一种电厂闭式水冷却和调压站天然气加热系统

技术领域

本发明涉及电厂闭式水冷却技术领域，尤其涉及一种电厂闭式水冷却和调压站天然气加热系统。

背景技术

闭式冷却水系统是电厂重要的辅助系统，其作用主要是向各台机组的辅助设备（冷油器、氢冷器等）提供冷却水，系统工质为除盐水，除盐水在整个系统内闭式运行，闭式水一般用开式循环水进行换热冷却，开式循环水由循环水系统供应。

天然气经过减压后温度会降低，根据经验，一般天然气压力下降1.0MPa，其温度会下降6℃。对于降压幅度较大、或者是进站天然气温度较低的天然气调压站，需要设计天然气加热系统，以保证下游用户对天然气的温度要求。

对于燃气电厂，尤其是燃气-蒸汽联合循环电厂，闭式水冷却水系统和调压站天然气加热系统都是不可或缺的辅助系统。国内第一批燃气-蒸汽联合循环电厂，天然气一般采用水浴炉或电加热的方式加热，水浴炉是集热水锅炉和换热器一体的设备，由炉本体和燃烧器组成，它利用除盐水为中间介质传热，吸收火筒中燃烧天然气的热量，传递给盘管内的天然气，达到加热天然气的目的，而水浴炉燃烧还需要额外单独再配置一套调压装置和电加热装置，该方式运行成本高且系统复杂，而且投资造价也高；另外一种是直接采用电加热器加热，由于需要采用防爆设计，因此该方式投资造价和运行成本也较高，该方式采用很少。

近年新建投产的燃气-蒸汽联合循环电厂，天然气调压站一般采用凝汽器的循环水回水加热，优点是回收利用了天然气的冷能，相当于代替了部分冷却塔对开式水进行冷却；同时，由于开式水回至自然通风塔或机力塔，即使天燃气泄漏至开式水，也能够安全的进行放散，但该方式需要配置两台增压泵，而且循环水回水温度不高，需要的换热器面积较大；同时需要考虑机组启动之前且循环是温度较低的情况下，此时无法利用开式水对天然气进行加热，因此需要额外配置大功率的加热器，因此该方案造价非常高。

还有一种天然气加热的方案，是采用余热锅炉凝结水加热器出口145℃的热水，从每台机组余热锅炉凝结水加热器出口各接一路热水汇总至一条母管，再引至天然气调压站对天然气进行加热，热水被冷却至45℃后回至凝汽器。该系统优点是换热温差大，换热器面积较小，可以采用不锈钢换管，造价较低；缺点是采用了高位的优质能源进行加热，没有回收天然气的冷能，运行费用较大，同时存在天燃气泄漏至凝结水的风险。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种电厂闭式水冷却和调压站天然气加热系统，包括膨胀水箱、水水换热器、闭式水回水管和多台天然气加热器，所述膨胀水箱通过膨胀水箱出水管分别与闭式水回水管、水水换热器和多台天然气加热器相连接，所述闭式水回水管从靠近膨胀水箱一侧开始依次设置有闭式水泵入口电动阀、闭式水泵、闭式水泵出口逆止阀和闭式水泵出口电动阀，所述多台天然气加热器的出水口均通过天然气加热器闭式水出口管与膨胀水箱相连接，所述天然气加热器闭式水出口管上设置有天然气加热器闭式水出口管燃气探测器和天然气加热器闭式水出口电动阀。

优选的，所述水水换热器的入水口设置有水水换热器闭式水入口电动阀，所述水水换热器的出水口设置有闭式水供水管，所述闭式水供水管上设置有水水换热器闭式水出口电动阀和水水换热器闭式水出口水温传感器，所述水水换热器上还设置有水水换热器循环水供水管，所述水水换热器循环水供水管依次与水水换热器循环水入口调节阀、水水换热器循环水出口电动阀和水水热换器循环水回水管相连接。

