[实用新型]一种加热燃气轮机进气的系统

说明书

技术领域

本实用新型提供一种加热燃气轮机进气的系统，用来提高燃气轮机及其联合循环在低温天气下运行时的热效率和运行的安全性。

背景技术

一些安装在北方地区的燃气轮机，冬季寒冷潮湿的天气情况下运行时，不同程度地会发生燃气轮机进气系统的结霜结冰现象，造成燃气轮机进气系统压差升高。压差过高时，会使燃气轮机很难继续运行。而且冬季寒冷潮湿的天气还会使压气机入口部位(例如进口可调导叶)结冰，结冰到一定厚度时冰块脱落，会损坏压气机叶片，造成事故。

对于燃气轮机联合循环，联合循环发电效率与环境温度有密切关系。联合循环发电效率最高的区域一般在10℃～20℃之间，安装在北方冬季寒冷地区的燃气轮机联合循环，冬季寒冷天气下运行时，会使联合循环发电效率下降。

对于带低氮燃烧系统的燃气轮机，为了扩大低氮燃烧系统预混燃烧工作范围，燃机装有进气加热系统(IBH)，该系统通过将部分压气机排气抽出，回送到压气机进口，实现对压气机进气加热。当然，该进气加热系统还有在冬季防止压气机进口结冰和限制压气机压比超限的作用。这种采用压气机抽气的进气加热系统(IBH)使压气机耗功增加，降低了燃机的发电效率。效率降低的多少与抽气加热控制阀的开度有关，开度越大，效率降低的越多。一般来说是环境温度低的时候开的大，环境温度高的时候开的小或关闭。因此，对于安装在冬季寒冷地区的燃机，部分负荷运行时带压气机抽气加热的燃气轮机的发电效率明显降低。

实用新型专利“燃气轮机压气机进气温度调节装置”(专利号ZL 200520033435.2)存在下述问题：

用水或蒸汽作为进气加热的外部热源，存在的主要问题是：一是没有进气旁路门，不便于燃气轮机的调节和进气加热器的保护；二是冬季运行时，当进气加热器的进水切断后，加热器管子和水室内的存水会冻裂进气加热器，使设备损坏；三是通过调节水量来调节进气加热器后的温度时，如果水量不够，同样会冻裂进气加热器。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题一是，设计一套加热燃气轮机进气的系统，进气加热器在结构和安装上能保证在冬季断水或水流量不足的情况下，能及时的放掉加热器内的存水，防止加热器内的水结冰冻裂加热器；二是要保证进气加热后的空气温度场分布均匀。

在燃气轮机进气系统上游设置进气加热器，在环境温度较低时，用汽轮机凝汽器的冷却水出水或其他热源来加热燃气轮机进气。进气加热器和燃气轮机进气系统之间设一个用保温板封闭的空间，该封闭空间上设置进气旁路门。

进气加热器必须要考虑两个方面：一是冬季在断水或循环水流量不足的情况下，或者特殊情况需要退出加热器运行时，如果不能及时的放掉加热器内的存水，会使加热器内的水结冰冻裂加热器。为防止特殊情况下损坏加热器，进气加热器采用立式安装，需要时可以很快放掉加热器(包括管子)里面的水。进气加热器的结构满足：当进水切断后，加热器管子和水室内的存水能在重力作用下排掉；进气加热器的进水侧和回水侧管线安装有自动控制的切断阀(如果回水侧是直接排入水渠，可以不装切断阀)，进气加热器的进水侧和回水侧安装有进水切断后的自动排水装置；进气加热器的回水侧管线上还安装有温度开关，其设定值X1比水的冰点略高几度(例如2摄氏度)，当进气加热器的回水温度到设定值时，温度开关动作，信号传递给切断阀和自动排水装置，切断进回水，自动排水装置打开。二是要保证进气加热后的空气温度场分布均匀，进气加热器的水侧可以是单流程结构，但是进气加热器采用至少前后两排布置，一排水的流动方向朝上，另一排水的流动方向朝下；或者是进气加热器的水侧至少是双流程结构，一个流程向上，另外一个流程向下。

进气加热器和燃气轮机进气系统之间设一个用保温板封闭的空间，该封闭空间上设置进气旁路门。进气旁路门的开度可以采用自动控制，用进气加热器下游的空气温度信号或其他合适信号作为控制信号，通过进气旁路门的开度的大小来调节最终进入燃气轮机的空气温度。调节的目标温度可以设定在联合循环发电效率最高的区域10℃～20℃之间(当然各个机组不太一样)。进气加热器的回水侧管线上还安装有温度开关，其设定值X2比X1略高几度(例如5摄氏度)，当进气加热器的回水温度到设定值时，温度开关动作，信号传递给进气旁路门的控制设备，全开进气旁路门，使流过进气加热器的空气量很小，防止进气加热器内的水结冰。当然进气旁路门也是夏季的进气通道，以降低进气阻力。