一种利用空调冷却水降低燃机进气温度的装置的制作方法

1.本实用新型涉及发电设备技术领域，具体而言，涉及一种利用空调冷却水降低燃机进气温度的装置。


背景技术：

2.根据燃气轮机的运行特性，其进气口的温度对其性能有很大的影响，如何通过进口温度的调整实现燃气轮机性能最大化是一个重要的话题。其中，环境温度升高会导致燃气机组出力下降，与燃煤夏季由于真空下降导致的出力下降不同，真空低影响煤机出力主要是影响热耗，可通过增加循环水量和适当提升锅炉出力来适当消除出力受阻的情况，仅在极端天气影响机组满发，而燃机出力则与环境温度呈线性关系，夏季大负荷工况燃机是不可能达到铭牌出力的。因此，燃机在夏季大负荷运行时的出力受阻成为必然现象，由于夏季电网的大负荷顶峰要求，燃气机组这一特性在电网调度时备受诟病，乃至直接影响了燃气机组的利用小时保证。燃气轮机性能受进气条件影响显著的特点直接影响到电厂满足符合需求能力和电厂自身效益，故能否通过燃机进气冷却实现在夏季保持燃机出力，实现夏季顶峰运行，提高燃机电厂负荷能力是具有实践意义的研究方向。
3.目前，全国范围内燃机进气冷却系统的应用并不广泛，在现有技术中，常通过喷水蒸发冷却的方法来降低燃机进气温度，但是，利用喷水降低燃机进气温度，由于雾化喷雾喷在进气道内，其雾化情况不能直观掌握，有可能对压气机叶片造成液体冲击腐蚀，导致金属表面微裂纹的发展和发生表面疤痕，甚至导致轴系振动过大，此外，所采用的喷头为进口设备，费用相对较高，增加了设备整体的成本。


技术实现要素：

4.本说明书提供一种利用空调冷却水降低燃机进气温度的装置，用以克服现有技术中存在的至少一个技术问题。
5.根据本说明书实施例，提供了一种利用空调冷却水降低燃机进气温度的装置，所述装置包括燃气
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蒸汽联合循环机组，所述装置还包括空气换热器和溴化锂装置，其中：
6.所述空气换热器的冷空气出口与所述燃气
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蒸汽联合循环机组的燃气轮机的进气口相连通，所述溴化锂装置的出水端通过第一管道与所述空气换热器的进水端相连通，所述第一管道上安设有第三阀门，所述空气换热器的出水端通过第二管道与所述溴化锂装置的进水端相连通，所述第二管道上沿水流动方向依次设置有第一泵体、第四阀门。
7.可选地，所述燃气
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蒸汽联合循环机组包括：燃气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机、凝汽器、冷却塔、闭冷水换热器、热网加热器、一级疏水冷却器、二级疏水冷却器，其中：
8.所述燃气轮机的出汽端与所述余热锅炉的进汽端相连通，所述余热锅炉的出汽端连通所述蒸汽轮机的进汽端，所述蒸汽轮机的排气端与所述凝汽器的进汽端相连通，所述凝汽器的排水端通过第二泵体将凝结水输送至所述余热锅炉的进水端，且所述凝汽器的进水端、出水端分别与所述冷却塔的出水端、进水端相连通，所述冷却塔与所述闭冷水换热器
相连通，所述蒸汽轮机的出汽端连通所述热网加热器的进汽端，所述热网加热器的出水端与所述一级疏水冷却器的进水端相连通，所述一级疏水冷却器的出水端与所述二级疏水冷却器的进水端相连通，所述二级疏水冷却器的出水口与所述第二泵体的进水端相连通，所述二级疏水冷却器的冷却进水端与所述闭冷水换热器的出水端相连通，所述二级疏水冷却器的冷却出水端与所述闭冷水换热器的进水端相连通，构成闭式水循环回路。
9.进一步可选地，所述燃气
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蒸汽联合循环机组还包括第一发电机，所述燃气轮机的压气机与所述第一发电机同轴连接，驱动所述第一发电机发电。
