一种燃气轮机联合循环机组进气冷却装置的制作方法

本发明属于燃气轮机，尤其涉及一种燃气轮机联合循环机组进气冷却装置。

背景技术：

1、随着科技的发展，燃机轮机的研究取得了巨大成就，已在发电领域具有广泛且重要的应用，具有十分突出的战略地位，被誉为制造业皇冠上的明珠。燃气轮机联合循环机组采用布雷顿循环和朗肯循环结合，将燃气轮机排出的高温烟气引入余热锅炉，将水加热产生高温高压的蒸汽，在推动蒸汽轮机做功，是一种高效节能、清洁环保的发电系统，发电热效率可高达60%。但是进气温度对燃气轮机的出力及效率影响比较明显，由于进气温度较高，导致燃气轮机无法到满负荷出力。

2、现有技术制冷剂大多采用溴化锂制冷机，在有空气的情况下，溴化锂溶液对普通碳钢具有较强的腐蚀性，不仅影响制冷机系统的寿命，而且影响制冷机系统的性能和运行。由于存在溴化锂溶液泄露的可能，蒸汽不易回收利用，会有污染燃气轮机热力系统汽水品质的可能。

3、现有技术还有采用余热锅炉烟气余热方案，该方案的制冷效果较差，无法满足高温条件下，燃机满负荷时对低温空气的需求，实际工程应用价值不大。

4、现有技术大多采用先加热除湿、再冷却的技术路线，该方案不仅耗能大、且设备占地面积大，使用成本高，操作不够便捷。

5、现有技术对进气过滤装置的布置考虑较少，极端风雨天气、设备故障时对燃气轮机机组也有较大的影响。

6、有研究表明，环境温度每升高10℃，单循环燃气轮机出力下降5%~7%，联合循环出力下降3.5%~5.5%，且燃气轮机相对效率成曲线下降。进气温度从35℃降到15℃，燃气轮机出力能提高约4.9%。因此，降低进气温度，就成为最直接有效的应对方法。

技术实现思路

1、针对上述现有技术中存在的不足之处，本发明提供了一种燃气轮机联合循环机组进气冷却装置。其目的是为了实现有效降低燃气轮机的进气温度，减少进气中的灰尘，降温过程只利用水蒸气和水，绿色环保无污染，蒸汽回收再利用的发明目的。

2、本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

3、一种燃气轮机联合循环机组进气冷却装置，在防絮网的一端与大气连通，防絮网的另一端依次连接有百叶窗、空气过滤网加热装置、空气过滤装置及进气冷却装置；进气冷却装置的另一端与过滤后空气流通通道连通，过滤后空气流通通道的另一端与压气机连通；压气机的另一端依次与燃烧室、透平、余热锅炉、蒸汽轮机相连接，发电机a与压气机和燃烧室连接，发电机b与蒸汽轮机相连接；低压蒸汽喷射式制冷机蒸汽侧的一端与低压蒸汽喷射式制冷机蒸汽管道连通，低压蒸汽喷射式制冷机蒸汽管道的另一端与蒸汽轮机相连接；低压蒸汽喷射式制冷机蒸汽侧的另一端与凝汽器连通，凝汽器的另一端与水泵a相连接。

4、更进一步的，所述低压蒸汽喷射式制冷机冷水侧的一端与进气冷却装置进水侧连通，低压蒸汽喷射式制冷机冷水侧的另一端与进气冷却装置出水侧连通。

5、更进一步的，所述空气过滤网加热装置通过管线依次连接机组空压机系统来空气、压缩空气罐、空气加热器、气动阀、电磁阀、高温干燥空气喷头。

6、更进一步的，所述低压蒸汽喷射式制冷机包括：通过管线依次连接的汽轮机抽汽口、低压蒸汽喷射式制冷机进汽口、低压蒸汽喷射式制冷机出汽口、凝汽器；冷却水、低压蒸汽喷射式制冷机进水口、低压蒸汽喷射式制冷机出水口、冷却水泵、换热盘管组。

7、更进一步的，所述防絮网的上部还连接有防风雨罩壳，防风雨罩壳的下方对应设置有雨水收集排放管道。

8、更进一步的，所述防风雨罩壳为斜向下角度设置。

9、更进一步的，所述百叶窗和空气过滤网加热装置之间、空气过滤装置和进气冷却装置之间、进气冷却装置上均设有温度变送器和湿度变送器。

10、更进一步的，所述空气过滤网加热装置依次与预过滤装置、精过滤装置、过滤后空气流通通道连通；预过滤装置与精过滤装置上部均安装有加热装置；所述空气过滤网加热装置通过管线依次连接机组空压机系统来空气、压缩空气罐、空气加热器、气动阀、电磁阀、高温干燥空气喷头。

