一種用於燃氣輪機進氣加熱與冷卻的集成系統的製作方法

2023-04-28 09:29:36 1

一種用於燃氣輪機進氣加熱與冷卻的集成系統的製作方法
【專利摘要】一種用於燃氣輪機進氣加熱與冷卻的集成系統，該集成系統中包括一溴化鋰制冷機，該溴化鋰制冷機的驅動熱源進口連接蒸汽輪機供熱抽汽或低壓主蒸汽的引出口，所述供熱抽汽或低壓主蒸汽經過溴化鋰制冷機後被冷凝後形成的凝結水從溴化鋰制冷機的凝結水引出口引出，通過一管道泵連接到軸封加熱器後的凝結水管道；所述溴化鋰制冷機的冷卻水進口與電廠循環水管路中的循環水泵出口連接，溴化鋰制冷機的冷卻水出口與循環水管路中的回水管道連接；所述溴化鋰制冷機的冷媒水出口通過一冷凍水泵與一空氣冷卻器中的冷媒水換熱通道進口連接，冷媒水換熱通道出口回接到所述溴化鋰制冷機的冷媒水進口上；所述空氣冷卻器中還有空氣換熱通道並使空氣換熱通道中吸入的熱空氣與媒水換熱通道的冷媒水進行熱交換。
【專利說明】一種用於燃氣輪機進氣加熱與冷卻的集成系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及的是一種用於燃氣輪機進氣加熱或防冰凍與冷卻的集成系統，屬於能源【技術領域】。
【背景技術】
[0002]燃氣輪機是定容式動力機械，其性能與環境溫度密切相關。當環境溫度上升時，空氣密度減小，從而導致流過壓氣機和燃氣輪機的質量流量減少，弓I起燃氣輪機的出力下降。環境溫度升高還會使壓氣機的壓縮比降低，耗功量增大，從而導致燃氣輪機的出力進一步下降。對於簡單循環或聯合循環，隨著環境溫度的升高，燃氣輪機的出力和熱效率都將有所下降。因此，在夏季高溫時段配置進氣冷卻系統，可以增加燃機或聯合循環機組的出力，力口強機組調峰性能。
[0003]空氣在到達燃機壓氣機入口之前，要通過進氣系統的過濾裝置、消音裝置等，由於流場的變化，其溫度會有一定的下降。因此，在冬季較冷情況下配備進氣加熱(防冰)系統，防止進氣系統因吸入的空氣低於露點溫度而結冰，造成過濾器等設備堵塞或損壞。

【發明內容】

[0004]本發明的目的在於克服現有技術存在的不足，而提供一種用於燃氣輪機進氣加熱與冷卻的集成系統；該集成系統通過在燃機吸風口設置空氣換熱器，將燃氣輪機加熱(防冰凍)與燃機進氣冷卻兩大系統整合在一起，實現了在不同季節燃氣輪機進氣加熱(防冰凍)與進氣冷卻系統的相互切換運行。
[0005]本發明的目的是通過以下技術方案來實現的:所述的用於燃氣輪機進氣加熱與冷卻的集成系統，所述的燃氣輪機的進氣通過混合管道分別連接壓氣機和天然氣輸入管道，燃氣輪機的出氣連接餘熱鍋爐，該餘熱鍋爐產生的蒸汽通過蒸汽管道連接蒸汽輪機；所述集成系統中包括一溴化鋰制冷機，該溴化鋰制冷機的驅動熱源進口連接蒸汽輪機供熱抽汽或低壓主蒸汽的引出口，所述供熱抽汽或低壓主蒸汽經過溴化鋰制冷機後被冷凝後形成的凝結水從溴化鋰制冷機的凝結水引出口引出，通過一管道泵連接到軸封加熱器後的凝結水管道；
所述溴化鋰制冷機的冷卻水進口與電廠循環水管路中的循環水泵出口連接，溴化鋰制冷機的冷卻水出口與循環水管路中的回水管道連接；
