CN111878235A - 燃气轮机设备 - Google Patents

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白生玮
潘豪
韩孟克
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Abstract

本发明涉及燃气轮机技术领域,公开了一种燃气轮机设备,该燃气轮机设备包括燃气轮机机构以及增压机构，增压机构包括第一压气机和第一涡轮，燃气轮机机构包括第燃烧室和第二涡轮。空气进入燃烧室，同时燃气进入第一压气机后又流出至燃烧室与空气燃烧生成烟气，烟气由燃烧室流入至第二涡轮做功后再流出至第一管路，一部分烟气通过第二管路进入第一涡轮以令第一涡轮旋转，此时第一涡轮驱动第一压气机做功，进入第一压气机的燃气被加压，高压燃气流出至燃烧室中，循环往复，直至第一压气机能够满足将低压燃气加压为燃烧发电所需的压强。这种设置方式，占地面积大幅减少；能量转换简单，提高了增压的效率；而且操作简单、成本较低。

Description

燃气轮机设备
技术领域
本发明涉及燃气轮机的技术领域，尤其是涉及一种燃气轮机设备。
背景技术
随着社会的进步以及工业的发展，燃气轮机设备的使用日益广泛。
现有技术中的燃气轮机设备，通常使用燃气压缩机对低压燃气进行增压后再将高压燃气输送至燃机轮机中进行发电。
但是，燃气压缩机占地面积较大；且因为低压燃气热值较低，通常体积流量较大，造成燃气压缩机工作时耗功耗电大，提高了成本；另外，现有技术需要先令燃气轮机发电，再用发出的电带动燃气压缩机做功以对低压燃气进行压缩，能量转化过程复杂，降低了发电的效率。
发明内容
本发明提供了一种燃气轮机设备，上述燃气轮机设备通过正面描述。
为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种燃气轮机设备，包括：燃气轮机机构以及增压机构；增压机构包括第一压气机以及与用于驱动第一压气机的第一涡轮，第一压气机设置有进气口和出气口；燃气轮机机构包括燃烧室、第二涡轮以及第一管路，燃烧室设置有燃气进气口、空气进气口以及出气口，燃烧室的燃气进气口与述第一压气机的出气口连通，燃烧室的出气口与第二涡轮的进气口连通，第一管路与第二涡轮的出气口连通；第一管路通过第二管路与第一涡轮的进气口连通，第一管路与第二管路的连接结点为第一结点。
本发明提供的燃气轮机设备，空气由燃烧室的空气进气口进入燃烧室，同时低压燃气由第一压气机的进气口进入第一压气机后又从第一压气机的出气口流出，再由燃烧室的燃气进气口流入燃烧室，然后空气与低压燃气在燃烧室内燃烧生成烟气，烟气由燃烧室的出气口流入，再由第二涡轮的进气口进入第二涡轮做功后再从第二涡轮的出气口流出至第一管路，一部分烟气经过第一结点继续在第一管路中流通，另一部分烟气在第一结点处流入第二管路中，再通过第一涡轮的进气口进入第一涡轮以令第一涡轮旋转，此时第一涡轮驱动第一压气机做功，则此时由第一压气机的进气口进入第一压气机的低压燃气在第一压气机中被加压，加压后的燃气再由第一压气机的出气口流出至燃烧室中，如此循环往复，直至第一压气机能够满足将低压燃气加压为燃烧发电所需的压强(一般为6-15bar)后，控制第二管路中的烟气进气量，令多余的烟气经过第一结点后继续在第一管路中流动，从而保证第一涡轮中的烟气进气量，进而保证第一涡轮做功量稳定，以保证第一压气机能够将低压燃气加压至一个稳定的压力值。
这种设置方式，相比较与燃气压缩机的占地面积，第一压气机和第一涡轮的占地面积大幅减少；且这种增压的方式是把燃烧室中的空气和燃气燃烧生成的烟气的能量转化为第一压气机的压缩能，能量转换简单，提高了增压的效率；另外，通过第一涡轮带动第一压气机对低压燃气进行增压的方式操作简单，且成本较低。
优选地，第一涡轮与第一压气机同轴设置。
优选地，燃机轮机机构还包括第二压气机；第二压气机与燃烧室的空气进气口连通。
优选地，第一管路上设置有流量调节装置；第一结点处于第二涡轮的出气口与流量调节装置之间。
优选地，增压机构还包括缓冲罐；缓冲罐设置在第一压气机与燃烧室之间。
优选地，燃气轮机机构还包括扩压器；扩压器设置在第二压气机与燃烧室之间。
优选地，第一压气机的级数大于一级，每两个相邻的第一压气机级之间设置有第一间冷器。
优选地，第二压气机的级数大于一级；每两个相邻的第二压气机级之间设置第二间冷器。
优选地，第一涡轮以及第二涡轮的级数均大于一。
附图说明
图1为本发明实施例提供的燃气轮机设备的结构示意图。
图标：1-第一压气机；2-第一涡轮；3-燃烧室；4-第二涡轮；5-第一管路；6-第二管路；7-第二压气机；8-流量调节装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例提供的燃气轮机设备的结构示意图，图1中A处为本发明实施例提供的燃气轮机机构的结构示意图，图1中B处为本发明实施例提供的增压机构的结构示意图，如图1中A处和B处所示，本发明实施例提供的燃气轮机设备，包括：燃气轮机机构以及增压机构；增压机构包括第一压气机1以及与用于驱动第一压气机1的第一涡轮2，第一压气机1设置有进气口和出气口；燃气轮机机构包括燃烧室3、第二涡轮4以及第一管路5，燃烧室3设置有燃气进气口、空气进气口以及出气口，燃烧室3的燃气进气口与述第一压气机1的出气口连通，燃烧室3的出气口与第二涡轮4的进气口连通，第一管路5与第二涡轮4的出气口连通；第一管路5通过第二管路6与第一涡轮2的进气口连通，第一管路5与第二管路6的连接结点为第一结点。
