CN205445804U - 气体处理装置及燃气轮机发电设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种气体处理装置和一种燃气轮机发电设备，所述气体处理装置，设置于一排气筒上，且包括：一导气支撑件，所述导气支撑件为两端开口、中空的壳体，且与所述排气筒连通；至少一风扇，配置于所述导气支撑件内部；以及至少一水雾喷洒器，用于向所述导气支撑件内喷洒水雾。本实用新型的气体处理装置可对排放气体进行有效稀释，以降低排放气体中二氧化氮的浓度。

Description

气体处理装置及燃气轮机发电设备

技术领域

本实用新型涉及燃气轮机技术领域，特别涉及一种气体处理装置及具有该气体处理装置的燃气轮机发电设备。

背景技术

燃气轮机(GasTurbine)是一种以连续流动的气体作为工质、把热能转换为机械功的旋转式动力机械。由燃气轮机驱动的发电机可产生清洁的电能，不仅可用于公共电能供应，还可用于工业用途。

燃气轮机不仅具有低排放和高效率的优点，还具有较佳的负载灵活性。燃气轮机的排放气体中含有氮氧化物(NOx)，氮氧化物主要包括一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO₂)，二氧化氮在蓝光谱和近紫外光谱范围吸光，显现为黄色。通常情况下，燃气轮机以基本负载运转，以实现生产电能的收益最大化。在这种情况下，燃气轮机的排放气体中基本不含有二氧化氮，没有任何颜色。在极少数情况下，例如燃气轮机的负载低于50％的情况下，进入燃气轮机的氧气量较大时，会产生二氧化氮，即使排放气体中污染物的含量满足所有法规的要求，排放气体仍为黄色。目前尚未发现性价比较高的处理黄色排放气体的方法。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提出一种气体处理装置，可对排放气体进行稀释，有效降低排放气体中二氧化氮的浓度。

本实用新型的另一目的是提出一种燃气轮机发电设备，其排放气体中具有较低的二氧化氮浓度。

本实用新型提供了一种气体处理装置，设置于一排气筒上，所述气体处理装置包括：一导气支撑件，所述导气支撑件为两端开口、中空的壳体，且与所述排气筒连通；至少一风扇，配置于所述导气支撑件内部；以及至少一水雾喷洒器，用于向所述导气支撑件内喷洒水雾。

在气体处理装置的一种示意性实施例中，所述气体处理装置还包括：一风扇安装架，所述风扇安装架固定于所述导气支撑件的内部，所述风扇安装于所述风扇安装架上。

在气体处理装置的一种示意性实施例中，所述水雾喷洒器数量为复数个，复数个水雾喷洒器排布于所述导气支撑件的侧壁上。

在气体处理装置的一种示意性实施例中，所述气体处理装置还包括至少一盖板，所述导气支撑件的侧壁上开设有至少一安装槽，所述盖板与所述导气支撑件可转动连接，且可盖合于所述盖板上或相对于所述安装槽打开；所述水雾喷洒器位于所述安装槽内。

在气体处理装置的一种示意性实施例中，所述气体处理装置还包括：至少一导板，与所述导气支撑件的侧壁连接，且与所述导气支撑件的侧壁间形成一夹角；以及至少一驱动件，所述驱动件的一端固定于所述导板上，另一端与所述盖板连接，并可推动所述盖板相对于所述安装槽打开或闭合。

本实用新型还提供了一种气体处理装置，安装于一排气筒中，所述气体处理装置包括：至少一风扇，配置于所述排气筒内部；以及至少一水雾喷洒器，用于向所述排气筒内喷洒水雾。

在气体处理装置的一种示意性实施例中，所述气体处理装置还包括：一风扇安装架，所述风扇安装架固定于所述排气筒的内部，所述风扇安装于所述风扇安装架上。

在气体处理装置的一种示意性实施例中，所述水雾喷洒器位于所述排气筒内部或位于所述排气筒的侧壁上。

本实用新型又提供了一种燃气轮机发电设备，所述燃气轮机发电设备包括上述任意一种气体处理装置。

在燃气轮机发电设备的一种示意性实施例中，所述燃气轮机发电设备还包括：一燃气轮机；一感测器，用于对所述燃气轮机的排放气体进行实时感测，所述气体处理装置用于对所述排放气体进行稀释处理。

