本发明涉及一种利用液氧喷雾冷却热机进口空气的系统及运行方法，用于提高燃气轮机和内燃机等热机的夏季发电功率。
背景技术
在夏季工况下，环境温度升高，使得热机（包括燃气轮机和内燃机等）功率降低，因此出现了各种形式的进气冷却技术和手段，其中常用的进气冷却技术为直接接触式冷却和间接接触式冷却两种。间接接触式冷却分为压缩制冷、吸收制冷、蓄冷冷却和lng冷能冷却；而液氧喷雾进气冷却属于直接接触式冷却。
传统的直接接触式冷却原理是利用水在空气中蒸发吸收的潜热降低空气温度，如申请号为200820090513.6的中国专利，但其冷却能力有限且增加了空气的相对湿度。
目前，我国在炎热地区，特别是夏季环境温度较高的情况下，燃气轮机和内燃机等热机的发电功率下降较大，运行效率较低，同时环境温度较高期间对电力需求加大，机组功率上不去对电网调峰有较大影响。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种设计合理的利用液氧喷雾冷却热机进口空气的系统及运行方法，利用lng冷能在空气分离过程中产生的液氧，将低温液氧喷雾对高温空气进行冷却后进入压缩机，提高热机的发电功率和燃烧效率。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种利用液氧喷雾冷却热机进口空气的系统，其特征在于，包括液氧绝热储罐、潜液泵、喷雾器、绝热混合罐、压气机和热机；所述液氧绝热储罐通过一号管路与绝热混合罐连通，所述潜液泵设置在一号管路上，所述喷雾器设置在绝热混合罐的内部；所述绝热混合罐与空气进入管路连通，所述空气进入管路上安装有一号截止阀；所述绝热混合罐还通过二号管路与压气机连通，所述二号管路上安装有三号截止阀；所述空气进入管路通过空气进入支路与压气机连通，所述空气进入支路上安装有二号截止阀；所述压气机与热机连通。结构设计合理，采用绝热混合罐将液氧雾化后和高温空气混合，变成设计值约15℃的富氧冷空气，富氧冷空气从绝热混合罐上部的二号管路进入压气机压缩后进入燃气轮机或其他热机混合天然气燃烧做功发电。
进一步而言，所述空气进入管路与空气进入支路通过三通阀连通。
进一步而言，所述热机为燃气轮机、内燃机或微燃机等。
进一步而言，所述喷雾器包括多个雾化喷嘴，所述雾化喷嘴均匀布置。采用十字型、圆环型等布置方式，有助于其混合与换热。
进一步而言，所述雾化喷嘴为圆锥形。形成圆锥形喷雾，达到与热空气接触最大化的目的；但是雾化喷嘴形式不仅限于锥形。
一种如上所述的利用液氧喷雾冷却热机进口空气的系统的运行方法，其特征在于，所述运行方法如下：在夏季工况或环境温度较高时，打开一号截止阀和三号截止阀，关闭二号截止阀，液氧绝热储罐中的低温液氧经过潜液泵升压，之后通过一号管路进入绝热混合罐中，并在绝热混合罐内通过喷雾器喷出；同时，热空气通过空气进入管路进入绝热混合罐中与喷出的低温液氧混合冷却，之后通过二号管路进入压气机，冷却后的空气经压气机压缩后进入热机与燃料混合燃烧做功发电；在冬季或春季工况时，关闭一号截止阀和三号截止阀，打开二号截止阀，空气从空气进入支路直接进入压气机经压缩后进入热机做功。
进一步而言，热空气在绝热混合罐中经冷却后得到温度为15℃-20℃的富氧冷空气。
采用液氧替代水进行喷雾冷却空气，具有强力的冷却效果，且不会增加空气湿度，同时提高空气含氧量，提高设备燃烧效率和温度；进口空气温度降低到设计最佳进口温度，使得燃气轮机和内燃机夏季达到额定最佳运行工况，发电功率提高15%至20%。
当前lng深度冷能用于空气分离技术较为成熟，空气分离产品为液氧、液氮、干冰等，其产品可以有多种用途，其中将液氧用于进气喷雾冷却是一种有效的提高热机功率和效率的方式之一。
lng冷能用于空气分离，产生氧气的同时气化为天然气，进入热机燃烧发电，其空气分离的副产品液氧在夏季通过喷雾方式冷却空气，提高热机的发电功率和燃烧效率。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：
（1）充分利用lng冷能空分的副产品液氧,或者其它未达到医用级别的工业生产的液氧等，将其喷雾后与空气混合冷却热机进气，对利用lng冷能的空气分离产品液氧提供了一种利用方式，有助于lng气化站将弃冷回收利用形成经济效益，其前景十分广阔，产生的经济效益也十分巨大。
（2）液氧喷雾混合空气可以有效的降低热空气温度至设计值15℃左右，使热机在夏季可以在高效设计工况下运行，提高了热机功率；
（3）液氧喷雾与热空气混合后可以提高空气的含氧量，使得热机在富氧工况下燃烧，热机的燃烧效率提高。
附图说明
图1是本发明实施例的整体结构示意图。
图中：液氧绝热储罐1、潜液泵2、喷雾器3、绝热混合罐4、压气机5、热机6、一号截止阀7、二号截止阀8、三号截止阀9、一号管路10、二号管路11、空气进入管路12、空气进入支路13、三通阀14。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例。
参见图1，一种利用液氧喷雾冷却热机进口空气的系统，包括液氧绝热储罐1、潜液泵2、喷雾器3、绝热混合罐4、压气机5和热机6；
液氧绝热储罐1通过一号管路10与绝热混合罐4连通，潜液泵2设置在一号管路10上，喷雾器3设置在绝热混合罐4的内部；绝热混合罐4与空气进入管路12连通，空气进入管路12上安装有一号截止阀7；绝热混合罐4还通过二号管路11与压气机5连通，二号管路11上安装有三号截止阀9；空气进入管路12通过空气进入支路13与压气机5连通，空气进入支路13上安装有二号截止阀8；压气机5与热机6连通。
本实施例中，空气进入管路12与空气进入支路13通过三通阀14连通。热机6为燃气轮机、内燃机或微燃机。喷雾器3包括多个雾化喷嘴，雾化喷嘴均匀布置。雾化喷嘴为圆锥形。
一种如上所述的利用液氧喷雾冷却热机进口空气的系统的运行方法，其运行方法如下：在夏季工况或环境温度较高时，打开一号截止阀7和三号截止阀9，关闭二号截止阀8，液氧绝热储罐1中的低温液氧经过潜液泵升压，之后通过一号管路10进入绝热混合罐4中，并在绝热混合罐4内通过喷雾器3喷出；同时，热空气通过空气进入管路12进入绝热混合罐4中与喷出的低温液氧混合冷却，之后通过二号管路11进入压气机5，冷却后的空气经压气机5压缩后进入热机6与燃料混合燃烧做功发电；在冬季或春季工况时，关闭一号截止阀7和三号截止阀9，打开二号截止阀8，空气从空气进入支路13直接进入压气机5经压缩后进入热机6做功。
上述运行方法中，热空气在绝热混合罐4中经冷却后得到温度为15℃-20℃的富氧冷空气。
本发明实现了夏季工况热机6进口空气温度冷却，提高了热机6夏季的功率；同时解决了lng空分后副产品液氧的消纳问题；通过提高空气含氧量，提高了热机6的燃烧效率。
虽然本发明以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。