[實用新型]一種燃氣輪機發電系統

有效

• 申請號: 201320827672.0
• 申請日: 2013-12-13
• 公開（公告）號: CN203717127U
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 何海婷;丁軍威;李少華;曾梁彬;宋偉明;王琪瑞;劉瑤
• 申請（專利權）人: 中國大唐集團科學技術研究院有限公司
• 主分類號: F02C6/00
• 分類號: F02C6/00;F02C3/04;F02C3/20;F02C7/224
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 李廣

技術領域

本實用新型屬于機械領域，特別涉及一種燃氣輪機發電系統。

背景技術

在煤炭和石化工程中經常有大量的低熱值氣體產生，其組成是大量的氮氣、二氧化碳、水蒸汽混合極少量的可燃氣體，如甲烷、一氧化碳和氫氣等，也常混有硫化氫等有毒有害氣體。如果將這些低熱值氣體直接排放，則會影響周圍環境安全，一般多采用火炬燃燒等形式做無害化處理，但也浪費了大量的熱能，造成了資源和能源浪費。

一般1.0-2.0MJ/kg的低熱值氣體，在常溫情況下不易點燃，不易形成穩定的燃燒過程。特別是在其氧化燃燒反應過程中，空氣流量遠小于燃氣流量，這是與普通高熱值燃料燃燒過程一個顯著不同的地方。

低熱值燃料的熱點火和穩燃，一般必須配合一定的熱量回收作為反應物的預熱過程，以提高燃燒反應溫度，使燃燒進行迅速而徹底。

燃氣輪機是將熱能直接轉變為機械能的緊湊型高效渦輪機械。一般的燃氣輪機是將助燃空氣進行壓縮，然后在燃燒室內噴入高熱值燃料燃燒放熱，推動透平做功。

以壓縮助燃空氣為主的燃氣輪機過程不適應低熱值燃料燃燒中助燃空氣流量小的特點。一般燃氣輪機排煙溫度較高，如果采用空氣助燃，會造成煙氣帶走顯熱較大，也沒有達到極限回收余熱的要求。

實用新型內容

基于現有技術中存在的上述技術問題。本實用新型的目的在于提出了一種燃氣輪機發電系統，可以提高燃機整體效率。

本實用新型提供了一種燃氣輪機發電系統，包括：燃氣輪機、熱回收系統和一系列管路，其中，所述燃氣輪機包括低壓壓氣機、高壓壓氣機、燃燒室、高壓透平、低壓透平和動力透平組成，所述熱回收系統包括第一回熱器、第二回熱器和中冷換熱器；所述中冷換熱器通過管路分別與低壓壓氣機、高壓壓氣機相連接，第二回熱器通過管路分別與高壓壓氣機、燃燒室相連接，燃燒室、高壓透平、低壓透平和動力透平之間通過管路依次連接在一起，第一回熱器通過管路分別與動力透平、第二回熱器相連接。

進一步的，燃氣輪機發電系統，還包括：由管路供給的低熱值燃料依次經過低壓壓氣機、中冷換熱器和高壓壓氣機，被壓縮到800-1000kPa和300℃，壓縮升溫后的低熱值燃料經過第二回熱器，被高溫煙氣預熱到550℃，然后將排煙溫度冷卻至300℃；此時富氧或純氧助燃氣體經過第一回熱器被預熱到600℃，預熱后的低熱值燃料和助燃氣體進入燃燒室進行氧化燃燒反應；燃燒室高溫排煙依次經過高壓透平、低壓透平和動力透平后，帶動高壓氣機和低壓壓氣機轉動，同時向外輸出軸功，帶動發電機運轉。

進一步的，燃氣輪機發電系統的動力透平排出的煙氣溫度為600℃，依次經過第一回熱器和第二回熱器之后，降低至300℃，用于預熱鍋爐或者吸收式制冷機組的熱源.。

進一步的，燃氣輪機發電系統的中冷換熱器的冷源具體為冷卻水、空氣冷卻或者吸收式制冷機組冷源。

進一步的，燃氣輪機發電系統的燃燒室內設置耐高溫材料多孔結構，用于穩定燃燒。

本實用新型的燃氣輪機發電系統具有以下效果：充分利用低熱值燃料熱能，效率高，經濟效益顯著；根據低熱值燃料燃燒反應特點，進行充分的回熱操作，提高低熱值燃料和助燃氣體預熱溫度，實現穩定的熱點火和燃燒過程；根據低熱值燃料燃燒反應特點，采用燃料氣壓縮的方式和中冷回熱，提高了燃氣輪機出力和效率；根據低熱值燃料燃燒反應特點，采用富氧或純氧作為助燃氣體，改善燃燒室內混合氣體中氧氣濃度，降低了煙氣流量，進而降低了系統排煙散熱量，提高了系統效率；根據低熱值燃料燃燒反應特點，采用先預熱助燃氣體后預熱低熱值燃料的回熱循環，使得助燃氣體和燃料都可以預熱到較高同時又較為一致的燃燒室入口溫度，達到了充分回收預熱的效果，也使得燃燒室入口點火處不會受到較大的冷氣流沖擊，有助于穩定點火和燃燒；排煙溫度較低，實現了熱能充分利用。根據低熱值燃料燃燒反應特點，燃燒室內配置增加輻射面積的耐高溫材料多孔結構，達到穩燃效果。

附圖說明

圖1?是本實用新型的一種燃氣輪機發電系統結構示意圖。

圖中，1，低壓壓氣機，?2，高壓壓氣機，?3，燃燒室，4，?高壓透平，?5，低壓透平，6，動力透平，7，回熱器，8，回熱器，9，中冷換熱器，10，低熱值燃料，11，煙氣，12，富氧或純氧助燃氣體。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明，應指出的是，所描述的實施例僅旨在便于對本實用新型的理解，而對其不起任何限定作用。

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。