从上述方案中可以看出，在本实用新型的气体处理装置及燃气轮机发电设备中，气体处理装置包括风扇和水雾喷洒器，水雾喷洒器可向排放气体中喷洒水雾，风扇的旋转作用可将排放气体和水雾充分混合，从而可对排放气体进行稀释，有效降低排放气体中二氧化氮的浓度。此外，本实用新型的气体处理装置只有在燃气轮机的负载较低且二氧化氮的含量超过一定比例时才启用，需采用感测器对燃气轮机的排放气体进行实时监测，当排放气体中的物质含量符合法规时，才允许排放气体排出至大气中，有利于保护环境。

附图说明

下面将通过参照附图详细描述本实用新型的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本实用新型的上述及其它特征和优点，附图中：

图1为本实用新型的一个实施例的燃气轮机发电设备的结构示意图。

图2为本实用新型的一个实施例的气体处理装置的侧视剖面示意图。

图3为图2所示的气体处理装置的俯视示意图。

图4为图2所示的气体处理装置的水雾喷洒器的结构示意图。

图5为图2所示的气体处理装置的处于一个工作状态时的示意图。

图6为图2所示的气体处理装置的处于另一个工作状态时的示意图。

图7为本实用新型的另一个实施例的气体处理装置的侧视剖面示意图。

在上述附图中，所采用的附图标记如下：

100燃气轮机发电设备

101管道

102感测器

10燃气轮机

20发电机

30蒸汽轮机

40余热锅炉

43排气筒

50气体处理装置

52导气支撑件

522第一端

523第二端

524安装槽

53风扇

54水雾喷洒器

542支撑架

55风扇安装架

56盖板

57导板

572固定杆

58驱动件

D1、D2、D3气体排出通道

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本实用新型进一步详细说明。

图1为本实用新型的一个实施例的燃气轮机发电设备的结构示意图。请参见图1，燃气轮机发电设备100包括燃气轮机10、发电机20、蒸汽轮机30及余热锅炉(HeatRecoverySteamGenerator,HRSG)40，发电机20与燃气轮机10及蒸汽轮机30连接，燃气轮机10和蒸汽轮机30可为发电机20提供发电动力。燃气轮机10通过气体管道101与余热锅炉40连接，燃气轮机10的排放气体可流入余热锅炉40内，以加热余热锅炉40内的水，并生成水蒸汽。

余热锅炉40还与蒸汽轮机30连接，为蒸汽轮机30提供水蒸汽，以驱动蒸汽轮机30的运行。余热锅炉40内设有复数水管42，燃气轮机10的排放气体作用于水管42的外壁上，从而对水管42内的水进行加热，并产生水蒸汽。余热锅炉40上还设有排气筒43(或称烟囱)，从燃气轮机10流出并流经余热锅炉40的排放气体可由排气筒43排出。需要说明的是，燃气轮机10的气体排出口处还设有一感测器102，感测器102可实时对燃气轮机10排出的气体进行监测。

图2为本实用新型的一个实施例的气体处理装置的侧视剖面示意图。图3为图2所示的气体处理装置的俯视示意图。请参见图2和图3，燃气轮机发电设备100还包括气体处理装置50，气体处理装置50设置于余热锅炉40的排气筒43上，用于对从排气筒43中流出的排放气体进行稀释处理。

气体处理装置50包括导气支撑件52、至少一风扇53及至少一水雾喷洒器54，导气支撑件52为两端开口、中空的壳体，且与排气筒43连通。风扇53配置于导气支撑件52内部。水雾喷洒器54用于向导气支撑件52内喷洒水雾。

具体地，气体处理装置50还包括风扇安装架55、至少一盖板56、至少一导板57及至少一驱动件58。在本实施例中，风扇53、盖板56、导板57的数量为两个，驱动件58的数量为四个，但不以此为限，在其他实施例中，风扇53、盖板56、导板57及驱动件58的数量可为一个或两个以上，可依照实际需求任意设定。以下将对气体处理装置50中所有元件的位置关系及作用作详细说明。

