一种利用余热锅炉排烟余热的燃气轮机进气防冰冻系统的制作方法

1.本实用新型属于节能技术领域，涉及一种利用余热锅炉排烟余热的燃气轮机进气防冰冻系统。


背景技术：

2.燃气轮机及联合循环机组因其启停速度快、排放低等优点，在我国电力系统中应用较为广泛。燃气轮机从环境中吸入空气，经压气机压缩后与燃气混合在燃烧室中燃烧，产生的高温烟气推动透平做功，透平排出的热烟气能量进一步在余热锅炉中得到利用，产生高温高压水蒸汽推动汽轮机做功，从余热锅炉中换热完成的热烟气，携带一定的低品位热量经烟囱排入大气。
3.空气中含有的水分，在温度较低、湿度较高的情况下，可能会在压气机入口节流后形成微小的结冰颗粒，对燃机压气机及透平叶片带来损伤。因此，布置在北方寒冷地区的燃气轮机，一般会设计进气防冰冻系统，在极端条件下对燃机入口的空气进行加热，防止结冰带来的危害。目前，各厂家的联合循环机组一般采用燃机压气机抽气作为热源来加热入口空气，这一设计在经济性和稳定性上存在不足。
4.1、抽取燃机压气机的空气作为热源，一般约300℃，浪费了高品位的热量，增加了压气机功耗，降低了燃机出力，在防冰冻系统投入时会降低燃机及联合循环整体热效率；
5.2、燃机压气机抽气的抽气量、抽气位置等参数的选择，需要进行适应性计算，同时还需要与压气机喘振特性相匹配，增加了设计工作量；另外，采用压气机抽气，还需在燃机缸体上开孔，进一步增加燃机制造商强度计算工作量。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种利用余热锅炉排烟余热的燃气轮机进气防冰冻系统，该系统能够达到防冰冻的目的，同时不会降低燃机及联合循环整体热效率。
7.为达到上述目的，本实用新型所述的利用余热锅炉排烟余热的燃气轮机进气防冰冻系统包括余热锅炉、烟囱、循环风机系统、换热器、空气输入管道、燃机入口过滤器、燃气轮机、余热锅炉及控制器；
8.余热锅炉的热烟气出口分为两路，其中一路与烟囱的入口相连通，另一路与循环风机系统的入口相连通，循环风机系统的出口与换热器的壳侧入口相连通，换热器的壳侧出口与烟囱的入口相连通，空气输入管道与换热器的管侧入口相连通，换热器的管侧出口经燃机入口过滤器与燃气轮机的入口相连通，燃气轮机的出口与余热锅炉的入口相连通；
9.换热器的管侧出口处设置有温度/相对湿度传感器，其中，控制器与温度/相对湿度传感器及循环风机系统相连接。
10.所述循环风机系统包括第一循环风机及第二循环风机，其中，余热锅炉的热烟气出口与第一循环风机的入口及第二循环风机的入口相连通，第一循环风机的出口及第二循
环风机的出口与换热器的壳侧入口相连通，控制器与第一循环风机及第二循环风机相连接。
11.还包括循环风机入口烟道，余热锅炉的热烟气出口与循环风机入口烟道的入口相连通，循环风机入口烟道的出口与第一循环风机的入口及第二循环风机的入口相连通。
12.第一循环风机的入口处设置有第一阀门，第一循环风机的出口处设置有第二阀门。
13.第二循环风机的入口处设置有第三阀门，第二循环风机的出口处设置有第四阀门。
14.第一循环风机的出口及第二循环风机的出口经循环风机出口管道与换热器的壳侧入口相连通。
15.循环风机出口管道的出口经气动调节挡板与换热器的壳侧入口相连通，气动调节挡板与控制器相连接。
16.换热器的壳侧出口经换热器出口管道与烟囱的入口相连通。
17.本实用新型具有以下有益效果：
18.本实用新型所述的利用余热锅炉排烟余热的燃气轮机进气防冰冻系统在具体操作时，通过从余热锅炉出口处抽取热烟气作为热源，余热锅炉出口处的排烟温度达70℃-100℃，远高于环境温度，可以有效利用低品位热量，余热锅炉输出的烟气经循环风机系统送至换热器中，以提高进入到燃气轮机中压气机的空气温度，使得压气机入口空气的温度、相对湿度满足安全运行要求，降低结冰对设备造成危害的风险；同时，不采用压气机抽气加热，减少了压气机功耗，增加了燃机出力，利用了排烟废热，具有较高的经济性。
