣最低溫度為500°F左右，而且當回收的熱低于產生低壓蒸汽所需要的溫度水平，這就表示熱回收是低水平的。

本發明可以使燃氣渦輪排出的廢氣，以較高的比例用于產生100個大氣壓的蒸汽或與其相似的高壓蒸汽。

按照本發明，將燃氣渦輪中排出的廢氣通過一個廢氣熱交換器，后者包括一個高壓蒸汽過熱加熱器和一個高壓供水加熱器，排出的廢氣首先與高壓蒸汽過熱加熱器接觸，然后再與高壓供水加熱器接觸。本發明也是一項致力于利用燃氣渦輪廢氣，一個余熱交換器和一個分離式蒸發器生產高壓蒸汽的方法，包括將廢氣流過熱交換器，首先與高壓蒸汽過熱加熱器接接，然后再與高壓供水加熱器接觸。

本發明進一步致力于一個熱回收系統，它包括一個燃氣渦輪，一個余熱交換器和一個分離式蒸發器，上述余熱交換器包括一個使廢氣從渦輪流至交換器的裝置，該交換器包括一個高壓蒸汽過熱加熱器和一個高壓供水加熱器。這種組合提供了一種提高高壓蒸汽產量的完整的蒸汽系統，超過已有技術中用余熱鍋爐的燃氣渦輪熱回收系統。

附圖的簡要說明：

圖1????表示本發明的熱回收系統的一個實例的原理圖;

圖2????表示本發明的熱回收系統在一個蒸汽重整工廠應用的另一實例的原理圖。

按照本發明及圖1實例所示，燃氣渦輪廢氣從燃氣渦輪7排出，在900至1200°F范圍內但最好是在1000°F溫度下進入一個余熱交換器1。通過該交換器與一個高壓蒸汽過熱加熱器2相接觸，飽和蒸汽由蒸汽發生器8中流出，并流過過熱加熱器2。這時蒸汽是在90至150個大氣壓的高壓下，但最好是在100個大氣壓左右，其溫度一般為550°至650°F。雖然蒸汽的流量可以是任何合適的數值，一般的流量是在50，000磅/小時至150，000磅/小時范圍內。蒸汽發生器可以是任何型式的蒸汽生產設備，例如在蒸汽重整系統中的蒸汽鼓筒。這種蒸汽是在一個高壓蒸汽過熱加熱器2中，利用燃氣渦輪廢氣進行過熱處理的，使蒸汽溫度達到800至1000°F左右，由燃氣渦輪廢氣的溫度決定。

然后，燃氣渦輪廢氣與高壓供水加熱器3相接觸，在加熱器中把水的溫度由200至500°F加熱到400至600°F左右。高壓供水加熱器中的壓力保持在90至150個大氣壓范圍內。采用這加熱器可以提供任何合適的流量，但一般情況其流量是在400，000磅/小時至600，000磅/小時范圍內。

如圖2所示，燃氣渦輪廢氣然后可與熱交換器相接觸，這類交換器諸如供氣加熱器4，燃氣加熱器5和低壓供水加熱器6。燃氣渦輪廢氣還可以與一個第二級高壓供水加熱器，一個蒸汽/排水加熱器或者任何其它形式的熱交換器相接觸。最后，燃氣渦輪廢氣由余熱交換器中流出來時的溫度是在250至450°F范圍內。