CN214403770U - 燃气轮机 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种燃气轮机，其包括：过滤器，具有入口和出口；用于对气体进行过滤；压气机，用于对气体进行压缩；压气机与出口相连通；燃烧器，在气体的流动方向上位于压气机的下游；燃烧器与压气机相连通，以使气体能在燃烧器内燃烧；抽气管路，其具有抽气口和排气口；抽气口与压气机相连通；排气口在气体的流动方向上位于入口的上游；抽气管路用于通过抽气口抽取压缩后的气体；以使气体能通过排气口输入过滤器内；节流部，其设置于抽气管路上；用于限制压气机流入过滤器内的气体的流量。本申请实施方式提供了一种燃气轮机，其结构简单、且能解决滤芯受潮寿命降低、结霜结冰影响安全运行的问题。

Description

燃气轮机

技术领域

本申请涉及一种燃气轮机。

背景技术

燃气轮机(Gas Turbine)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。对燃气轮机而言，当进口空气滤芯被雨季潮气污染、雾霾污染、或结霜、甚至结冰等，造成堵塞，轻则造成进气压力损失显著增大，使压气机的进口压力降低，在保持燃气机循环最高压力不变时，压气机的比功必须增加，这时透平的出力将更多的消耗于带动压气机，导致燃气轮机的功率和效率降低；重则造成燃气轮机误停机或滤芯吸破，进入机组内部，使高速旋转的燃气轮机叶片打碎的恶性事故。

现有技术中，一般采用压气机排气再循环方式。具体地，从压气机排气缸抽出部分高温、高压的空气，通过手动控制阀、燃气轮机MACK V1控制的气动控制阀，适时引入燃气进气系统入口。提高燃气轮机进气初温度，防止进气系统过滤器后结冰。该系统在进气道入口安装温度、湿度控制器，测量进口空气露点，在环境温度低于4.44度，且压气机进口温度减动露点温度小于5.55度时，进气加热系统自动启用。为优化稳定防冰控制，采用露点温度基础上的闭环比例积分控制，以便维持温度高于露点温度5.55度。但这种方式只针对消音器除冰，虽实现了机组的运行安全，但无法对前级过滤实现保护，对机组的稳定运行和滤器耗材起不到作用，经济性较差。另一方面存在系统复杂，改造难度大，投入大，设计沟通存在难度。且投用不灵活，如夏季雨天及春秋雾天，对滤器除湿的要求不能兼顾。

因此，有必要提出一种燃气轮机，以能解决上述问题。

实用新型内容

有鉴于此，本申请实施方式提供了一种燃气轮机，其结构简单、且能解决滤芯受潮寿命降低、结霜结冰影响安全运行的问题。

为实现上述目的，本申请提供了如下的技术方案：一种燃气轮机，包括：过滤器，具有入口和出口；用于对气体进行过滤；压气机，用于对所述气体进行压缩；所述压气机与所述出口相连通；燃烧器，在所述气体的流动方向上位于所述压气机的下游；所述燃烧器与所述压气机相连通，以使所述气体能在所述燃烧器内燃烧；抽气管路，其具有抽气口和排气口；所述抽气口与所述压气机相连通；所述排气口在所述气体的流动方向上位于所述入口的上游；所述抽气管路用于通过所述抽气口抽取压缩后的所述气体；以使所述气体能通过所述排气口输入所述过滤器内；节流部，其设置于所述抽气管路上；用于限制所述压气机流入所述过滤器内的所述气体的流量。

作为一种优选的实施方式，所述节流部为沿径向设置于所述抽气管路内的节流板，所述节流板具有节流孔，所述节流孔的孔径小于所述抽气口的孔径。

作为一种优选的实施方式，所述节流孔的孔径为40mm，以使通过所述节流孔的所述气体的流量不大于所述压气机内所述气体流量的3％。

作为一种优选的实施方式，所述抽气管路包括依次连接的取气管、膨胀管和缓冲管；所述取气管远离所述膨胀管的一端与所述压气机相连通。

作为一种优选的实施方式，所述抽气管路还包括至少一个支管，至少一个所述支管与所述缓冲管相连通；所述过滤器为多个；两个所述过滤器与一个所述支管相对应；以使一个所述支管内的所述气体能流入对应的所述过滤器内。

