专利名称：增大燃气轮机功率的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及到一种增大燃气轮功率的方法和装置，更确切地说，本发明涉及到一种增大联合循环地面动力装置中燃气轮机所产生的功率的方法和装置。
联合循环动力装置是指，该装置中的燃气轮机所产生的排气用来驱动蒸汽锅炉，蒸汽锅炉产生的蒸汽再供给蒸汽轮机。这种联合循环动力装置所产生的功率是各个涡轮驱动的发电机输出功率的总和。传统增加燃气轮机作功的方法是减少涡轮进口的温度和增加涡轮进口的压力。美国机械工程师协会发表的登记号为65-GTP-8(1965)、作者为R·W·Foster-kegg的论文，作者描述了利用风扇对燃气轮机增压(即增加进口压力)来提高涡轮输出功率。由于风扇运行使进口空气温度增加而对燃气轮机的输出功率的有害影响，通过在空气进入到涡轮机之前为了冷却空气而向空气中参水而得到补偿。外界空气的温度和湿度控制了燃气轮机输出功率的增加，已经证明，这种技术在炎热、潮湿条件下不是有效的。
此外，环境温度较高时，由于经过系统的空气质量流量减小，所以会减少燃气轮机对外做功。在利用涡轮排气所产生的蒸气驱动蒸汽轮机的联合循环中，这种高环境温度会进一步引起排气质量流量的减小，这样减少了蒸汽轮机所做的功。即使如此，在高环境温度条件下，当使用水冷冷凝器时，由于提高了排气温度，使对蒸汽轮机运行性能的影响，得到了部分的补偿。然而，当利用空气冷凝器时，高环境温度是有害的。在这种情况下，由于涡轮排出的气体质量流量较小，所以使蒸汽机所做的功减少，由于燃气温度较高而回收一些废气，但由于在空气冷凝器中的较高冷凝压力占优势，从而进一步使蒸汽轮机所做的功减少。
美国专利NO.3796045描述了一种燃气轮机动力装置，在该装置中，供给燃气轮机压气机的空气先经过一个电机驱动的风扇使其压力增高，然后再经过一个深冷却器，深冷却器是传统的压缩型致冷装置。用这种方法所产生的净功率超过没有预压缩和深冷却的燃气轮机动力装置的净功率。在该专利所描述的另一个实施例中，利用一个废热转换器使燃气轮机的排气热驱动风扇和深冷却器。
1992年1月8日申请的，申请号为07/818123的待审查的系列专利申请，揭示了一种对要提供给燃气轮机的空气进行冷却的改进的冷却器。在该说明书中所使用的术语“深冷却”是指将外界空气冷却到温度大大低于外界空气的温度。深冷却特别是指在典型的传统用来将功率提供给电网的地面燃气轮机为基础的动力装置中对空气进行的冷却，使空气冷却到认为适合于进口的最小温度值。为了避免在燃气轮机驱动的主压气机叶片上结冰，考虑到压气机进口处静态空气温度的温降大约为10°F(5℃)和3°F(2℃)的安全余量。
在相对湿度比较高的情况下，使用深冷却成本是不合算的。例如，在佛罗里达卅或在美国东海岸其它潮湿的地方，不使用深冷却器和蒸发冷却器，但是在加利福尼亚的干燥区域是非常普通的。
因此，本发明的目的是提供一种通过新的、改进的予压缩和冷却热技术、予压缩空气而使燃气轮机输出功率增大的方法和装置。
本发明用于增大一种燃气轮机系统所产生的功率，该燃气轮机系统具有一个对所提供的外界空气进行压缩从而产生压缩空气的主压气机，一个用来加热压缩空气并产生高温燃气的燃烧室，一个由高温燃气带动用于驱动主压气机和负载并产生高温排气的燃气涡轮。根据本发明，功率的增大是利用一个预压缩外界空气的预压气机装置，一个间接冷却压缩空气并产生冷却压缩空气的冷却器，冷却压缩的空气被提供给主压气机。最好，还设置一个锅炉，由所述燃气涡轮所产生的高温排气带动而产生蒸汽。并且最好所述锅炉所产生的蒸汽用来带动蒸汽轮机，以便驱动负载。所用通常具有冷却液循环的冷却器代替压缩空气的蒸发冷却，与预压缩结合在一起是有利的，因为它提供了一种对外界空气湿度不敏感的装置。最好冷却器的工作流体对于环境是安全的，例如丁烷。