优选的，所述天然气加热器入水口均设置有天然气加热器闭式水入口电动阀，所述天然气加热器上均设置有天然气加热器天然气供气管，所述天然气加热器天然气供气管上设置有天然气加热器天然气入口隔离阀，所述天然气加热器上均设置有天然气加热器天然气回气管，所述天然气加热器天然气回气管上设置有天然气加热器天然气出口隔离阀。

优选的，所述膨胀水箱顶部还设置有膨胀水箱排空管，所述膨胀水箱排空管内部设置有膨胀水箱排空管燃气探测器。

优选的，所述水水换热器为管壳式换热器，闭式水走壳程，循环水走管程，逆流布置，水水换热器冷源为循环水，被冷却对象为闭式水，闭式水侧压力比循环水侧压力高。

优选的，所述天然气加热器为管壳式加热器，闭式水走壳程，天然气走管程，逆流布置，天然气加热器热源为闭式水，被加热对象为天然气，天然气侧压力比闭式水侧压力高。

优选的，所述的闭式水泵入口电动阀、闭式水泵出口电动阀、水水换热器闭式水入口电动阀、水水换热器闭式水出口电动阀、天然气加热器闭式水入口电动阀、天然气加热器闭式水出口电动阀、水水换热器循环水入口调节阀和水水换热器循环水出口电动阀均与电厂控制系统相连接，可实现远程控制。

优选的，水水换热器闭式水出口水温传感器、天然气加热器闭式水出口管燃气探测器和膨胀水箱排空管燃气探测器均与电厂控制系统相连接，可实现远程控制。

本发明的有益效果在于：提供一种电厂闭式水冷却和调压站天然气加热系统，将电厂中闭式水冷却系统与调压站天然气加热系统结合起来，在满足闭式水冷却的同时加热了天然气，充分利用了闭式水的余热和天然气的冷量，还考虑了天然气泄漏的风险，合理布置燃气探测器，及时检测判断天然气泄漏，联动隔离措施，消除泄漏风险，该系统结构简单、投资费用少、系统安全可靠、运行成本低，有利于节能减排。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图中：1-膨胀水箱，2-膨胀水箱出水管，3-闭式水泵入口电动阀，4-闭式水泵，5-闭式水泵出口逆止阀，6-闭式水泵出口电动阀，7-水水换热器闭式水入口电动阀，8-水水换热器，9-水水换热器闭式水出口电动阀，10-水水换热器闭式水出口水温传感器，11-闭式水供水管，12-闭式水回水管，13-天然气加热器闭式水入口电动阀，14-天然气加热器，15-天然气加热器闭式水出口管燃气探测器，16-天然气加热器闭式水出口电动阀，17-天然气加热器闭式水出口管，18-膨胀水箱排空管，19-膨胀水箱排空管燃气探测器，20-水水换热器循环水供水管，21-水水换热器循环水入口调节阀，22-水水换热器循环水出口电动阀，23-水水热换器循环水回水管，24-天然气加热器天然气供气管，25-天然气加热器天然气入口隔离阀，26-天然气加热器天然气出口隔离阀，27-天然气加热器天然气回气管。

具体实施方式

参阅图1，本发明提出了一种实施例：一种电厂闭式水冷却和调压站天然气加热系统，包括膨胀水箱1、水水换热器8、闭式水回水管12和两台并联天然气加热器14，所述膨胀水箱1通过膨胀水箱出水管2分别与闭式水回水管12、水水换热器8和两台并联天然气加热器14相连接，所述闭式水回水管12从靠近膨胀水箱1一侧开始依次设置有闭式水泵入口电动阀3、闭式水泵4、闭式水泵出口逆止阀5和闭式水泵出口电动阀6，所述天然气加热器14的出水口均通过天然气加热器闭式水出口管17与膨胀水箱1顶部相连接，天然气加热器14闭式水回水从上往下流入膨胀水箱1，所述天然气加热器闭式水出口管17上设置有天然气加热器闭式水出口管燃气探测器15和天然气加热器闭式水出口电动阀16，所述天然气加热器闭式水出口管燃气探测器15安装在天然气加热器14的出口与天然气加热器闭式水出口电动阀16之间的管道内。