所述溴化鋰制冷機的冷媒水出口通過一冷凍水泵與一空氣冷卻器中的冷媒水換熱通道進口連接，冷媒水換熱通道出口回接到所述溴化鋰制冷機的冷媒水進口上；所述空氣冷卻器中還有空氣換熱通道並使空氣換熱通道中吸入的熱空氣與媒水換熱通道的冷媒水進行熱交換。
[0006]本發明所述電廠循環水管路中包括一連接於蒸汽輪機排汽口的凝汽器和一冷卻塔；所述電廠循環水管路中位於凝汽器的循環水進出管路上分別連接有一通過電廠閉式水回水換熱的水水換熱器。[0007]本發明所述水水換熱器的電廠閉式水回水進口和出口管路中分別連接於空氣冷卻器的冷媒水換熱通道進口和出口的管路中，且所述空氣冷卻器的冷媒水換熱通道進口管路連接水水換熱器的電廠閉式水回水進口管路之間至少設置有一加壓泵；所述的空氣冷卻器的冷媒水換熱通道進口管路中設置的冷凍水泵前主管道上分接有一布置在高位的膨脹水箱。
[0008]本發明所述溴化鋰制冷機的驅動熱源進口與蒸汽輪機供熱抽汽或低壓主蒸汽的引出口之間連接管路上設置有第十四閥門，所述溴化鋰制冷機的凝結水引出口至管道泵之間的連接管路上設置有第十五閥門；從循環水泵出口引出的一路冷卻水管路是經過第一閥門後與溴化鋰制冷機相連，而冷卻水回水是經過第二閥門返回至循環水管路的回水管道。
[0009]本發明所述溴化鋰制冷機冷媒水出口通過第十閥門、冷凍水泵以及第十一閥門和第十二閥門與空氣冷卻器中的冷媒水換熱通道進口連接，冷媒水換熱通道出口通過第九閥門和第八閥門與溴化鋰制冷機的冷媒水進口連接。
[0010]所述膨脹水箱通過第十三閥門連接至冷凍水泵前的主管道上；所述的空氣冷卻器的冷媒水換熱通道進口前的管路中分別設置有第十一閥門、冷凍水泵和第十閥門，而所述空氣冷卻器的冷媒水換熱通道出口前的管路中分別設置有第九閥門和第八閥門，其中所述第九閥門和第八閥門之間的管路中分接出一路連接水水換熱器出口的回水管路，且在所述回水管路中設置有第七閥門。
[0011]本發明的有益效果是:在冬季較冷情況下投運進氣加熱(防冰)系統，使進氣系統吸入的空氣高於其露點溫度，防止吸入的冷空氣低於其露點溫度而結冰，造成過濾器等設備堵塞或損壞；在夏季高溫時段投運進氣冷卻系統，可以增加燃機或聯合循環的出力，加強機組調峰性能。如將6FA燃氣輪機吸入空氣溫度從39°C降低到16.6°C時，燃氣輪機出力增加約11.8MW，聯合循環機組出力增加約15.4MW。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發明所述用於燃氣輪機進氣加熱與冷卻的集成系統構成示意圖。
[0013]圖中的標號是:餘熱鍋爐1、蒸汽輪機2、燃氣輪機3、壓氣機4、凝汽器5、冷卻塔6、循環水泵7、加壓泵8、溴化鋰制冷機9、膨脹水箱10、冷凍水泵11、空氣換熱器12、水水換熱器13、管道泵14以及第一閥門101至第十五閥門115。
【具體實施方式】
[0014]下面將結合附圖及實施例對本發明作詳細的介紹:圖1所示，本發明所述的一種用於燃氣輪機進氣加熱與冷卻的集成系統，所述的燃氣輪機3的進氣通過混合管道分別連接壓氣機4和天然氣輸入管道，燃氣輪機3的出氣連接餘熱鍋爐1，該餘熱鍋爐I產生的蒸汽通過蒸汽管道連接蒸汽輪機2 ;所述集成系統中包括一溴化鋰制冷機9，該溴化鋰制冷機9的驅動熱源進口連接蒸汽輪機2供熱抽汽或低壓主蒸汽的引出口，所述供熱抽汽或低壓主蒸汽經過溴化鋰制冷機9後被冷凝後形成的凝結水從溴化鋰制冷機9的凝結水引出口引出，通過一管道泵14連接到軸封加熱器後的凝結水管道；
