專利名稱：燃氣輪機空氣進氣溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，具體的說涉及一種燃氣輪機空氣進氣溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來，在鋼鐵行業(yè)內(nèi)利用鋼鐵廠剩余煤氣(高、焦、轉(zhuǎn)煤氣)發(fā)電的燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電工藝已頗具規(guī)模。它能高效利用鋼鐵廠余能余熱。燃氣輪機運行時發(fā)電出力受外部大氣環(huán)境的溫度影響較大，對于同一生產(chǎn)地點而言，冬季環(huán)境溫度低，空氣密度大，大氣壓力高，相對濕度低，燃氣輪機發(fā)電出力高，甚至高于設(shè)計工況值(設(shè)計工況為ISO工況，空氣進氣溫度15°C、大氣壓力0.10135MPa、大氣相對濕度60% );而夏季環(huán)境溫度高,空氣密度小,大氣壓力低,相對濕度高,燃氣輪機發(fā)電出力低于設(shè)計工況值很多。因此，在夏季能對燃氣輪機進氣(空氣)進行降溫脫濕處理，將能夠大幅提高燃氣輪機的發(fā)電量。同時，鋼鐵廠剩余煤氣的供應(yīng)壓力低(5kPa_15kPa)，為適應(yīng)燃氣輪機的燃氣進氣要求，在進入燃氣輪機燃燒前必須對其進行加壓處理。目前煤氣壓縮多采用多級壓縮、中間冷卻的方式，低壓煤氣壓縮機出口溫度通常為150°C _180°C，煤氣從低壓煤氣壓縮機出來經(jīng)煤氣冷卻器后，回高壓煤氣壓縮機。煤氣冷卻器的冷卻方式則通常采用由外部引入工業(yè)水或密閉循環(huán)冷卻水，對高溫煤氣進行冷卻，熱水由冷卻塔冷卻后循環(huán)使用，高溫煤氣的余熱得不到有效回收。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種能充分利用高溫煤氣余熱、同時能使得燃氣輪機在高于ISO工況進氣條件下能較現(xiàn)有發(fā)電出力有顯著提高的燃氣輪機空氣進氣溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種燃氣輪機空氣進氣溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括低壓煤氣壓縮機(4)、高壓煤氣壓縮機(5)、燃氣輪機空氣壓縮機(6)、燃氣輪機，所述燃氣輪機空氣壓縮機(6)與燃氣輪機(7)連接，其特征在于:還包括空氣換熱器
(I)、熱水型吸收式制冷機(2)和煤氣換熱器(3)，所述空氣換熱器(I)的熱側(cè)進氣管與大氣相通，所述空氣換熱器(I)的熱側(cè)出氣管與燃氣輪機空氣壓縮機(6)連接，所述空氣換熱器
(I)的冷側(cè)進水口和出水口分別與熱水型吸收式制冷機(2)的出水口和進水口通過管道連通；所述煤氣換熱器(3)的熱側(cè)進氣管與低壓煤氣壓縮機⑷連接，所述煤氣換熱器
(3)熱側(cè)出氣管與高壓煤氣壓縮機(5)連接，所述高壓煤氣壓縮機(5)與燃氣輪機(7)連接；所述煤氣換熱器(3)的冷側(cè)進水口和出水口分別通過管道與熱水型吸收式制冷機(2)的出水口和進水口連接。采用上述技術(shù)方案，利用空氣換熱器對燃氣輪機進氣(空氣)的溫度調(diào)節(jié)，提高了在濕熱氣候環(huán)境下燃氣輪機的出力，且調(diào)節(jié)進氣(空氣)溫度的熱水型吸收式制冷機驅(qū)動熱源來自于在保證燃氣輪機煤氣進氣溫度不升高的條件下，最大限度地回收燃氣(煤氣)在加壓過程中產(chǎn)生的熱量，有效的利用了煤氣壓縮機冷卻的低勢余熱，減少了循環(huán)冷卻水和熱水型吸收式制冷機的電耗量，提高了燃氣輪機發(fā)電機的熱經(jīng)濟性。在上述技術(shù)方案中:所述空氣換熱器(I)的熱側(cè)進氣口上裝有空氣過濾器(10)。在上述技術(shù)方案中:所述煤氣換熱器(3)的冷側(cè)出水口與熱水型吸收式制冷機
