[發明專利]可平抑壓氣機高/低進氣溫度的聯合循環余熱利用系統

有效

• 申請號: 201610285751.1
• 申請日: 2016-04-29
• 公開（公告）號: CN105822431B
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 胡孟起;肖俊峰;魯曉宇;高松;李園園;上官博;連小龍
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: F02C7/047
• 分類號: F02C7/047;F02C7/143
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 閔岳峰

技術領域：

本發明涉及一種可平抑壓氣機高/低進氣溫度的聯合循環余熱利用系統，該系統以余熱鍋爐排煙余熱為熱源，集成了進氣冷卻和進氣加熱兩項功能，能夠在高溫季節有效降低進入燃氣輪機的空氣溫度，在低溫季節有效提高燃氣輪機的進氣溫度，具有提高機組安全性和經濟性的雙重效益；本發明屬于能源利用技術領域。

背景技術：

燃氣輪機是高速旋轉的動力機械，燃氣輪機聯合循環機組的運行安全性和熱力性能(出力、熱效率)均與大氣溫度密切相關。

空氣由進氣通道進入壓氣機是一個降壓增速過程，據研究會有5℃的溫降，當環境溫度較低時，空氣中的水滴容易結冰，使運行中的壓氣機易發生“吞冰”危險，造成壓氣機葉片被打傷或打斷的惡性事故。因此，在壓氣機進氣通道內配備進氣加熱系統，能夠防止低溫季節溫度較低的情況下空氣中水滴結冰，提高聯合循環機組的運行安全性。

聯合循環機組的出力隨大氣溫度的增加而降低，導致高溫季節用電高峰時段機組的調峰能力不足，據研究，環境溫度升高1℃最大可導致燃氣輪機額定發電能力下降1％。因此有必要在高溫季節采取降低燃氣輪機進氣溫度的措施，以提高機組的出力，改善機組的調峰性能。

大氣溫度過低或過高均對聯合循環機組熱效率不利，因此采用適當措施在低溫季節提高進氣溫度，在高溫季節降低進氣溫度，有利于提高聯合循環機組的熱效率。

目前燃氣輪機及其聯合循環機組的進氣加熱和冷卻系統主要利用汽輪機供熱抽汽或低壓主蒸汽，如公布日為2014年7月2日，公布號為CN203685935U的中國專利，公開了一種用于燃氣輪機進氣加熱與冷卻的集成系統，該裝置在高溫季節利用汽輪機供熱抽汽或低壓主蒸汽作為溴化鋰制冷機的熱源制取冷媒水，作為進氣冷卻的冷源；在低溫季節利用電廠閉式冷卻水回水作為進氣加熱的熱源，實現了進氣冷卻和加熱兩大系統的整合。但以汽輪機抽汽或者余熱鍋爐主蒸汽等高品位汽源作為熱媒會對機組出力和熱效率產生不利影響。

聯合循環機組的排煙會帶走大量熱能，如F級聯合循環機組余熱鍋爐排煙溫度能超過90℃，排煙流量超過2000t/h，煙氣余熱不僅具有很高的利用潛力，其直接排放還會造成環境的熱污染；天然氣燃燒后煙氣的酸露點在60-70℃左右，且其含塵量小，不易造成換熱器腐蝕和阻塞，因此聯合循環機組的煙氣余熱利用具有必要性和可行性。

目前尚沒有一種系統設計合理，可平抑壓氣機高/低進氣溫度并提高性能的聯合循環機組余熱利用系統。

發明內容：

本發明的目的在于克服現有技術存在的不足，而提供一種系統設計合理，可平抑壓氣機高/低進氣溫度并提高性能的聯合循環機組余熱利用系統；該系統通過在余熱鍋爐尾部煙道設置煙氣-熱水換熱器，并在壓氣機進氣通道內設置空氣-水換熱器，以煙氣余熱為熱源，系統低溫季節加熱進氣、高溫季節冷卻進氣，并實現進氣加熱和冷卻運行模式的靈活切換。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：

可平抑壓氣機高/低進氣溫度的聯合循環余熱利用系統，包括位于余熱鍋爐尾部煙道中的煙氣-熱水換熱器、位于壓氣機進氣通道內的空氣-水換熱器、膨脹水箱以及低溫熱源熱水型溴化鋰制冷機；其中，

所述空氣-水換熱器水側低溫季節流入熱媒水加熱通道內空氣，熱媒水來自余熱鍋爐煙氣-熱水換熱器所產生熱水；空氣-水換熱器水側高溫季節流入冷媒水冷卻通道內空氣，冷媒水來自低溫熱源熱水型溴化鋰制冷機，低溫熱源熱水型溴化鋰制冷機的熱媒水來自余熱鍋爐煙氣-熱水換熱器所產生熱水；

所述煙氣-熱水換熱器的水側出口分別連接至空氣-水換熱器的水側入口和低溫熱源熱水型溴化鋰制冷機的熱源水入口；

所述膨脹水箱入口分別連接至空氣-水換熱器的水側出口和低溫熱源熱水型溴化鋰制冷機熱媒水出口；所述膨脹水箱出口連接至煙氣-熱水換熱器水側入口。

本發明進一步的改進在于，所述余熱鍋爐為單壓或多壓，有再熱或無再熱型式。

本發明進一步的改進在于，還包括燃氣透平、煙囪和壓氣機進氣通道，其中，所述壓氣機入口連接至壓氣機進氣通道；燃氣透平的排氣連接至余熱鍋爐，所述余熱鍋爐排氣連接至煙囪。

本發明進一步的改進在于，還包括汽輪機和凝汽器，所述的余熱鍋爐蒸汽排汽口連接至汽輪機；所述汽輪機排汽口連接至凝汽器。