作为一种优选的实施方式，所述支管上还设置有多个喷嘴，多个所述喷嘴沿所述支管的延伸方向排布；所述喷嘴朝向对应的所述过滤器敞开。

作为一种优选的实施方式，所述过滤器的所述入口向下敞开，所述喷嘴向上敞开。

作为一种优选的实施方式，还包括：定向风道，所述支管和所述喷嘴收容于所述定向风道内，所述定向风道用于对所述支管和所述喷嘴内的所述气体进行保温。

作为一种优选的实施方式，所述抽气管路外套设有保温层。

作为一种优选的实施方式，所述压气机具有喘振段，所述抽气口与所述喘振段相连接。

借由以上的技术方案，本申请实施方式所述的燃气轮机设置抽气管路和节流部使得能通过抽气管路的抽气口抽取压气机内的气体；以使该气体能通过排气口输入过滤器内，如此通过该压缩后的高温气体对过滤器的入口进气温度进行提升以及对过滤器的入口进气气流产生扰动影响，使过滤器的入口进气侧相对湿度降低，远离露点温度3度以上。即可在雨天、雾天投用，解决过滤器受潮情况，也可在霜天、雪天、极寒天气投用，解决过滤器结霜、结冰情况。进一步地，本申请通过节流部限制压气机流入过滤器内的气体的流量；从而使得抽气管路只能抽取压气机内极少量的高温压缩空气，对燃气轮机本身效率影响极小，参照燃气轮机设计进气温度每升高10℃，压气机转速会上升约1％，燃料消耗会上升约0.6％；达到除湿、防冰效果仅对燃气轮机本身效率影响0.3％以内。如此本申请结构简单、高效，无需复杂控制系统，整个流程操控简单，不受机组开停影响，单一的手动操作即可达到功能。因此，本申请实施方式提供了一种燃气轮机，其结构简单、且能解决滤芯受潮寿命降低、结霜结冰影响安全运行的问题。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本申请公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本申请的理解，并不是具体限定本申请各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本申请的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本申请。在附图中：

图1为本申请实施方式所述的旋流燃烧系统的排列示意图。

附图标记说明：

11、过滤器；12、入口；13、出口；14、压气机；15、抽气口；17、排气口；19、节流部；21、取气管；29、膨胀管；31、三通连接器；33、缓冲管；35、支管；37、喷嘴；39、定向风道；41、截止阀；43、压力表；45、温度计。

具体实施方式

下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。

请参阅图1，本实施方式所提供的一种燃气轮机，包括：过滤器11，具有入口12和出口13；用于对气体进行过滤；压气机14，用于对所述气体进行压缩；所述压气机14与所述出口13相连通；燃烧器，在所述气体的流动方向上位于所述压气机14的下游；所述燃烧器与所述压气机14相连通，以使所述气体能在所述燃烧器内燃烧；抽气管路，其具有抽气口15和排气口17；所述抽气口15与所述压气机14相连通；所述排气口17在所述气体的流动方向上位于所述入口12的上游；所述抽气管路用于通过所述抽气口15抽取压缩后的所述气体；以使所述气体能通过所述排气口17输入所述过滤器11内；节流部19，其设置于所述抽气管路上；用于限制所述压气机14流入所述过滤器11内的所述气体的流量。

由以上方案可以看出，本申请实施方式所述的燃气轮机设置抽气管路和节流部19使得能通过抽气管路的抽气口15抽取压气机14内的气体；以使该气体能通过排气口17输入过滤器11内，如此通过该压缩后的高温气体对过滤器11的入口12进气温度进行提升以及对过滤器11的入口12进气气流产生扰动影响，使过滤器11的入口12进气侧相对湿度降低，远离露点温度3度以上。即可在雨天、雾天投用，解决过滤器11受潮情况，也可在霜天、雪天、极寒天气投用，解决过滤器11结霜、结冰情况。进一步地，本申请通过节流部19限制压气机14流入过滤器11内的气体的流量；从而使得抽气管路只能抽取压气机14内极少量的高温压缩空气，对燃气轮机本身效率影响极小，参照燃气轮机设计进气温度每升高10℃，压气机14转速会上升约1％，燃料消耗会上升约0.6％；达到除湿、防冰效果仅对燃气轮机本身效率影响0.3％以内。如此本申请结构简单、高效，无需复杂控制系统，整个流程操控简单，不受机组开停影响，单一的手动操作即可达到功能。

在本实施方式中，过滤器11具有入口12和出口13。例如如图1所示，该入口12位于过滤器11的右侧。该出口13位于过滤器11的左侧。进一步地，该过滤器11用于对气体进行过滤，以提高压气机14的进口空气质量和纯净度。由于空气中或多或少包含各种无机物和有机物颗粒杂质，若该空气不经过过滤直接进入燃气轮机内，则会在燃气轮机通流部分中将产生侵蚀、积垢和腐蚀。