(2)的進水口連接的管道上設(shè)有第一三通調(diào)節(jié)閥(11)及第二流量測量元件(21)，所述第一三通調(diào)節(jié)閥(11)的第三端通過管道與外部熱用戶供水口(a)連接；所述煤氣換熱器
(3)的冷側(cè)進水口與熱水型吸收式制冷機(2)的出水口連接的管道上設(shè)有第二三通調(diào)節(jié)閥(12)及第三流量測量元件(22)，該第二三通調(diào)節(jié)閥(12)的第三端通過管道與外部供熱用戶回水口(b)連通。當燃氣進氣(空氣)不需要降溫除濕時，回收的燃氣(煤氣)加壓過程中的余熱還可用于采暖供熱。在上述技術(shù)方案中:所述空氣換熱器(I)的冷側(cè)進水口與熱水型吸收式制冷機
(2)的出水口連通的管道上設(shè)有調(diào)節(jié)閥(13)及第一流量測量元件(20)。在上述技術(shù)方案中，為了方便調(diào)節(jié)溫度，所述空氣換熱器(I)的熱側(cè)進氣管上設(shè)有第一測溫元件(14)，所述空氣換熱器(I)的熱側(cè)出氣管上設(shè)有第二測溫元件(15)，所述熱水型吸收式制冷機(2)出水口與空氣換熱器(I)冷側(cè)進水口相連的管道上設(shè)有第三測溫元件(16)，所述第一測溫元件(14)，所述煤氣換熱器(3)的熱側(cè)進氣管上設(shè)有第四測溫元件(17)，煤氣換熱器(3)的熱側(cè)出氣管上設(shè)有第五測溫元件(18)，連接所述煤氣換熱器(3)冷側(cè)的出水口與熱水型吸收式制冷機(2)的進水口的管道上設(shè)有第六測溫元件(19)。在上述技術(shù)方案中:所述空氣換熱器(I)、熱水型吸收式制冷機(2)和煤氣換熱器
(3)均位兩臺以上。在上述技術(shù)方案中:所有煤氣換熱器(3)串聯(lián)構(gòu)成煤氣換熱器組，該煤氣換熱器組的熱側(cè)進氣管與低壓煤氣壓縮機(4)連接，該煤氣換熱器組的熱側(cè)出氣管和高壓煤氣壓縮機(5)連接，每臺空氣換熱器(I)和熱水型吸收式制冷機(2)獨立工作。有益效果:利用對燃氣輪機進氣(空氣)的溫度調(diào)節(jié)，增大了機組的出力，且調(diào)節(jié)進氣(空氣)溫度的制冷機驅(qū)動熱源來自于在保證燃氣輪機煤氣進氣溫度不升高的條件下，最大限度地回收燃氣(煤氣)在加壓過程中產(chǎn)生的熱量，減少了循環(huán)冷卻水和制冷機電耗量，提高了燃氣輪機發(fā)電的熱經(jīng)濟性，同時，當燃氣進氣(空氣)不需要降溫除濕時，回收的燃氣(煤氣)加壓過程中余熱還可用于采暖供熱。本發(fā)明系統(tǒng)簡單，投資、運行維護費用低，可廣泛應(yīng)用在燃氣輪機發(fā)電工藝上。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明:實施例1，如圖1所示:本發(fā)明的一種燃氣輪機空氣進氣溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)由一臺空氣換熱器1、一臺熱水型吸收式制冷機2、一臺煤氣換熱器3、低壓煤氣壓縮機4、高壓煤氣壓縮機5、燃氣輪機空氣壓縮機6、燃氣輪機7、燃氣輪機發(fā)電機8、煤氣壓縮機驅(qū)動電機9、空氣過濾器10、第一三通調(diào)節(jié)閥11、第二三通調(diào)節(jié)閥12、調(diào)節(jié)閥13、第一測溫元件14、第二測溫元件15、第三測溫元件16、第四測溫元件17、第五測溫元件18、第六測溫元件19、第一流量測量元件20、第二流量測量元件21和第三流量測量元件22等部件組成。以上部件均采用現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，在此不對每個部件的結(jié)構(gòu)做贅述。