专利名称：燃气轮机空气进气温度调节系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种温度调节系统，具体的说涉及一种燃气轮机空气进气温度调节系统。
背景技术：
近年来，在钢铁行业内利用钢铁厂剩余煤气(高、焦、转煤气)发电的燃气-蒸汽联合循环发电工艺已颇具规模。它能高效利用钢铁厂余能余热。燃气轮机运行时发电出力受外部大气环境的温度影响较大，对于同一生产地点而言，冬季环境温度低，空气密度大，大气压力高，相对湿度低，燃气轮机发电出力高，甚至高于设计工况值(设计工况为ISO工况，空气进气温度15°C、大气压力0.10135MPa、大气相对湿度60% );而夏季环境温度高,空气密度小,大气压力低,相对湿度高,燃气轮机发电出力低于设计工况值很多。因此，在夏季能对燃气轮机进气(空气)进行降温脱湿处理，将能够大幅提高燃气轮机的发电量。同时，钢铁厂剩余煤气的供应压力低(5kPa_15kPa)，为适应燃气轮机的燃气进气要求，在进入燃气轮机燃烧前必须对其进行加压处理。目前煤气压缩多采用多级压缩、中间冷却的方式，低压煤气压缩机出口温度通常为150°C _180°C，煤气从低压煤气压缩机出来经煤气冷却器后，回高压煤气压缩机。煤气冷却器的冷却方式则通常采用由外部引入工业水或密闭循环冷却水，对高温煤气进行冷却，热水由冷却塔冷却后循环使用，高温煤气的余热得不到有效回收。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种能充分利用高温煤气余热、同时能使得燃气轮机在高于ISO工况进气条件下能较现有发电出力有显著提高的燃气轮机空气进气温度调节系统。为了实现上述目的，本发明的技术方案如下:一种燃气轮机空气进气温度调节系统，包括低压煤气压缩机(4)、高压煤气压缩机(5)、燃气轮机空气压缩机(6)、燃气轮机，所述燃气轮机空气压缩机(6)与燃气轮机(7)连接，其特征在于:还包括空气换热器
(I)、热水型吸收式制冷机(2)和煤气换热器(3)，所述空气换热器(I)的热侧进气管与大气相通，所述空气换热器(I)的热侧出气管与燃气轮机空气压缩机(6)连接，所述空气换热器
(I)的冷侧进水口和出水口分别与热水型吸收式制冷机(2)的出水口和进水口通过管道连通；所述煤气换热器(3)的热侧进气管与低压煤气压缩机⑷连接，所述煤气换热器
(3)热侧出气管与高压煤气压缩机(5)连接，所述高压煤气压缩机(5)与燃气轮机(7)连接；所述煤气换热器(3)的冷侧进水口和出水口分别通过管道与热水型吸收式制冷机(2)的出水口和进水口连接。采用上述技术方案，利用空气换热器对燃气轮机进气(空气)的温度调节，提高了在湿热气候环境下燃气轮机的出力，且调节进气(空气)温度的热水型吸收式制冷机驱动热源来自于在保证燃气轮机煤气进气温度不升高的条件下，最大限度地回收燃气(煤气)在加压过程中产生的热量，有效的利用了煤气压缩机冷却的低势余热，减少了循环冷却水和热水型吸收式制冷机的电耗量，提高了燃气轮机发电机的热经济性。在上述技术方案中:所述空气换热器(I)的热侧进气口上装有空气过滤器(10)。在上述技术方案中:所述煤气换热器(3)的冷侧出水口与热水型吸收式制冷机
(2)的进水口连接的管道上设有第一三通调节阀(11)及第二流量测量元件(21)，所述第一三通调节阀(11)的第三端通过管道与外部热用户供水口(a)连接；所述煤气换热器
(3)的冷侧进水口与热水型吸收式制冷机(2)的出水口连接的管道上设有第二三通调节阀(12)及第三流量测量元件(22)，该第二三通调节阀(12)的第三端通过管道与外部供热用户回水口(b)连通。当燃气进气(空气)不需要降温除湿时，回收的燃气(煤气)加压过程中的余热还可用于采暖供热。在上述技术方案中:所述空气换热器(I)的冷侧进水口与热水型吸收式制冷机
