CN105041475A - 一种高效燃气轮机发电atpg系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效燃气轮机发电ATPG系统，其冷却部分包括冷却节能除雾装置、水箱、制冷机和水泵，所述的冷却节能除雾装置具有过滤腔、冷却腔和除雾腔，其中：过滤腔主要用于过滤0.5μm到5μm的尘埃粒子；冷却腔主要进行热交换，用循环水将介质降温；除雾腔用于将空气因降温而形成的雾滴除去；高温空气进入空气冷却节能除雾装置依次经过过滤腔、冷却腔和除雾腔，所述的冷却腔采用列管式结构，管内液体依次流经水箱、制冷机后被水泵再次抽进冷却腔管内。该系统采用热交换器代替消音器，既起到了进气消音器的作用，又可降低进口空气温度，增加机组的出力和热效率。

Description

一种高效燃气轮机发电ATPG系统

技术领域

本发明涉及一种轮机发电系统，尤其涉及一种高效燃气轮机发电ATPG系统。

背景技术

众所周知,燃气轮发电机组的出力和热效率与机组进口的空气温度有很大的关系，当机组的进口空气温度升高，机组的出力和热效率均明显降低，反之，,则明显升高。所以设法降低进口空气温度以提高机组的出力和热效率成为关键问题之一。尤其对于在高温地区运行的机组，其重要性更是显而易见。降低机组的进口空气温度,有几种可供选用方案，如喷水冷却、安装前置热交换器等，都可达到目的，但也均有其不足之处。如喷水冷却会增加空气的湿度，且喷水量也很有限，安装前置热交换器会白白地增加进口压损，这些都会使机组的出力和热效率降低。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种高效燃气轮机发电ATPG系统。该系统采用热交换器代替消音器，既起到了进气消音器的作用，又可降低进口空气温度，增加机组的出力和热效率。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种高效燃气轮机发电ATPG系统，其冷却部分包括冷却节能除雾装置、水箱、制冷机和水泵，所述的冷却节能除雾装置具有过滤腔、冷却腔和除雾腔，其中：

过滤腔主要用于过滤0.5μm到5μm的尘埃粒子；

冷却腔主要进行热交换，用循环水将介质降温；

除雾腔用于将空气因降温而形成的雾滴除去；

高温空气进入空气冷却节能除雾装置依次经过过滤腔、冷却腔和除雾腔，所述的冷却腔采用列管式结构，管内液体依次流经水箱、制冷机后被水泵再次抽进冷却腔管内。

所述的水泵与冷却腔之间设置第一阀门。

所述的水泵与制冷机之间设置第二阀门。

所述的过滤腔内部设置过滤装置。

所述的过滤装置为无纺布、尼龙网、活性碳滤材、金属孔网。

所述的除雾腔内部采用流线型二通道带钩板片。

所述的除雾腔和冷却腔之间设有排污槽，所述的排污槽用于收集除雾腔凝结出的水滴和冷却腔残留的少量积灰，并通过排污口排出。

本发明相比现有技术，具有以下有益效果：

1.本发明具有除雾腔可以除去原空气中的雾滴和原空气应降温形成的雾滴，风速在一定的范围（4～12m/s）除雾效率能达到95%以上，可以分离粒径大于10μm的细小雾滴，降低凝结水形成概率，从而降低系统管道，阀门等配件腐蚀速度。

2.本发明具有过滤腔可以过滤5μm以上尘埃粒子，过滤腔内部过滤材料改变，过滤精度可以上升到0.5μm，提高系统空气洁净度。

3.本发明具有冷却腔可以利用循环水温度（7～12℃）降低空气温度,从而达到增加机组的出力和热效率,提高电厂运行的经济性的目的。经过计算，空气降温大约下降10℃，燃气轮机组出力的净增加量为10%,机组热效率的净增加量为2%。空气降温尤其对于在高温地区运行的燃气轮机组,其重要性更是显而易见。

4.本发明能够在保证燃气轮机正常运转的情况下，尽量多的回收余热，将燃气轮机外排的430～510℃的烟气降低到100℃以内排放，不仅减少了对大气的热污染，而且有效地利用了烟气余热。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明实施例的结构示意图。

其中：1-过滤腔、2-冷却腔、3-除雾腔、4-第一阀门、5-水泵、6-第二阀门、7-排污口、8-冷却节能除雾装置、9-制冷机、10-水箱、11-燃气轮机组、12-余热锅炉、13-蒸汽轮机发电机组、14-引风机、15-烟囱。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图所示。一种高效燃气轮机发电ATPG系统冷却部分，其冷却部分包括冷却节能除雾装置8、水箱10、制冷机9和水泵5，所述的冷却节能除雾装置8具有过滤腔1、冷却腔2和除雾腔3，其中：

过滤腔1主要用于过滤0.5μm到5μm的尘埃粒子；

冷却腔2主要用于进行热交换，用循环水将介质降温；

除雾腔3主要用于将空气因降温而形成的雾滴除去；

高温空气进入空气冷却节能除雾装置8依次经过过滤腔1、冷却腔2和除雾腔3，所述的冷却腔2采用列管式结构，管内液体依次流经水箱10、制冷机9后被水泵5再次抽进冷却腔2管内。