圖中c處為煤氣進口。所述空氣換熱器I熱側(cè)內(nèi)流通介質(zhì)為空氣,冷側(cè)內(nèi)流通介質(zhì)為水；所述熱水型吸收式制冷機2水為制冷劑、溴化鋰為吸收劑；煤氣換熱器3之熱側(cè)內(nèi)流通介質(zhì)為煤氣，冷側(cè)內(nèi)流通介質(zhì)為水。所述空氣換熱器I的熱側(cè)進氣管上設(shè)有空氣過濾器10，所述空氣換熱器I的熱側(cè)出氣管與燃氣輪機空氣壓縮機6連接，所述空氣換熱器I的冷側(cè)進水口和出水口分別與熱水型吸收式制冷機2的出水口和進水口通過管道連通；熱水型吸收式制冷機2與空氣換熱器I間的管路上設(shè)有至少一臺水泵。所述煤氣換熱器3的熱側(cè)進氣管與低壓煤氣壓縮機4連接，所述煤氣換熱器3熱側(cè)出氣管與高壓煤氣壓縮機5連接，所述高壓煤氣壓縮機5與燃氣輪機7連接；所述煤氣換熱器3的冷側(cè)進水口和出水口分別通過管道與熱水型吸收式制冷機2的出水口和進水口連接。所述燃氣輪機空氣壓縮機6與燃氣輪機7連接，所述燃氣輪機7與燃氣輪機發(fā)電機8連接，所述煤氣換熱器3與熱水型吸收式制冷機2的管路上設(shè)有至少一臺水泵。將低壓煤氣壓縮機4壓縮后的煤氣的熱能傳遞到煤氣換熱器3的冷側(cè)加熱給水，煤氣被冷卻后進入下一級高壓煤氣壓縮機5，被煤氣換熱器3加熱的熱水進入熱水型吸收式冷卻機2，作為熱水型吸收式制冷機2驅(qū)動熱源，放熱后的冷水回到煤氣換熱器3。由熱水型吸收式制冷機2制成的冷水進入空氣換熱器1，在空氣換熱器I中吸收熱空氣熱量，達到冷卻空氣的目的，吸收后升溫的水回到熱水型吸收式制冷機2中，冷卻后的空氣進入燃氣輪機空氣壓縮機6，經(jīng)壓縮后與高級煤氣壓縮機5送來的高壓煤氣共同進入燃氣輪機7中燃燒做功發(fā)電。所述煤氣換熱器3的冷側(cè)出水口與熱水型吸收式制冷機2的進水口連接的管道上設(shè)有第一三通調(diào)節(jié)閥11及第二流量測量元件21，所述第一三通調(diào)節(jié)閥11第三端通過管道與外部熱用戶供水口 a連接；所述煤氣換熱器3的冷側(cè)進水口與熱水型吸收式制冷機2的出水口連接的管道上設(shè)有第二三通調(diào)節(jié)閥12及第三流量測量元件22，該第二三通調(diào)節(jié)閥12的第三端通過管道與外部供熱用戶回水口 b連通。所述空氣換熱器I的冷側(cè)進水口與熱水型吸收式制冷機2的出水口連通的管道上設(shè)有調(diào)節(jié)閥13及第一流量測量元件20。所述空氣換熱器I的熱側(cè)進氣管上設(shè)有第一測溫元件14，所述空氣換熱器I的熱側(cè)出氣管上設(shè)有第二測溫元件15，所述熱水型吸收式制冷機2出水口與空氣換熱器I冷側(cè)進水口相連的管道上設(shè)有第三測溫元件16，所述第一測溫元件14、第二測溫元件15、第三測溫元件16、第一流量測量元件20與調(diào)節(jié)閥13聯(lián)鎖，也就是第一測溫元件14、第二測溫元件15與第三測溫元件16測得的溫度信號，第一流量測量元件20測得的流量信號傳遞給控制單元，該控制單元控制調(diào)節(jié)閥13開度。所述煤氣換熱器3的熱側(cè)進氣管上設(shè)有第四測溫元件17，煤氣換熱器3的熱側(cè)出氣管上設(shè)有第五測溫元件18，連接所述煤氣換熱器3冷側(cè)的出水口與熱水型吸收式制冷機2的進水口的管道上設(shè)有第六測溫元件19，所述第四測溫元件17、第五測溫元件18、第六測溫元件19、第二流量測量元件21和第三流量測量元件22與第一三通調(diào)節(jié)閥11和第二三通調(diào)節(jié)閥12聯(lián)鎖，也就是第四測溫元件17、第五測溫元件18和第六測溫元件19測得的溫度信號，第二流量測量元件21和第三流量測量元件22將測得的流量信號均傳遞給控制單元，該控制單元控制第一三通調(diào)節(jié)閥11和第二三通調(diào)節(jié)閥12開度。