附图说明
19.图1为本实用新型的结构示意图。
20.其中，1为换热器、2为燃机入口过滤器、3为燃气轮机、4为余热锅炉、5为烟囱、6为循环风机入口烟道、7为第一阀门、8为第三阀门、9为第一循环风机、10为第二循环风机、11为第二阀门、12为第四阀门、13为循环风机出口管道、14为换热器出口管道、15为温度/相对湿度传感器、16为气动调节挡板。
具体实施方式
21.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本实用新型公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本实用新型公开的概念。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
22.在附图中示出了根据本实用新型公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不
同形状、大小、相对位置的区域/层。
23.参考图1，本实用新型所述的利用余热锅炉排烟余热的燃气轮机进气防冰冻系统包括控制器、换热器1、燃机入口过滤器2、燃气轮机3、余热锅炉4、烟囱5、循环风机入口烟道6、第一阀门7、第三阀门8、第一循环风机9、第二循环风机10、第二阀门11、第四阀门12、循环风机出口管道13、换热器出口管道14及气动调节挡板16；
24.余热锅炉4的热烟气出口分为两路，其中一路与烟囱5的入口相连通，另一路与循环风机入口烟道6的入口相连通，循环风机入口烟道6的出口分为两路，其中一路经第一阀门7、第一循环风机9及第二阀门11与循环风机出口管道13的入口相连通，另一路经第三阀门8、第二循环风机10及第四阀门12与循环风机出口管道13的入口相连通，循环风机出口管道13的出口经气动调节挡板16与换热器1的壳侧入口相连通，换热器1的壳侧出口与烟囱5的入口相连通；
25.换热器1的管侧出口处设置有温度/相对湿度传感器15，空气输入管道与换热器1的管侧入口相连通，换热器1的管侧出口经燃机入口过滤器2与燃气轮机3的入口相连通，燃气轮机3的出口与余热锅炉4的入口相连通，控制器与第一循环风机9、第二循环风机10、气动调节挡板16及温度/相对湿度传感器15。
26.本实用新型的具体操作过程为：
27.联合循环机组运行时，环境中的空气经换热器1及燃机入口过滤器2进入燃气轮机3中与燃气混合燃烧，燃气轮机3输出的高温烟气在余热锅炉4中进一步换热，余热锅炉4输出的热烟气分为两路，其中一路通过烟囱5排入大气，另一路通过循环风机入口烟道6进入第一循环风机9及第二循环风机10中。系统投入时，开启第一阀门7及第三阀门8，将余热锅炉4排出的热烟气导入循环风机；启动第一循环风机9和第二循环风机10，开启第二阀门11及第四阀门12，通过循环风机出口管道13将增压后的热烟气输送至换热器1；增压后的热烟气在换热器1中与冷空气进行热交换，将热量传递给空气，降温后烟气经换热器出口管道14及烟囱5排入大气。
28.在系统运行中，换热器1的管侧出口处设置有温度/相对湿度传感器15，以监视空气温度与相对湿度，当监视到参数低于设定值时，通过控制器自动启动第一循环风机9或第二循环风机10加热入口空气。同时，将气动调节挡板16投入自动控制，根据设定值对进入换热器1的热烟气流量进行调节和控制，提升燃机入口空气的温度，以满足防冰冻的需要。当一台循环风机出现故障时，可退出运行，连锁启动另一台循环风机继续工作。