在本实施方式中，压气机14用于对气体进行压缩，进而对气体进行加压生成压缩气体。具体地，压气机14在气体的流动方向上位于过滤器11下游。也即过滤器11在压缩气体的流动方向上位于压气机14的上游。例如如图1所示，气体从上向下流动。该过滤器11位于压气机14的上方。进一步地，压气机14机具有相背对的输入口12和输出口13。该输入口12与过滤器11的出口13相连通。从而经过滤器11过滤后的气体能通过输入口12输入压气机14内。

在本实施方式中，燃烧器在气体的流动方向上位于压气机14的下游。燃烧器与压气机14相连通，以使气体能在所述燃烧器内燃烧。具体地，燃烧器与压气机14的输出口13相连通，从而压气机14内的压缩气体能输入燃烧器内，并能在燃烧器内燃烧。且压气机14内的压缩气体为高温气体。

在本实施方式中，抽气管路具有抽气口15和排气口17。例如如图1所示，该抽气口15位于抽气管路的左端。该抽气口15位于抽气管路的右端。进一步地，压气机14具有喘振段。该抽气口15与喘振段相连通。进一步地，该排气口17在压缩气体的流动方向上位于入口12的上游。抽气管路用于通过抽气口15抽取压缩后的气体；以使该气体能通过排气口17输入过滤器11内。如此通过该压缩后的高温气体对过滤器11的入口12进气温度进行提升以及对过滤器11的入口12进气气流产生扰动影响，使过滤器11的入口12进气侧相对湿度降低，远离露点温度3度以上。即可在雨天、雾天投用，解决过滤器11受潮情况，也可在霜天、雪天、极寒天气投用，解决过滤器11结霜、结冰情况。

具体地，抽气管路包括依次连接的取气管21、膨胀管29和缓冲管33。例如如图1所示，取气管21、膨胀管29和缓冲管33自左向右依次连接。进一步地，如图1所示，取气管21整体上为管状。膨胀管29为两个。两个膨胀管29通过导管相连。膨胀管29与缓冲管33之间也通过导管相连。进一步地，取气管21远离膨胀管29的一端与压气机14相连通。例如如图1所示，取气管21的下端与压气机14相连通。具体地，取气管21的下端与压气机14的喘振段相连通。更具体地，取气管21的下端通过三通连接器31与压气机14的喘振段相连通。进一步地，该三通连接器31用于从燃气轮机喘振段取气。该膨胀管29能发生径向膨胀，以满足管道高温输送的膨胀要求。该缓冲管33用于缓降抽气压力，对气流在支管35中的均匀分布、及降低气流噪音起重要作用。

进一步地，抽气管路还包括至少一个支管35。该至少一个可以是1个或者多个。该多个可以是2个、3个、4个等，对此本申请不作规定。进一步地，至少一个支管35与缓冲管33相连通。从而缓冲管33内的高温压缩气体能流入支管35内。进一步地，过滤器11为多个。两个过滤器11与一个支管35相对应；以使一个支管35内的压缩气体能流入对应的过滤器11内。该相对应可以是过滤器11的数量是支管35的数量的两倍。从而通过两个过滤器11与一个支管35相对应，使得一个支管35能向两个过滤器11内输送高温压缩气体，如此提高了气流在各个过滤器11内的均匀分布程度，保证了每个过滤器11内均有高温流体输入。

进一步地，支管35上还设置有多个喷嘴37。该多个可以是2个、3个、4个等，对此本申请不作规定。例如如图1所示，该支管35上设置有7个喷嘴37。进一步地，喷嘴37沿支管35的延伸方向排布。例如如图1所示，支管35沿左右方向延伸。7个喷嘴37沿左右方向均匀排布。进一步地，喷嘴37朝向对应的过滤器11敞开。如此通过喷嘴37能使支管35内的高温压缩空气输入对应的过滤器11内。进一步地，过滤器11的入口12向下敞开，喷嘴37向上敞开。如此使得通过入口12进入过滤器11内的气流的流动方向为从下至上。进而使得进入过滤器11内的气流中的较大颗粒灰尘能在重力的作用下下落，进而无法进入过滤器11内。

进一步地，本申请实施方式的燃气轮机还包括：定向风道39。例如如图1所示，该定向风道39沿左右方向延伸。进一步地，支管35和喷嘴37收容于定向风道39内。例如如图1所示，定向风道39套设于支管35和喷嘴37外。该定向风道39用于对支管35和喷嘴37内的压缩气体进行保温。如此通过定向风道39能减少了侧风对喷嘴37的影响，充分利用热能；避免喷嘴37喷出的气体在输入过滤器11的过程中温度下降，进而降低提高过滤器11的入口12进气温度的效果。