在湿度比较高的地方使用深冷和蒸发冷却会将高潜热负载强加于系统，因此这类冷却的成本是不合算的。根据本发明的系统，利用预压缩和冷却器在高湿度条件下几乎是最好的方案。根据本发明，预压缩产生的增压比大约是1.15。
在本发明中，冷却所使用的温度范围不同于蒸发冷却器和深冷却器所使用的温度范围。根据本发明，冷却作用使预压缩空气的温度减少到大约为外界空气温度，而蒸发冷却和/或深冷却将空气温度减小到大大低于外界空气的温度。因此本发明不需对潮湿的空气进行干燥，不同于采用蒸发冷却器和深冷却的方法，在该方法中在潮湿条件下，蒸发冷却器和深冷却器会使冷却负载增加到三倍。本发明不仅改善了效率，而且在潮湿条件下不需要付出增加负载的代价。
当相对温度比较高时，本发明的冷却会将空气温度减小到稍高于环境温度的值。另外，如果成本合算的话，冷却可将空气温度减小到稍低于环境温度的值。但是，根据本发明，在联合循环动力装置中，将空气温度减小到稍低于环境温度的值时，必须考虑其后果。最好，根据系统的成本效果，在相对湿度大约为80%或更高甚至接近100%的地方，预压缩空气的温度可以冷却到高于环境温度约5℃，在相对湿度在50%到80%之间的地方，预压缩空气的温度可以冷却到低于环境温度约10℃。
本发明在干燥区域，在使用深冷却器或蒸发冷却器不经济可行的区域(例如水源受到限制或受到污染的区域)，也是有效可行的。进一步，根据本发明，在温度高于环境温度的条件下运行时，允许使用便宜的热交换器，热交换器可以将外界空气用作冷却介质，而不使用冷却剂。
此外，在本发明中，依靠对温度的冷却，使燃气轮机所做的功以及联合循环中蒸汽轮机所做的功提高了。至于蒸汽轮机，由于燃气轮机排出的燃气温度高于使用深冷却和/或蒸发冷却时燃气轮机排出的燃气温度，所以有更多的热量可以利用。因此，蒸汽轮机所做的功大于使用深冷却和/或蒸发冷却时蒸汽轮机所做的功。这一点在环境温度较高的条件下特别正确，这是因为根据本发明的冷却温度范围会使燃气轮机排出的燃气温度增加到其本与不使用冷却时的情况相同。
而且，由于本发明的联合循环动力装置的运行，以致面对变化的外界条件，在其本恒定的条件下(特别容积流率)，动力装置可以出现热回收蒸汽发生(HRSC)。只要控制冷却器所产生的冷却程度，结果不论外界条件如何，冷却器出口处的予压缩空气的温度其本保持不变便可以完全实现。这种运行允许联合循环动力装置的热回收蒸汽发生的设计优化成为一个基本单一的点，这样，动力装置的运行在所有外界条件下，仍能接近于它的设计水平。
通过比较，传统的联合循环动力装置设计成在一定的条件范围内运行(包括例如，空气质量流量脉动为30%)。这样，传统联合循环动力装置选取热回收蒸汽发生时，必须考虑在具有尺寸大小和优化相反影响的运行过程中，可能遇到所有条件。这样，传统联合循环动力装置在一年的大部分时间内，都处在非设计工况下运行。而根据本发明联合循环动力装置的结构，决定了该装置常年基本在最佳点运行，这样，节省了10%的设计和建造资金，结果减小了热回收蒸汽发生的大小。此外，由于提高了效率，因此也节省了运行。
此外，根据本发明，在外界条件变化的情况下，燃气轮机系统也在基本恒定的条件下运行(特别容积质量流量)。关于这一点，不论外界条件怎样，这可以通过控制冷却器所产生的冷却程度实现，结果不管外界状况如何，冷却器出口处预压缩空气的温度基本保持恒定。这种运行使燃气轮机系统在基本接近于设计工况点的情况下运行，从而使动力装置在所有外界条件下，都在接近它的设计工况下运行。