10.进一步可选地，所述燃气
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蒸汽联合循环机组还包括第二发电机，所述蒸汽轮机与所述第二发电机同轴连接，驱动所述第二发电机发电。
11.进一步可选地，所述第一泵体、第二泵体均为增压泵。
12.可选地，所述二级疏水冷却器的冷却进水端与所述闭冷水换热器的出水端之间设有第一阀门，所述二级疏水冷却器的冷却出水端与所述闭冷水换热器的进水端之间设有第二阀门。
13.进一步可选地，所述第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门均为截止阀。
14.可选地，所述第一管道上连接有第一外接管，所述第一外接管位于所述第三阀门与所述溴化锂装置之间，所述第一外接管上安装有第五阀门；
15.所述第二管道上连接有第二外接管，所述第二外接管位于所述第四阀门与所述溴化锂装置之间，所述第二外接管上安装有第六阀门。
16.进一步可选地，所述第五阀门、第六阀门均为截止阀。
17.本说明书实施例的有益效果如下：
18.通过在燃气轮机进气口处设置空气换热器，并采用电厂空调所产生的冷却水作为空气换热器的冷却水源，在不增加额外投资的基础上，利用现有的制冷系统，降低燃机的进气温度，解决了高温环境条件下燃机出力受限的问题，该装置利用空调冷却水降低燃机进气温度，大大降低了设备成本低。
19.本说明书实施例的创新点包括：
20.1、本实施例中，通过在燃气轮机进气口处设置空气换热器，并采用电厂空调所产生的冷却水作为空气换热器的冷却水源，在不增加额外投资的基础上，利用现有的制冷系统，降低燃机的进气温度，解决了高温环境条件下燃机出力受限的问题，是本说明书实施例的创新点之一。
21.2、本实施例中，通过多个阀门的控制，可实现溴化锂装置为空气换热器提供冷却水源或为办公室、现场空调提供冷却水源的切换，大大降低了设备成本低，是本说明书实施例的创新点之一。
附图说明
22.为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本说明书实施例提供的利用空调冷却水降低燃机进气温度的装置的结构示
意图；
24.图中，1为空气换热器、2为溴化锂装置、3为燃气轮机、4为第一管道、5为第三阀门、6为第二管道、7为第一泵体、8为第四阀门、9为余热锅炉、10为蒸汽轮机、11为凝汽器、12为冷却塔、13为闭冷水换热器、14为热网加热器、15为一级疏水冷却器、16为二级疏水冷却器、17为第二泵体、18为第一发电机、19为第二发电机、20为第一阀门、21为第二阀门、22为第一外接管、23为第五阀门、24为第二外接管、25为第六阀门。
具体实施方式
25.下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.需要说明的是，本说明书实施例及附图中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
27.本说明书实施例公开了一种利用空调冷却水降低燃机进气温度的装置，以下结合图1所示进行详细说明。
28.燃气轮机作为一种容积式动力机械设备，其输出功率与进口空气的质量流量有关，当进口空气温度下降时，空气的密度增大，进口空气的质量流量随之增大，则燃机的输出功率和效率也提高，由上可以得出结论：在“冷”的环境下，燃气轮机会有更大的出力。
29.本实用新型实施例中的利用空调冷却水降低燃机进气温度的装置在燃气轮机3的进气口处设置空气换热器1，通入空调冷却水以达到降低燃气轮机进气温度的目的，从而提高燃气轮机出力。如图1所示，所述装置包括燃气
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蒸汽联合循环机组，所述装置还包括空气换热器1和溴化锂装置2，其中：