當不需要對燃氣輪機7進氣(空氣)進行降溫時(冬季)，通過調(diào)節(jié)第一三通調(diào)節(jié)閥11、第二三通調(diào)節(jié)閥12、調(diào)節(jié)閥13，將煤氣換熱器3加熱的熱水送入其它供熱用戶循環(huán)使用。第四、第五、第六測溫元件17、18、19、第二流量測量元件21和第三流量測量元件22與第一三通調(diào)節(jié)閥11和第二三通調(diào)節(jié)閥12聯(lián)鎖，通過調(diào)節(jié)第一三通調(diào)節(jié)閥11和第二三通調(diào)節(jié)閥12，控制煤氣換熱器3冷側(cè)水量，確保煤氣換熱器3冷卻效果；第一、第二、第三測溫元件14、15、16和第一流量測量元件20與調(diào)節(jié)閥13聯(lián)鎖，通過控制調(diào)節(jié)閥13，控制空氣換熱器I的換熱效果。實施例2其他結(jié)構(gòu)與實施例1相同，不同的是所述空氣換熱器1、熱水型吸收式制冷機2和煤氣換熱器3均為兩臺以上。其中所述空氣換熱器I采用并聯(lián)的方式連接，也就是每臺空氣換熱器I的熱側(cè)空氣出口均與燃氣轉(zhuǎn)輪空氣壓縮機6相連；均單獨給燃氣輪機空氣壓縮機6供氣，所述熱水型吸收式制冷機2采用并聯(lián)的方式連接，也就是說每臺熱水型制冷機2均單獨與一臺或多臺煤氣換熱器3和空氣換熱器I連接，單獨供水，獨立工作。所述煤氣換熱器3可以采用并聯(lián)的方式單獨獨立工作，每臺煤氣換熱器3的熱側(cè)進氣管分別與低壓煤氣壓縮機4連接，每臺煤氣換熱器3的熱側(cè)出氣管與高壓煤氣壓縮機5連接，也可將多臺煤氣換熱器3串聯(lián)起來一起工作，也就是說多臺煤氣換熱器3串聯(lián)后組成煤氣換熱器組，煤氣換熱器組的熱側(cè)進氣管和出氣管分別與低壓煤氣壓縮機4和高壓煤氣壓縮機5連接。
權(quán)利要求
1.一種燃氣輪機空氣進氣溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括低壓煤氣壓縮機(4)、高壓煤氣壓縮機(5)、燃氣輪機空氣壓縮機(6)、燃氣輪機(7)，所述燃氣輪機空氣壓縮機(6)與燃氣輪機(7)連接，其特征在于:還包括空氣換熱器(I)、熱水型吸收式制冷機(2)和煤氣換熱器(3)，所述空氣換熱器(I)的熱側(cè)進氣管與大氣相通，所述空氣換熱器(I)的熱側(cè)出氣管與燃氣輪機空氣壓縮機(6)連接，所述空氣換熱器(I)的冷側(cè)進水口和出水口分別與熱水型吸收式制冷機(2)的出水口和進水口通過管道連通； 所述煤氣換熱器(3)的熱側(cè)進氣管與低壓煤氣壓縮機(4)連接，所述煤氣換熱器(3)熱側(cè)出氣管與高壓煤氣壓縮機(5)連接，所述高壓煤氣壓縮機(5)與燃氣輪機(7)連接；所述煤氣換熱器(3)的冷側(cè)進水口和出水口分別通過管道與熱水型吸收式制冷機(2)的出水口和進水口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述燃氣輪機空氣進氣溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于:所述空氣換熱器(I)的熱側(cè)進氣口上裝有空氣過濾器(10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述燃氣輪機空氣進氣溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于:所述煤氣換熱器(3)的冷側(cè)出水口與熱水型吸收式制冷機(2)的進水口連接的管道上設(shè)有第一三通調(diào)節(jié)閥(11)及第二流量測量元件(21)，所述第一三通調(diào)節(jié)閥(11)的第三端通過管道與