[发明专利]一种透平冷却及天然气加热一体的燃气轮机系统

说明书

本发明实施例提供了一种透平冷却及天然气加热一体的燃气轮机系统，燃气轮机系统包括燃机系统、透平冷却及天然气加热一体系统以及天然气热值调节系统，其中，中压给水输送管道的一端连接于中压给水泵的出水端，另一端与TCA系统的进水端相连通；TCA系统用于冷却燃气轮机2的压气机抽气；TCA系统的出水端与FGH系统的进水端之间相互连通；低压回水输送管道的一端连接于FGH系统的出水端，另一端与低压汽包相连通；自动三通温控阀的进气端连通天然气供气管道，其两个出气端分别连接第一输送管道、第二输送管道；第一输送管道与FGH系统的进气端相连通；FGH系统的出气端连接第三输送管道；第二输送管道与第三输送管道汇合后共同与天然气进气管道相连通。

技术领域

本发明涉及燃气轮机技术领域，具体而言，涉及一种透平冷却及天然气加热一体的燃气轮机系统。

背景技术

燃气轮机是一种利用高温燃气做功的设备，为保证燃气轮机透平部件的安全，日本三菱公司的燃气轮机透平转子采用透平冷却空气系统(TCA系统)进行冷却，即利用高压给水来冷却压气机抽气，通过两个流量控制阀控制TCA的冷却水流量及回收去向。由于燃气轮机从启动初期到带额定负荷之间，压气机抽汽温度是从低到高变化，造成TCA冷却水出口温度及流量都有不同的要求，启动初期要求大流量低温度的TCA冷却水，带负荷期间则要求高温度低流量的TCA冷却水，因此，必须设计两路回水控制阀来调节流量，并在特定负荷时进行流量的切换。启动初期由于冷却水量需求大但温度低，将控制回至凝汽器的流量控制阀开启，回水流至凝汽器中，其热量被浪费。当燃气轮机带一定负荷后，TCA系统出口的冷却水温度升高，为回收该部分热量，将回水切换至另一流量控制阀，回至高压汽包，该流量控制为开环控制，造成TCA流量偏差较大，甚至因工况发生变化时，造成冷却水流量波动，导致机组跳闸。

同时，燃气轮机是以天然气为燃料的发电设备，为提高燃气轮机的效率，三菱公司的燃气轮机采用天然气加热系统(FGH系统)对燃料进行加热，即利用中压省煤器出口水作为加热天然气的热源，通过两个流量控制阀来控制FGH系统的加热水流量及回收去向。燃气轮机启动后，中压省煤器的出口温度较低，且凝结水加热器无法容纳该回水，于是需要开启控制回至凝汽器的流量控制阀，将回水输送至凝汽器，导致一部分热量被浪费。当燃气轮机负荷增加后，中压省煤器温度开始逐渐升高，为回收该部分热量，回水切换至另一流量控制阀，回至凝结水加热器。根据燃气轮机不同负荷设定流量控制阀不同的流量设定值，该设定也为开环设置，通常流量设置高于实际需求，增加了中压给水泵的耗电量。

上述燃气轮机中的TCA系统、FGH系统采用的是两套系统，一套是用高压给水泵来水，一套是用中压给水泵来水，增加了厂用耗电量，且两个系统均比较复杂，回水都需要来回切换，且在流量切换的时候，经常会因流量阀问题造成流量大幅波动，甚至跳机。

发明内容

本说明书提供一种透平冷却及天然气加热一体的燃气轮机系统，用以克服现有技术中存在的至少一个技术问题。

根据本说明书实施例，提供了一种透平冷却及天然气加热一体的燃气轮机系统，所述燃气轮机系统包括燃机系统、透平冷却及天然气加热一体系统以及天然气热值调节系统，其中：