本发明的另一方面，具有预压气机装置和冷却器的动力装置燃气轮机系统所排出的燃气可用于共同产生(即产生蒸汽供加热用)。在这种情况下，根据本发明在外界条件变化的情况下，系统在基本恒定的(特别容积流率)条件下运行是有利的。这一点，可以通过控制冷却器所产生的冷却程度便能完全实现，结果冷却器出口处预压缩空气的温度基本保持恒定。由于热是在恒定条件下需要连续操作的工业过程部分。因此，这种运行对于共同产生系统特别有利。
本发明在预压缩之后采用冷却，这和深冷却或蒸发冷却相比，其成本更合理。预压缩之后的冷却与深冷却(具有或不具有蒸发冷却)进行冷却比较，当环境温度为35℃时，可以用图说明这一点。通过预压缩之后进行冷却、主压气机进口处空气的温度将从约50-60℃的范围下降到约为25-35℃的范围内。而利用深冷却(具有或没有蒸发冷却)，空气温度将从约为35℃下降到约为5-10℃的范围内。利用预压缩的系统效率既高又便宜。
根据本发明，预压缩和冷却可将系统的容量提高20-30%。并且输出功率对当地天气的影响不敏感。
本发明再一方面，预压缩可以代替寒冷季节所需要的加热器。在这种情况下，预压气机可以增加主压气机顶部进口处空气的温度，防止在这里结冰。根据本以明，通过在预压气机的进口处设置离心式水滴式清除器，这样避免了在预压气机中产生冻结。另一方面，预压气机的进口设计成能确保水滴不明显地影响预压气机的性能。另一个选择的或辅加的方案是，一部分高温预压缩的空气可以再循环，以对进入预压气机的空气加热。这种结构与为了预热进入主压气机的空气而再循环主压气机所排出的空气的结构相比更为简单。
本发明再一方面，在预压气机装置和主压缩气机之间设置有过滤装置，对来自预压气机装置的空气过滤并在所提供的空气中产生压降。预压气机装置的结构的排列，使由此所产生的压力升高至少大于过滤装置所产生的压降。进一步，依靠所产生的温降来冷却所提供的空气的冷却器最好设置在过滤装置的上游或下游。
本发明所使用的过滤器由于长期运行在比较接近设计质量流量及其它所设计条件下，因此，其效率高，寿命长。
借助于燃气轮机主压气机前面过滤器所产生的相对适度的压降，很容易由一个风扇类型的压气机调节，在用于向电网提供动力的地面装置中，一个组件是绝对必需的，该风扇类型压气机操作和维修简单，并仅需少量能量驱动。进一步，空气低容量冷却所产生的相对适合的温降可以在不需要损失很大能量的情况下实现。
预压缩阶段和冷却器的排出的空气其温度基本接近外界空气温度，而其压力应高到至少足以补偿与燃气轮机主压气机相连的过滤中所产生的压降。运行所需的总能量可很容易地由联合循环动力装置中蒸汽轮机，例如，由燃气轮机的排气驱动的蒸汽轮机的一部分输出功率调节。这样，整个系统与现有燃气涡轮机动力装置相比，其效率大大地提高了，并且没有明显地增加费用，动力装置结构简单，便于维修。
下面参照附图将对本发明的实施例进行说明，其中
图1是本发明第一个实施例的方框原理图，示出了利用预压缩和冷却的联合循环;
图2所示为由外部动力源驱动的低容量预压缩和冷却本发明第二个实施例的方框原理图;
图3是类似于图1的一个方框原理图，它表示出了由蒸汽轮机装置驱动预压缩机和低容量冷却器，该蒸汽轮机装置由燃气轮机所排出的燃气驱动;
图4是本发明的另一种改进的方框图，示出了预压缩和冷却的并联结构;
图5是本发明所使用的冷却器实施例的方框图，图中结构包括通过冷却器控制所获得的冷却程度的控制器方案。
