[发明专利]间冷回热母管式分体压气机燃气轮机组

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于发电的燃气轮机组，特别是涉及一种间冷回热母管式分体压气机燃气轮机组，是一种面向分布式能源应用的的燃气轮机组。

背景技术

现有的燃气轮机的压气机和涡轮透平为共轴设计，由涡轮来提供压气机的驱动力。由于压气机和涡轮的共轴设计，燃气轮机的运行效率随着负荷的变化波动较大；在部分负荷下压气机的效率较低，使得相应负荷下的燃气轮机效率也随之降低。以现有的燃气轮机作为区域发电的动力设备，其负荷特性决定了其大部分时间都将处于低工况运行。由于燃气轮机中压气机变工况特性变化大，导致了整体燃气轮机的运行经济性很差。

燃气轮机间冷技术由于经济适用性的考虑，主要应用在舰船动力及具有大量水源地区的区域发电项目上，且一般做开式循环。冷却介质的大量消耗以及对地点的客观需求，限制了间冷技术在燃气轮机领域的广泛发展；使得这一成果一直在燃机动力方面实际应用较少。

燃气轮机回热技术由于其初投资高，占地面积大，在实际应用中单独使用较少，一般与间冷技术一起使用，这样能最大的提高的燃机效率。目前世界上已有成型的间冷回热式燃气轮机（美国WR21型燃气轮机），其运行效率相对于同等级燃气轮机要高6~8%，具有很高的现实指导意义。

同时，燃气轮机的热力循环都为开式循环，涡轮膨胀做功后产生的高温烟气直接排入大气中。其高温气体一方面对环境的污染性较大，同时，其大量的热也随着排放而浪费。目前业内利用烟气余热的联合循环技术已经较为成熟，但其需要增加大量初投资外，对场地的面积需求也大为提高。而这对于负荷并不是很大的分布式供能系统而言，考虑其成本和运行效率，其经济性也有着进一步提高的空间。

发明内容

本发明为了解决现有的发电燃气轮机发电机组间冷使用范围窄、无法在较宽的负荷变化范围内保持较高运行效率的问题，同时又能有效的利用烟气余热，本发明提供了一种间冷回热母管式分体压气机燃气轮机组。

本发明采用的技术方案为：一种间冷回热母管式分体压气机燃气轮机组，其特征在于包括两组以上共轴的低压压气机和高压压气机以及燃烧室、涡轮、间冷母管、出口母管和吸收式制冷机；各低压压气机输入轴通过联轴器分别连接有压气机电动机；吸收式制冷机上设有冷却介质入口、冷却介质出口和烟气入口、烟气出口，间冷母管上设有冷却介质入口、冷却介质出口和空气入口、空气出口，出口母管上设有烟气入口、烟气出口和空气入口、空气出口；各低压压气机的空气出口均与间冷母管的空气入口连接，间冷母管的空气出口分别与高压压气机的空气入口连接；高压压气机的空气出口与出口母管连接，出口母管空气出口与燃烧室的空气入口连接，燃烧室的出口与涡轮的燃气入口连接，涡轮的输出轴通过联轴器与发电装置的一端连接；涡轮的烟气出口与出口母管的烟气入口连接，出口母管的烟气出口与吸收式制冷机的烟气入口连接，吸收式制冷机上的冷却介质出口与间冷母管上的冷却介质入口连接。

所述间冷母管上的冷却介质出口与吸收式制冷机上的冷却介质入口为开放式，冷却介质为开式循环。

所述间冷母管上的冷却介质出口与吸收式制冷机上的冷却介质入口相连接，冷却介质为闭式循环。

所述间冷母管的空气入口和空气出口间设有热的良导体制成的风道，风道外设有与间冷母管冷却介质入口和冷却介质出口连接的壳体。

所述出口母管的空气入口和空气出口间设有热的良导体制成的风道，风道外设有与烟气入口和烟气出口连接的壳体。

所述吸收式制冷机连接有用其冷却介质循环制冷的换热器，该换热器可用于该燃气轮机组周围设备或工作环境的制冷。

本发明的有益效果是：本发明通过有效利用燃气轮机烟气余热，提高了燃烧室前空气温度，通过吸收式制冷降低了高低压压气机间温度，通过分体式压气机，实现了低负荷下压气机的高效率，提高了其经济性和出力。本发明的多台共轴高低压压气机均可以独立的启停，可以实现低流量（负荷）时压气机的高效率，吸收式制冷机所消耗的能量完全取自燃气轮机的余热烟气，产生的冷量除应用于燃气轮机间冷外，还可外接出管路用于分布式能源的其他冷用途。回热母管产生的热量应用于空气回热外，还可以外接除管路用于分布式能源的其他热用途。有效实现了经济性和多样性的分布式能源使用追求。吸收式制冷机、回热母管和间冷母管的配合布置，摆脱了以往燃气轮机间冷器和回热器需大量使用冷热介质的需求，冷却介质为闭式循环，大大提高了燃气轮机装置循环的经济性。

附图说明

图1为本发明实施例结构示意图。