(2)的出水口连通的管道上设有调节阀(13)及第一流量测量元件(20)。在上述技术方案中，为了方便调节温度，所述空气换热器(I)的热侧进气管上设有第一测温元件(14)，所述空气换热器(I)的热侧出气管上设有第二测温元件(15)，所述热水型吸收式制冷机(2)出水口与空气换热器(I)冷侧进水口相连的管道上设有第三测温元件(16)，所述第一测温元件(14)，所述煤气换热器(3)的热侧进气管上设有第四测温元件(17)，煤气换热器(3)的热侧出气管上设有第五测温元件(18)，连接所述煤气换热器(3)冷侧的出水口与热水型吸收式制冷机(2)的进水口的管道上设有第六测温元件(19)。在上述技术方案中:所述空气换热器(I)、热水型吸收式制冷机(2)和煤气换热器
(3)均位两台以上。在上述技术方案中:所有煤气换热器(3)串联构成煤气换热器组，该煤气换热器组的热侧进气管与低压煤气压缩机(4)连接，该煤气换热器组的热侧出气管和高压煤气压缩机(5)连接，每台空气换热器(I)和热水型吸收式制冷机(2)独立工作。有益效果:利用对燃气轮机进气(空气)的温度调节，增大了机组的出力，且调节进气(空气)温度的制冷机驱动热源来自于在保证燃气轮机煤气进气温度不升高的条件下，最大限度地回收燃气(煤气)在加压过程中产生的热量，减少了循环冷却水和制冷机电耗量，提高了燃气轮机发电的热经济性，同时，当燃气进气(空气)不需要降温除湿时，回收的燃气(煤气)加压过程中余热还可用于采暖供热。本发明系统简单，投资、运行维护费用低，可广泛应用在燃气轮机发电工艺上。
图1为本发明的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明:实施例1，如图1所示:本发明的一种燃气轮机空气进气温度调节系统由一台空气换热器1、一台热水型吸收式制冷机2、一台煤气换热器3、低压煤气压缩机4、高压煤气压缩机5、燃气轮机空气压缩机6、燃气轮机7、燃气轮机发电机8、煤气压缩机驱动电机9、空气过滤器10、第一三通调节阀11、第二三通调节阀12、调节阀13、第一测温元件14、第二测温元件15、第三测温元件16、第四测温元件17、第五测温元件18、第六测温元件19、第一流量测量元件20、第二流量测量元件21和第三流量测量元件22等部件组成。以上部件均采用现有结构，在此不对每个部件的结构做赘述。图中c处为煤气进口。所述空气换热器I热侧内流通介质为空气,冷侧内流通介质为水；所述热水型吸收式制冷机2水为制冷剂、溴化锂为吸收剂；煤气换热器3之热侧内流通介质为煤气，冷侧内流通介质为水。所述空气换热器I的热侧进气管上设有空气过滤器10，所述空气换热器I的热侧出气管与燃气轮机空气压缩机6连接，所述空气换热器I的冷侧进水口和出水口分别与热水型吸收式制冷机2的出水口和进水口通过管道连通；热水型吸收式制冷机2与空气换热器I间的管路上设有至少一台水泵。所述煤气换热器3的热侧进气管与低压煤气压缩机4连接，所述煤气换热器3热侧出气管与高压煤气压缩机5连接，所述高压煤气压缩机5与燃气轮机7连接；所述煤气换热器3的冷侧进水口和出水口分别通过管道与热水型吸收式制冷机2的出水口和进水口连接。所述燃气轮机空气压缩机6与燃气轮机7连接，所述燃气轮机7与燃气轮机发电机8连接，所述煤气换热器3与热水型吸收式制冷机2的管路上设有至少一台水泵。将低压煤气压缩机4压缩后的煤气的热能传递到煤气换热器3的冷侧加热给水，煤气被冷却后进入下一级高压煤气压缩机5，被煤气换热器3加热的热水进入热水型吸收式冷却机2，作为热水型吸收式制冷机2驱动热源，放热后的冷水回到煤气换热器3。