导气支撑件52的横截面为正方形，但本实用新型不限定导气支撑件52的形状，在其他实施例中，导气支撑件52的横截面也可为长方形、多边形或圆形。导气支撑件52具有第一端522和与第一端522相对的第二端523，第一端522安装于余热锅炉40的排气筒43上。导气支撑件52的两个相对的侧壁上各开设有一安装槽524，安装槽524开设于导气支撑件52的第二端523。在其他实施例中，安装槽524的数量可为至少一个，且安装槽524的数量与盖板56的数量相对应。

风扇53装配于风扇安装架55上，并位于导气支撑件52和排气筒43连通的通道内。风扇53可使得由排气筒43排出的排放气体与水雾充分混合，从而对排放气体进行稀释。

图4为图2所示的气体处理装置的水雾喷洒器的结构示意图。请一并参见图4，水雾喷洒器54为中空且侧壁上开设复数通孔的管体。水雾喷洒器54数量为复数个，复数个水雾喷洒器54排布于导气支撑件52的侧壁上。在本实施例中，水雾喷洒器54分为两组设置，每组中包含三个水雾喷洒器54，三个水雾喷洒器54相互平行且间隔设置，每一水雾喷洒器54的两端分别固定于一支撑架542上。支撑架542与导气支撑件52固定，并位于安装槽524内，且两组水雾喷洒器54相对设置。水雾喷洒器54喷洒的水雾可为水蒸汽，水蒸汽可源自余热锅炉40，而不需要另外设置水蒸汽提供装置，有利于降低成本。

在其他实施例中，水雾喷洒器54喷洒的水雾也可由自来水雾化而成；也可设置一组或两组以上水雾喷洒器54，本实用新型不限定每组水雾喷洒器54所包含的水雾喷洒器54的数量，例如，气体处理装置50也可仅包括一个水雾喷洒器54。支撑架542也可省略，而将水雾喷洒器54直接固定于导气支撑件52的安装槽524内。

风扇安装架55包括长方形框和四个固定杆，长方形框位于风扇安装架55的中间部位，四个固定杆从长方形框的四个角延伸出来，且固定于导气支撑件52的内侧壁上，风扇安装架55的结构不以本实施例为限。

盖板56可转动地连接于导气支撑件52的第二端523，且可盖合于安装槽524上或相对于安装槽524打开。当盖板56盖合于安装槽524时，盖板56位于水雾喷洒器54的一侧，且盖板56朝向导气支撑件52的内部。

导板57与导气支撑件52的侧壁连接，且与导气支撑件52的侧壁间形成一夹角。具体地，导板57的一端铰接于安装槽524的底部，另一端与固定杆572连接，固定杆572连接于导板57和导气支撑件52的第二端523之间，从而导板57与导气支撑件52形成所述夹角，从安装槽524流出的排放气体可在导板57的导向作用下流出。在本实施例中，固定杆572的数量为四个，但不以此为限。

驱动件58的一端固定于导板57上，另一端与盖板56连接，用于驱动盖板56相对于安装槽524打开或闭合。在本实施例中，驱动件58为液压杆，但不以此为限。驱动件58的数量为四个，其中每两个驱动件58安装于一盖板56的两个相对端。

图5为图2所示的气体处理装置的处于一个工作状态时的示意图。请参见图5和图1，当燃气轮机10在负载较大的情况下工作时二氧化氮在排放烟气中的比例极低，感测器102对燃气轮机10的排放气体进行监测，若排放气体符合法规，其从燃气轮机10的出口排出进入余热锅炉40，并从排气筒43流出。此时，不需要启动气体处理装置50，即风扇53不工作，水雾喷洒器54无需喷洒水蒸汽，盖板56盖合于导气支撑件52的安装槽524上。从排气筒43流出的排放气体自导气支撑件52的第一端522的开口处流向第二端523的开口处并排出。

