燃氣輪機進氣霧化式蒸發冷卻及溼壓縮系統的製作方法

2023-06-02 20:29:56 2

專利名稱：燃氣輪機進氣霧化式蒸發冷卻及溼壓縮系統的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於能源動力行業，具體涉及一種燃氣輪機進氣霧化式蒸發冷卻及溼壓縮系統。
(二)
背景技術：
燃氣輪機的一個顯著的特點是隨著運行環境溫度的升高，其輸出功率、空氣流量下降？ 熱耗率升高。因此採用進氣冷卻技術可以提高機組在高溫運行環境下的功率和熱效率。到目 前為止，國內外在工程上應用的燃氣輪機進氣冷卻技術主要包括三大類強制製冷式冷卻技 術(壓縮式、吸收式製冷以及蓄能冷卻系統)和蒸髮式冷卻技術以及組合式冷卻，其中組合 式冷卻是由前兩種冷卻方式組合而成。利用壓縮式或吸收式製冷系統對燃氣輪機進氣進行冷 卻，優點是對進氣的冷卻強度高，因而能夠大幅度地提高燃氣輪機發電機組運行的經濟性， 缺點是初投資大、系統複雜、運行維護費用較高，特別是對於壓縮式製冷，冷源的獲得是以 消耗較大數量的機械功(電力)為代價。蒸髮式冷卻技術的缺點是由於受到空氣飽和度的限制， 對空氣的冷卻強度較低。但這項技術，特別是近年來發展起來的霧化式蒸發冷卻技術以其投 資低,系統相對簡單,運行維護費用低等特點得到普遍接受。
1942年，Keinschmidt提出了溼壓縮概念在壓氣機入口或級間噴入冷卻液體，利用液 體蒸發時要吸收大量的潛熱來冷卻氣體、以使得壓縮過程更接近於等溫壓縮，減少壓氣機的 耗功。溫壓縮技術被正式工程應用於燃氣輪機始於上個世紀90年代。在國內，七O三研究 所及哈爾濱工程大學等單位在燃氣輪機溼壓縮方面開展了大量的理論及試驗研究。2005年七 O三研究所在無錫動力試驗站完成了 25MW燃氣輪機進氣霧化式蒸發冷卻及溼壓縮技術試驗 驗證。
(三) 發明內容
本實用新型的目的在於提供一套能夠增加燃氣輪機在高溫環境下的輸出功率和熱效率的 燃氣輪機進氣霧化式蒸發冷卻及溼壓縮系統。
本實用新型的目的是這樣實現的它包括燃氣輪機箱裝體、連接燃氣輪機箱裝體的進氣 室、原消音器段和進氣過濾器，進氣過濾器和原消音器段之間設置有過渡段，原消音器段和 進氣室之間設置有過渡段，原消音器段和過渡段之間連接有進氣彎頭，過渡段連接燃氣輪機 進氣霧化蒸發冷卻噴水系統和微細霧化噴嘴。
本實用新型還有這樣一些技術特徵
1、所述的燃氣輪機進氣霧化蒸發冷卻噴水系統包括前置低壓泵組和高壓噴水泵組及其
3相應的管道調控設備；
2、 所述的前置低壓泵組和高壓噴水泵組及其相應的管道調控設備組裝在同一底架上，以 撬裝形式設置，前置低壓泵組在撬體低壓進水側一端橫向布置，高壓噴水泵組沿撬體 另一側布置。
3、 所述的噴霧加溼級採用在進氣道內分別設置冷卻蒸發級和溼壓縮級兩處不同功能的 噴霧加溼級；
4、 所述的進氣霧化蒸發冷卻噴水系統設置有對外部系統的通訊接口 。 本實用新型的特點有
1. 燃機進氣霧化式蒸發冷卻系統的運行採用全自動控制保護系統。
2. 監控保護系統具備自動監視、控制、報警、保護功能，以提供最佳的霧化噴水量和保 證高壓噴水系統以及機組的安全運行。
3. 主要運行設備和控制設施為一體化設計，以撬裝形式交付使用。
4. 所述的燃氣輪機進氣霧化蒸發冷卻噴水系統，其採用高壓系統，工作壓力12-21MPa， 選用專用微細霧化噴嘴，霧化顆粒可達SMD5-25 u m;