本实施例提供的燃气轮机设备，空气由燃烧室3的空气进气口进入燃烧室3，同时低压燃气由第一压气机1的进气口进入第一压气机1后又从第一压气机1的出气口流出，再由燃烧室3的燃气进气口流入燃烧室3，然后空气与低压燃气在燃烧室3内燃烧生成烟气，烟气由燃烧室3的出气口流入，再由第二涡轮4的进气口进入第二涡轮4做功后再从第二涡轮4的出气口流出至第一管路5，一部分烟气经过第一结点继续在第一管路5中流通，另一部分烟气在第一结点处流入第二管路6中，再通过第一涡轮2的进气口进入第一涡轮2以令第一涡轮2旋转，此时第一涡轮2驱动第一压气机1做功，则此时由第一压气机1的进气口进入第一压气机1的低压燃气在第一压气机1中被加压，加压后的燃气再由第一压气机1的出气口流出至燃烧室3中，如此循环往复，直至第一压气机1能够满足将低压燃气加压为燃烧发电所需的压强(一般为6-15bar)后，控制第二管路6中的烟气进气量，令多余的烟气经过第一结点后继续在第一管路5中流动，从而保证第一涡轮2中的烟气进气量，进而保证第一涡轮2做功量稳定，以保证第一压气机1能够将低压燃气加压至一个稳定的压力值。
这种设置方式，相比较与燃气压缩机的占地面积，第一压气机1和第一涡轮2的占地面积大幅减少；且这种增压的方式是把燃烧室3中的空气和燃气燃烧生成的烟气的能量转化为第一压气机1的压缩能，能量转换简单，提高了增压的效率；另外，通过第一涡轮2带动第一压气机1对低压燃气进行增压的方式操作简单，且成本较低。
优选地，第一涡轮2与第一压气机1同轴设置。
本实施例中，同轴设置的方式减少了动力传递过程中能量的消耗，令第一涡轮2和第一压气机1之间的动力传递效率更高；另外，进一步的减少了增压机构的占地面积。
如图1中A处所示，优选地，燃机轮机机构还包括第二压气机7；第二压气机7与燃烧室3的空气进气口连通。
本实施例中，燃气轮机机构工作时，开启第二压气机7，则空气由第二压气机7的进气口进入第二压气机7进行增压后，再通过第二压气机7的出气口流出，再由燃烧室3的空气进气口流入燃烧室3。
第二压气机7的设置能够对空气进行增压，进一步提高燃烧室3中空气和燃气燃烧时的燃烧效率，以生成压力更高的烟气从而驱动第二涡轮4做功，从而进一步提高增压的效率。
如图1中A处所示，优选地，第一管路5上设置有流量调节装置8；第一结点处于第二涡轮4的出气口与流量调节装置8之间。
其中，流量调节装置8可为蝶阀，蝶阀的设置操作简单且成本较低。
本实施例中，工人可根据工况来调节流量调节装置8，以此来控制进入第一涡轮2中的烟气的流量。避免了进入第一涡轮2中的烟气量过多，能够有效地控制第一涡轮2的做功量，从而更好的控制第一压气机1对低压燃气的增压量，避免了对燃气过度增压的情况，提高了工作效率。
优选地，增压机构还包括缓冲罐；缓冲罐设置在第一压气机1与燃烧室3之间。
本实施例中，当燃气从第一压气机1的出气口流出后，流经缓冲罐后再由燃烧室3的燃气进气口进入燃烧室3。
缓冲罐的设置能够避免在第一压气机1中增压后的燃气产生压力波动，进一步提高了燃烧的效率。
优选地，燃气轮机机构还包括扩压器；扩压器设置在第二压气机7与燃烧室3之间。
本实施例中，当空气由第二压气机7的出气口流出后，在流经扩压器后再由燃烧室3的空气进气口进入燃烧室3。
由于空气由第二压气机7中流出时具有很高的流动速度，扩压器的设置可以将空气的速度能量转化为压力能量，降低空气流速的同时，进一步对空气进行了增压，则进入燃烧室3的空气流速慢、压强高，大大提高了空气与燃气的燃烧效率。
优选地，第一压气机1的级数大于一级，每两个相邻的第一压气机1级之间设置有第一间冷器。
本实施例中，级数大于一的第一压气机1能够提高增压效率，且第一间冷器能够对燃气起到降温的作用，避免了因为多级增压的设置方式导致燃气的温度过高从而损坏燃烧室3中的阀门的现象。
优选地，第二压气机7的级数大于一级；每两个相邻的第二压气机7级之间设置第二间冷器。
本实施例中，级数大于一的第二压气机7能够提高增压效率，且第二间冷器能够对空气起到降温的作用，避免了因为多级增压的设置方式导致空气的温度过高从而损坏燃烧室3中的阀门的现象。
优选地，第一涡轮2以及第二涡轮4的级数均大于一。
本实施例中，这种设置方式能够进一步地提高第一涡轮2和第二涡轮4的做工效率，从而更好地带动压气机做功，进一步地提高了第一压气机1对低压燃气进行增压的效率。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种燃气轮机设备，其特征在于，包括：燃气轮机机构以及增压机构；
所述增压机构包括第一压气机以及与用于驱动所述第一压气机的第一涡轮，所述第一压气机设置有进气口和出气口；