所述溴化鋰制冷機9的冷卻水進口與電廠循環水管路中的循環水泵7出口連接，溴化鋰制冷機9的冷卻水出口與循環水管路中的回水管道連接；所述溴化鋰制冷機9的冷媒水出口通過一冷凍水泵11與一空氣冷卻器12中的冷媒水換熱通道進口連接，冷媒水換熱通道出口回接到所述溴化鋰制冷機9的冷媒水進口上；所述空氣冷卻器12中還有空氣換熱通道並使空氣換熱通道中吸入的熱空氣與媒水換熱通道的冷媒水進行熱交換。
[0015]本發明所述電廠循環水管路中包括一連接於蒸汽輪機2排汽口的凝汽器5和一冷卻塔6 ;所述電廠循環水管路中位於凝汽器5的循環水進出管路上分別連接有一通過電廠閉式水回水換熱的水水換熱器13。
[0016]本發明所述水水換熱器13的電廠閉式水回水進口和出口管路中分別連接於空氣冷卻器12的冷媒水換熱通道進口和出口的管路中，且所述空氣冷卻器12的冷媒水換熱通道進口管路連接水水換熱器13的電廠閉式水回水進口管路之間至少設置有一加壓泵8 ;所述的空氣冷卻器12的冷媒水換熱通道進口管路中設置的冷凍水泵11前主管道上分接有一布置在高位的膨脹水箱10。
[0017]本發明所述溴化鋰制冷機9的驅動熱源進口與蒸汽輪機2供熱抽汽或低壓主蒸汽的引出口之間連接管路上設置有第十四閥門114，所述溴化鋰制冷機9的凝結水引出口至管道泵14之間的連接管路上設置有第十五閥門115 ;從循環水泵7出口引出的一路冷卻水管路是經過第一閥門101後與溴化鋰制冷機9相連，而冷卻水回水是經過第二閥門102返回至循環水管路的回水管道。
[0018]本發明所述溴化鋰制冷機9冷媒水出口通過第十閥門110、冷凍水泵11以及第十一閥門111和第十二閥門112與空氣冷卻器12中的冷媒水換熱通道進口連接，冷媒水換熱通道出口通過第九閥門109和第八閥門108與溴化鋰制冷機9的冷媒水進口連接。
[0019]本發明所述膨脹 水箱10通過第十三閥門113連接至冷凍水泵11前的主管道上；所述的空氣冷卻器12的冷媒水換熱通道進口前的管路中分別設置有第11閥門111、冷凍水泵11和第10閥門110，而所述空氣冷卻器12的冷媒水換熱通道出口前的管路中分別設置有第九閥門109和第八閥門108，其中所述第九閥門109和第八閥門108之間的管路中分接出一路連接水水換熱器出口的回水管路，且在所述回水管路中設置有第七閥門107。
[0020]實施例:本發明所述的燃氣輪機進氣加熱(防冰凍)與冷卻的集成系統，它主要包括燃氣輪機3、壓氣機4、餘熱鍋爐1、蒸汽輪機2、凝汽器5、冷卻塔6、循環水泵7、溴化鋰制冷機9、膨脹水箱10、冷凍水泵11、空氣換熱器12、水水換熱器13、加壓泵8、管道泵14以及第一閥門101至第十五閥門115。