30.所述空气换热器1的冷空气出口与所述燃气
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蒸汽联合循环机组的燃气轮机3的进气口相连通，所述溴化锂装置2的出水端通过第一管道4与所述空气换热器1的进水端相连通，所述第一管道4上安设有第三阀门5，所述空气换热器1的出水端通过第二管道6与所述溴化锂装置2的进水端相连通，所述第二管道6上沿水流动方向依次设置有第一泵体7、第四阀门8。
31.采用低阻力的空气换热器1，并通过溴化锂装置2所产生的空调冷却水作为冷却水源，向空调换热器1中通入空调冷却水，利用热交换原理，以达到降低燃机进气温度的目的。详细的，溴化锂装置2所产生的空调冷却水经第一管道4从空气换热器1的进水端流入空气换热器1内，热空气由空气换热器1的进气口进入空气换热器1内，与空气换热器1内的冷却水进行热交换，转化为冷空气，并从空气换热器1的冷空气出口流入燃气
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蒸汽联合循环机组的燃气轮机3的进气口中，降低了燃机进气温度，热交换后的空调冷却水在第一泵体7的作用下经第二管道6流回溴化锂装置2中。
32.为了能够实现对空气换热器1与溴化锂装置2之间的水流控制，在第一管道4、第二管道6上分别设置有第三阀门5、第四阀门8，当空气换热器1投运时，开启第三阀门5、第四阀
门8，使溴化锂装置2中的冷却水源进入空气换热器1之中，当不投运空气换热器1时，则关闭第三阀门5、第四阀门8。
33.在一个具体的实施例中，所述燃气
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蒸汽联合循环机组包括：燃气轮机3、余热锅炉9、蒸汽轮机10、凝汽器11、冷却塔12、闭冷水换热器13、热网加热器14、一级疏水冷却器15、二级疏水冷却器16，其中，所述燃气轮机3的出汽端与所述余热锅炉9的进汽端相连通，所述余热锅炉9的出汽端连通所述蒸汽轮机10的进汽端，所述蒸汽轮机10的排气端与所述凝汽器11的进汽端相连通，所述凝汽器11的排水端通过第二泵体17将凝结水输送至所述余热锅炉9的进水端，且所述凝汽器11的进水端、出水端分别与所述冷却塔12的出水端、进水端相连通，所述冷却塔12与所述闭冷水换热器13相连通，所述蒸汽轮机10的出汽端连通所述热网加热器14的进汽端，所述热网加热器14的出水端与所述一级疏水冷却器15的进水端相连通，所述一级疏水冷却器15的出水端与所述二级疏水冷却器16的进水端相连通，所述二级疏水冷却器16的出水口与所述第二泵体17的进水端相连通，所述二级疏水冷却器16的冷却进水端与所述闭冷水换热器13的出水端相连通，所述二级疏水冷却器16的冷却出水端与所述闭冷水换热器13的进水端相连通，构成闭式水循环回路。
34.详细的，经空调冷却水降温之后的冷空气从燃气轮机3的进气口进入燃气轮机3的压气机内，在压气机内进行压缩之后，进入燃气轮机3的燃烧室，与喷入的燃料混合后燃烧，成为高温燃气，随即流入燃气轮机3的透平中膨胀做功，之后，仍具有很高能量的高温气体从燃气轮机3的出汽端经余热锅炉9的进汽端进入余热锅炉9内，在余热锅炉9之中将其内的水加热为蒸汽，所产生的蒸汽从余热锅炉9的出汽端进入蒸汽轮机10内，推动蒸汽轮机10工作，从而带动第二发电机19发电。
35.从蒸汽轮机10的排气端排出的气体，进入凝汽器11之内进行冷却形成凝结水，凝结水由凝汽器11的排水端排出，并在第二泵体17的作用下流入余热锅炉9内，作为余热锅炉9所需的水源。
36.此外，为减少燃煤供热而造成的大气粉尘污染，本实用新型实施例采用热网供热，将蒸汽轮机10中仍带有较高热量的气体从出汽端排入热网加热器14之中，为所需地区进行供热，同时，为了减少疏水排挤低压抽汽而引起的热损失，将热网加热器14所产生的水依次经过一级疏水冷却器15和二级疏水冷却器16，进行冷却后再加热。
