[發明專利]一種利用聯合循環機組天然氣壓力能的噴霧冷卻系統

在審

• 申請號: 202011366912.2
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN112344760A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 肖俊峰;周剛;吳昌兵;胡孟起;夏林;向東;張學華;王科;連小龍;趙思勇;葛曉明;劉印
• 申請（專利權）人: 華能國際電力股份有限公司;西安熱工研究院有限公司;華能重慶兩江燃機發電有限責任公司
• 主分類號: F28C1/10
• 分類號: F28C1/10;F28F25/06;F28F27/00;F28F19/01;F25B9/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

本發明公開的一種利用聯合循環機組天然氣壓力能的噴霧冷卻系統，從能源的綜合利用和節能減排的角度考慮，該系統適用于使用天然氣作為燃料，且使用空冷塔的聯合循環機組，通過使用該系統，在夏季高溫情況下，將天然氣壓力能利用過程中發出的電用于驅動噴霧冷卻系統的各類水泵等耗電設備，天然氣壓力能利用過程中釋放出來的冷能用于降低噴霧冷卻裝置的噴霧水溫，進而提高噴霧水與空氣間的換熱效果，顯著降低進入燃氣輪機和空冷塔的空氣干球溫度，提高燃氣輪機性能和空冷塔的換熱效果。

技術領域

本發明涉及電廠余壓利用、冷卻系統領域，具體為一種利用聯合循環機組天然氣壓力能的噴霧冷卻系統。

背景技術

我國是個嚴重缺水的國家，水資源稀缺的問題異常突出。在濕冷塔中，冷卻水主要通過蒸發散熱的方式將廢熱直接傳遞給空氣，這將造成大量的水資源的消耗。而在空冷塔中，空氣和冷卻水通過空冷散熱器進行熱交換，冷卻水通過對流換熱的方式將廢熱傳遞給空氣，避免了冷卻水與空氣直接接觸換熱所造成的水資源消耗。在我國的新疆、山西等地區，蘊藏有大量的天然氣、頁巖氣資源，而上述地區也正好是我國較為缺水的地區。因此，考慮到用水的限制，當在上述地區建設聯合循環機組時，空冷塔可成為一個非常有競爭力的選擇。

但是，在我國上述缺水的地區建設配置有空冷塔的聯合循環機組，面臨的一個較大的問題是，在夏季高溫情況下，隨著環境空氣干球溫度的升高，燃氣輪機的性能和空冷塔換熱效果的將顯著下降。燃氣輪機性能的下降將直接導致燃氣輪機出力的下降，而空冷塔換熱效果的下降，將使汽輪機背壓顯著增大，汽輪機出力也將大幅下降，因此在夏季高溫情況下，聯合循環機組的出力將受到燃氣輪機和空冷系統的綜合影響而顯著減小，而夏季高溫情況下又是居民用電的高峰期，因此，提高夏季高溫情況下燃氣輪機的性能以及空冷塔換熱效果，對于提高聯合循環機組的經濟收益是有較大的實際意義的。

發明內容

針對夏季高溫情況下，聯合循環機組燃氣輪機性能和空冷塔的換熱效果下降的問題，本發明提供一種利用聯合循環機組天然氣壓力能的噴霧冷卻系統，提升空冷塔在夏季高溫條件下的換熱效率。

本發明是通過以下技術方案來實現：

一種利用聯合循環機組天然氣壓力能的噴霧冷卻系統，包括膨脹機，其輸出端與發電機連接，膨脹機的進氣口與天然氣源連接，排氣口與換熱器的升溫側入口連接，換熱器的升溫側出口與燃氣輪機連接，換熱器的降溫側入口連接水源，換熱器的降溫側出口分別與燃氣輪機進氣噴霧冷卻系統和空冷塔進氣噴霧冷卻系統連接。

優選的，所述換熱器的升溫側出口通過第一輔熱器連接。

優選的，所述換熱器的升溫側的出口和入口之間并聯第二輔熱器；

當燃氣輪機進氣噴霧冷卻系統和空冷塔進氣噴霧冷卻系統無需用冷時，膨脹機的排氣經過第二輔熱器。

優選的，所第一輔熱器和第二輔熱器通過第二調壓模塊與燃氣輪機連接。

優選的，所述膨脹機做功產生的電能用于供給用電設備。

優選的，所述燃氣輪機進氣噴霧冷卻系統包括第一噴嘴，其設置在壓氣機進口的空氣過濾器和消聲器之間，第一噴嘴的進水口與換熱器的降溫側出口連接。

優選的，空冷塔進氣噴霧冷卻系統包括第二噴嘴，其進水口與換熱器的降溫側出口連接，第二噴嘴設置在空冷塔的外側。

優選的，所述第一噴嘴逆流布置，第二噴嘴包括多個噴嘴，多個噴嘴全部采用水平順流布置，或部分噴嘴采用逆流布置，部分噴嘴傾斜布置。

優選的，所述空冷塔外壁上緊貼設置圓環板，并呈水平設置，第二噴嘴布置在圓環板的下端。

優選的，還包括第一調壓模塊，第一調壓模塊的進氣端與天然氣源連接，其出氣端與燃氣輪機連接。

與現有技術相比，本發明具有以下有益的技術效果：