專利名稱：一種加熱燃氣輪機進氣的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種燃氣輪機進氣加熱系統(tǒng)和方法，用來提高燃氣輪機及其聯(lián)合循環(huán)在低溫天氣下運行時的熱效率和運行的安全性。
背景技術(shù)：
一些安裝在北方地區(qū)的燃氣輪機，冬季寒冷潮濕的天氣情況下運行時，不同程度地會發(fā)生燃氣輪機進氣系統(tǒng)的結(jié)霜結(jié)冰現(xiàn)象，造成燃氣輪機進氣系統(tǒng)壓差升高。壓差過高時，會使燃氣輪機很難繼續(xù)運行。而且冬季寒冷潮濕的天氣還會使壓氣機入口部位(例如進口可調(diào)導(dǎo)葉)結(jié)冰，結(jié)冰到一定厚度時冰塊脫落，會損壞壓氣機葉片，造成事故。對于燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)，聯(lián)合循環(huán)發(fā)電效率與環(huán)境溫度有密切關(guān)系。聯(lián)合循環(huán)發(fā)電效率最高的區(qū)域一般在10°c 20°C之間，安裝在北方冬季寒冷地區(qū)的燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)，冬季寒冷天氣下運行時，會使聯(lián)合循環(huán)發(fā)電效率下降。對于帶低氮燃燒系統(tǒng)的燃氣輪機，為了擴大低氮燃燒系統(tǒng)預(yù)混燃燒工作范圍，燃機裝有進氣加熱系統(tǒng)(IBH)，該系統(tǒng)通過將部分壓氣機排氣抽出，回送到壓氣機進口，實現(xiàn)對壓氣機進氣加熱。當(dāng)然，該進氣加熱系統(tǒng)還有在冬季防止壓氣機進口結(jié)冰和限制壓氣機壓比超限的作用。這種采用壓氣機抽氣的進氣加熱系統(tǒng)(IBH)使壓氣機耗功增加，降低了燃機的發(fā)電效率。效率降低的多少與抽氣加熱控制閥的開度有關(guān)，開度越大，效率降低的越多。一般來說是環(huán)境溫度低的時候開的大，環(huán)境溫度高的時候開的小或關(guān)閉。因此，對于安裝在冬季寒冷地區(qū)的燃機，部分負荷運行時帶壓氣機抽氣加熱的燃氣輪機的發(fā)電效率明顯降低。發(fā)明專利“燃氣輪機壓氣機進氣溫度調(diào)節(jié)裝置”(專利號ZL 200520033435. 2)存在下述問題用水作為進氣加熱系統(tǒng)的換熱介質(zhì)，存在的主要問題是燃氣輪機運行過程中，通過調(diào)節(jié)水量來調(diào)節(jié)進氣加熱器后的溫度時，如果水量不夠；或者當(dāng)進氣加熱器的進水切斷后，進氣加熱器內(nèi)的存水會凍裂進氣加熱器，使設(shè)備損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是設(shè)計一套用水加熱燃氣輪機的壓氣機進口空氣的系統(tǒng)，解決進氣加熱器容易被凍裂的問題。如附圖1所示，進氣加熱系統(tǒng)包括進氣加熱器、循環(huán)泵、換熱器等，以防凍液作為換熱介質(zhì)構(gòu)成一個循環(huán)系統(tǒng)。該循環(huán)系統(tǒng)中，進氣加熱器用來加熱燃氣輪機進口空氣，換熱器作為防凍液和熱源(例如水、空氣或煙氣)之間的熱交換設(shè)備。進氣加熱系統(tǒng)的熱源可以采用熱品位很低的水或空氣作為熱源(例如燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)中汽輪機凝汽器出來的循環(huán)水、余熱鍋爐尾部的煙氣等)。進氣加熱系統(tǒng)以防凍液作為換熱介質(zhì)，因此解決了進氣加熱器容易被凍裂的問題。
本發(fā)明的有益效果是解決了 對于安裝在北方冬季寒冷地區(qū)的燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)，用水或蒸氣加熱燃氣輪機的壓氣機進口空氣時，進氣加熱器容易被凍裂的問題。


圖1為本發(fā)明所述的燃氣輪機進氣加熱系統(tǒng)示意圖。圖2為本發(fā)明所述的具體實施方式
I的系統(tǒng)圖。圖3為本發(fā)明所述的具體實施方式
2的系統(tǒng)圖。圖中標(biāo)號說明1-進氣加熱器，2-循環(huán)泵，3-換熱器，4-噴淋式換熱器，5-調(diào)節(jié)閥，6-高位水箱，7-煙氣換熱器
