[发明专利]一种燃气轮机余热利用系统

说明书

本发明涉及一种燃气轮机余热利用系统，包括燃气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机和烟气管道，烟气管道包括进烟口和出烟口，燃气轮机的排气口排出的烟气自进烟口流入烟气管道，自出烟口流出烟气管道，烟气管道的中央设有与余热锅炉连接的烟气余热换热区，余热锅炉与蒸汽轮机连接；燃气轮机余热利用系统还包括对流增强装置，对流增强装置包括螺旋桨和电机，螺旋桨设于进烟口与烟气余热换热区之间，电机用于驱动螺旋桨转动。与现有技术相比，本发明增设了对流增强装置，增大了流入烟气管道内的烟气的流速和扰动程度，从而增大了对流换热系数，提高了换热效率，烟气的热量传递更加有效，提升了燃气轮机余热利用率，可节省燃料，缓解能源短缺。

技术领域

本发明涉及燃气轮机联合循环技术领域，尤其是涉及一种燃气轮机余热利用系统。

背景技术

燃气轮机联合循环，是指将燃气轮机和蒸汽轮机组合起来的一种发电方式，主要由燃气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机三部分构成。工作原理是压气机吸入空气并压缩后送入燃烧室内，使燃料(油或天然气)在燃烧室内燃烧产生高温高压燃气，进入燃气轮机膨胀做功发电，再将燃气轮机排出的气体引入余热锅炉，作为余热锅炉的热源，利用余热锅炉产生的蒸汽进入蒸汽轮机再发电。这样就形成了燃气轮机和蒸汽轮机共同作为原动机的联合循环发电系统。

但是，目前燃气轮机排出的气体的余热利用率低，大量的燃气轮机排出的气体中的余热都被浪费掉了，造成大量的能源的浪费，不符合可持续发展、节能减排的发展理念。

发明内容

在燃气轮机联合循环中，燃气轮机的效率越高，燃气轮机排出的气体所蕴含的余热就少，能量的浪费就越少，但现阶段燃气轮机的效率提升空间有限。经过发明人的分析和研究，发现燃气轮机余热利用率低的核心原因是燃气轮机排出的气体的热量没有被充分的吸收，本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种燃气轮机余热利用系统，增设了对流增强装置，增大了流入烟气管道内的烟气的流速和扰动程度，从而增大了对流换热系数，提高了换热效率，烟气的热量传递更加有效，提升了燃气轮机余热利用率，可节省燃料，缓解能源短缺。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种燃气轮机余热利用系统，包括燃气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机和烟气管道，烟气管道的两端分别为进烟口和出烟口，燃气轮机的排气口排出的烟气自进烟口流入烟气管道，自出烟口流出烟气管道，烟气管道的中央设有与余热锅炉连接的烟气余热换热区，余热锅炉与蒸汽轮机连接；

所述燃气轮机余热利用系统还包括对流增强装置，所述对流增强装置包括螺旋桨和电机，所述螺旋桨设于进烟口与烟气余热换热区之间，所述电机用于驱动螺旋桨转动。

进一步的，所述余热锅炉包括汽包，所述烟气余热换热区内沿烟气流动方向依次设有过热器、蒸发器和省煤器，过热器、蒸发器和省煤器相互独立并分别与汽包连接。

进一步的，所述对流增强装置还包括支架，所述支架用于将螺旋桨固定在烟气管道内。

更进一步的，所述支架为钨材料制成的支架。

进一步的，所述螺旋桨为钨材料制成的螺旋桨。

进一步的，所述对流增强装置还包括控制器和温度传感器单元，所述控制器分别与电机和温度传感器单元通信连接，所述温度传感器单元安装在烟气管道内，用于测量烟气管道内烟气的温度。

更进一步的，所述温度传感器单元包括多个高温烟气传感器。

更进一步的，所述控制器根据温度传感器单元的测量数据控制电机以改变螺旋桨的转速档位，转速档位包括低档、中档和高档，低档的负载转速为500转/分，中档的负载转速为1000转/分，高档的负载转速为1500转/分。

进一步的，所述燃气轮机余热利用系统还包括空气预热器，空气预热器用于加热进入燃气轮机的空气，所述空气预热器与烟气管道的出烟口连接。