本發(fā)明涉及低濃度煤層氣發(fā)電領(lǐng)域，具體是一種余熱降溫與機(jī)械聯(lián)合脫水裝置。
背景技術(shù)：
目前，我國(guó)煤層氣發(fā)電項(xiàng)目存在開(kāi)機(jī)率低、發(fā)電效率低的問(wèn)題。而影響發(fā)電機(jī)組開(kāi)機(jī)率和發(fā)電效率的一個(gè)主要原因就是煤層氣氣源中水份的存在(特別是游離態(tài)的水)，國(guó)內(nèi)瓦斯發(fā)電站輸氣管路中安設(shè)的脫水裝置絕大部分都是單一機(jī)械式脫水，如旋風(fēng)脫水和重力式脫水；也有采用電制冷對(duì)瓦斯降溫脫水方式；瓦斯發(fā)電機(jī)組尾氣大部分直接排放?，F(xiàn)有的單一機(jī)械式瓦斯脫水效果較差，提質(zhì)效果不理想；采用電制冷降溫脫水用電負(fù)荷較大，綜合能耗較高；瓦斯發(fā)電機(jī)組尾氣溫度在450℃至550℃之間，直接排放污染環(huán)境且造成能源浪費(fèi)。
因此，需要一種采用瓦斯余熱利用與機(jī)械聯(lián)合脫水技術(shù)與裝備，利用發(fā)電機(jī)組尾氣余熱對(duì)低濃度煤層氣進(jìn)行深度脫水，提高發(fā)電機(jī)組開(kāi)機(jī)率和發(fā)電效率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種采用瓦斯余熱利用與機(jī)械聯(lián)合脫水技術(shù)與裝備，利用發(fā)電機(jī)組尾氣余熱對(duì)低濃度煤層氣進(jìn)行深度脫水，提高發(fā)電機(jī)組開(kāi)機(jī)率和發(fā)電效率。
本發(fā)明的余熱降溫與機(jī)械聯(lián)合脫水裝置，包括用于對(duì)瓦斯氣進(jìn)行冷凝的換熱器、用于對(duì)冷凝后的瓦斯氣進(jìn)行脫水的的后脫水裝置、利用脫水后的瓦斯進(jìn)行發(fā)電的瓦斯發(fā)電機(jī)組和利用所述瓦斯發(fā)電機(jī)組排出的煙氣進(jìn)行制冷的吸收式制冷機(jī)組；所述換熱器通過(guò)冷水管道接收所述吸收式制冷機(jī)組產(chǎn)生的循環(huán)冷卻水；所述后脫水裝置進(jìn)氣口連接于所述換熱器排氣口，后脫水裝置排氣口連接于所述瓦斯發(fā)電機(jī)組的進(jìn)氣端,所述瓦斯發(fā)電機(jī)組的煙氣出口連接于所述吸收式制冷機(jī)組的進(jìn)氣口；
本發(fā)明的余熱降溫與機(jī)械聯(lián)合脫水裝置還包括用于對(duì)進(jìn)入換熱器前的瓦斯氣進(jìn)行脫水的前脫水裝置，所述前脫水裝置的排氣口連接于所述換熱器的進(jìn)氣口；
進(jìn)一步，所述吸收式制冷機(jī)組為溴化鋰制冷機(jī)組；
進(jìn)一步，所述換熱器為管殼式瓦斯氣體換熱器；
本發(fā)明的余熱降溫與機(jī)械聯(lián)合脫水裝置還包括自動(dòng)控制系統(tǒng)；所述自動(dòng)控制系統(tǒng)包括設(shè)置于所述后脫水裝置和發(fā)電機(jī)組之間的瓦斯管路中的含水量檢測(cè)儀以及用于接收所述含水量檢測(cè)儀采集的參數(shù)并控制所述吸收式制冷機(jī)組制冷量的控制器；
進(jìn)一步，所述發(fā)電機(jī)組的煙氣出口與吸收式制冷機(jī)組進(jìn)氣口之間的煙氣管道中設(shè)有由所述控制器進(jìn)行開(kāi)度控制的電動(dòng)煙氣閥；
進(jìn)一步，所述前脫水裝置和后脫水裝置均為機(jī)械式脫水裝置。
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的余熱降溫與機(jī)械聯(lián)合脫水裝置，瓦斯氣先進(jìn)入前脫水裝置脫除液態(tài)水，再進(jìn)入降溫?fù)Q熱器降溫，相比于瓦斯氣直接進(jìn)入降溫?fù)Q熱器，換熱器所需的冷量顯著減少；冷凝后的瓦斯氣通過(guò)后脫水裝置進(jìn)行脫水，以去除瓦斯氣中的冷凝水，然后將瓦斯氣通入瓦斯發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電，發(fā)電機(jī)組排出的煙氣直接進(jìn)入制冷機(jī)組，利用煙氣作為熱源對(duì)吸收劑溶液(溴化鋰溶液)進(jìn)行加熱，相比于煙氣進(jìn)入余熱鍋爐制得熱水或飽和蒸汽再進(jìn)入制冷機(jī)組，采用本發(fā)明的脫水裝置的瓦斯發(fā)電設(shè)備投資減少，制冷機(jī)組效率提高；采用煙氣進(jìn)入制冷機(jī)組制得冷水，相比于電制冷制取冷水，有效利用余熱資源，減少用電負(fù)荷，降低綜合能耗。
附圖說(shuō)明
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述：
