一种燃气轮机调峰机组降温装置的制作方法

本发明属于燃气轮机设计领域，具体涉及一种燃气轮机调峰机组降温装置。

背景技术：

燃气轮机发电机组及燃气轮机、余热锅炉联合循环发电机组，因其起动迅速、负荷调节能力强等优势，非常适用于电网备用发电和调峰运行，并在我国的电力建设中发挥重要作用。但入口空气温度对燃气轮机的性能影响甚大，空气温度每升高1℃，其输出功率通常下降0.5％～0.9％，效率下降0.2％～0.3％。

然而，城市电网高峰负荷往往是夏季大气温度最高的时段，其时燃气轮机入口空气温度将远高于标准大气温度。但对于发电机组特别是燃气轮机调峰发电机组而言，往往希望在高温季节有更高的输出功率及热效率。解决这一矛盾的有效方法是通过冷却降低燃气轮机入口空气温度，通常情况下，燃气轮机进气冷却可分为蒸发式冷却和制冷式冷却两种。

制冷式燃气轮机进气冷却方式由于设备庞大、占地面积大、造价较高且防爆等级要求较高，进而无法确保燃气轮机发电效率和热效率维持在一个较为经济的运行水平。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种燃气轮机调峰方法，通过蒸发冷却降低燃气轮机入口空气温度，以提高燃气轮机出力及热效率，实现调峰发电。该调峰方法投资少、设备简单、维护费用低、能适当降低nox排放、减少压气机叶片清洗、进气阻力小等优点，可有效缓解我国城市电网普遍存在的“夏季电荒“问题。

燃气轮机调峰机组降温装置，包括集水槽、蒸发冷却腔体、泵站、喷嘴矩阵、疏水管道、供水管道、挡水板及风机，所述蒸发冷却腔体的进气口连接热空气排放源，出气口连接所述挡风板，喷嘴矩阵布置在所述蒸发冷却腔体的顶端，集水槽布置在所述蒸发冷却腔体的底端，所述风机设置在挡水板的背离所述蒸发冷却腔体的一端，用于抽离经所述蒸发冷却腔体排出的气体，并供给至燃气轮机调峰机组，所述挡水板设置成具有气液分离的结构，所述喷嘴矩阵包括多个喷嘴，其通过供水管道连接所述泵站，所述泵站通过所述疏水管道连接所述集水槽，所述集水槽内设置有水。

优选的是，所述挡水板为pvc挡水板。

优选的是，所述挡水板为曲面结构。

优选的是，所述挡水板为多层。

优选的是，所述集水槽设置有水补给入口。

优选的是，所述风机为轴流风机。

优选的是，所述疏水管道上设置有逆止阀。

优选的是，所述泵站包括至少由高压泵、过滤器、测定空气干球温度和相对湿度的气象站，以及plc控制计量系统组成的撬体。

本发明提供的降温装置，可有效缓减我国城市电网“夏季电荒”问题，该装置以蒸发冷却方式降低燃气轮机入口空气温度，进而提高燃气轮机出力及热效率，实现调峰发电。具有投资少、设备简单、维护费用低、nox排放低、压气机叶片清洗频率低、进气阻力小等优点。

附图说明

图1为按照本发明燃气轮机调峰机组降温装置的一优选实施例的燃气轮机调峰机组结构示意图。

图2为本发明图1所示实施例的降温装置结构示意图。

其中，1为蒸发冷却器、2为燃气轮机、3为发电机、4为馈电柜、5为电网、6为燃机电子控制器、7为电容补偿柜、8为人机上位、9为集水槽、10为蒸发冷却腔体、11为泵站、12为喷嘴矩阵、13为疏水管道、14为供水管道、15为挡水板、16为风机。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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保护范围的限制。

本发明提出了一种燃气轮机调峰机组降温装置，图1给出了燃气轮机调峰机组的调峰线路图，包括蒸发冷却器1、燃气轮机2、发电机3、馈电柜4、电网5、燃机电子控制器6、电容补偿柜7及人机上位8。

所述蒸发冷却器1，可通过供给设备加载待蒸发或待汽化的液体，优选为水，该冷却器可将水高细度雾化后，喷入干燥的热空气流中，利用水雾化后表面积急剧增大的特点来强化蒸发冷却效果，可以将热空气冷却至饱和点附近，具有很高的冷却效率。

所述蒸发冷却器1，即本发明所述的降温装置，如图2所示，主要包括泵站11、喷嘴矩阵12、供水管道14、疏水管道13、挡水板15及风机16等。泵站11是由交流电机驱动的陶瓷活塞式高压泵、过滤器、测定空气干球温度和相对湿度的气象站，以及plc控制计量系统组成为一个可以露天布置的撬体；喷嘴矩阵12为由众多喷嘴及布水管组成，并可固定在蒸发冷却区域上方的喷嘴组合；供水管则是连接泵站和喷嘴矩阵的高压不锈钢管道；疏水管是布置在蒸发冷却器底部的排水管道，其端部装有逆止阀，确保运行时正常疏水；挡水板是为高效pvc挡水板，采用多曲面设计，具有汽水分离效果好、阻力小、重量轻、耐腐蚀、易清洗等特点；风机16为轴流风机，噪音低，运行平稳，铝合金叶片，重量轻，可将处理后接近饱和的冷空气送入燃机进气稳压室。

所述燃气轮机2，其进气稳压室上方安装有蒸发冷却器1，输出轴通过联轴器与发电机3轴相连。

所述发电机3，优选异步电机，其三相定子绕组与馈电柜4的接口a相连。

所述馈电柜4的接口b与电网5连接，馈电柜4的接口c与燃机电子控制器6的接口e连接，馈电柜4的接口d与电容补偿柜7连接。

所述燃气轮机电子控制器6的接口f与燃气轮机2连接，燃气轮机电子控制器6的接口g与人机上位8相连。

所述电容补偿柜7，优选并联电容补偿柜，可减少发电机3发出的无功电流，提高功率因素。

本发明在环境温度较高、相对湿度较低的时段，燃气轮机吸入空气的温度能够通过蒸发冷却原理以相对简单有效的方式降低，且因此提高燃气轮机的效率和功率

在图2中示出的蒸发冷却器1作为吸气冷却器用于冷却从环境抽吸的且供给燃气轮机压气机的吸入空气，蒸发冷却器1为此具有由封闭壳体包围的气流通道。所述气流通道入口为干热空气，出口为湿冷空气。在气流通道进口处布置有蒸发冷却腔体10，其顶部设有喷嘴矩阵12，根据蒸发冷却原理，喷嘴矩阵12喷淋的水部分在蒸发冷却腔体10蒸发或汽化，以此一方面增加空气流的相对湿度，另一方面降低空气流的温度。未汽化的水在蒸发冷却器底部的集水槽9内汇聚，并通过泵站往复循环。所述集水槽9通过水补给入口需定期添加新鲜水—优选地为日常的自来水—补偿由蒸发造成的回路内的液体损失。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。