[发明专利]一种基于地源热泵的燃气轮机进气温控系统及其控制方法

权利要求书

1.一种基于地源热泵的燃气轮机进气温控系统，包括燃气轮机、余热锅炉以及汽轮机，所述燃气轮机、余热锅炉以及汽轮机按气流方向的顺序依次首尾联通，其特征在于还包括：

燃气机换热器，设置于燃气轮机的进气口；

水源热泵单元，包括：蒸发器、冷凝器、压缩机、进气换热环路泵以及用于切换制冷与供热两种工况的阀组，所述蒸发器、冷凝器以及压缩机串接形成制冷剂热交换回路，燃气机换热器与蒸发器或冷凝器相连形成进气换热环路；当电动阀组内切换制冷的电动阀处于打开状态时，蒸发器吸收进气换热环路中水的热量，形成应用于制冷工况下的制冷回路；当电动阀组内切换供热的电动阀处于打开状态时，冷凝器向气换热环路中的水放热，形成应用于供热工况下的供热回路；

地源热泵单元，包括地源热泵单元水泵、地埋管换热器以及用于控制联通水源热泵单元的阀组，地源热泵单元水泵将水经地埋管换热器输送至蒸发器或冷凝器；

冷却塔单元，包括冷却塔、凝汽器以及用于控制联通水源热泵单元的阀组，凝汽器、余热锅炉以及汽轮机形成冷却水回路，冷却塔与凝汽器联通并与蒸发器或冷凝器联通，

进气温度控制器，通过调节压缩机的功率以及进气换热环路泵的水量对进气换热环路的水温度控制；通过控制冷却塔单元、地源热泵单元以及水源热泵单元中的阀组实现水源热泵单元的工况切换以及与冷却塔单元或地源热泵单元的联通。

2.根据权利要求1所述的基于地源热泵的燃气轮机进气温控系统，其特征在于所述制冷剂热交换回路还设有节流阀。

3.根据权利要求1所述的基于地源热泵的燃气轮机进气温控系统，其特征在于所述蒸发器的入口一端设置有上游水温测温器，蒸发器的出口一端设置有下游水温测温器。

4.根据权利要求1所述的基于地源热泵的燃气轮机进气温控系统，其特征在于所述地埋管换热器为沿S形盘绕设置的换热管，所述换热管处于同一水平面或竖直平面内。

5.根据权利要求1所述的基于地源热泵的燃气轮机进气温控系统，其特征在于所述冷却塔单元与地源热泵单元阀门分别设有一个取水测温点；在制冷工况下选择测得水温较低的单元作为供水源；在供热工况下选择测得水温较高的单元作为供水源。

6.采用如权利要求1-5任一项所述的基于地源热泵的燃气轮机进气温控系统的控制方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1)根据电厂实际情况，确定需要制冷工况还是供热工况以及进气温度的控制幅度；

步骤2)在冷却塔单元、地源热泵单元与水源热泵单元间分别对应地设置冷却塔温度测点与地埋管温度测点，启动冷却塔单元与地源热泵单元，根据地埋管温度测点的出水温度与冷却塔温度测点的出水温度，确定水源热泵单元与冷却塔单元或地源热泵单元的联通；

步骤3)根据设定的控制逻辑通过进气温度控制器对进气温度进行调控。

7.根据权利要求6所述的基于地源热泵的燃气轮机进气温控系统的控制方法，其特征在于所述步骤3)中的控制逻辑具体包括如下步骤：

步骤3-1)设定进气温度的调节值的参考值Δt25₀；

步骤3-2)实测进气温度经调节后的差值△t25并通过计算修正压气机入口空气质量流量Qm和制冷或供热的能效比COP；

步骤3-3)将实测△t25与Δt25₀比较，偏差是否在设定范围内，若超出设定范围则调整压缩机的功率；

步骤3-4)检测经调解后的进气温度是否在燃机安全运行的范围内，若超出燃机安全运行的范围，则调整Δt25₀。