[實用新型]一種基于制冷劑冷卻的燃氣輪機入口燃氣壓縮機組

有效

• 申請號: 201920868560.7
• 申請日: 2019-06-10
• 公開（公告）號: CN209959359U
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發明（設計）人: 丁為俊;紀執琴;卞夢婷;李營;郭保倉;劉立瑩;李勝
• 申請（專利權）人: 中節能城市節能研究院有限公司
• 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

本實用新型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，通過設置熱泵機組，并將熱泵機組的蒸發器置于燃氣壓氣機組的儲氣罐內，蒸發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。

技術領域

本實用新型涉及燃氣壓縮機領域。

背景技術

作為高效、節能、低污染的燃氣輪機在航空、船用、電廠等領域得到了飛速的發展。燃氣輪機在工作過程中需要持續輸入高壓燃氣(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，經壓縮后的混合氣體排入油氣分離器分離出設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中進入下一循環。在以上過程中，燃氣和潤滑油壓縮過程中產生的熱量最終白白散失在空氣中，不但不節能，而且增加了熱污染。

在申請號為201820283298.5的專利“一種空壓機余熱利用系統”中提出通過設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。在申請號為201621272307.8的專利“一種水冷式空壓機余熱利用系統”中采用冷卻塔冷卻高溫空氣并回收余熱。在申請號為201621226540.2的專利“一種離心式空壓機余熱回收利用系統”中采用設置氣-水換熱器與吸收式制冷機實現余熱回收利用。上述方案均可實現壓縮機組余熱利用，但主動調節性能差，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。

實用新型內容

針對上述現有技術存在的問題，本實用新型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。

本實用新型提供的技術方案是：

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、聯軸器、壓縮腔、儲氣罐、盤管、過濾器、燃氣輪機、溫控閥、壓縮機、節流閥、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，儲氣罐內置盤管，儲氣罐的燃氣出口與過濾器相連，經過濾后與燃氣輪機相連接，儲氣罐的制冷劑進口與節流閥相連，儲氣罐的制冷劑出口與溫控閥相連，節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，啟動電動機轉動后通過聯軸器在壓縮腔內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，制冷劑工質在盤管內從高溫燃氣中吸取熱量以蒸發傳熱工質，工質蒸汽經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，冷凝后的工質通過節流閥返回到盤管中，然后再被蒸發，如此循環往復，溫控閥根據儲氣罐的出氣口溫度調整閥門開度，從而調整制冷劑的循環流程，達到溫度精確控制的目的；

(3)熱水循環過程：高溫工質蒸氣通過冷凝器冷凝成液體的同時，用戶側冷水流入冷凝器，吸收高溫工質蒸氣冷凝式釋放的熱量，制得熱水，儲存在水箱中，并根據用戶側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、透平和發電機。