图6为图2所示的气体处理装置的处于另一个工作状态时的示意图。请参见图6和图1，当燃气轮机10在负载较小的情况下工作时，例如，燃气轮机10的负载小于50％时，燃气轮机10的排放气体中二氧化氮比例可能将会升高，感测器102对燃气轮机10的排放气体进行监测，排放气体符合法规且二氧化氮的含量超过一定比例时(如二氧化氮占氮氧化物量比例超过5％时)，排放气体从燃气轮机10的出口排出进入余热锅炉40，并从排气筒43流出。此时，可对排放气体进行稀释处理，降低二氧化氮体积密度，使排放气体的颜色保持正常，启动气体处理装置50，控制驱动杆58驱动盖板56转动，使得盖板56相对于安装槽524打开，启动风扇53，且控制水雾喷洒器54喷洒水蒸汽。风扇53可将从排气筒43流入导气支撑件52的排放气体和水雾喷洒器54喷出的水蒸汽充分混合，对排放气体进行有效稀释，并使稀释后的排放气体快速排出。稀释后的排放气体的排出通道有复数个，其中两个通道为图6中所示的排出通道D1、D2，稀释后的排放气体流经导气支撑件52的两个安装槽524，并在导板57的导向作用下，从导气支撑件52的两侧排出；另一通道为图6中所述的排出通道D3，稀释后的排放气体还可从导气支撑件52的靠近第二端523的开口排出，在本实施例中，当盖板56相对于安装槽524打开时，盖板56会遮挡部分导气支撑件52靠近第二端523的开口，但仍有部分开口未被遮挡，稀释后的排放气体可从所述未被遮挡的开口排出，实际应用时，可通过对盖板56大小的调整而调节所述未被遮挡的开口的大小。复数排出通道有助于对排放气体作进一步稀释，从而可以降低排放气体中二氧化氮的浓度，使排放气体保持正常颜色。

当不需要启用气体处理装置50时，控制驱动杆58驱动盖板56转动，盖板56盖合于安装槽524，即盖板56复位。

图7为本实用新型的另一个实施例的气体处理装置的侧视剖面示意图。请参见图7，本实施例的气体处理装置50与图2所示的气体处理装置50相似，不同之处在于，本实施例的气体处理装置50省略了导气支撑件52，将导气支撑件52的功能整合于排气筒43上。本实施例的气体处理装置50包括至少一风扇53和至少一水雾喷洒器54，风扇53配置于排气筒43内部，水雾喷洒器54用于向所述排气筒43内喷洒水雾。

具体地，本实施例的气体处理装置50还包括风扇安装架55、至少一盖板56、至少一导板57及至少一驱动件58，排气筒43集成有图2中导气支撑件52的结构，风扇安装架55固定于排气筒43的内部，风扇53安装于风扇安装架55上。盖板56可转动地连接于排气筒43的一端。水雾喷洒器54位于排气筒43内部或位于排气筒43的侧壁上。导板57的一端与排气筒43连接，另一端与固定杆572连接，固定杆572连接于导板57和排气筒43的侧壁之间。驱动件58的两端分别与盖板56和导板57连接。本实施例的气体处理装置50的工作原理与图2的气体处理装置50的工作原理相同，在此不再赘述。

请再次参见图1，本实用新型提出的燃气轮机发电设备100包括上述任意一实施例的气体处理装置50。气体处理装置50可对燃气轮机发电设备100的燃气轮机10排出的排放气体进行稀释处理，以降低排放气体中二氧化氮的浓度。除用于燃气轮机发电设备100外，气体处理装置50还可用于燃气发动机、以柴油或重油作为燃料的轮船发动机等。

本实用新型的气体处理装置及燃气轮机发电设备至少具有以下的优点：

1.在本实用新型的气体处理装置及燃气轮机发电设备中，气体处理装置包括风扇和水雾喷洒器，水雾喷洒器可向排放气体中喷洒水雾，风扇的旋转作用可将排放气体和水雾充分混合，从而可对排放气体进行稀释，有效降低排放气体中二氧化氮的浓度。此外，本实用新型的气体处理装置只有在燃气轮机的负载较低且二氧化氮的含量超过一定比例时才启用，需采用感测器对燃气轮机的排放气体进行实时监测，当排放气体中的物质含量符合法规时，才允许排放气体排出至大气中，有利于保护环境。