参见附图，序号100表示本发明的第一实施例，它包括一个地面联合循环动力装置。该地面联合循环动力装置具有对于提供的外界空气进行压缩从而产生压缩空气的主压气机130、加热压缩空气以便产生高温燃气的燃烧室140、由高温燃气带动通过连接轴160驱动主压气机并驱动负载170的燃气涡轮150，负载170是典型的发电机。燃气涡轮150所产生的高温废气直接排到含有水的锅炉180中，由这些排出的燃气将水汽化成蒸汽，此后，燃气通常经过一个消声器(未示)排到外界大气中。接着，蒸汽供到蒸汽轮机181中并在那里膨胀而产生功，该功作用在负载182上。做功之后从蒸汽轮机排出的蒸汽在冷凝器183中凝结，所产生的冷凝物由泵184泵回到锅炉中重复循环。
主压气机130的压缩空气由电动机111驱动的预压气机110提供。压缩过程变热的压缩空气被提供给冷却器112，冷却器112对空气冷却使其温度减小到大约为环境温度。冷却器可以是部分机械致冷系统(未示)，该系统将致冷剂提供给冷却器。冷却的压缩空气在供给主压气机130之前最好先经过过滤器113。过滤器113最好是离心过滤器。
图2示出了本发明的第二个实施例，序号10所表示的动力装置包括普通的动力装置11，通过装置12将低容量予压缩和冷却空气提供给动力装置11。动力装置11表示一个通常用来将电力提供给电网的大型地面动力装置。动力装置11包括压缩所提供的外界空气从而产生压缩空气的主压气机13，用于加热压缩空气以产生高温燃气的燃烧室14，由高温燃气带动并通过连接轴16驱动主压气机13的燃气涡轮15，燃气涡轮15也驱动负载17，典型的负载17是一种发电机。燃气涡轮15所产生的高温排气通常经过消声系统(未示)排到大气中。
在用于产生电力的大型地面装置中，其所产生的电力供给电网，过滤装置18是主压气机13的空气供给系统的整体部分，设置过滤装置18是必须的，以保护压气机防止损坏压气机叶片装置的颗粒吸入。过滤装置18在将空气导入主压气机的过程中产生压降，结果，使压气机13进口处的空气压力低于过滤装置18进口处的空气压力。
预压气机装置20所提供的压力至少用来补偿经过过滤装置所产生的压降。装置20压缩提供到主压气机中的外界空气，因此使所提供的空气压力和温度升高。本文中所使用的术语“所提供的空气”是指经过主压气机所提供的空气。
如图2所示，预压气机装置中所升高的压力和温度用△P和△T表示。预压气机装置20的结构和排列应当是这样的，使该装置所产生的压力升高至少大于过滤装置所产生的压降。但是，根据本发明，供应到主压气机13的空气压力大于外界空气压力。
在预压气机装置20和进口过滤器18之间设置有低容量冷却器21，低容量冷却器21对于要提供到压气机的空气产生温降△T。冷却器21设计成使该冷却器所产生的温度与预压气机装置20所产生的温度升高大小基本相同。由于冷却器21使进入到主压气机13的空气温度通常基本接近环境温度。
代替驱动预压气机的外部电动机，预压气机可通过由燃气轮机排出的燃气运转的蒸汽轮机装置直接驱动，例如当使用联合循环时，蒸汽轮机所产生的主要产物是电力。参见图3，动力装置30包括类似于图1中所示相应元件的预压气机装置20A和低容量冷却器21A。但是，该动力装置30还包括蒸汽轮机装置31。蒸汽轮机装置31包括蒸发器32，蒸发器32包含有作为工质的水，并由燃气涡轮15所排出的燃气驱动而产生蒸汽。蒸汽由管路34提供给涡轮33，涡轮由蒸汽带动产生动力并通过轴35直接驱动预压气机装置20A，轴35将涡轮和预压气机装置直接连接在一起。涡轮33中的蒸汽膨胀做功，该功也驱动预压气机装置20A，做功之后蒸汽从涡轮排到排气装置36中。此外如图所示，冷却器21A也由涡轮33驱动。