11、更进一步的，所述进气冷却装置采用在水平方向上布置四分之三侧空气吸入口，进气空气冷却室及空气通道（22）集中布置在进气冷却装置的中间位置，在水平方向上余下的四分之一侧设置有燃气轮机厂房（23）。

12、更进一步的，所述百叶窗（2）上设置有程控联锁，能够控件进气过滤单元的开启。

13、本发明具有以下有益效果及优点：

14、（1）本发明在进气冷却装置结构简单，设计合理，在布局上采用了更合理的方案，进气冷却装置采用四分之三方向布置，在竖直方向上采用叠加布置，可以根据需要叠加适当的进气冷却装置数量，根据工程实际情况选择一侧紧邻燃气轮机厂房，能够有效消除极端风雨天气对进气冷却装置的进气影响。进气冷却装置的竖直叠加布置，能够确保进气的空气容量和余量，使得进气冷却装置布局更加合理，结构紧凑灵活。百叶窗的关闭功能有助于在极端风雨天气及设备检修故障期间的停运，让运行方式更灵活。百叶窗的关闭和开启功能能够实现进气冷却装置单元的运行和停运，有效满足极端风雨天气及设备维护检修的需求，现有技术较少考虑到该点。

15、（2）本发明采用对进气过滤滤芯加热除湿的技术路线，是因为当过滤滤芯捕捉到一定灰尘时，在极端潮湿的情况下，能够有效避免滤芯发生湿堵的情况；同时压缩空气通过机组空气压缩机系统供应，取之便捷，空气品质有保障，再通过加热即可用于对过滤装置进行加热，能够有效解决过滤滤芯出现湿堵的情况，且能耗较低。现有技术较少考虑到该点。

16、（3）本发明利用低压蒸汽喷射式制冷机制冷，制冷工艺只利用蒸汽和水，制冷效果稳定；供热蒸汽易获取，蒸汽排放易回收利用，不会对热力系统的汽水品质造成威胁，不危害运行人员身体健康，环保无污染。现有技术多采用溴化锂制冷机，制冷用的溴化锂溶液具有腐蚀性；采用锅炉烟气余热，质量效果不好。

17、本发明采用对进气过滤滤芯加热除湿的技术路线。根据燃气轮机联合循环机组的运行实际情况来看，当过滤滤芯捕捉到一定灰尘时，在极端潮湿的情况下，滤芯易发生湿堵。而进气空气的湿度对燃机效率和出力影响较小，故本发明采用对进气过滤滤芯进行加热方案，针对实际重点问题对症下药，同时可以从机组空气压缩机系统获取干燥空气，在经过简单加热，即可实现对进气过滤滤芯的加热，不需要新增多套设备，且能耗较低。

18、本发明利用低压蒸汽喷射式制冷机制冷。相比于溴化锂制冷剂而言，制冷工艺只利用蒸汽和水，制冷效率更高、效果稳定；供热蒸汽易获取，蒸汽排放易回收利用，不会对热力系统的汽水品质造成威胁，不危害运行人员身体健康，环保无污染。相比于利用余热锅炉烟气加热而言，低压蒸汽喷射式制冷机制冷的效果更好，制冷能力更强，能满足高温天气的空气冷却需求。

技术特征：

1.一种燃气轮机联合循环机组进气冷却装置，其特征是：防絮网（1）的一端与大气连通，防絮网（1）的另一端依次连接有百叶窗（2）、空气过滤网加热装置（3）、空气过滤装置（4）及进气冷却装置（5）；进气冷却装置（5）的另一端与过滤后空气流通通道（35）连通，过滤后空气流通通道（35）的另一端与压气机（9）连通；压气机（9）的另一端依次与燃烧室（10）、透平（11）、余热锅炉（12）、蒸汽轮机（13）相连接，发电机a（17）与压气机（9）和燃烧室（10）连接，发电机b（18）与蒸汽轮机（13）相连接；低压蒸汽喷射式制冷机（6）蒸汽侧的一端与低压蒸汽喷射式制冷机蒸汽管道（8）连通，低压蒸汽喷射式制冷机蒸汽管道（8）的另一端与蒸汽轮机（13）相连接；低压蒸汽喷射式制冷机（6）蒸汽侧的另一端与凝汽器（14）连通，凝汽器（14）的另一端与水泵a（16）相连接。