[0021]燃氣輪機進氣冷卻系統中溴化鋰制冷機9的驅動熱源採用蒸汽輪機2的供熱抽汽或低壓主蒸汽，從蒸汽輪機2引出，經過第十四閥門114與溴化鋰制冷機9相連，驅動蒸汽經冷凝後的凝結水經過第十五閥門115，並通過管道泵14連接到軸封加熱器後的凝結水管道。溴化鋰制冷機9的冷卻水採用電廠的循環水，從循環水泵7出口引出一路冷卻水經過第一閥門101後與溴化鋰制冷機9相連，冷卻水回水經過第二閥門102返回至主循環水回水管道。溴化鋰制冷機9產生的冷媒水經過第十閥門110通過冷凍水泵11，並經過第十一閥門111和第十二閥門112打到空氣冷卻器12中，與吸入的熱空氣進行熱交換後經過第九閥門109和第八閥門108返回至溴化鋰制冷機9。布置在高位的膨脹水箱10通過第十三閥門113連接至冷凍水泵11前的主管道中。
[0022]燃氣輪機進氣加熱(防冰凍)系統中採用電廠閉式循環冷卻水回水，在進入水水換熱器13前引出一路閉式循環冷卻水，先後經過第五閥門105、加壓泵8和第六閥門106，接至第十一閥門111和第十三閥門113之間。在空氣換熱器中與吸入的冷空氣進行熱交換後的回水通過第九閥門109和第七閥門107返回到水水換熱器13後的閉式循環冷卻水主管中。
[0023]本發明的工作過程如下:
主要分為以下兩個部分:
第一部分，燃氣輪機3進氣冷卻過程，溴化鋰制冷機9產生的冷媒水經過第十閥門110通過冷凍水泵11，並經過第十一閥門111和第十二閥門112打到空氣換熱器12中，與吸入的熱空氣進行熱交換後經過第九閥門109和第八閥門108返回至溴化鋰制冷機。布置在高位的膨脹水箱10通過第十三閥門113連接至冷凍水泵11前的主管道中。溴化鋰制冷機的驅動熱源採用蒸汽輪機2的供熱抽汽或低壓主蒸汽，從蒸汽輪機2引出，經過第十四閥門114與溴化鋰制冷機9相連，驅動蒸汽經冷凝後的凝結水經過第十五閥門115，並通過管道泵14連接到軸封加熱器後的凝結水管道。
[0024]第二部分，燃氣輪機3進氣加熱(防冰凍)系統。採用電廠閉式循環冷卻水回水作為加熱介質，在進入水水換熱器13前引出一路閉式循環冷卻水，經過第五閥門105由加壓泵8打到空氣換熱器12中，將吸入的冷空氣加熱後通過第九閥門109和第七閥門107返回到水水換熱器13後的閉式循環冷卻水主管中。
[0025]燃氣輪機進氣加熱(防冰凍)系統與燃氣輪機進氣冷卻系統通過閥門組(包括第六閥門106、第七閥門107、第八閥門108、第4^一閥門111、第九閥門109和第十二閥門112)的開啟來切換運行。燃氣輪機進氣加熱(防冰凍)系統投運時，第六閥門106、第七閥門107、第九閥門109和第十二閥`門112開啟，第八閥門108和第十一閥門111關閉。燃氣輪機進氣冷卻系統投運時，第八閥門108、第十一閥門111、第九閥門109和第十二閥門112開啟，第六閥門106和第七閥門107關閉。
【權利要求】
1.一種用於燃氣輪機進氣加熱與冷卻的集成系統，所述的燃氣輪機的進氣通過混合管道分別連接壓氣機和天然氣輸入管道，燃氣輪機的出氣連接餘熱鍋爐，該餘熱鍋爐產生的蒸汽通過蒸汽管道連接蒸汽輪機；其特徵在於集成系統中包括一溴化鋰制冷機(9)，該溴化鋰制冷機(9)的驅動熱源進口連接蒸汽輪機(2)供熱抽汽或低壓主蒸汽的引出口，所述供熱抽汽或低壓主蒸汽經過溴化鋰制冷機(9)後被冷凝後形成的凝結水從溴化鋰制冷機(9)的凝結水引出口引出，通過一管道泵(14)連接到軸封加熱器後的凝結水管道； 所述溴化鋰制冷機(9)的冷卻水進口與電廠循環水管路中的循環水泵(7)出口連接，溴化鋰制冷機(9)的冷卻水出口與循環水管路中的回水管道連接； 所述溴化鋰制冷機(9)的冷媒水出口通過一冷凍水泵(11)與一空氣冷卻器(12)中的冷媒水換熱通道進口連接，冷媒水換熱通道出口回接到所述溴化鋰制冷機(9)的冷媒水進口上；所述空氣冷卻器(12)中還有空氣換熱通道並使空氣換熱通道中吸入的熱空氣與媒水換熱通道的冷媒水進行熱交換。
