一种燃气—蒸汽联合循环系统的制作方法

本技术涉及燃气—蒸汽联合循环，尤其是涉及一种燃气—蒸汽联合循环系统。

背景技术：

1、20世纪90年代以来，燃气-蒸汽联合循环发电技术得到了快速发展。燃气-蒸汽联合循环发电技术是由燃气轮机、汽轮机、余热利用锅炉和其他热力设备按照一定的功能和工艺要求组合在一起的系统。

2、其主要工作原理为：经过加热后的天然气进入燃气轮机的燃烧室，与压气机压入的高压空气混合燃烧，产生高温高压气流推动燃气轮机做功；从燃气轮机排出的高温气体进入余热锅炉把水加热成高温高压蒸汽；高温高压蒸汽推动蒸汽轮机旋转做功，将内能转化成机械能。目前j型燃气—蒸汽联合循环发电机组，联合循环效率虽达64%左右，若能对烟气余热进行回收利用，仍有进一步提高的空间。

3、一般燃气轮机中压气机进口的空气体积流量设计为不变量，即在压气机转速保持不变的情况下，进入压气机的空气体积流量也不变。由于在不同环境温度下，空气密度不同，其差异可以导致压气机进口空气质量流量发生较大的变化。如环境温度从40℃降低至-10℃，进入压气机的空气质量流量可以增大超过18％。燃气轮机运行时，通常通过调节压气机进口导叶(inlet guide vane，igv)叶片角度来限制空气流量从而控制透平出口温度基本不变。在较低的环境温度下如冬季时，进入压气机的空气质量流量显著增多，如果保持在较高的环境温度下如夏季时的igv开度和合成气质量流量，会引发燃烧室低频振动过大，不利于燃气轮机的安全稳定运行；另一方面，在较高的环境温度下如夏季时，进入压气机的空气质量流量显著减少，机组运行负荷，发电热效率和发电量波动较大的。二种工况下燃气轮机均难以运行在高效区域，降低了燃烧效率。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的缺陷，本实用新型提供一种燃气—蒸汽联合循环系统。能提高燃气—蒸汽联合循环系统的热效率，避免由于环境温度变化引起进入压气机的空气质量流量变化带来对燃气轮机的安全稳定运行的影响。

2、为了解决上述技术问题，本实用新型提供的燃气—蒸汽联合循环系统，包括燃气轮机和该燃气轮机驱动的发电机，与所述燃气轮机的烟气管连接的余热锅炉，设置在所述余热锅炉的排烟管道内的烟气换热器，热媒入口通过第一管道与所述烟气换热器的出水口连通、热媒出口通过第二管道与所述烟气换热器的进水口连通的制冷机，用于加热或降低进入燃气轮机空气温度的进气换热器，进水口通过第三管道与所述烟气换热器的出水口连通，出水口通过第四管道与所述烟气换热器的进水口连通的用热设备，所述进气换热器的进水口通过第五管道与所述制冷机的冷冻液出口连通，所述进气换热器的进水口还通过第六管道与用热设备的出水口连通，所述进气换热器的出水口通过第七管道与所述制冷机的冷冻液进口连通，所述进气换热器的出水口还通过第八管道与所述烟气换热器的进水口连通；所述第一管道、第三管道、第六管道、第五管道、第八管道均设有调节阀。

3、作为进一步改进技术方案，本实用新型提供的燃气—蒸汽联合循环系统，所述进气换热器的进水口还通过第九管道与烟气换热器的出水口连通，所述第九管道上设有调节阀。

4、作为进一步改进技术方案，本实用新型提供的燃气—蒸汽联合循环系统，所述制冷机为溴化锂热水型制冷机。

5、在不冲突的情况下上述改进方案可单独或组合实施。

6、本实用新型提供的技术方案，在较低的环境温度下，通过加热进入压气机的空气，在较高的环境温度下，通过冷却进入压气机的空气，使进入压气机的空气温度恒定，从而维持进入压气机空气质量流量的稳定，消除了燃气轮机运行过程中的安全隐患，通过调节进入压气机空气质量流量来适应燃气轮机最佳负荷和效率要求，能稳定机组运行负荷、发电热效率和发电量，使燃气轮机能运行在高效区域，提高燃烧效率。在较低的环境温度下，进气换热器利用用热设备的回水，使进入烟气换热器的回水温度进一步降低，在提高燃气轮机进气温度和效率的同时，降低了烟气换热器的进水温度，从而提高烟气换热器的热回收量，进一步提高了系统的热效率。

技术特征：

1.一种燃气—蒸汽联合循环系统，包括燃气轮机（1）和该燃气轮机驱动的发电机（7），与所述燃气轮机（1）的烟气管连接的余热锅炉（2），其特征在于：还包括设置在所述余热锅炉（2）的排烟管道内的烟气换热器（3），热媒入口通过第一管道（8）与所述烟气换热器（3）的出水口连通、热媒出口通过第二管道（9）与所述烟气换热器（3）的进水口连通的制冷机（4），用于加热或降低进入燃气轮机空气温度的进气换热器（5），进水口通过第三管道（10）与所述烟气换热器（3）的出水口连通，出水口通过第四管道（11）与所述烟气换热器（3）的进水口连通的用热设备（6），所述进气换热器（5）的进水口通过第五管道（12）与所述制冷机（4）的冷冻液出口连通，所述进气换热器（5）的进水口还通过第六管道（13）与用热设备（6）的出水口连通，所述进气换热器（5）的出水口通过第七管道（14）与所述制冷机（4）的冷冻液进口连通，所述进气换热器（5）的出水口还通过第八管道（15）与所述烟气换热器（3）的进水口连通；所述第一管道（8）、第三管道（10）、第六管道（13）、第五管道（12）、第八管道（15）均设有调节阀。

2.根据权利要求1所述的燃气—蒸汽联合循环系统，其特征在于：所述进气换热器（5）的进水口还通过第九管道（16）与烟气换热器（3）的出水口连通，所述第九管道（16）上设有调节阀。

3.根据权利要求1所述的燃气—蒸汽联合循环系统，其特征在于：所述制冷机（4）为溴化锂热水型制冷机。

技术总结
一种燃气—蒸汽联合循环系统，包括燃气轮机（1）和发电机（7），余热锅炉（2），设置在余热锅炉（2）的排烟管道内的烟气换热器（3），热媒入口与所述烟气换热器（3）的出水口连通、热媒出口与所述烟气换热器（3）的进水口连通的制冷机（4），用于加热或降低进入燃气轮机空气温度的进气换热器（5），进水口通过第三管道（10）与所述烟气换热器（3）的出水口连通，出水口通过第四管道（11）与所述烟气换热器（3）的进水口连通的用热设备（6）。本技术提供的技术方案，通过调节进入压气机的空气温度，维持进入压气机空气质量流量的稳定，消除了燃气轮机运行过程中的安全隐患，提高了燃烧效率。

技术研发人员：谭波,佘典
受保护的技术使用者：长沙为明节能科技有限公司
技术研发日：20230512
技术公布日：2024/1/15