一种利用制冷站冷量余量的燃气轮机进气双回路冷却系统及方法与流程

[0001]
本发明属于联合循环发电技术领域，具体涉及一种利用制冷站冷量余量的燃气轮机进气双回路冷却系统及方法。


背景技术：

[0002]
联合循环发电机组具有启动快、调峰快的特点，随着联合循环机组发电装机容量在电网中的比重逐渐增大，其在电网调峰中起到了越来越重要的作用。然而，在高环境温度的夏季，由于燃气轮机进气温度升高，联合循环机组的出力和热效率严重下降，其调峰能力和机组性能均受到影响。
[0003]
对于分布式联合循环机组而言，常配套有制冷站以实现分布式能源的冷、热、电联供，且制冷站的制冷量往往存在富余未被充分利用，因此可以通过冷却换热器利用在这部分冷量对燃气轮机进气进行冷却，从而提高机组的出力和热效率。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的在于提供一种利用制冷站冷量余量的燃气轮机进气双回路冷却系统及方法，通过利用制冷站冷量余量，在相对较低的投资成本下实现燃气轮机进气冷却，从而提升分布式联合循环机组在夏季高环境温度运行条件下的出力和热效率。
[0005]
本发明采用如下技术方案来实现的：
[0006]
一种利用制冷站冷量余量的燃气轮机进气双回路冷却系统，包括制冷站、冷用户、冷却换热器和燃气轮机；
[0007]
所述制冷站的出水管道分为两路，主路管道与冷用户的进水口相连，支路管道与冷却换热器的一级进水口相连，冷却换热器一级出水口汇入冷冻水回水母管；
[0008]
所述冷用户的出水管道分为两路，主路管道与冷冻水回水母管相连，支路管道通过与冷却换热器的二级进水口相连，冷却换热器二级出水口汇入冷冻水回水母管；
[0009]
所述冷冻水回水母管与制冷站的回水口相连，外界空气与冷却换热器的气体入口连接，冷却换热器的气体出口与燃气轮机的气体入口连接。
[0010]
作为本发明的进一步改进，所述制冷站的出水管道的支路管道通过一级冷冻水至冷却换热器调节阀与冷却换热器的一级进水口相连；冷却换热器一级出水口通过一级冷冻水回水电动阀汇入冷冻水回水母管。
[0011]
作为本发明的进一步改进，所述冷用户的出水管道支路管道通过二级冷冻水至冷却换热器电动阀与冷却换热器的二级进水口相连；出水管道主路管道与冷冻水回水截止阀相连。
[0012]
作为本发明的进一步改进，所述冷却换热器为两级管翅式换热器，冷流体为水，热流体为空气，冷却换热器的两级冷流体管道相互独立。
[0013]
作为本发明的进一步改进，所述冷却换热器的热流体侧底部设置冷凝水排水口。
[0014]
作为本发明的进一步改进，所述冷却换热器的冷凝水排水口上设置有冷凝水排水电动阀。
[0015]
作为本发明的进一步改进，所述冷冻水回水母管上设置有变频升压泵，变频升压泵与制冷站的回水口连接。
[0016]
一种利用制冷站冷量余量的燃气轮机进气双回路冷却系统的控制方法，包括以下步骤：
[0017]
制冷站的出水分为两路，主路与冷用户进行热交换，换热后形成冷冻水回水流入制冷站，支路与冷却换热器进行一级换热，换热后的一级出水汇入冷冻水回；
[0018]
冷用户的出水分为两路，主路为冷冻水回水，支路与冷却换热器进行二级换热，换热后的二级出水口汇入冷冻水回水；
[0019]
外界空气通过冷却换热器冷却降温后进入燃气轮机。
[0020]
本发明至少具有如下有益的技术效果：
[0021]
本发明提供的一种利用制冷站冷量余量的燃气轮机进气双回路冷却系统，通过在燃气轮机进口增设两级冷却换热器，利用制冷站出口的冷冻水进水和冷用户出口的冷冻水回水，对燃气轮机进口空气进行冷却，从而降低燃气轮机进口空气温度。本系统可以在相对较低的投资成本下实现燃气轮机进气冷却，从而提升分布式联合循环机组在夏季高环境温度运行条件下的出力和热效率。同时系统具备双回路冷却管道，可以根据环境参数对双回路冷冻水流量进行调节，从而实现系统的运行优化。