位于排汽装置36中的涡轮排出的蒸汽，在冷凝器37中凝结，由此所产生的凝结物由管路38提供给泵39，泵39再将凝结物泵回蒸发器，这样守成了工质的循环。冷凝器37最好由空气冷却，所需要的任何风扇装置(未示)通常可由外部电机驱动。利用涡轮33经过轴35直接驱动预压气机装置20A和冷却器21A，这样减少了与涡轮相连的发电机(在图3中用负荷22表示)的尺寸和它的损失。
在操作过程中，外界空气被吸进预压机装置20A，预压气机装置20A使空气温度和压力升高。从预压气机装置20A排出的空气进入低容量冷却器21A，冷却器21A产生温降，通常这个温降值基本接近于预压气机装置20A所产生的温度升高值。然后，空气再进入过滤装置18，由此产生压降。结果提供到主压气机13的空气温度通常基本接近于环境温度，而压力稍大于大气压力。主压气机压缩这种的空气，并将空气供给燃烧室14，在燃烧室14中用燃料对空气加热，并将提供给驱动负载17的燃气涡轮15。从涡轮15排出的燃气通常送给蒸汽轮机装置31，这样涡轮33产生动力，同时也驱动预压气机装置20A和冷却器21A。另一方面，涡轮33所产生的一些电力可以有效地提供给传统的致冷系统，该致冷系统将冷却液提供给冷却器21A。
在图4所示的本发明的实施例40中，除了预压缩和低容量冷却采用分开的并联形式之外，其余结构和排列与图2所示类似。所以，预压气机装置设置成单独的预压气机41、42和43，它们将外界空气并联地提供给过滤装置18A，并联过滤装置18A也包括一组单独的过滤器45、46、47，这些过滤器分别与单独的预压气机相连。在该实施例中，低容量冷却装置21A也包括单独的冷却器48、49、50，这些冷却器48、49、50也分别与单独的预压气机相连。图4所示结构的优点是，各个空气过滤器和预压气机及低容量冷却器可以分别地在线路中装上或拆除，而不会影响动力装置11A的运行。这种结构的另一个优点是，使对于整个动力装置来说是一个大而昂贵的部件的过滤装置的结构简单。
此外，根据本发明，可以使用图4所示的实施例，利用该实施例的联合循环动力装置可以包括与图1和图3所示的和所描述的相类似的方法。
根据本发明，采用预压缩所产生的压比约为1.15，冷却使预压缩空气的温度减少到大约接近于外界空气的温度。相反，在蒸发冷却和/深冷却情况下，空气温度减少到大大低于环境温度的值。
在湿度比较高的条件下，根据本发明上所述的实施例，系统使用预压气机和冷却器有特殊的优点。根据本发明，不需要对非常湿的空气降低湿度，实际上，在潮湿的条件下，可以提高效率。相反，在传统系统中，由于使用了蒸发冷却器和深冷却器，如果不首先降低湿度，在潮湿条件下，会使冷却负载成三倍的增加。
在潮湿条件下，即当相对湿度比较高时，根据本发明的冷却会将预压缩空气的温度减少到稍大于外界空气温度的值。但是如果考虑实际成本，空气可冷却成使空气温度稍低于外界温度。然而，当联合循环动力装置使用蒸汽轮机时，必须考虑减少燃气轮机所产生的排气温度对蒸汽轮机所产生的功率的影响。最好根据系统的成本效果，在相对湿度约为80%或更高的情况下，甚至在接近100%的情况下，预压缩空气可以冷却到高出环境温度大约5℃，在相对湿度在50%和80%之间的情况下，预压缩空气可以冷却到低于环境温度大约10℃。
进而，根据本发明的例如图1和图3所示及所描述的联合循环动力装置，其动力装置可按这样的方式运行，在外界条件变化的情况下，在基本恒定条件(特别容积流率)下，动力装置可以产生热回收蒸汽发生，这可以通过控制冷却器所产生的冷却程度完全实现(其中一个例子是如图5所示的控制装置)，这样无论外界条件如何，冷却器出口处预压缩空气的温度保持基本恒定。这种运行性能允许联合循环动力装置的热回收蒸汽发生优化设计成基本单一的点，使动力装置在所有外界条件下的运行性能都接近于它的设计水平。
