[發明專利]一種簡單結構低成本的小型地面燃氣輪機壓縮系統

在審

• 申請號: 201711062449.0
• 申請日: 2017-11-02
• 公開（公告）號: CN109751271A
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: 王永生;李明震;林峰
• 申請（專利權）人: 長興永能動力科技有限公司
• 主分類號: F04D25/16
• 分類號: F04D25/16;F04D29/40;F04D29/28
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 董芙蓉

本發明公開了一種簡單結構低成本的小型地面燃氣輪機壓縮系統，包括：單級高負荷軸流壓氣機，具有一級轉子和一級靜子；單級大流量離心壓氣機，具有離心葉輪、徑向擴壓器和軸向擴壓器；軸流?離心壓氣機中間過渡段，無需導葉或其他導流手段，采用最簡單的通道直接連接軸流壓氣機和離心壓氣機。本發明涉及的組合簡易壓縮系統，其布置結構與傳統兩級離心壓氣機的燃機相似，但在相近造價下，功率可提升兩倍左右，使得燃氣輪機的單位千瓦成本大幅降低；與小型燃氣輪機的多級軸流壓氣機結構相比，本發明涉及的壓縮系統壓氣機級數少，結構則大為簡化，顯著降低了小型地面燃氣輪機造價，提升產品的市場競爭力。

技術領域

本發明屬于能源發電領域，具體涉及一種簡單結構低成本的小型燃氣輪機壓縮系統及采用該壓縮系統的小型地面燃氣輪機。

背景技術

在當前我國煤改氣的大方向下，燃氣輪機即將迎來難得的爆發期。2MW以下燃氣輪機流量受離心壓氣機結構型式的限制，功率難以繼續提升，單位千瓦價格為6000元。隨著功率的提升，10MW-40MW以及40MW以上的燃氣輪機盡管采用了相當復雜的多級軸流壓氣機結構，其單位千瓦價格仍然能夠大幅下降。唯有3MW-10MW功率檔次燃機比較尷尬，如果沒有技術突破，則必須采用與大功率燃機一樣的復雜結構，面臨著結構復雜造價高昂、單位千瓦價格依然是5600-6200元的困境。

如果能夠簡化3-10MW小型燃氣輪機的壓縮系統，開發總造價與2MW以下燃機相當、功率翻倍的燃氣輪機，這樣一來可顯著降低此功率檔次燃機的單位千瓦價格。目前市場上3MW-10MW區間燃機主要采用多級軸流壓氣機，如果能夠突破用較少級數壓氣機來滿足燃機性能要求的技術瓶頸，可大幅降低該功率檔次燃氣輪機單位千瓦價格。

本發明提出的一種簡單結構低成本的壓縮系統，只采用單級軸流壓氣機和單級離心壓氣機，中間過渡段使用簡單的通道連接，大大減少了壓縮系統的級數、簡化結構，從而降低小型燃氣輪機的成本。

發明內容

本發明實施例的目的是提供一種簡單結構低成本的小型地面燃氣輪機壓縮系統，主要針對3-10MW功率等級的小型地面燃氣輪機。

本發明提出的壓縮系統，包括：單級高負荷軸流壓氣機、軸流-離心壓氣機過渡段、單級大流量離心壓氣機。

所述的單級高負荷軸流壓氣機，其特征在于：總壓比大于1.2，轉速大于15000轉/每分鐘；主要包含：一排轉子和一排靜子，靜子位于轉子后部，通過小型燃氣輪機的氣體首先通過單級軸流壓氣機進行初步增壓。

所述的軸流-離心壓氣機中間過渡段位于軸流壓氣機后部，過渡段進口外徑高于出口外徑，采用無任何導葉或導流方式的通道連接。

所述的單級大流量離心壓氣機，其特征在于：葉輪進口輪轂比大于0.4，轉速大于15000轉/每分鐘；主要包含：離心葉輪、徑向有葉擴壓器和軸向擴壓器，氣流從所述的中間過渡段流出后先后經過離心葉輪、徑向擴壓器和軸向擴壓器再次增壓，達到小型燃氣輪機對壓縮系統的性能指標。

可選地，離心葉輪可為帶分流葉片或不帶分流葉片型式。

可選地，徑向擴壓器可為無葉型、葉片型、通道型等等。

可選地，軸向擴壓器可為無葉型、葉片型、通道型等等。

可選地，軸流擴壓器可采用一排或兩排串聯的結構布置形式。

本發明還涉及一種小型地面燃氣輪機，功率檔次在3-10MW，采用以上所述的簡易壓縮系統。

基于本發明的技術方案的壓縮系統，具有壓氣機級數少、加工成本低等特點，可顯著降低小型地面燃機的造價，提升燃機產品的市場競爭力。

附圖說明