[发明专利]基于溶液除湿的燃气轮机进气冷却方法

说明书

技术领域

本发明涉及燃气轮机技术领域，特别是一种燃气轮机进口空气的冷却方法。

背景技术

燃气轮机由压气机、燃烧室和燃气透平(简称透平)组成。压气机连续地从大气中吸入空气并将其压缩。压缩后的空气进入燃烧室，与喷入的燃料混合后燃烧，成为高温燃气，随即流入透平中膨胀作功，推动透平叶轮带着压气机叶轮一起旋转，余功作为燃气轮机的输出机械功并可产生电力。从燃烧室到透平进口的燃气温度称为燃气初温。初温越高透平出功越多，燃气轮机的输出功就越大。为充分利用燃气轮机的排气余热，一般在燃气轮机后部设置余热回收装置(用于产生蒸汽做功等)，最后燃气在100℃左右被排放。

由于燃气轮机是恒体积流量的动力设备，流过的空气质量取决于空气密度，气温越高，密度越低，致使吸入压气机的空气质量流量减少，机组的作功能力随之变小。另外，压气机的耗功量随吸入空气的热力学温度成正比变化，即大气温度升高时，压气机耗功增加，燃气轮机的净出力减小，效率下降。据研究，环境温度每升高1℃，最大可导致燃气轮机额定发电能力下降1％。而环境温度较高的季节与时段，一般正是电力需求的高峰时期，这造成在电力价值最高的时候，燃气轮机发电出力反而下降，这势必影响到燃气轮机发电系统的经济性。

采用冷却技术对燃气轮机入口空气进行冷却，在夏季尖峰负荷期间能提高联合循环电站的发电能力，是解决上述问题的主要方法，可带来具有较高的节能效益和经济效益。一般而言，入口空气冷却温度越低，燃气轮机性能改善越大。目前，进气冷却技术主要有两类：一类是间接接触式制冷，以除去进气的显热和潜热，如溴化锂吸收机冷却或电制冷冷水机组冷却；另一类是直接接触制冷，以除去进气显热，如蒸发冷却方法。在蒸发冷却过程中，水不断喷向空气，湿空气相对湿度不断提高，当相对湿度达到100％时，蒸发降温过程停止。蒸发冷却方法系统简单，投资少，运行及维护费用低。但是，蒸发冷却后压气机进气温度只能接近，却永远也达不到环境湿球温度，受环境湿度及水温影响较大，一般多用于高温、干燥的地区，对高温、高湿的地区作用有限。

溶液除湿系指采用具有调湿功能的盐溶液(如溴化锂)为工作介质，利用盐溶液的吸湿和放湿特性来达到对湿空气进行干燥的目的。它使用浓溶液对空气进行除湿，除湿处理之后得到的稀溶液进行再生处理。由于对稀溶液进行溶液再生所需的温度较低(溶液再生只需要＞70℃的低温热水)，这就为利用燃气轮机循环的低湿排气进行溶液再生提供了可能。在溶液除湿过程中，主要消耗的是溶液再生的热能，另外消耗少量的电能用于溶液泵等输配系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于溶液除湿的燃气轮机进气冷却方法，用以在高温、高湿条件下提高燃气轮机效率和比功。

为达到上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种基于溶液除湿的燃气轮机进气冷却方法，其包括：

A)利用燃气轮机低温排气余热制取热水，以热水驱动溶液除湿器对压气机入口空气进行干燥；

B)将A)步干燥过的空气喷水，通过水在空气中的蒸发吸热降低空气温度；

C)将B)步输出的空气输入水滴过滤器，过滤空气中携带的小水滴，以减小水滴对压气机的损害；

D)将C)步处理后的空气输入压气机，然后供燃烧室使用。

所述的燃气轮机进气冷却方法，其所述溶液除湿器，是用冷却水带走溶液除湿器中除湿过程产生的热量，避免经干燥的空气温度上升影响整个进气冷却效果；冷却水在冷却塔中循环。

一种所述的燃气轮机进气冷却方法使用的装置，包括燃气轮机、余热回收装置7；其还包括溶液除湿器13、水蒸发冷却器1、水滴过滤器2、烟气热水换热器8、溶液热水换热器9、溶液再生器10；其中，