[发明专利]化学回热循环燃气轮机

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种动力与能源领域的燃气轮机。

背景技术

燃气轮机是一种动力装置，主要有压气机，燃烧室和涡轮组成。由于其单机功率大，比质量小，机动性好，振动噪声小，寿命长，运行平稳，维护方便等优点得到了普遍地承认，得到了广泛地应用。

目前燃气轮机研究的重点是提高循环热效率和降低污染物排放量。燃气轮机可分为简单循环和复杂循环。简单循环的燃气轮机由压气机，燃烧室和涡轮等主要部件组成，提高其循环效率主要手段是提高涡轮前温度，压气机压比和部件的效率。复杂循环燃气轮机是在简单循环燃气轮机的基础上添加一些其他部件，主要是收集燃气轮机排气余热，加热燃烧室入口前工质，以此来提高循环效率。为降低污染物排放，简单循环主要是改进燃烧室结构，提高燃烧室效率，改进燃烧室燃烧机理；复杂循环在简单循环的基础上可以利用其他部件改善燃料组成，燃烧室加入燃烧辅助物质，减少燃烧时产生的污染物质。

当前靠提高部件效率的方法提高简单循环整体效率的方法提升效果已经不甚明显，复杂循环的研究越来越受到重视。当前各种复杂循环的研究已经展开，注蒸汽循环在电站已经应用，间冷回热循环在英国舰船得到装备，湿压缩循环等技术也逐渐应用。

复杂循环大幅提升循环效率，降低污染物排放，如何保证循环装置的紧凑性，协调燃气轮机变工况时的性能，这是本技术领域目前面对的首要问题。

发明内容

本发明的目的在于提供提高循环热销率并减低污染物排放的化学回热循环燃气轮机。

本发明的目的是这样实现的：

本发明化学回热循环燃气轮机，其特征是：包括燃烧室、涡轮、压气机、裂解器、过热器、饱和器、冷凝器、高压闪蒸器、废水池、排气烟道，涡轮与压气机同轴，压气机连接燃烧室的进气端，涡轮连接燃烧室的排气端，裂解器连接燃烧室和油路，裂解器、过热器、饱和器、排气烟道依次相连，饱和器还与冷凝器和高压闪蒸器分别相连，高压闪蒸器还与过热器和废水池分别相连。

本发明还可以包括：

1、还包括输出功带动负载运转的动力涡轮，动力涡轮安装在涡轮与裂解器之间。

2、还包括低压闪蒸器和蒸馏水箱，低压闪蒸器安装在高压闪蒸器与废水池之间，低压闪蒸器和蒸馏水箱分别与冷凝器相连。

本发明的优势在于：本发明不但能大幅提高燃气轮机循环热效率，并且能改善燃烧状况，降低污染物排放，还能提供淡水供应，适用于船舶推进和沿海电场建设。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1，本发明所要解决的技术目的是，将燃气轮机涡轮出口烟气的高温余热充分回收提高循环的热效率；并利用烟气余热对燃气轮机燃料进行处理，降低污染物的排放。本发明还要解决的技术问题在于保证余热回收系统和燃料处理系统结构紧凑。本发明另一个要解决的技术问题是保证余热回收系统和燃料处理系统的加入不影响燃气轮机的稳定运行，保证燃气轮机变工况运行性能。

以上技术问题的解决方案是提供一种化学回热循环的燃气轮机系统，它具有压气机，燃烧室和涡轮这些燃气轮机的主要部件，一个利用涡轮出口高温烟气余热处理燃料的裂解器和一套利用烟气剩余余热产生用于燃料处理所需的水蒸汽和副产品饮用水的水处理系统——水系统。

燃气轮机主要是由压气机，燃烧室和涡轮组成，空气经由压气机提升压力和温度进入燃烧室；燃烧室中高压空气和燃料燃烧得到高温高压的燃气；高温高压的燃气进入涡轮并推动涡轮做功，带动压气机转动并对外输出轴功；剩余燃气被排放出系统，排除系统外的燃气被称为烟气。

高温高压的燃气做后剩余烟气仍然具有很高的温度，一般烟气温度在500℃上下。为了充分利用这部分烟气所剩余的热量，通常采用回热器将这部分热量利用起来，减少燃料消耗。现在的回热循环多是利用烟气加热压气机出口高压空气，将热量带入燃烧室，称之为简单回热循环；还有就是利用烟气余热产生水蒸汽注入燃烧室，减少燃料消耗并改善燃烧状况。

本发明采用化学反应吸收热量的方式来吸收烟气的余热，并利用化学反应(本发明具体为燃油-水蒸汽裂解反应)来改善燃料成分，充分利用烟气余热，既提高了循环热效率，也降低了污染物的排放量。本发明首先加入了一个裂解器，烟气流动方向位于涡轮之后，燃料和水蒸汽在催化剂的作用下发生裂解反应，吸收烟气余热，并改善燃料成分。