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖所示，本實(shí)施例余熱降溫與機(jī)械聯(lián)合脫水裝置包括包括用于對(duì)瓦斯氣進(jìn)行冷凝的換熱器3、用于對(duì)冷凝后的瓦斯氣進(jìn)行脫水的的后脫水裝置4、利用脫水后的瓦斯進(jìn)行發(fā)電的瓦斯發(fā)電機(jī)組5和利用所述瓦斯發(fā)電機(jī)組5排出的煙氣進(jìn)行制冷的吸收式制冷機(jī)組2；所述換熱器3通過(guò)冷水管道接收所述吸收式制冷機(jī)組2產(chǎn)生的循環(huán)冷卻水；所述后脫水裝置4進(jìn)氣口連接于所述換熱器3排氣口，后脫水裝置4排氣口連接于所述瓦斯發(fā)電機(jī)組5的進(jìn)氣端,所述瓦斯發(fā)電機(jī)組5的煙氣出口連接于所述吸收式制冷機(jī)組2的進(jìn)氣口；本實(shí)施例的余熱降溫與機(jī)械聯(lián)合脫水裝置，瓦斯氣先進(jìn)入前脫水裝置1脫除液態(tài)水，再進(jìn)入降溫?fù)Q熱器3降溫，冷凝后的瓦斯氣通過(guò)后脫水裝置4進(jìn)行脫水，以去除瓦斯氣中的冷凝水，然后將瓦斯氣通入瓦斯發(fā)電機(jī)組5進(jìn)行發(fā)電，發(fā)電機(jī)組5排出的煙氣直接進(jìn)入制冷機(jī)組2，利用煙氣作為熱源對(duì)吸收劑溶液(溴化鋰溶液)進(jìn)行加熱，相比于煙氣進(jìn)入余熱鍋爐制得熱水或飽和蒸汽再進(jìn)入制冷機(jī)組2，采用本發(fā)明的脫水裝置的瓦斯發(fā)電設(shè)備投資減少，制冷機(jī)組2效率提高；采用煙氣進(jìn)入制冷機(jī)組2制得冷水，相比于電制冷制取冷水，有效利用余熱資源，減少用電負(fù)荷，降低綜合能耗。
本實(shí)施例的余熱降溫與機(jī)械聯(lián)合脫水裝置還包括用于對(duì)進(jìn)入換熱器3前的瓦斯氣進(jìn)行脫水的前脫水裝置1，所述前脫水裝置1的排氣口連接于所述換熱器3的進(jìn)氣口；相比于將瓦斯氣直接進(jìn)入換熱器3，本實(shí)施例的脫水裝置的換熱器3所需的冷量顯著減少。
本實(shí)施例中，所述吸收式制冷機(jī)組2為溴化鋰制冷機(jī)組2，溴化鋰制冷機(jī)用溴化鋰水溶液為工質(zhì)，其中水為制冷劑，溴化鋰為吸收劑。溴化鋰吸收式制冷機(jī)因用水為制冷劑，蒸發(fā)溫度在0℃以上,僅可用于空氣調(diào)節(jié)設(shè)備和制備生產(chǎn)過(guò)程用的冷水。這種制冷機(jī)可用低壓水蒸汽或75℃以上的熱水作為熱源，本實(shí)施例中利用發(fā)電機(jī)組5排出的煙氣作為熱源，對(duì)發(fā)生器內(nèi)的溴化鋰稀溶液進(jìn)行加熱，使溴化鋰溶液濃縮，從而有效利用余熱資源，減少用電負(fù)荷，降低綜合能耗。
本實(shí)施例中，所述換熱器3為管殼式瓦斯氣體換熱器3；管殼式換熱器3又稱列管式換熱器3，是以封閉在殼體中管束的壁面作為傳熱面的間壁式換熱器3，這種換熱器3結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，操作可靠。
本發(fā)明的余熱降溫與機(jī)械聯(lián)合脫水裝置還包括自動(dòng)控制系統(tǒng)；所述自動(dòng)控制系統(tǒng)包括設(shè)置于所述后脫水裝置4和發(fā)電機(jī)組5之間的瓦斯管路中的含水量檢測(cè)儀以及用于接收所述含水量檢測(cè)儀采集的參數(shù)并控制所述吸收式制冷機(jī)組2制冷量的控制器，自動(dòng)控制系統(tǒng)利用含水量檢測(cè)儀對(duì)瓦斯含水量進(jìn)行測(cè)定，在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，測(cè)量脫水后的瓦斯氣含水量，調(diào)節(jié)制冷機(jī)組2的煙氣進(jìn)氣量，調(diào)節(jié)冷水供回水溫度和流量，使余熱降溫與機(jī)械聯(lián)合脫水裝置運(yùn)行在最佳工況。
本實(shí)施例中，所述發(fā)電機(jī)組5的煙氣出口與吸收式制冷機(jī)組2進(jìn)氣口之間的煙氣管道中設(shè)有由所述控制器進(jìn)行開(kāi)度控制的電動(dòng)煙氣閥，根據(jù)瓦斯氣量及含水量，調(diào)節(jié)冷水供回水溫度和流量，調(diào)節(jié)冷水泵的轉(zhuǎn)速，以改變冷水的循環(huán)流量，滿足換熱器3制冷量需求，在制冷機(jī)組2入口處安裝電動(dòng)煙氣閥，通過(guò)調(diào)節(jié)煙氣閥開(kāi)度，調(diào)節(jié)煙氣流量。
本實(shí)施例中，所述前脫水裝置1和后脫水裝置4均為機(jī)械式脫水裝置，機(jī)械脫水裝置設(shè)計(jì)為“折流板+絲網(wǎng)”組合式分離器，其脫水效率高且成本較低。
最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。