[发明专利]一种简单结构低成本的小型地面燃气轮机压缩系统

说明书

本发明公开了一种简单结构低成本的小型地面燃气轮机压缩系统，包括：单级高负荷轴流压气机，具有一级转子和一级静子；单级大流量离心压气机，具有离心叶轮、径向扩压器和轴向扩压器；轴流‑离心压气机中间过渡段，无需导叶或其他导流手段，采用最简单的通道直接连接轴流压气机和离心压气机。本发明涉及的组合简易压缩系统，其布置结构与传统两级离心压气机的燃机相似，但在相近造价下，功率可提升两倍左右，使得燃气轮机的单位千瓦成本大幅降低；与小型燃气轮机的多级轴流压气机结构相比，本发明涉及的压缩系统压气机级数少，结构则大为简化，显著降低了小型地面燃气轮机造价，提升产品的市场竞争力。

技术领域

本发明属于能源发电领域，具体涉及一种简单结构低成本的小型燃气轮机压缩系统及采用该压缩系统的小型地面燃气轮机。

背景技术

在当前我国煤改气的大方向下，燃气轮机即将迎来难得的爆发期。2MW以下燃气轮机流量受离心压气机结构型式的限制，功率难以继续提升，单位千瓦价格为6000元。随着功率的提升，10MW-40MW以及40MW以上的燃气轮机尽管采用了相当复杂的多级轴流压气机结构，其单位千瓦价格仍然能够大幅下降。唯有3MW-10MW功率档次燃机比较尴尬，如果没有技术突破，则必须采用与大功率燃机一样的复杂结构，面临着结构复杂造价高昂、单位千瓦价格依然是5600-6200元的困境。

如果能够简化3-10MW小型燃气轮机的压缩系统，开发总造价与2MW以下燃机相当、功率翻倍的燃气轮机，这样一来可显著降低此功率档次燃机的单位千瓦价格。目前市场上3MW-10MW区间燃机主要采用多级轴流压气机，如果能够突破用较少级数压气机来满足燃机性能要求的技术瓶颈，可大幅降低该功率档次燃气轮机单位千瓦价格。

本发明提出的一种简单结构低成本的压缩系统，只采用单级轴流压气机和单级离心压气机，中间过渡段使用简单的通道连接，大大减少了压缩系统的级数、简化结构，从而降低小型燃气轮机的成本。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种简单结构低成本的小型地面燃气轮机压缩系统，主要针对3-10MW功率等级的小型地面燃气轮机。

本发明提出的压缩系统，包括：单级高负荷轴流压气机、轴流-离心压气机过渡段、单级大流量离心压气机。

所述的单级高负荷轴流压气机，其特征在于：总压比大于1.2，转速大于15000转/每分钟；主要包含：一排转子和一排静子，静子位于转子后部，通过小型燃气轮机的气体首先通过单级轴流压气机进行初步增压。

所述的轴流-离心压气机中间过渡段位于轴流压气机后部，过渡段进口外径高于出口外径，采用无任何导叶或导流方式的通道连接。

所述的单级大流量离心压气机，其特征在于：叶轮进口轮毂比大于0.4，转速大于15000转/每分钟；主要包含：离心叶轮、径向有叶扩压器和轴向扩压器，气流从所述的中间过渡段流出后先后经过离心叶轮、径向扩压器和轴向扩压器再次增压，达到小型燃气轮机对压缩系统的性能指标。

可选地，离心叶轮可为带分流叶片或不带分流叶片型式。

可选地，径向扩压器可为无叶型、叶片型、通道型等等。

可选地，轴向扩压器可为无叶型、叶片型、通道型等等。

可选地，轴流扩压器可采用一排或两排串联的结构布置形式。

本发明还涉及一种小型地面燃气轮机，功率档次在3-10MW，采用以上所述的简易压缩系统。

基于本发明的技术方案的压缩系统，具有压气机级数少、加工成本低等特点，可显著降低小型地面燃机的造价，提升燃机产品的市场竞争力。

附图说明