[發明專利]一種用于聯合循環發電廠的進氣加熱系統及其控制方法

在審

• 申請號: 202010919469.0
• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN112196673A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 龍顏長;張大佳;李杰龍;宋華偉;楊鵬;童航;劉珊伯
• 申請（專利權）人: 華電電力科學研究院有限公司
• 主分類號: F02C7/08
• 分類號: F02C7/08;F22D1/18;F28D21/00
• 代理公司: 杭州天欣專利事務所(普通合伙) 33209
• 代理人: 張狄峰

本發明公開了一種用于聯合循環發電廠的進氣加熱系統及其控制方法，包括低壓汽包、低壓加熱螺旋盤管組件、高壓汽包、高壓加熱螺旋盤管組件、過濾器、擴容器、調節閥等。利用聯合循環電廠鍋爐高低壓汽包連續排污加熱低壓加熱螺旋盤管組件和高壓加熱螺旋盤管組件，對進氣加熱溫度更高，經濟性更好。無需附加動力設備，降低設備及日常維護投資。梯級加熱更合理，喇叭螺旋盤管式結構，有傾斜角度前低后高便于污水匯集排放，溫度高點布置離壓縮機最近，與進氣空氣流方向相反，逆流換熱，高溫介質由頂部為進入，底部為匯集流出。在系統的停運狀態期間，高低壓加熱螺旋盤管組件底部出口排污閥、頂部入口排空閥，處于打開位置時，疏水排放更干凈。

技術領域

本發明涉及一種用于聯合循環發電廠的進氣加熱系統及其控制方法，用余熱鍋爐高低壓汽包連續排污熱水來提高進燃氣輪機壓氣機入口進氣溫度，從而提高聯合循環發電廠整體效率。

背景技術

聯合循環機組余熱鍋爐的高低壓汽包的連續排污水不僅量大，一般在3%-10%，且溫度較高，具有一定的能量品質。而目前，燃機聯合循環電廠在運行過程中高低壓汽包排污水均直接排至擴容器，擴容器的疏水經減溫后排放至地溝，未設置排污水冷卻器回收此部分能量，造成了能量的浪費。現在也有學者提出，利用鍋爐高低壓汽包連續排污余熱發電，如鍋爐排污余熱ORC發電系統，該系統將鍋爐排污水在ORC蒸發器中加熱有機工質，使有機工質加熱至氣態，進入氣輪機膨脹做功。該系統雖然可以利用連續排污水熱量，但系統復雜、投資費用高，提高系統發電量能力有限，經濟收益比較低。本發明涉及聯合循環發電廠整體效率提高，具體的涉及鍋爐排污用于聯合循環發電廠的進氣加熱系統。

燃機聯合循環發電機組通常包括余熱鍋爐、渦輪機、發電機及輔機系統。在典型的聯合循環發電廠中，來自進氣渦輪的廢氣被傳送到熱回收蒸汽發生器（HRSG），該熱回收蒸汽發生器可以用于再熱蒸汽和向蒸汽渦輪系統提供蒸汽，以提高系統和發電廠的效率。在HRSG下游，廢氣通過煙囪釋放到大氣中。

無論是包括在聯合循環發電廠中還是作為獨立系統，進氣渦輪系統通常都利用系統內的環境空氣來產生負荷。環境空氣經由定位在進氣渦輪系統的壓縮機上游的空氣入口殼體被引入系統。當進氣渦輪系統在寒冷天氣環境中操作時，進氣渦輪系統使用的環境空氣可以處于在基本負載需求或操作下提高進氣渦輪系統的操作效率和功率輸出的溫度。然而，進氣渦輪系統常常在部分負載需求下操作。為了滿足部分負載需求，進氣渦輪系統的入口導向靜葉可以（部分地）關閉，以減少吸入進氣渦輪系統的進氣的量。然而，通過減少進氣量，進氣渦輪系統的壓縮機的操作效率降低。反過來，進氣渦輪系統需要額外的燃料來滿足期望的部分負載需求和期望的輸出功率。

其他常規進氣渦輪系統還包括空氣—流體熱交換器系統，以滿足部分負載需求。這些常規的熱交換器系統可以與進氣渦輪系統的空氣入口殼體流體連通，并且通常是獨立于進氣渦輪系統和聯合循環發電廠的獨立系統和系統集合。常規的熱交換器系統包括直接定位在入口殼體內的熱交換器部件（例如盤管、管道或翅片）。環境空氣可以接觸流過熱交換器部件，并且可以在環境空氣進入進氣渦輪系統的壓縮機之前經歷熱交換過程（例如，加熱）。通過在進氣進入進氣渦輪系統的壓縮機之前加熱進氣，入口導向靜葉可以保持完全打開。因此，壓縮機的操作效率可能不會降低，并且進氣渦輪系統可以滿足具有降低的燃料要求的部分負載需求。