[發明專利]燃氣輪機進氣溫度控制裝置及燃氣輪機進氣溫度控制方法

在審

• 申請號: 202010551938.8
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111577410A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 楊漪;楊利利;于世超
• 申請（專利權）人: 楊漪
• 主分類號: F01K17/02
• 分類號: F01K17/02;F01K23/10;F02C6/18;F02C7/08;F22B1/18;F22B31/08;F22G7/00;F23J15/06;F24D1/08;F24D3/10;F24D19/10
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理事務所(普通合伙) 11562
• 代理人: 謝秀娟

本發明公開燃氣輪機進氣溫度控制裝置及燃氣輪機進氣溫度控制方法，包括：燃氣輪機、余熱鍋爐、汽輪機、進氣控溫裝置、凝汽器、冷卻塔和閉冷水系統；燃氣輪機通過排氣管道與余熱鍋爐的進氣管道連通；余熱鍋爐的排氣管道與汽輪機連通；冷卻塔分別與凝汽器和閉冷水系統連通；閉冷水系統與二級冷卻器連通；進氣控溫裝置包括空氣換熱器，第二水泵，閥門c和閥門d；本發明采用高效換熱器技術，解決了低品位熱源的回收問題，將這些低品位熱量應用到壓氣機進氣加熱，提高了燃氣?蒸汽聯合循環的效率；降低燃燒室燃燒時的不可逆損失，達到節約燃料消耗的目的，從而進一步提高燃氣電廠的經濟性。

技術領域

本發明涉及燃氣輪機技術領域，特別是涉及一種燃氣輪機進氣溫度控制領域。

背景技術

燃氣輪機是一種以連續流動的氣體作為工質、把熱能轉換為機械功的旋轉式動力機械。由于其采用空氣作為做功工質，因此燃氣輪機的運行情況容易受到外部氣溫、濕度等的影響。另一方面，由于燃氣輪機系統的精密性，燃氣輪機的運行效率對于運行負荷十分敏感。如現有研究表明，隨著大氣溫度的升高，燃氣輪機的相對效率下降，相對輸出功率下降，而燃氣-蒸汽聯合循環的相對效率提高。在我國，燃氣電廠主要承擔電網調峰功能，一般情況下電廠根據電網調度的要求調整燃機功率，這就很難保證燃氣輪機的滿負荷運行。而燃氣輪機長期在部分負荷區間工作，大大降低了系統的運行效率，導致了能源的極大浪費。

目前，我國電廠燃氣輪機均設有進氣導葉(IGV)，通過調節IGV的偏轉角度，減少IGV的喉部面積，從而減少空氣的質量流量，降低燃氣輪機機組出力。這種調節方式存在以下的技術缺陷：

(1)當IGV關小后，IGV后各級葉片的氣流沖角偏離設計值，燃機進氣在IGV內流動的節流損失增加，降低了壓氣機的效率；

(2)當燃機負荷遠低于額定負荷時，IGV調節已經不能滿足燃機負荷的調整，此時燃機的負荷將通過降低透平前溫來調整，這就使得燃機的效率進一步降低。

鑒于目前國內燃機大部分時間運行在非額定工況下的實際情況，通過提高燃機的進氣溫度，從而降低進氣的密度，使得壓氣機的IGV角度開大，從而減少IGV內的空氣節流損失，由此即可在保證壓氣機進氣質量流量不變的前提下，燃機以部分核定負荷運行。

燃機進氣加熱技術主要是針對燃機以部分負荷定負荷運行而言。燃機以部分負荷定負荷運行時，壓氣機進氣質量流量為定值，提升燃機進氣溫度會降低進氣空氣密度，從而提高進氣體積流量，迫使壓氣機IGV角度開大，從而減少IGV內空氣流動的節流損失，改善壓氣機運行狀況。

目前，有在進氣系統內布置一組翅片管加熱器，通過引入余熱鍋爐熱水或其他熱源對燃機進氣進行加熱。該進氣加熱方式能夠較好的利用機組廢熱，提高聯合循環的發電效率，但是存在改造工程量大、進氣流動阻力大、投資較高的缺點。

因此，雖然燃氣進氣加熱能夠提高燃氣-蒸汽聯合循環的效率，但是如何選擇低品位熱源，并且經濟的回收利用，以提高系統的整體經濟性，是燃氣-蒸汽聯合循環進氣加熱系統建設的核心。

發明內容

本發明的目的是提供一種燃氣輪機進氣溫度控制，以解決上述現有技術存在的問題，能夠實現合理利用低品位熱源，并且經濟的回收利用，以提高系統的整體經濟性；

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：本發明提供一種燃氣輪機進氣溫度控制裝置，其特征在于，包括燃氣輪機、余熱鍋爐、汽輪機、進氣控溫裝置、凝汽器、冷卻塔和閉冷水系統；

所述城市熱網系統根據管道流向依次包括熱網加熱器、輸水冷卻器和二級冷卻器；