由热水型吸收式制冷机2制成的冷水进入空气换热器1，在空气换热器I中吸收热空气热量，达到冷却空气的目的，吸收后升温的水回到热水型吸收式制冷机2中，冷却后的空气进入燃气轮机空气压缩机6，经压缩后与高级煤气压缩机5送来的高压煤气共同进入燃气轮机7中燃烧做功发电。所述煤气换热器3的冷侧出水口与热水型吸收式制冷机2的进水口连接的管道上设有第一三通调节阀11及第二流量测量元件21，所述第一三通调节阀11第三端通过管道与外部热用户供水口 a连接；所述煤气换热器3的冷侧进水口与热水型吸收式制冷机2的出水口连接的管道上设有第二三通调节阀12及第三流量测量元件22，该第二三通调节阀12的第三端通过管道与外部供热用户回水口 b连通。所述空气换热器I的冷侧进水口与热水型吸收式制冷机2的出水口连通的管道上设有调节阀13及第一流量测量元件20。所述空气换热器I的热侧进气管上设有第一测温元件14，所述空气换热器I的热侧出气管上设有第二测温元件15，所述热水型吸收式制冷机2出水口与空气换热器I冷侧进水口相连的管道上设有第三测温元件16，所述第一测温元件14、第二测温元件15、第三测温元件16、第一流量测量元件20与调节阀13联锁，也就是第一测温元件14、第二测温元件15与第三测温元件16测得的温度信号，第一流量测量元件20测得的流量信号传递给控制单元，该控制单元控制调节阀13开度。所述煤气换热器3的热侧进气管上设有第四测温元件17，煤气换热器3的热侧出气管上设有第五测温元件18，连接所述煤气换热器3冷侧的出水口与热水型吸收式制冷机2的进水口的管道上设有第六测温元件19，所述第四测温元件17、第五测温元件18、第六测温元件19、第二流量测量元件21和第三流量测量元件22与第一三通调节阀11和第二三通调节阀12联锁，也就是第四测温元件17、第五测温元件18和第六测温元件19测得的温度信号，第二流量测量元件21和第三流量测量元件22将测得的流量信号均传递给控制单元，该控制单元控制第一三通调节阀11和第二三通调节阀12开度。当不需要对燃气轮机7进气(空气)进行降温时(冬季)，通过调节第一三通调节阀11、第二三通调节阀12、调节阀13，将煤气换热器3加热的热水送入其它供热用户循环使用。第四、第五、第六测温元件17、18、19、第二流量测量元件21和第三流量测量元件22与第一三通调节阀11和第二三通调节阀12联锁，通过调节第一三通调节阀11和第二三通调节阀12，控制煤气换热器3冷侧水量，确保煤气换热器3冷却效果；第一、第二、第三测温元件14、15、16和第一流量测量元件20与调节阀13联锁，通过控制调节阀13，控制空气换热器I的换热效果。实施例2其他结构与实施例1相同，不同的是所述空气换热器1、热水型吸收式制冷机2和煤气换热器3均为两台以上。其中所述空气换热器I采用并联的方式连接，也就是每台空气换热器I的热侧空气出口均与燃气转轮空气压缩机6相连；均单独给燃气轮机空气压缩机6供气，所述热水型吸收式制冷机2采用并联的方式连接，也就是说每台热水型制冷机2均单独与一台或多台煤气换热器3和空气换热器I连接，单独供水，独立工作。所述煤气换热器3可以采用并联的方式单独独立工作，每台煤气换热器3的热侧进气管分别与低压煤气压缩机4连接，每台煤气换热器3的热侧出气管与高压煤气压缩机5连接，也可将多台煤气换热器3串联起来一起工作，也就是说多台煤气换热器3串联后组成煤气换热器组，煤气换热器组的热侧进气管和出气管分别与低压煤气压缩机4和高压煤气压缩机5连接。
权利要求
