專利名稱：一種加熱燃氣輪機進氣的系統和方法
技術領域：
本發(fā)明提供一種燃氣輪機進氣加熱系統和方法，用來提高燃氣輪機及其聯合循環(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：
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的結霜結冰現象，造成燃氣輪機進氣系統壓差升高。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(例如進口可調導葉)結冰，結冰到一定厚度時冰塊脫落，會損壞壓氣機葉片，造成事故。對于燃氣輪機聯合循環(huán)，聯合循環(huán)發(fā)電效率與環(huán)境溫度有密切關系。聯合循環(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)的燃氣輪機聯合循環(huán)，冬季寒冷天氣下運行時，會使聯合循環(huán)發(fā)電效率下降。對于帶低氮燃燒系統的燃氣輪機，為了擴大低氮燃燒系統預混燃燒工作范圍，燃機裝有進氣加熱系統(IBH)，該系統通過將部分壓氣機排氣抽出，回送到壓氣機進口，實現對壓氣機進氣加熱。當然，該進氣加熱系統還有在冬季防止壓氣機進口結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(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，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的換熱介質，存在的主要問題是燃氣輪機運行過程中，通過調節(jié)水量來調節(jié)進氣加熱器后的溫度時，如果水量不夠；或者當進氣加熱器的進水切斷后，進氣加熱器內的存水會凍裂進氣加熱器，使設備損壞。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是設計一套用水加熱燃氣輪機的壓氣機進口空氣的系統，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構成一個循環(huán)系統。該循環(huán)系統中，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)之間的熱交換設備。進氣加熱系統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)。進氣加熱系統以防凍液作為換熱介質，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示意圖。圖2為本發(fā)明所述的具體實施方式
I的系統圖。圖3為本發(fā)明所述的具體實施方式
2的系統圖。圖中標號說明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，進氣加熱系統由進氣加熱器1、循環(huán)泵2、噴淋式換熱器4、調節(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構成一個循環(huán)系統。該循環(huán)系統中，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內循環(huán)。進氣加熱系統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或進氣加熱系統停運時(此時防凍液溫度等于外界大氣的溫度)換熱器水側結冰的問題。在燃機進氣過濾器上游設置進氣加熱器，系統內充防凍液。噴淋式換熱器的加熱介質是來自汽輪機凝汽器出來的循環(huán)水，被加熱介質就是防凍液。防凍液在噴淋式換熱器內被加熱，經過循環(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，最后流回循環(huán)水渠道。加熱系統投運時只需要打開凝結器出水，啟動循環(huán)泵即可，系統停運時停循環(huán)泵，斷開凝結器出水。要調節(jié)進氣加熱器后的溫度，只需要控制調節(jié)閥4的開度。進氣加熱系統的運行調節(jié)和投退都很方便。實施例2如圖2所示，進氣加熱系統由進氣加熱器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構成一個循環(huán)系統。該循環(huán)系統中，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內循環(huán)。在燃機進氣過濾器上游設置進氣加熱器，系統內充防凍液。防凍液在煙氣換熱器內被加熱，經過循環(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。
權利要求
1.一種燃氣輪機進氣加熱系統，包括進氣加熱器(I)、循環(huán)泵(2)、換熱器(3)和進氣加熱系統內充裝的熱交換媒介，其特征在于進氣加熱系統內充裝的熱交換媒介是防凍液。
2.根據權利要求1所述的一種燃氣輪機進氣加熱系統，其特征在于，所述換熱器(3)采用噴淋式換熱器。
3.根據權利要求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成一個閉式循環(huán)系統，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)之間的熱交換設備，循環(huán)泵(2)的作用是使防凍液在系統內循環(huán)。
4.根據權利要求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成一個閉式循環(huán)系統，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備，循環(huán)泵(2)的作用是使防凍液在系統內循環(huán)。
全文摘要
一種加熱燃氣輪機進氣的系統和方法，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成一個閉式循環(huán)系統，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)之間的熱交換設備，循環(huán)泵(2)的作用是使防凍液在系統內循環(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)先權日2012年7月24日
發(fā)明者陳大兵 申請人:陳大兵