通过比较，传统的联合循环动力装置在一定的条件范围内运行(包括如空气质量流量脉动为30%)。这样，传统联合循环动力装置的热回收蒸汽发生必须考虑在具有大小和优选受到相反影响的运行过程中可能碰到的所有条件，这样使传统联合循环动力装置在一年的大部分时间都在非设计条件下运行。而根据本发明联合循环动力装置的结构，决定了该装置常年基本在最佳点运行，这样省去了10%的设计和建造主要资金，结果，减小了热回收蒸汽发生的大小，此外，由于提高了效率，因此也减少了附加运行。
另外，根据本发明，在外界条件变化的情况下，燃气轮机系统可在基本恒定的条件下(特别容积质量流量)运行，这完全可以通过控制冷却器所产生的冷却程度实现(其中一个例子如图5所示的控制装置)，这样冷却器出口处预压缩空气的温度基本保持恒定。这种运行允许燃气轮机系统基本运行在接近于设计条件下，从而使动力装置在所有外界条件下都在接近于设计水平的状况下运行。
在如图1和3所述的本发明的另一个实施例中，具有预压缩机装置和冷却器的动力装置燃气轮机系统所排出的燃气可用于共同产生(即产生用作过程热的蒸汽)。在这种情况下，在外界条件变化的情况下，本发明有利于系统在基本恒定条件(特别容积流率)下运行。这完全可以通过控制冷却器所产生的冷却程度实现，结果冷却器出口处预压缩空气的温度基本保持恒定。由于加热是需要在恒定条件下连续操作的工业过程的一部分，因此在共同发生系统中这种运行特别有利。
当本发明的燃气轮机或动力装置建设在距自然水资源如大海、河流或湖泊等较近的地方，或距冷却塔和它的冷却水源较近的地方，来自于上述水源的水作为燃气轮机间接冷却器的冷却介质冷却预压缩的燃气。在这种情况下，特别是在冷却涉及到要将预压缩燃气的温度减少到接近环境温度的情况下，由于上述水源的水温度低于外界空气温度，因此需要设置一个简单、间接带有机械冷却器的水空气热交换器。
本发明再一方面，当本发明所述燃气轮机或联合循环动力装置在潮湿状况下在预压缩燃气冷却到其温度稍低于环境温度的条件下运行时，预压缩空气冷却时空气中的水蒸汽凝结所产生的水添加到燃气轮机燃烧室中所发生的燃烧过程中，这样可以控制排气中的氧化氮。由于所产生的水纯度比较高，因此这种水控制排气中的氧化氮是可以做到的。
在干燥区域，在条件特别受到限制避免使用深冷却器或蒸发冷却器，例如在可用水资源受到限制使利用蒸发冷器非常昂贵或水资源受到污染等区域，本发明的实施例也有效，而且根据本发明，由于要求冷却常常达到环境温度以上，所以空气冷却器，即不采用致冷循环而采用用外界空气作为冷却介质的热交换器，可以用作上述方案中的冷却器。
而且，本发明的另一个方面，在上述实施例中预压气机所产生的预压缩也可代替寒冷天气需要使用的加热器，因此，预压机提高了出口处空气的温度，从而尽量地减少了主压气机中结冰的机会。根据本发明，由于本发明还包括机械离心式水滴清除器，这样使预压气机中发生冻结的现象得以避免。另一方面，预压气机的进口设计成能确保水滴不明显影响预压气机的性能。而且，或者与这些选择方案相结合，一部分高温预压缩的空气可以循环，以对进入预压气机的空气加热。这种结构比为了加热进入主压气机的空气而再循环主压气机所排出空气的结构简单。
具有增压比为1.15的预压缩和冷却的本发明所述实施例，在环境温度为35℃时，容量可以提高20%，而且增加容量几乎完全不依靠气候条件，因此本发明所提出的动力装置价格合理，可适用于大多数天气炎热、潮湿的夏季是通常的工业化国家。
通过上述本发明最佳实施例，对于本发明的装置和方法所具有的优点和改进效果有了更清楚地了解。但在不违背本发明附加权利要求的精神和不脱离其范围的前提下，还可以做出各种改变和变更。