具體實施例方式實施例1如圖1所示，進氣加熱系統(tǒng)由進氣加熱器1、循環(huán)泵2、噴淋式換熱器4、調(diào)節(jié)閥5、高位水箱6以及閥門和管線等組成，以防凍液作為換熱介質(zhì)構(gòu)成一個循環(huán)系統(tǒng)。該循環(huán)系統(tǒng)中，進氣加熱器I用來加熱燃氣輪機進口空氣，噴淋式換熱器4作為防凍液和熱源水之間的換熱器，循環(huán)泵2的作用就是使防凍液在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)。進氣加熱系統(tǒng)的熱源可以采用熱品位很低的水作為熱源(例如燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)中汽輪機凝汽器出來的循環(huán)水)。防凍液和作為熱源的水之間的換熱器采用噴淋式換熱器，可以解決運行過程中防凍液溫度低于0°c或進氣加熱系統(tǒng)停運時(此時防凍液溫度等于外界大氣的溫度)換熱器水側(cè)結(jié)冰的問題。在燃機進氣過濾器上游設(shè)置進氣加熱器，系統(tǒng)內(nèi)充防凍液。噴淋式換熱器的加熱介質(zhì)是來自汽輪機凝汽器出來的循環(huán)水，被加熱介質(zhì)就是防凍液。防凍液在噴淋式換熱器內(nèi)被加熱，經(jīng)過循環(huán)泵后到進氣加熱器，將冷空氣加熱，自身溫度降低，再到噴淋式換熱器換熱升溫。來自汽輪機凝汽器出來的循環(huán)水從噴淋式換熱器上面噴淋，換熱降溫后落到下部的集水槽內(nèi)，最后流回循環(huán)水渠道。加熱系統(tǒng)投運時只需要打開凝結(jié)器出水，啟動循環(huán)泵即可，系統(tǒng)停運時停循環(huán)泵，斷開凝結(jié)器出水。要調(diào)節(jié)進氣加熱器后的溫度，只需要控制調(diào)節(jié)閥4的開度。進氣加熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)和投退都很方便。實施例2如圖2所示，進氣加熱系統(tǒng)由進氣加熱器1、循環(huán)泵2、煙氣換熱器7、高位水箱6以及閥門和管線等組成，以防凍液作為換熱介質(zhì)構(gòu)成一個循環(huán)系統(tǒng)。該循環(huán)系統(tǒng)中，進氣加熱器I用來加熱燃氣輪機進口空氣，煙氣換熱器7裝在燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)的余熱鍋爐尾部以吸收煙氣余熱，循環(huán)泵2的作用就是使防凍液在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)。在燃機進氣過濾器上游設(shè)置進氣加熱器，系統(tǒng)內(nèi)充防凍液。防凍液在煙氣換熱器內(nèi)被加熱，經(jīng)過循環(huán)泵后到進氣加熱器，將冷空氣加熱，自身溫度降低，再到煙氣換熱器換熱升溫。
權(quán)利要求
1.一種燃氣輪機進氣加熱系統(tǒng)，包括進氣加熱器(I)、循環(huán)泵(2)、換熱器(3)和進氣加熱系統(tǒng)內(nèi)充裝的熱交換媒介，其特征在于進氣加熱系統(tǒng)內(nèi)充裝的熱交換媒介是防凍液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃氣輪機進氣加熱系統(tǒng)，其特征在于，所述換熱器(3)采用噴淋式換熱器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種加熱燃氣輪機進氣的方法，其特征在于，所述進氣加熱器(I)、循環(huán)泵(2)、換熱器(3)和管線及其它附件構(gòu)成一個閉式循環(huán)系統(tǒng)，進氣加熱器(I)用來加熱燃氣輪機的進口空氣，換熱器(3)作為防凍液和熱源流體(例如水、空氣或煙氣)之間的熱交換設(shè)備，循環(huán)泵(2)的作用是使防凍液在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種加熱燃氣輪機進氣的方法，其特征在于，所述進氣加熱器(I)、循環(huán)泵(2)、噴淋式換熱器(4)和管線及其它附件構(gòu)成一個閉式循環(huán)系統(tǒng)，進氣加熱器(I)用來加熱燃氣輪機的進口空氣，噴淋式換熱器(4)作為防凍液和熱源水之間的熱交換設(shè)備，循環(huán)泵(2)的作用是使防凍液在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)。
全文摘要
一種加熱燃氣輪機進氣的系統(tǒng)和方法，包括進氣加熱器(1)、循環(huán)泵(2)、換熱器(3)和管線及其它附件構(gòu)成一個閉式循環(huán)系統(tǒng)，進氣加熱器(1)用來加熱燃氣輪機的進口空氣，換熱器(3)作為防凍液和熱源流體(例如水、空氣或煙氣)之間的熱交換設(shè)備，循環(huán)泵(2)的作用是使防凍液在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)。
文檔編號F02C7/08GK103061886SQ20121026202
公開日2013年4月24日 申請日期2012年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月24日
發(fā)明者陳大兵 申請人:陳大兵