2.根據權利要求1所述的用於燃氣輪機進氣加熱與冷卻的集成系統，其特徵在於所述電廠循環水管路中包括一連接於蒸汽輪機(2)排汽口的凝汽器(5)和一冷卻塔(6);所述電廠循環水管路中位於凝汽器(5)的循環水進出管路上分別連接有一通過電廠閉式水回水換熱的水水換熱器(13)。
3.根據權利要求2所述的用於燃氣輪機進氣加熱與冷卻的集成系統，其特徵在於所述水水換熱器(13)的電廠閉式水回水進口和出口管路中分別連接於空氣冷卻器(12)的冷媒水換熱通道進口和出口的管路中，且所述空氣冷卻器(12)的冷媒水換熱通道進口管路連接水水換熱器(13)的電廠閉式水回水進口管路之間至少設置有一加壓泵(8);所述的空氣冷卻器(12)的冷媒水換熱通道進口管路中設置的冷凍水泵(11)前主管道上分接有一布置在高位的膨脹水箱(10)。
4.根據權利要求1所述的用於燃氣輪機進氣加熱與冷卻的集成系統，其特徵在於所述溴化鋰制冷機(9)的驅動熱源進口與蒸汽輪機(2)供熱抽汽或低壓主蒸汽的引出口之間連接管路上設置有第十四閥門(114)，所述溴化鋰制冷機9的凝結水引出口至管道泵(14)之間的連接管路上設置有第十五閥門(115);從循環水泵(7)出口引出的一路冷卻水管路是經過第一閥門(101)後與溴化鋰制冷機(9)相連，而冷卻水回水是經過第二閥門(102)返回至循環水管路的回水管道。
5.根據權利要求1或4所述的用於燃氣輪機進氣加熱與冷卻的集成系統，其特徵在於所述溴化鋰制冷機(9)冷媒水出口通過第十閥門(110)、冷凍水泵(11)以及第十一閥門(111)和第十二閥門(112)與空氣冷卻器(12)中的冷媒水換熱通道進口連接，冷媒水換熱通道出口通過第九閥門(109)和第八閥門(108)與溴化鋰制冷機(9)的冷媒水進口連接。
6.根據權利要求3所述的用於燃氣輪機進氣加熱與冷卻的集成系統，其特徵在於所述膨脹水箱(10)通過第十三閥門(113)連接至冷凍水泵(11)前的主管道上；所述的空氣冷卻器(12)的冷媒水換熱通道進口前的管路中分別設置有第十一閥門(111)、冷凍水泵(11)和第十閥門(110)，而所述空氣冷卻器(12)的冷媒水換熱通道出口前的管路中分別設置有第九閥門(109)和第八閥門(108)，其中所述第九閥門(109)和第八閥門(108)之間的管路中分接出一路連接水水換熱器出口的回水管路，且在所述回水管路中設置有第七閥門(107)。
【文檔編號】F02C7/141GK103696855SQ201310688153
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月17日 優先權日:2013年12月17日
【發明者】林俊光, 沈又幸, 光旭, 張衛靈, 費雄軍, 徐紅波, 任淵源, 陳金耀, 吳驊鳴 申請人:浙江省電力設計院