所述燃气轮机机构包括燃烧室、第二涡轮以及第一管路，所述燃烧室设置有燃气进气口、空气进气口以及出气口，所述燃烧室的燃气进气口与述第一压气机的出气口连通，所述燃烧室的出气口与所述第二涡轮的进气口连通，所述第一管路与所述第二涡轮的出气口连通；
所述第一管路通过第二管路与所述第一涡轮的进气口连通，所述第一管路与所述第二管路的连接结点为第一结点。
2.根据权利要求1所述的燃气轮机设备，其特征在于，所述第一涡轮与所述第一压气机同轴设置。
3.根据权利要求1所述的燃气轮机设备，其特征在于，所述燃机轮机机构还包括第二压气机；
所述第二压气机与所述燃烧室的空气进气口连通。
4.根据权利要求1所述的燃气轮机设备，其特征在于，所述第一管路上设置有流量调节装置；
所述第一结点处于所述第二涡轮的出气口与所述流量调节装置之间。
5.根据权利要求1所述的燃气轮机设备，其特征在于，所述增压机构还包括缓冲罐；
所述缓冲罐设置在所述第一压气机与所述燃烧室之间。
6.根据权利要求3所述的燃气轮机设备，其特征在于，所述燃气轮机机构还包括扩压器；
所述扩压器设置在所述第二压气机与所述燃烧室之间。
7.根据权利要求1所述的燃气轮机设备，其特征在于，所述第一压气机的级数大于一级，
每两个相邻的第一压气机级之间设置有第一间冷器。
8.根据权利要求3所述的燃气轮机设备，其特征在于，所述第二压气机的级数大于一级；
每两个相邻的第二压气机级之间设置第二间冷器。
9.根据权利要求1-8任一项所述的燃气轮机设备，其特征在于，所述第一涡轮以及所述第二涡轮的级数均大于一。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56165946U (zh) * 1980-05-12 1981-12-09
JPH03222820A (ja) * 1989-11-21 1991-10-01 Toyota Motor Corp 過給機付エンジンの制御装置
US5791146A (en) * 1994-12-08 1998-08-11 Scania Cv Ab Arrangement for return of exhaust gases in supercharged engines with turbines in series
US20060053804A1 (en) * 2004-09-15 2006-03-16 Orlando Robert J Gas turbine engine having improved core system
JP2006241979A (ja) * 2005-02-28 2006-09-14 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスエンジンのガス供給装置
CN104533620A (zh) * 2014-10-30 2015-04-22 西安交通大学 一种采用低燃值气体燃料的紧凑型燃气轮机装置
CN105518282A (zh) * 2013-07-04 2016-04-20 利勃海尔机械布勒股份公司 燃气发动机
CN214145678U (zh) * 2020-08-11 2021-09-07 新奥能源动力科技（上海）有限公司 燃气轮机设备

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56165946U (zh) * 1980-05-12 1981-12-09
JPH03222820A (ja) * 1989-11-21 1991-10-01 Toyota Motor Corp 過給機付エンジンの制御装置
US5791146A (en) * 1994-12-08 1998-08-11 Scania Cv Ab Arrangement for return of exhaust gases in supercharged engines with turbines in series
US20060053804A1 (en) * 2004-09-15 2006-03-16 Orlando Robert J Gas turbine engine having improved core system
JP2006241979A (ja) * 2005-02-28 2006-09-14 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスエンジンのガス供給装置
CN105518282A (zh) * 2013-07-04 2016-04-20 利勃海尔机械布勒股份公司 燃气发动机
CN104533620A (zh) * 2014-10-30 2015-04-22 西安交通大学 一种采用低燃值气体燃料的紧凑型燃气轮机装置
CN214145678U (zh) * 2020-08-11 2021-09-07 新奥能源动力科技（上海）有限公司 燃气轮机设备

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