[发明专利]一种提升燃气轮机联合循环经济性的余热利用系统

说明书

本发明提供一种提升燃气轮机联合循环经济性的余热利用系统，它包括一立式管式空气预热器，以提高所述进口空气的温度；以及一设置在余热锅炉与所述立式管式空气预热器之间的主路烟道，所述主路烟道包括一进气烟道和一排气烟道，所述进气烟道设置在余热锅炉的低温省煤器烟气侧进口烟道与所述立式管式空气预热器进口之间将所述余热锅炉的烟气余热传递给所述立式管式空气预热器，所述排气烟道设置在所述立式管式空气预热器出口与所述余热锅炉低温省煤器烟气侧出口烟道之间将所述立式管式空气预热器换热后的烟气传送给所述余热锅炉。本发明采用从所述余热锅炉低温省煤器进口烟气侧抽出的部分低品位烟气来加热压气机进口空气，实现余热梯级利用，可进一步降低余热锅炉排烟温度，提高余热锅炉效率，提升联合循环机组的运行经济性。

技术领域

本发明涉及燃气轮机联合循环机组性能优化，具体地，涉及一种采用烟气余热利用技术提升燃气轮机联合循环机组运行经济性的系统。

背景技术

燃气轮机联合循环机组不仅可以作为调峰机组也具备带动基本负荷的能力，特别是对于燃气轮机热电联产机组，其运行方式为“以热定电”，发电负荷相对于调峰机组较为稳定。而随着电力机组装机容量的不断增大，燃气机组很难保持在额定负荷下运行，在部分负荷下由于其热耗率较高，机组运行经济性较差，特别是在目前调峰辅助服务政策背景下，燃气电厂面临着进一步压降机组发电负荷的压力，使得机组经济性进一步降低。而且，对于已经投产时间较长的燃气轮机联合循环机组，由于余热锅炉换热器管壁不可避免存在结垢现象，导致排烟温度上升，余热锅炉效率下降，联合循环机组运行经济性变差。因此，如何提高燃气轮机联合循环机组在部分负荷下的运行性能是亟待解决的问题。

燃气轮机中压气机设备是旋转定容积的空气压缩装置，其运行性能受环境条件影响较大。当环境温度上升时，空气密度随之下降，导致进入压气机的空气质量流量减少。通常压气机进口装有可转导叶，通过调节进口可转导叶角度(inlet guide vanes,IGV)来改变空气流量，以提高燃气轮机联合循环机组在部分负荷下的经济性。当保持燃气轮机发电负荷不变时，随着环境温度的逐渐上升，压气机出口空气温度逐渐上升，压气机进口可转导叶角度将逐渐增大，压气机进口节流损失减小，燃气轮机运行负荷率将逐渐上升，燃机热耗率将随之下降。

实用新型专利“燃气轮机压气机进气温度调节装置”(专利号ZL200520033435.2)、“用于燃气轮机进气系统压气机入口的空气加热机构(专利号ZL201721358582.6)”存在下述问题：

(1)在冬季环境温度较低时，燃气轮机运行过程中，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；或者当进气加热器的进水切断后，进气加热器内的存水会冻裂进气加热器，使加热器管子损坏。进一步管子损坏可能使得存水带入压气机，将危害燃气轮机的安全运行。

(2)对于已经投产的燃气轮机联合循环机组，余热锅炉排烟温度受换热器管壁结垢等因素影响，使得排烟温度上升，余热锅炉传热性能下降。现有技术未提出有效的方法来进一步降低排烟温度，使得联合循环机组经济性提升效果不明显。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：设计一套烟气余热利用系统，利用余热锅炉排烟余热来加热压气机进口空气温度，提升燃气轮机的负荷率，进一步降低余热锅炉排烟温度，提升联合循环机组部分负荷下的运行经济性。

为了实现上述目的，本发明提供一种提升燃气轮机联合循环经济性的余热利用系统，用来提升燃气轮机联合循环机组部分负荷性能，它包括:

一立式管式空气预热器，所述立式管式空气预热器设置在燃气轮机压气机进口，用于给所述燃气轮机压气机进口的进口空气换热，以提高所述进口空气的温度；以及