附图说明
[0022]
图1是本发明的结构示意图。
[0023]
附图标记说明：
[0024]
1、制冷站，2、冷用户，3、变频升压泵，4、冷却换热器，5、燃气轮机，v1、冷冻水回水截止阀，v2、一级冷冻水至冷却换热器调节阀，v3、一级冷冻水回水电动阀，v4、二级冷冻水至冷却换热器电动阀，v5、二级冷冻水回水电动阀，v6、冷凝水排水电动阀。
具体实施方式
[0025]
为了使本发明的目的和技术方案更加清晰和便于理解。以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步的详细说明，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并非用于限定本发明。
[0026]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或
一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0027]
下面结合附图对本发明进行详细说明。
[0028]
参见图1，本发明提供的一种利用制冷站冷量余量的燃气轮机进气双回路冷却系统，包括制冷站1、冷用户2、升压泵3、冷却换热器4、燃气轮机5，其中制冷站1的出水管道分为两路，其中主路管道与冷用户2的进水口相连，支路管道通过一级冷冻水至冷却换热器调节阀v2与冷却换热器4的一级进水口相连，冷却换热器4一级出水口的一级冷冻水回水通过一级冷冻水回水电动阀v3汇入冷冻水回水母管，冷用户2的出水管道分为两路，其中主路管道与冷冻水回水截止阀v1相连，冷冻水回水截止阀v1与变频升压泵3的进水口相连，支路管道通过二级冷冻水至冷却换热器电动阀v4与冷却换热器4的二级进水口相连，冷却换热器4二级出水口的二级冷冻水回水通过二级冷冻水回水电动阀v5汇入冷冻水回水母管，冷冻水回水母管与通过变频升压泵3与1的回水口相连，外界空气通过冷却换热器4冷却降温后进入燃气轮机5，冷却过程中在冷却换热器4中产生的冷却冷凝水通过冷凝水排水电动阀v6排入地沟。
[0029]
其中，冷却换热器4为两级管翅式换热器，冷流体为水，热流体为空气，两级冷流体管道相互独立。冷却换热器4的热流体侧底部设置冷凝水排水口。
[0030]
用于燃气轮机进气冷却的冷冻水来源有两路，分别取自制冷站1的出水管道和冷用户2的出水管道。
[0031]
系统设置变频升压泵3，根据实际运行需求控制冷冻水的总流量。
[0032]
优选的，系统设置一级冷冻水至冷却换热器调节阀v2，根据实际运行条件控制一级冷冻水的流量，从而实现系统的优化控制。
[0033]
本发明一种利用制冷站冷量余量的燃气轮机进气双回路冷却系统原理为：通过在燃气轮机进口增设两级冷却换热器，利用制冷站出口的冷冻水进水和冷用户出口的冷冻水回水，对燃气轮机进口空气进行冷却，从而降低燃气轮机进口空气温度。本系统可以在相对较低的投资成本下实现燃气轮机进气冷却，从而提升分布式联合循环机组在夏季高环境温度运行条件下的出力和热效率。同时系统具备双回路冷却管道，可以根据环境参数对双回路冷冻水流量进行调节，从而实现系统的运行优化。
[0034]
本发明还提供一种利用制冷站冷量余量的燃气轮机进气双回路冷却系统的控制方法，包括以下步骤：
[0035]
制冷站1的出水分为两路，主路与冷用户2进行热交换，换热后形成冷冻水回水流入制冷站1，支路与冷却换热器4进行一级换热，换热后的一级出水汇入冷冻水回；
[0036]
冷用户2的出水分为两路，主路为冷冻水回水，支路与冷却换热器4进行二级换热，换热后的二级出水口汇入冷冻水回水；
[0037]
外界空气通过冷却换热器4冷却降温后进入燃气轮机5。
[0038]
上述实施例只为说明本发明的技术构思和特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。