2.根据权利要求1所述的一种燃气轮机联合循环机组进气冷却装置，其特征是：所述低压蒸汽喷射式制冷机（6）冷水侧的一端与进气冷却装置（5）进水侧连通，低压蒸汽喷射式制冷机（6）冷水侧的另一端与进气冷却装置（5）出水侧连通。

3.根据权利要求1所述的一种燃气轮机联合循环机组进气冷却装置，其特征是：所述空气过滤网加热装置（3）通过管线依次连接机组空压机系统来空气（45）、压缩空气罐（44）、空气加热器（43）、气动阀（42）、电磁阀（41）、高温干燥空气喷头。

4.根据权利要求1所述的一种燃气轮机联合循环机组进气冷却装置，其特征是：所述低压蒸汽喷射式制冷（6）机包括：通过管线依次连接的汽轮机抽汽口、低压蒸汽喷射式制冷机进汽口、低压蒸汽喷射式制冷机出汽口、凝汽器；冷却水、低压蒸汽喷射式制冷机进水口、低压蒸汽喷射式制冷机出水口、冷却水泵（7）、换热盘管组。

5.根据权利要求1所述的一种燃气轮机联合循环机组进气冷却装置，其特征是：所述防絮网（1）的上部还连接有防风雨罩壳（31），防风雨罩壳（31）的下方对应设置有雨水收集排放管道（32）。

6.根据权利要求1所述的一种燃气轮机联合循环机组进气冷却装置，其特征是：所述防风雨罩壳（31）为斜向下角度设置。

7.根据权利要求1所述的一种燃气轮机联合循环机组进气冷却装置，其特征是：所述百叶窗（2）和空气过滤网加热装置（3）之间、空气过滤装置（4）和进气冷却装置（5）之间、进气冷却装置（5）上均设有温度变送器和湿度变送器。

8.根据权利要求1所述的一种燃气轮机联合循环机组进气冷却装置，其特征是：所述空气过滤网加热装置（3）依次与预过滤装置（33）、精过滤装置（34）、过滤后空气流通通道（35）连通；预过滤装置（33）与精过滤装置（34）上部均安装有加热装置；所述空气过滤网加热装置（3）通过管线依次连接机组空压机系统来空气（45）、压缩空气罐（44）、空气加热器（43）、气动阀（42）、电磁阀（41）、高温干燥空气喷头。

9.根据权利要求1所述的一种燃气轮机联合循环机组进气冷却装置，其特征是：所述进气冷却装置采用在水平方向上布置四分之三侧空气吸入口，进气空气冷却室及空气通道（22）集中布置在进气冷却装置的中间位置，在水平方向上余下的四分之一侧设置有燃气轮机厂房（23）。

10.根据权利要求1所述的一种燃气轮机联合循环机组进气冷却装置，其特征是：所述百叶窗（2）上设置有程控联锁，能够控件进气过滤单元的开启。

技术总结
本发明属于燃气轮机技术领域，尤其涉及一种燃气轮机联合循环机组进气冷却装置。本发明由防絮网的一端与大气连通，防絮网另一端依次连接百叶窗、空气过滤网加热装置、空气过滤装置及进气冷却装置；进气冷却装置另一端与过滤后空气流通通道、压气机依次连通；压气机另一端依次与燃烧室、透平、余热锅炉、蒸汽轮机连接，发电机A与压气机和燃烧室连接，发电机B与蒸汽轮机连接；低压蒸汽喷射式制冷机蒸汽侧一端与低压蒸汽喷射式制冷机蒸汽管道连通，低压蒸汽喷射式制冷机蒸汽管道另一端与蒸汽轮机连接；低压蒸汽喷射式制冷机蒸汽侧另端与凝汽器连通，凝汽器另一端与水泵A连接。本发明结构简单，设计布局合理，能耗低，制冷效率更高，制冷能力更强。

技术研发人员：周广吉,魏来,林茂盛,叶振起,赵奕州,蓝澄宇,路军锋,王强,陈思同,史晓波,何冬辉,张海丰,徐靖飞,李知骏,张哲华
受保护的技术使用者：国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21