[發(fā)明專利]一種基于制冷劑冷卻的燃氣輪機入口燃氣壓縮機組在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201910498757.0 | 申請日： | 2019-06-10 |
| 公開（公告）號： | CN110173356A | 公開（公告）日： | 2019-08-27 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 丁為俊;紀執(zhí)琴;卞夢婷;李營;郭保倉;劉立瑩;李勝 | 申請（專利權(quán)）人： | 中節(jié)能城市節(jié)能研究院有限公司 |
| 主分類號： | F02C7/14 | 分類號： | F02C7/14;F02C7/16;F25B27/02 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 213000 江蘇省常州市新*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 熱泵機組 燃氣 燃氣輪機入口 制冷劑冷卻 壓縮機組 蒸發(fā)器 壓縮機 儲氣罐 燃氣輪機燃燒室 高溫高壓燃氣 余熱利用效率 制冷劑 熱量傳遞 輸出熱量 壓縮過程 釋放 冷凝器 溫控閥 氣罐 壓氣 機組 回收 | ||
本發(fā)明公開了一種基于制冷劑冷卻的燃氣輪機入口燃氣壓縮機組，通過設(shè)置熱泵機組，并將熱泵機組的蒸發(fā)器置于燃氣壓氣機組的儲氣罐內(nèi)，蒸發(fā)器中充滿制冷劑用于回收高溫高壓燃氣的熱量，并通過熱泵機組的壓縮機將熱量傳遞給冷凝器以熱水的形式向外輸出熱量，這種方式不僅可通過安裝于壓氣罐與熱泵機組壓縮機之間的溫控閥精確控制燃氣輪機燃燒室入口燃氣的溫度，而且利用熱泵機組的高性能，將燃氣壓縮過程中釋放的熱量成倍的釋放出去，余熱利用效率顯著增加。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及燃氣壓縮機領(lǐng)域。
背景技術(shù)
作為高效、節(jié)能、低污染的燃氣輪機在航空、船用、電廠等領(lǐng)域得到了飛速的發(fā)展。燃氣輪機在工作過程中需要持續(xù)輸入高壓燃氣(如某型號燃氣輪機燃氣的進氣壓力為1MPa)，而燃氣輪機所在地所能提供的燃氣進氣壓力往往達不到其進氣壓力要求(如某項目地市政燃氣壓力為0.3MPa)，因此，需要在市政燃氣管道與燃氣輪機燃氣入口中間安裝燃氣壓縮機組以滿足燃氣輪機對燃氣壓力的要求。傳統(tǒng)燃氣壓縮機組的工作原理是燃氣通過過濾器濾除灰塵和雜質(zhì)后進入壓縮機主機，在壓縮過程中與噴入的冷卻潤滑油混合，經(jīng)壓縮后的混合氣體排入油氣分離器分離出設(shè)計的燃氣及高溫潤滑油。高溫潤滑油隨后送入油冷卻器，通過風扇冷卻再回到使用系統(tǒng)中進入下一循環(huán)。在以上過程中，燃氣和潤滑油壓縮過程中產(chǎn)生的熱量最終白白散失在空氣中，不但不節(jié)能，而且增加了熱污染。
在申請?zhí)枮?01820283298.5的專利“一種空壓機余熱利用系統(tǒng)”中提出通過設(shè)置熱交換器方式回收高溫潤滑油帶出的熱量，制得的熱水用于洗浴和采暖。在申請?zhí)枮?01621272307.8的專利“一種水冷式空壓機余熱利用系統(tǒng)”中采用冷卻塔冷卻高溫空氣并回收余熱。在申請?zhí)枮?01621226540.2的專利“一種離心式空壓機余熱回收利用系統(tǒng)”中采用設(shè)置氣-水換熱器與吸收式制冷機實現(xiàn)余熱回收利用。上述方案均可實現(xiàn)壓縮機組余熱利用，但主動調(diào)節(jié)性能差，僅利用了部分回收燃氣過縮過程中釋放的熱量，余熱利用率低。
發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于制冷劑冷卻的燃氣輪機入口燃氣壓縮機組，余熱利用效率顯著增加。
本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：
一種基于制冷劑冷卻的燃氣輪機入口燃氣壓縮機組，包括前置過濾器、進氣閥、電動機、聯(lián)軸器、壓縮腔、儲氣罐、盤管、過濾器、燃氣輪機、溫控閥、壓縮機、節(jié)流閥、冷凝器和水箱，前置過濾器的出口通過進氣閥與壓縮腔連接，電動機通過聯(lián)軸器與壓縮腔連接，壓縮腔的出口通過管道與儲氣罐的燃氣進口連接，儲氣罐內(nèi)置盤管，儲氣罐的燃氣出口與過濾器相連，經(jīng)過濾后與燃氣輪機相連接，儲氣罐的制冷劑進口與節(jié)流閥相連，儲氣罐的制冷劑出口與溫控閥相連，節(jié)流閥通過管道與冷凝器連接，溫控閥通過管道與壓縮機連接，壓縮機連接冷凝器，冷凝器的進水口與冷水連接，冷凝器的出水口與水箱連接，水箱再與熱水連接；
燃氣壓縮機組的工作過程如下：
(1)燃氣壓縮過程：工作時進氣閥打開，由市政燃氣輸送過來的低壓燃氣通過前置過濾器，與此同時，接通電力，啟動電動機轉(zhuǎn)動后通過聯(lián)軸器在壓縮腔內(nèi)將低溫低壓燃氣壓縮成高溫高壓燃氣后排入儲氣罐中；
(2)燃氣冷卻及余熱回收過程：熱泵機組接通電力開始工作，制冷劑工質(zhì)在盤管內(nèi)從高溫燃氣中吸取熱量以蒸發(fā)傳熱工質(zhì)，工質(zhì)蒸汽經(jīng)壓縮機壓縮后溫度和壓力上升，高溫蒸氣通過冷凝器冷凝成液體時，釋放出的熱量，冷凝后的工質(zhì)通過節(jié)流閥返回到盤管中，然后再被蒸發(fā)，如此循環(huán)往復，溫控閥根據(jù)儲氣罐的出氣口溫度調(diào)整閥門開度，從而調(diào)整制冷劑的循環(huán)流程，達到溫度精確控制的目的；
(3)熱水循環(huán)過程：高溫工質(zhì)蒸氣通過冷凝器冷凝成液體的同時，用戶側(cè)冷水流入冷凝器，吸收高溫工質(zhì)蒸氣冷凝式釋放的熱量，制得熱水，儲存在水箱中，并根據(jù)用戶側(cè)的用熱需求向外供出熱水。
所述燃氣輪機包括壓氣機、燃燒室、透平和發(fā)電機。
所述壓縮腔、儲氣罐及其連接管道均采用保溫隔熱材料包裹。
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