2.在本实用新型的气体处理装置及燃气轮机发电设备的一个实施例中，水雾喷洒器喷洒的水雾为水蒸汽，水蒸汽源自余热锅炉，而不需要另外设置水蒸汽提供装置，有利于降低成本。

3.在本实用新型的气体处理装置及燃气轮机发电设备的一个实施例中，导气支撑件的侧壁上开设有安装槽，安装槽的一侧还设有导板，稀释后的排放气体可流经安装槽并由导板导出，稀释后的排放气体还可从导气支撑件的靠近第二端的开口排出，复数气体排出通道可对排放气体作进一步稀释，以降低气体中二氧化氮的浓度。

4.在本实用新型的气体处理装置及燃气轮机发电设备的一个实施例中，气体处理装置结构简单，可直接安装在原有的排气筒上，而不需要对燃气轮机发电设备的原有结构进行改造。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种气体处理装置(50)，设置于一排气筒(43)上，其特征在于，所述气体处理装置(50)包括：

一导气支撑件(52)，所述导气支撑件(52)为两端开口、中空的壳体，且与所述排气筒(43)连通；

至少一风扇(53)，配置于所述导气支撑件(52)内部；以及

至少一水雾喷洒器(54)，用于向所述导气支撑件(52)内喷洒水雾。

2.如权利要求1所述的气体处理装置(50)，其特征在于，所述气体处理装置(50)还包括：

一风扇安装架(55)，所述风扇安装架(55)固定于所述导气支撑件(52)的内部，所述风扇(53)安装于所述风扇安装架(55)上。

3.如权利要求1所述的气体处理装置(50)，其特征在于，所述水雾喷洒器(54)数量为复数个，复数个水雾喷洒器(54)排布于所述导气支撑件(52)的侧壁上。

4.如权利要求3所述的气体处理装置(50)，其特征在于，所述气体处理装置(50)还包括至少一盖板(56)，所述导气支撑件(52)的侧壁上开设有至少一安装槽(524)，所述盖板(56)与所述导气支撑件(52)可转动连接，且可盖合于所述盖板(56)上或相对于所述安装槽(524)打开；所述水雾喷洒器(54)位于所述安装槽(524)内。

5.如权利要求4所述的气体处理装置(50)，其特征在于，所述气体处理装置(50)还包括：

至少一导板(57)，与所述导气支撑件(52)的侧壁连接，且与所述导气支撑件(52)的侧壁间形成一夹角；以及

至少一驱动件(58)，所述驱动件(58)的一端固定于所述导板(57)上，另一端与所述盖板(56)连接，并可推动所述盖板(56)相对于所述安装槽(524)打开或闭合。

6.一种气体处理装置(50)，安装于一排气筒(43)中，其特征在于，所述气体处理装置(50)包括：

至少一风扇(53)，配置于所述排气筒(43)内部；以及

至少一水雾喷洒器(54)，用于向所述排气筒(43)内喷洒水雾。

7.如权利要求6所述的气体处理装置(50)，其特征在于，所述气体处理装置(50)还包括：

一风扇安装架(55)，所述风扇安装架(55)固定于所述排气筒(43)的内部，所述风扇(53)安装于所述风扇安装架(55)上。

8.如权利要求6所述的气体处理装置(50)，其特征在于，所述水雾喷洒器(54)位于所述排气筒(43)内部或位于所述排气筒(43)的侧壁上。

9.一种燃气轮机发电设备(100)，其特征在于，所述燃气轮机发电设备(100)包括上述权利要求1至8任意一项所述的气体处理装置(50)。

10.如权利要求9所述的燃气轮机发电设备(100)，其特征在于，所述燃气轮机发电设备(100)还包括：

一燃气轮机(10)；

一感测器(102)，用于对所述燃气轮机(10)的排放气体进行实时监测，所述气体处理装置(50)用于对所述排放气体进行稀释处理。