1.一种燃气轮机空气进气温度调节系统，包括低压煤气压缩机(4)、高压煤气压缩机(5)、燃气轮机空气压缩机(6)、燃气轮机(7)，所述燃气轮机空气压缩机(6)与燃气轮机(7)连接，其特征在于:还包括空气换热器(I)、热水型吸收式制冷机(2)和煤气换热器(3)，所述空气换热器(I)的热侧进气管与大气相通，所述空气换热器(I)的热侧出气管与燃气轮机空气压缩机(6)连接，所述空气换热器(I)的冷侧进水口和出水口分别与热水型吸收式制冷机(2)的出水口和进水口通过管道连通； 所述煤气换热器(3)的热侧进气管与低压煤气压缩机(4)连接，所述煤气换热器(3)热侧出气管与高压煤气压缩机(5)连接，所述高压煤气压缩机(5)与燃气轮机(7)连接；所述煤气换热器(3)的冷侧进水口和出水口分别通过管道与热水型吸收式制冷机(2)的出水口和进水口连接。
2.根据权利要求1所述燃气轮机空气进气温度调节系统，其特征在于:所述空气换热器(I)的热侧进气口上装有空气过滤器(10)。
3.根据权利要求1所述燃气轮机空气进气温度调节系统，其特征在于:所述煤气换热器(3)的冷侧出水口与热水型吸收式制冷机(2)的进水口连接的管道上设有第一三通调节阀(11)及第二流量测量元件(21)，所述第一三通调节阀(11)的第三端通过管道与外部热用户供水口(a)连接；所述煤气换热器(3)的冷侧进水口与热水型吸收式制冷机(2)的出水口连接的管道上设有第二三通调节阀(12)及第三流量测量元件(22)，该第二三通调节阀(12)的第三端通过管道与外部供热用户回水口(b)连通。
4.根据权利要求3所述燃气轮机空气进气温度调节系统，其特征在于:所述空气换热器(I)的冷侧进水口与热水型吸收式制冷机(2)的出水口连通的管道上设有调节阀(13)及第一流量测量元件(20)。
5.根据权利要求4所述燃气轮机空气进气温度调节系统，其特征在于:所述空气换热器(I)的热侧进气管上设有第一测温元件(14)，所述空气换热器(I)的热侧出气管上设有第二测温元件(15)，所述热水型吸收式制冷机(2)出水口与空气换热器(I)冷侧进水口相连的管道上设有第三测温元件(16)，所述煤气换热器(3)的热侧进气管上设有第四测温元件(17)，所述煤气换热器(3)的热侧出气管上设有第五测温元件(18)，连接所述煤气换热器(3)冷侧的出水口与热水型吸收式制冷机(2)的进水口的管道上设有第六测温元件(19)。
6.根据权利要求1-5任一项所述燃气轮机发电机进气调节系统，其特征在于:所述空气换热器(I)、热水型吸收式制冷机(2)和煤气换热器(3)均为两台以上。
7.根据权利要求6所述燃气轮机发电机进气调节系统，其特征在于:所有煤气换热器(3)串联构成煤气换热器组，该煤气换热器组的热侧进气管与低压煤气压缩机(4)连接，该煤气换热器组的热侧出气管和高压煤气压缩机(5)连接，每台空气换热器(I)和热水型吸收式制冷机(2)独立工作。
全文摘要
本发明公开了一种燃气轮机空气进气温度调节系统，包括低压煤气压缩机、高压煤气压缩机、燃气轮机空气压缩机、燃气轮机、空气换热器、热水型吸收式制冷机和煤气换热器，空气换热器的热侧出气管与燃气轮机空气压缩机连接，空气换热器的冷侧进水口和出水口分别与热水型吸收式制冷机的出水口和进水口通过管道连通；煤气换热器的热侧进气管与低压煤气压缩机连接，煤气换热器热侧出气管与高压煤气压缩机连接，高压煤气压缩机与燃气轮机连接；煤气换热器的冷侧进水口和出水口分别通过管道与热水型吸收式制冷机的出水口和进水口连接。本发明系统简单，投资、运行维护费用低，可广泛应用在燃气轮机发电工艺上。
文档编号F02C7/143GK103195577SQ201310123760
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月11日 优先权日2013年4月11日
发明者王雪, 丁宝苍, 杨欣, 魏善碧, 唐晓铭 申请人:重庆大学