进一步地，抽气管路外套设有保温层。具体地，该保温层例如可以是泡沫。当然该保温层不限于为泡沫，还可以是其他的材料，对此本申请不作规定。如此通过保温层保证抽气管路不受外界环境的影响，减少热量损失。

在本实施方式中，节流部19设置于抽气管路上。该节流部19用于限制压气机14流入过滤器11内的气体的流量。具体地，节流部19为沿径向设置于抽气管路内的节流板。例如如图1所示，该节流部19设置连接两个膨胀管29的导管内。进一步地，节流板具有节流孔。节流孔的孔径小于抽气口15的孔径。如此通过抽气口15进入缓冲管33后，在通过节流部19时，能被节流孔进行节流，从而减少流入过滤器11内的气体的流量。进一步地，节流孔的孔径为40mm，以使通过节流孔的压缩气体的流量不大于压气机14内压缩空气流量的3％。具体地，参照燃气轮机设计进气温度每升高10℃，压气机14转速会上升约1％，燃料消耗会上升约0.6％；达到除湿、防冰效果仅对燃气轮机本身效率影响0.3％以内。所以通过节流孔使得抽气管路对燃气轮机本身效率影响极小，如此本申请结构简单、高效，无需复杂控制系统，整个流程操控简单，不受机组开停影响，单一的手动操作即可达到功能。

进一步地，本申请实施方式所述的燃气轮机还包括：设置于抽气管路上的截止阀41。例如如图1所示，该截止阀41位于节流部19的左侧。该截止阀41用于抽气量的控制调节。

进一步地，本申请实施方式所述的燃气轮机还包括：设置于抽气管路上的压力表43和温度计45。该压力表43用于监控抽气工作压力。该温度计45用于监控抽气工作温度。

进一步地，膨胀管29与截止阀41之间设置有穿壁法兰。该穿壁法兰用于使抽气管路密闭穿过燃气轮机箱体。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的申请主题的一部分。

Claims (10)

1.一种燃气轮机，其特征在于，包括：

过滤器，具有入口和出口；用于对气体进行过滤；

压气机，用于对所述气体进行压缩；所述压气机与所述出口相连通；

燃烧器，在所述气体的流动方向上位于所述压气机的下游；所述燃烧器与所述压气机相连通，以使所述气体能在所述燃烧器内燃烧；

抽气管路，其具有抽气口和排气口；所述抽气口与所述压气机相连通；所述排气口在所述气体的流动方向上位于所述入口的上游；所述抽气管路用于通过所述抽气口抽取压缩后的所述气体；以使所述气体能通过所述排气口输入所述过滤器内；

节流部，其设置于所述抽气管路上；用于限制所述压气机流入所述过滤器内的所述气体的流量。

2.根据权利要求1所述的燃气轮机，其特征在于，所述节流部为沿径向设置于所述抽气管路内的节流板，所述节流板具有节流孔，所述节流孔的孔径小于所述抽气口的孔径。

3.根据权利要求2所述的燃气轮机，其特征在于，所述节流孔的孔径为40mm，以使通过所述节流孔的所述气体的流量不大于所述压气机内所述气体流量的3％。

4.根据权利要求1所述的燃气轮机，其特征在于，所述抽气管路包括依次连接的取气管、膨胀管和缓冲管；所述取气管远离所述膨胀管的一端与所述压气机相连通。

5.根据权利要求4所述的燃气轮机，其特征在于，所述抽气管路还包括至少一个支管，至少一个所述支管与所述缓冲管相连通；所述过滤器为多个；两个所述过滤器与一个所述支管相对应；以使一个所述支管内的所述气体能流入对应的所述过滤器内。

6.根据权利要求5所述的燃气轮机，其特征在于，所述支管上还设置有多个喷嘴，多个所述喷嘴沿所述支管的延伸方向排布；所述喷嘴朝向对应的所述过滤器敞开。

7.根据权利要求6所述的燃气轮机，其特征在于，所述过滤器的所述入口向下敞开，所述喷嘴向上敞开。

8.根据权利要求6所述的燃气轮机，其特征在于，还包括：定向风道，所述支管和所述喷嘴收容于所述定向风道内，所述定向风道用于对所述支管和所述喷嘴内的所述气体进行保温。

9.根据权利要求1所述的燃气轮机，其特征在于，所述抽气管路外套设有保温层。

10.根据权利要求1所述的燃气轮机，其特征在于，所述压气机具有喘振段，所述抽气口与所述喘振段相连接。

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