37.同时，冷却塔12分别与凝汽器11、闭冷水换热器13相连通，分别为凝汽器11、闭冷水换热器13提供冷却水源，携带废热的冷却水在塔内与空气进行热交换，将废热传输给空气并散入大气。闭冷水换热器13还与二级疏水冷却器16相连通，闭冷水换热器13为二级疏水冷却器16提供冷却水源，将二级疏水冷却器16中的疏水进行冷却，冷却后的疏水在第二泵体17的作用下流入余热锅炉9内，使得二级疏水冷却器16也可为余热锅炉9提供水源，从而达到节约水资源的效果，符合节能减排绿色环保的理念。
38.在本说明书实施例中，利用空调冷却水降低燃机进气温度的装置中的燃气
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蒸汽联合循环机组采用多轴布置方案，具体的，所述燃气
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蒸汽联合循环机组还包括第一发电机18和第二发电机19，所述燃气轮机3的压气机与所述第一发电机18同轴连接，高温燃气进入燃气轮机3的透平中膨胀做功时，推动燃气轮机3的透平叶轮旋转，透平旋转带动燃气轮机3的压气机工作，进而驱动所述第一发电机18发电。所述蒸汽轮机10与所述第二发电机19同轴连接，进入蒸汽轮机10内的蒸汽推动其作业，从而驱动所述第二发电机19发电。
39.在另一个具体的实施例中，所述第一泵体7、第二泵体17均为增压泵，热交换后的空调冷却水经第一泵体7增压通过第二管道6流回溴化锂装置2中，而冷却之后的凝结水、疏水经第二泵体17增压流入余热锅炉9中。
40.为提高本装置的安全性和可控性，所述二级疏水冷却器16的冷却进水端与所述闭冷水换热器13的出水端之间设有第一阀门20，所述二级疏水冷却器16的冷却出水端与所述闭冷水换热器13的进水端之间设有第二阀门21。优选的，所述第一阀门20、第二阀门21、第三阀门5、第四阀门8均为截止阀，利用第一阀门20和第二阀门21控制二级疏水冷却器16与闭冷水换热器13之间的冷却水流通，利用第三阀门5和第四阀门8控制空气换热器1与溴化锂装置2之间的冷却水流通。
41.在本实用新型实施例中，所述第一管道4上连接有第一外接管22，所述第一外接管22位于所述第三阀门5与所述溴化锂装置2之间，所述第一外接管22上安装有第五阀门23；所述第二管道6上连接有第二外接管24，所述第二外接管24位于所述第四阀门8与所述溴化锂装置2之间，所述第二外接管24上安装有第六阀门25。优选的，所述第五阀门23、第六阀门25均为截止阀，利用第五阀门23和第六阀门25控制溴化锂装置2与其他设备之间的冷却水流通。
42.当空气换热器1不投入运行时，关闭第三阀门5、第四阀门8，同时开启第五阀门23、第六阀门25，溴化锂装置2产生的冷水用于办公室、现场的空调；当空气换热器1投入运行时，则开启第三阀门5、第四阀门8，使得溴化锂装置2产生的部分冷水进入空气换热器1中，冷却压气机进气，从而降低燃机进气温度，解决了燃机出力受限的问题。
43.综上所述，本说明书公开一种利用空调冷却水降低燃机进气温度的装置，通过在燃气轮机进气口处设置空气换热器，并采用电厂空调所产生的冷却水作为空气换热器的冷却水源，在不增加额外投资的基础上，利用现有的制冷系统，降低燃机的进气温度，解决了高温环境条件下燃机出力受限的问题，该装置利用空调冷却水降低燃机进气温度，大大降低了设备成本低，实用性强。
44.本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本实用新型所必须的。
45.本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
46.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。