外部熱用戶供水口(a)連接；所述煤氣換熱器(3)的冷側(cè)進水口與熱水型吸收式制冷機(2)的出水口連接的管道上設(shè)有第二三通調(diào)節(jié)閥(12)及第三流量測量元件(22)，該第二三通調(diào)節(jié)閥(12)的第三端通過管道與外部供熱用戶回水口(b)連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述燃氣輪機空氣進氣溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于:所述空氣換熱器(I)的冷側(cè)進水口與熱水型吸收式制冷機(2)的出水口連通的管道上設(shè)有調(diào)節(jié)閥(13)及第一流量測量元件(20)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述燃氣輪機空氣進氣溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于:所述空氣換熱器(I)的熱側(cè)進氣管上設(shè)有第一測溫元件(14)，所述空氣換熱器(I)的熱側(cè)出氣管上設(shè)有第二測溫元件(15)，所述熱水型吸收式制冷機(2)出水口與空氣換熱器(I)冷側(cè)進水口相連的管道上設(shè)有第三測溫元件(16)，所述煤氣換熱器(3)的熱側(cè)進氣管上設(shè)有第四測溫元件(17)，所述煤氣換熱器(3)的熱側(cè)出氣管上設(shè)有第五測溫元件(18)，連接所述煤氣換熱器(3)冷側(cè)的出水口與熱水型吸收式制冷機(2)的進水口的管道上設(shè)有第六測溫元件(19)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述燃氣輪機發(fā)電機進氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于:所述空氣換熱器(I)、熱水型吸收式制冷機(2)和煤氣換熱器(3)均為兩臺以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述燃氣輪機發(fā)電機進氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于:所有煤氣換熱器(3)串聯(lián)構(gòu)成煤氣換熱器組，該煤氣換熱器組的熱側(cè)進氣管與低壓煤氣壓縮機(4)連接，該煤氣換熱器組的熱側(cè)出氣管和高壓煤氣壓縮機(5)連接，每臺空氣換熱器(I)和熱水型吸收式制冷機(2)獨立工作。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種燃氣輪機空氣進氣溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括低壓煤氣壓縮機、高壓煤氣壓縮機、燃氣輪機空氣壓縮機、燃氣輪機、空氣換熱器、熱水型吸收式制冷機和煤氣換熱器，空氣換熱器的熱側(cè)出氣管與燃氣輪機空氣壓縮機連接，空氣換熱器的冷側(cè)進水口和出水口分別與熱水型吸收式制冷機的出水口和進水口通過管道連通；煤氣換熱器的熱側(cè)進氣管與低壓煤氣壓縮機連接，煤氣換熱器熱側(cè)出氣管與高壓煤氣壓縮機連接，高壓煤氣壓縮機與燃氣輪機連接；煤氣換熱器的冷側(cè)進水口和出水口分別通過管道與熱水型吸收式制冷機的出水口和進水口連接。本發(fā)明系統(tǒng)簡單，投資、運行維護費用低，可廣泛應(yīng)用在燃氣輪機發(fā)電工藝上。
文檔編號F02C7/143GK103195577SQ201310123760
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月11日
發(fā)明者王雪, 丁寶蒼, 楊欣, 魏善碧, 唐曉銘 申請人:重慶大學