5. 所述的噴霧加溼級，採用在進氣道內分別設置冷卻蒸發級和溼壓縮級兩處不同功能的 噴霧加溼級；
6. 進氣霧化蒸發冷卻噴水系統，其特徵在於所述的控制保護系統除具有現場監控保護功 能外，還提供了對外部系統的通訊接口，可以方便的將本系統的運行參數、狀態傳送 到廠級DCS，方便廠方的遠程監控和管理。
本實用新型屬於能源動力行業，具體通過改善燃氣輪機及其條件提高燃氣輪機性能。本 實用新型的有益效果是保證燃氣輪機性能獲得更大改善，運行更加安全，調控功能更加完 備。


圖1為本實用新型的噴水系統圖2為本實用新型的噴水控制系統硬體結構圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的說明
結合圖l，本實施例包括燃氣輪機箱裝體2、連接燃氣輪機箱裝體2的進氣室1、原消音 器段5和進氣過濾器7，進氣過濾器7和原消音器段5之間設置有過渡段6，原消音器段5和 進氣室1之間設置有過渡段3，原消音器段5和過渡段3之間連接有進氣彎頭4，過渡段3、 6連接燃氣輪機進氣霧化蒸發冷卻噴水系統和微細霧化噴嘴。燃氣輪機進氣霧化蒸發冷卻噴水系統包括前置低壓泵組和高壓噴水泵組及其相應的管道調控設備；前置低壓泵組和高壓噴 水泵組及其相應的管道調控設備組裝在同一底架上，以撬裝形式設置，前置低壓泵組在撬體 低壓進水側一端橫向布置，高壓噴水泵組沿撬體另一側布置。噴霧加溼級採用在進氣道內分 別設置冷卻蒸發級和溼壓縮級兩處不同功能的噴霧加溼級；進氣霧化蒸發冷卻噴水系統設置 有對外部系統的通訊接口。
燃機進氣霧化蒸發冷卻噴水系統布置方式如下來自於除鹽水箱的除鹽水經前置泵、精 密過濾器，在高壓柱塞泵加壓後進入霧化噴嘴裡，從噴嘴噴出的高速水流形成錐狀的水霧， 這些非常細小的霧具有較大的蒸發表面積，在與空氣充分地接觸蒸發後，大多數的水霧在非
常短的時間裡就已經完成蒸發。由於系統採用高壓霧化，霧化後水滴的粒徑很小，因此不需 要增設氣水分離裝置。霧化噴嘴可採用撞針霧化噴嘴、旋流噴嘴和閃蒸噴嘴，在高工作壓力 12MPa-21MPa下介質水的霧化效果好，霧化粒度可達5-20w m。
前置低壓泵組和高壓噴水泵組及其相應的管道調控設施進行一體化設計，組裝在同一底 架上，以撬裝形式交付使用。前置低壓泵組在撬體一端(低壓進水側)橫向布置，高壓噴水 泵組沿撬體另一側布置。高壓噴水撬體、進氣道內噴水支架、進氣道內排水管道、進氣道排 水槽布置和進氣濾網布置等儘可能使設備布置緊湊合理、維護方便、容易操作。
本實施例燃機進氣霧化式蒸發冷卻及溼壓縮系統採用就地監控保護方式。控制保護系統 由一臺以帶觸控螢幕的可編程控制器為核心的PLC就地控制箱、 一臺控制泵組的起停/切換/ 聯鎖的馬達控制箱、 一臺氣象站、 一套壓力/溫度/溼度/流量等系統參數的測量儀表、電 磁閥和調節閥等控制閥門組成，具備監測、控制、報警、保護和通信功能。
監測功能調控系統的人機界面為PLC就地控制箱中配置的觸控螢幕，溫度、溼度、流量、
投入級數、泵運行時數等系統的運行參數信號均在觸控螢幕上實時監測顯示。運行人員可通過 屏幕菜單和軟鍵調用相關顯示畫面進行現場監測記錄。