权利要求
1.一种增大燃气轮机系统所产生的功率的装置，包括一个用于对所提供到压气机的外界空气进行压缩从而产生压缩空气的主压气机，一个用于加热压缩空气并产生高温燃气的燃烧室，一个由高温燃气带动使其驱动主压气机和负载并产生高温排气的燃气涡轮，其特征是，该装置还包括a)、一个压缩外界空气由此使要提供到主压气机的空气中的温度和压力升高的预压气机；b)、一个通过所产生温降间接冷却压缩空气的冷却器。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，由所述冷却器所产生的温降基本和所述预压气机装置所产生的温升大小不相上下。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述预压气机装置和所述主压气机之间设置有一过滤装置，对来自所述预压气机装置的空气过滤并在所提供的空气中产生压降。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述的冷却器设置在所述预压气机装置和所述过滤装置之间。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的冷却器是致冷循环冷却器。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的冷却器是将外界空气用作冷却介质的间接空气冷却器热交换器。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述预压气机的压比为1.15。
8.根据权利要求1-7中任一个权利要求所述的装置，其特征在于，所述装置还设置有a)、由所述燃气轮机所产生的高温燃气带动以便产生蒸汽的锅炉;b)、由所述锅炉所产生的蒸汽带动以便驱动负载的蒸汽轮机。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，由所述冷却器所产生的温降基本与所述预压气机装置所产生的温升大小相同。
10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，在所述预压气机装置和所述主压气机之间还设置一过滤装置，对来自预压气机装置的空气过滤并在所提供的空气中产生压降。
11.一种增大燃气轮机系统所产生的功率的方法，所述燃气轮机系统有一个对向主压气机所提供的外界空气进行压缩从而产生压缩空气的主压气机，一个用来加热压缩空气并产生高温燃气的燃烧室，由高温燃气带动使其驱动主压气机和负载并产生高温排气的燃气涡轮，其特征是该方法还包括下述步骤a)预压缩外界空气，在要提供到主压缩机的空气中产生温度和压力升高;b)由其中所产生的温降来冷却所提供的空气。
全文摘要
燃气轮机系统所产生的功率由预压气机装置增大，预压气机装置压缩要提供到系统的主压气机中的外界空气，由此在所提供的空气中产生压力和温度升高。提供给主压气机的空气由机械致冷系统冷却，使燃气轮机主压气机进口处所提供的空气温度降低。由主压气机压缩的空气供给燃烧室，使压缩空气受热而产生高温燃气，高温燃气提供给驱动负载和主压气机的涡轮。高温排气提供锅炉及其产生蒸汽，蒸汽带动蒸汽轮机驱动负载。利用冷却器代替压缩的蒸发冷却是便利的，这是因为它提供了一种对外界空气潮湿条件影响不敏感的装置。
文档编号F02C7/143GK1092136SQ9312107
公开日1994年9月14日 申请日期1993年11月9日 优先权日1992年11月9日
发明者L·Y·布朗尼基, Y·吉林 申请人:奥马特工业有限公司