具体的，所述膨胀水箱出水管2与膨胀水箱1下部连接，用于膨胀水箱1排水。

具体的，所述水水换热器8的入水口设置有水水换热器闭式水入口电动阀7，所述水水换热器8的出水口设置有闭式水供水管11，所述闭式水供水管11上设置有水水换热器闭式水出口电动阀9和水水换热器闭式水出口水温传感器10，所述水水换热器闭式水出口水温传感器10安装在水水换热器闭式水出口电动阀9后的管道内；所述水水换热器8上还设置有水水换热器循环水供水管20，所述水水换热器循环水供水管20依次与水水换热器循环水入口调节阀21、水水换热器循环水出口电动阀22和水水热换器循环水回水管23相连接。

具体的，所述天然气加热器14入水口均设置有天然气加热器闭式水入口电动阀13，所述天然气加热器14上均设置有天然气加热器天然气供气管24，所述天然气加热器天然气供气管24上设置有天然气加热器天然气入口隔离阀25，所述天然气加热器14上均设置有天然气加热器天然气回气管27，所述天然气加热器天然气回气管27上设置有天然气加热器天然气出口隔离阀26。

具体的，所述膨胀水箱1顶部还设置有膨胀水箱排空管18，用于膨胀水箱1排空气，所述膨胀水箱排空管18内部设置有膨胀水箱排空管燃气探测器19。

具体的，所述水水换热器8为管壳式换热器，闭式水走壳程，循环水走管程，逆流布置，水水换热器冷源为循环水，被冷却对象为闭式水，闭式水侧压力比循环水侧压力高。

具体的，所述天然气加热器14为管壳式加热器，闭式水走壳程，天然气走管程，逆流布置，天然气加热器14热源为闭式水，被加热对象为天然气，天然气侧压力比闭式水侧压力高。

具体的，所述的闭式水泵入口电动阀3、闭式水泵出口电动阀6、水水换热器闭式水入口电动阀7、水水换热器闭式水出口电动阀9、天然气加热器闭式水入口电动阀13、天然气加热器闭式水出口电动阀16、水水换热器循环水入口调节阀21和水水换热器循环水出口电动阀22均与电厂控制系统相连接，可实现远程控制。

具体的，所述水水换热器闭式水出口水温传感器10、天然气加热器闭式水出口管燃气探测器15和膨胀水箱排空管燃气探测器19均与电厂控制系统相连接，可实现远程控制。

具体的，所述水水换热器闭式水出口水温传感器10用于测量水水换热器8闭式水出口的水温；所述天然气加热器闭式水出口管燃气探测器15用于测量天然气加热器闭式水出口管17燃气含量；所述膨胀水箱排空管燃气探测器19用于测量膨胀水箱排空管18燃气含量。

具体的，所述闭式水供水管11供至电厂的各用户冷却使用，闭式水吸热后温度上升，回水至闭式水回水管12，通过闭式水泵4升压后，一部分水进入水水换热器8进冷却，冷却后的闭式水进入闭式水供水管11供至用户，另一部分水进天然气加热器14加热天然气，回水进入膨胀水箱1顶部。

具体的，水水换热器循环水入口调节阀21根据水水换热器闭式水出口水温传感器10的读数调整水水换热器8循环水的流量，维持闭式水供水温度在合适范围内（一般为46

具体的，当天然气加热器14中有大量天然气漏入闭式水侧，天然气加热器闭式水出口管燃气探测器15能及时探测出来，此时会联锁关闭天然气加热器闭式水入口电动阀13和天然气加热器闭式水出口电动阀16，隔绝天然气泄漏。

需要说明的是，上所述仅是本发明较佳实施例，不能以此来限定本发明之权利范围，本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。