控制功能系統採用主加壓泵出口設定壓力方式運行。PLC就地控制箱通過氣象站實時 採集大氣參數，並根據機組運行情況計算出噴水量，自動控制投運的噴嘴級數和主加壓泵的 投運臺數，以控制噴水流量，獲得滿意的進氣冷卻和溼壓縮效果。泵組的起停、切換控制設 置手動和自動兩種方式，調試維護階段採用手動方式，系統調試穩定投運後，泵組的起停、 切換由PLC實現自動控制。
報警保護功能系統運行時，當霧化水流量、前置泵出口水壓力、水濾器壓差、霧化泵
進口水壓力、霧化泵出口水壓力、控制箱內溫度達到報警值時，PLC就地控制箱面板顯示報 警信息並發出聲光信號，同吋向集控室發出燈光報警信號；當霧化水流量、霧化泵進口水壓 力、霧化泵出口水壓力達到保護條件，在達到規定的延遲時間後保護條件仍存在，PLC迅速切斷髮生故障的霧化泵組的運行，並發出報警信號；當電機由於短路、過熱、斷相等故障而 導致停泵時，PLC就地控制箱也發出報警信號，保證系統的安全性。
通信功能調控系統具備與上位DCS系統通信功能，集控室DCS系統通過通信信號監測 霧化冷卻撬體的運行狀態。
權利要求1、一種燃氣輪機進氣霧化式蒸發冷卻及溼壓縮系統，其特徵在於它包括燃氣輪機箱裝體、連接燃氣輪機箱裝體的進氣室、原消音器段和進氣過濾器，進氣過濾器和原消音器段之間設置有過渡段，原消音器段和進氣室之間設置有過渡段，原消音器段和過渡段之間連接有進氣彎頭，過渡段連接燃氣輪機進氣霧化蒸發冷卻噴水系統和微細霧化噴嘴。
2、 根據權利要求1所述的燃氣輪機進氣霧化式蒸發冷卻及溼壓縮系統，其特徵在於所述的燃 氣輪機進氣霧化蒸發冷卻噴水系統包括甜置低壓泵組和高壓噴水泵組及其相應的管道調 控設備。
3、 根據權利要求2所述的燃氣輪機進氣霧化式蒸發冷卻及溼壓縮系統，其特徵在於所述的前 置低壓泵組和高壓噴水泵組及其相應的管道調控設備組裝在同一底架上，以撬裝形式設 置，前置低壓泵組在撬體低壓進水側一端橫向布置，高壓噴水泵組沿撬體另一側布置。
4、 根據權利要求3所述的燃氣輪機進氣霧化式蒸發冷卻及溼壓縮系統，其特徵在於所述的噴 霧加溼級採用在進氣道內分別設置冷卻蒸發級和溼壓縮級兩處不同功能的噴霧加溼級。
5、 根據權利要求4所述的燃氣輪機進氣霧化式蒸發冷卻及溼壓縮系統，其特徵在於所述的進 氣霧化蒸發冷卻噴水系統設置有對外部系統的通訊接口 。
專利摘要本實用新型提供了一種燃氣輪機進氣霧化式蒸發冷卻及溼壓縮系統。它包括燃氣輪機箱裝體、連接燃氣輪機箱裝體的進氣室、原消音器段和進氣過濾器，進氣過濾器和原消音器段之間設置有過渡段，原消音器段和進氣室之間設置有過渡段，原消音器段和過渡段之間連接有進氣彎頭，過渡段連接燃氣輪機進氣霧化蒸發冷卻噴水系統和微細霧化噴嘴。本實用新型在進氣道內分別設置冷卻蒸發級和溼壓縮級兩處不同功能的噴霧加溼級，燃機進氣霧化式蒸發冷卻系統的運行採用全自動控制保護系統，具備自動報警、保護功能，還能夠根據其自身氣象站採集的大氣參數，自動控制最佳的霧化噴水量。本實用新型保證燃氣輪機性能獲得更大改善，運行更加安全，調控功能更加完備。
文檔編號F02C7/12GK201236746SQ20082009051
公開日2009年5月13日 申請日期2008年7月25日 優先權日2008年7月25日
發明者冀文慧, 偉 劉, 銳 劉, 劉克大, 師蓓蓓, 張學忍, 李玉玲, 楓 林, 王元龍, 柏 範, 斌 董, 閆錦生, 宇 隋, 煒 韋, 齊宏偉 申請人:中國船舶重工集團公司第七○三研究所