所述的水泵5与冷却腔2之间设置第一阀门4。

所述的水泵5与制冷机9之间设置第二阀门6。

所述的过滤腔1内部设置过滤装置。

所述的过滤装置为无纺布、尼龙网、活性碳滤材、金属孔网。

所述的除雾腔3内部采用流线型二通道带钩板片。

所述的除雾腔3和冷却腔2之间设有排污槽，所述的排污槽用于收集除雾腔3凝结出的水滴和冷却腔2残留的少量积灰，并通过排污口7排出。

本发明的工作过程如下：

高温空气进入冷却节能除雾装置8会先经过过滤腔1，过滤腔1主要用于过滤5μm以上尘埃粒子，过滤腔1内部可以根据不同需求设计成板式、折叠式、袋式三种样式，过滤材料有无纺布、尼龙网、活性碳滤材、金属孔网等，防护网有双面喷塑铁丝网和双面镀锌铁丝网。本发明过滤腔1采用内部过滤材料是以折叠形式装入高强度摸且硬纸板内，迎风面积增大。流入的空气中的尘埃粒子被过滤材料有效阻挡于褶与褶之间。洁净空气从另一面均匀流出，因此气流通过滤器是平缓和均匀的。视过滤材料不同，它所阻挡的粒径从0.5μm到5μm而不同，过滤效率也不同。

空气经过过滤腔1，气流平缓和均匀，进入冷却腔2。冷却腔2内部采用列管式结构，热流体与冷流体的流动方向相互垂直,热交换器在进气道里的布置很方便,不存在任何问题。列管可采用翅片管，因为管内外介质分别液体和气体，传热系数差异大，加装翅片能够克服空气侧的瓶颈效应，增大了空气侧的传热面积，弥补了空气侧换热面积小的缺点，使传热量大大增加。液体介质一侧从水箱10引出水，经过制冷机9制冷，使水温降到7～12℃，被水泵5抽进冷却腔2，对洁净空气进行冷却。第一阀门4和第二阀门6关闭方便检修水泵5，也可以实现循环水流量的调节。

空气经过冷却腔2冷却，空气温度降低，容易形成雾滴，进入除雾腔3，雾沫与波形板相碰撞而被附着在波形板表面上，波形板表面上雾沫的扩散、雾沫的重力沉降使雾沫形成较大的液滴并随气流向前运动至波形板转弯处，由于转向离心力及其与波形板的摩擦作用、吸附作用和液体的表面张力使得液滴越来越大，直到集聚的液滴大到其自身产生的重力超过气体的上升力与液体表面张力的合力时，液滴就从波形板表面上被分离下来。冷却腔1内部可以根据不同需求设计成流线型二通道、折线型二通道、流线型二通道带钩、折线型三通道等结构，本发明内部流线型二通道带钩板片是几种板片结构中效率最高的一种，由于板片带钩，效率和二次夹带的临界速度都得以提高，但也因此带钩而使冲洗的难度增加，这种板片结构只用于一些除雾效率要求高，结垢不严重的场合使用。气体通过除雾腔3后，基本上不含雾沫。

经过冷却节能除雾装置8处理好的空气可以用于燃气轮机组11发电，出口高温尾气（430～510℃）进入余热锅炉12，,余热锅炉12将蒸汽送至蒸汽轮机发电机组13。由蒸汽轮机发电机组13利用蒸汽进行发电，凝结水回流至余热锅炉12，经过余热回收利用后，得到100℃以下的低温尾气，所述低温尾气经过引风机14的作用，抽送到烟囱15，再通过烟囱15排放到大气。

Claims (5)

1.一种高效燃气轮机发电ATPG系统，其冷却部分包括冷却节能除雾装置（8）、水箱（10）、制冷机（9）和水泵（5），所述的冷却节能除雾装置（8）具有过滤腔（1）、冷却腔（2）和除雾腔（3），其中：

过滤腔（1）主要用于过滤0.5μm到5μm的尘埃粒子；

冷却腔（2）主要进行热交换，用循环水将介质降温；

除雾腔（3）用于将空气因降温而形成的雾滴除去；

高温空气进入空气冷却节能除雾装置（8）依次经过过滤腔（1）、冷却腔（2）和除雾腔（3），所述的冷却腔（2）采用列管式结构，管内液体依次流经水箱（10）、制冷机（9）后被水泵（5）再次抽进冷却腔（2）管内。

2.根据权利要求1所述的高效燃气轮机发电ATPG系统，其特征在于：所述的水泵（5）与冷却腔（2）之间设置第一阀门（4）。

3.根据权利要求1所述的高效燃气轮机发电ATPG系统，其特征在于：所述的水泵（5）与制冷机（9）之间设置第二阀门（6）。

4.根据权利要求1所述的高效燃气轮机发电ATPG系统，其特征在于：所述的除雾腔（3）内部采用流线型二通道带钩板片。

5.根据权利要求1所述的高效燃气轮机发电ATPG系统，其特征在于：所述的除雾腔（3）和冷却腔（2）之间设有排污槽，所述的排污槽用于收集除雾腔（3）凝结出的水滴和冷却腔（2）残留的少量积灰，并通过排污口（7）排出。