[实用新型]一种基于制冷剂冷却的燃气轮机入口燃气压缩机组

说明书

本实用新型公开了一种基于制冷剂冷却的燃气轮机入口燃气压缩机组，通过设置热泵机组，并将热泵机组的蒸发器置于燃气压气机组的储气罐内，蒸发器中充满制冷剂用于回收高温高压燃气的热量，并通过热泵机组的压缩机将热量传递给冷凝器以热水的形式向外输出热量，这种方式不仅可通过安装于压气罐与热泵机组压缩机之间的温控阀精确控制燃气轮机燃烧室入口燃气的温度，而且利用热泵机组的高性能，将燃气压缩过程中释放的热量成倍的释放出去，余热利用效率显著增加。

技术领域

本实用新型涉及燃气压缩机领域。

背景技术

作为高效、节能、低污染的燃气轮机在航空、船用、电厂等领域得到了飞速的发展。燃气轮机在工作过程中需要持续输入高压燃气(如某型号燃气轮机燃气的进气压力为1MPa)，而燃气轮机所在地所能提供的燃气进气压力往往达不到其进气压力要求(如某项目地市政燃气压力为0.3MPa)，因此，需要在市政燃气管道与燃气轮机燃气入口中间安装燃气压缩机组以满足燃气轮机对燃气压力的要求。传统燃气压缩机组的工作原理是燃气通过过滤器滤除灰尘和杂质后进入压缩机主机，在压缩过程中与喷入的冷却润滑油混合，经压缩后的混合气体排入油气分离器分离出设计的燃气及高温润滑油。高温润滑油随后送入油冷却器，通过风扇冷却再回到使用系统中进入下一循环。在以上过程中，燃气和润滑油压缩过程中产生的热量最终白白散失在空气中，不但不节能，而且增加了热污染。

在申请号为201820283298.5的专利“一种空压机余热利用系统”中提出通过设置热交换器方式回收高温润滑油带出的热量，制得的热水用于洗浴和采暖。在申请号为201621272307.8的专利“一种水冷式空压机余热利用系统”中采用冷却塔冷却高温空气并回收余热。在申请号为201621226540.2的专利“一种离心式空压机余热回收利用系统”中采用设置气-水换热器与吸收式制冷机实现余热回收利用。上述方案均可实现压缩机组余热利用，但主动调节性能差，仅利用了部分回收燃气过缩过程中释放的热量，余热利用率低。

实用新型内容

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型的目的是提供一种基于制冷剂冷却的燃气轮机入口燃气压缩机组，余热利用效率显著增加。

本实用新型提供的技术方案是：

一种基于制冷剂冷却的燃气轮机入口燃气压缩机组，包括前置过滤器、进气阀、电动机、联轴器、压缩腔、储气罐、盘管、过滤器、燃气轮机、温控阀、压缩机、节流阀、冷凝器和水箱，前置过滤器的出口通过进气阀与压缩腔连接，电动机通过联轴器与压缩腔连接，压缩腔的出口通过管道与储气罐的燃气进口连接，储气罐内置盘管，储气罐的燃气出口与过滤器相连，经过滤后与燃气轮机相连接，储气罐的制冷剂进口与节流阀相连，储气罐的制冷剂出口与温控阀相连，节流阀通过管道与冷凝器连接，温控阀通过管道与压缩机连接，压缩机连接冷凝器，冷凝器的进水口与冷水连接，冷凝器的出水口与水箱连接，水箱再与热水连接；

燃气压缩机组的工作过程如下：

(1)燃气压缩过程：工作时进气阀打开，由市政燃气输送过来的低压燃气通过前置过滤器，与此同时，接通电力，启动电动机转动后通过联轴器在压缩腔内将低温低压燃气压缩成高温高压燃气后排入储气罐中；

(2)燃气冷却及余热回收过程：热泵机组接通电力开始工作，制冷剂工质在盘管内从高温燃气中吸取热量以蒸发传热工质，工质蒸汽经压缩机压缩后温度和压力上升，高温蒸气通过冷凝器冷凝成液体时，释放出的热量，冷凝后的工质通过节流阀返回到盘管中，然后再被蒸发，如此循环往复，温控阀根据储气罐的出气口温度调整阀门开度，从而调整制冷剂的循环流程，达到温度精确控制的目的；

(3)热水循环过程：高温工质蒸气通过冷凝器冷凝成液体的同时，用户侧冷水流入冷凝器，吸收高温工质蒸气冷凝式释放的热量，制得热水，储存在水箱中，并根据用户侧的用热需求向外供出热水。

所述燃气轮机包括压气机、燃烧室、透平和发电机。