[發明專利]一種提高燃氣輪機電熱冷聯供靈活性的方法及系統

有效

• 申請號: 201910285891.2
• 申請日: 2019-04-10
• 公開（公告）號: CN109944698B
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 徐震;楊海洋;張峰
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: F02C3/04
• 分類號: F02C3/04;F02C3/22;F02C6/00;F02C6/18;F04B41/02;F24D3/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李琳

1.一種提高燃氣輪機電熱冷聯供靈活性的系統，其特征是：包括燃氣輪機子系統、余熱鍋爐子系統和壓縮空氣儲能子系統；

所述燃氣輪機子系統，包括壓氣機、燃燒室、透平機和發電機，其中透平機帶動發電機，發電機輸出用戶所需電負荷，透平機的煙氣出口與余熱鍋爐煙氣進口連接；壓氣機與燃燒室之間的管路上布置抽氣口和注氣口，其中抽氣口與壓縮空氣儲能子系統進口連接，注氣口與壓縮空氣儲能子系統出口連接；

所述余熱鍋爐子系統，包括余熱鍋爐和鍋爐給水泵，其中鍋爐給水泵出口與余熱鍋爐水進口連接，余熱鍋爐的蒸汽出口連接供熱管網或蒸汽吸收式制冷機提供用戶所需熱/冷負荷；

所述壓縮空氣儲能子系統包括一級換熱器、二級換熱器、再壓縮機、儲氣罐、加熱器、引射混合器和給水泵，其中抽氣口依次經一級換熱器、再壓縮機、二級換熱器、止回閥與儲氣罐進口連通，構成壓縮空氣儲氣回路；儲氣罐出口經加熱器與引射混合器高壓流體進口連通，引射混合器低壓空氣進口與壓氣機級間抽氣口連通，引射混合器出口與注氣口連通，構成壓縮空氣放氣回路；給水泵出口分為兩路，一路與一級換熱器進口連接，另一路與二級換熱器水進口連接，一級換熱器水出口與二級換熱器水出口匯合后連接供熱管網。

2.如權利要求1所述的一種提高燃氣輪機電熱冷聯供靈活性的系統，其特征是：所述壓縮空氣儲氣回路和壓縮空氣放氣回路上均設置有截止閥。

3.如權利要求1所述的一種提高燃氣輪機電熱冷聯供靈活性的系統，其特征是：所述一級換熱器或二級換熱器是管殼式、板式換熱器中的任何一種。

4.如權利要求1所述的一種提高燃氣輪機電熱冷聯供靈活性的系統，其特征是：所述引射混合器替換為節流閥，此時不需壓氣機級間抽氣；或，直接將儲氣罐出口的高壓空氣節流至壓力高于壓氣機出口空氣。

5.基于權利要求1-3中任一項所述的系統的工作方法，其特征是：包括以下步驟：

儲能過程，電負荷低谷時，壓縮空氣儲能子系統的儲氣回路開啟，燃氣輪機壓氣機出口壓縮空氣分為兩路，一路作為燃氣輪機工質進入燃燒室，另一路經一級冷卻、再壓縮、二級冷卻后，進入儲氣罐存儲，從而減少燃氣輪機聯供系統發電功率，同時空氣壓縮過程產生的熱量提供至供熱管網用于補充燃氣輪機工質減少所損失的供熱量；

釋能過程，電負荷高峰時，開啟壓縮空氣儲能子系統的放氣回路，儲氣罐中的高壓空氣，經加熱器加熱后，與壓氣機級間抽取的低壓空氣混合成為中壓空氣，經注氣口進入燃氣輪機燃燒室。

6.如權利要求5所述的工作方法，其特征是：初始狀態下，儲氣罐內充滿壓縮空氣，并維持儲氣罐內壓力比燃氣輪機操作壓力高0.2-0.3MPa。

7.如權利要求5所述的工作方法，其特征是：對于不同季節或不同類型用戶造成的熱電比差異，通過改變壓縮空氣儲能子系統的儲氣速度和放氣速度進行調節。

8.如權利要求5所述的工作方法，其特征是：壓縮空氣儲氣過程中，從壓氣機后部抽取的空氣流量為流過壓氣機總空氣流量的5-10％，且壓縮熱用于供熱。

9.如權利要求5所述的工作方法，其特征是：壓縮空氣放氣過程中，引射混合器將儲氣罐中釋放的高壓空氣摻混壓氣機級間抽取的低壓空氣混合至壓力高于壓氣機出口空氣。