本发明专利技术提供一种燃气轮机的废气循环利用系统及其作业方法，由于在压气机的吸气口和涡轮机的排气口之间设有反馈管道，反馈管道上设有流量调节阀，这样可以通过反馈管道将涡轮机排气口排出的热气体回收到压气机中并与压气机从环境吸入的空气混合在一起再利用，从而提高了压气机的气体温度，减少了燃烧室所需的燃料，从而提高了部分负荷下燃气轮机的整机效率；而且，控制装置可以根据第一温度传感器、第一压力传感器、第二温度传感器和第二压力传感器的检测信号来控制流量调节阀的大小，从而能够根据燃气轮机的实际工况及环境空气的状态对燃气轮机压气机的进气温度智能化地调节，从而提高整机效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种燃气轮机的废气循环利用系统及其作业方法。
技术介绍
燃气轮机可以在峰值负荷下运行，也可以在基本负荷下运行。燃气轮机具有吸入流体并且压缩流体的压气机、燃烧燃料以及加热流体的燃烧室以及利用经加热的流体膨胀做功的涡轮机(涡轮机也可以称为透平)。同一环境条件下，当燃气轮机在非峰值负荷下运行时，燃气轮机的效率较低，且燃气轮机效率随着负荷的降低而降低。另一方面，燃气轮机电厂运行性能不可避免地会受到环境温度的影响而发生变化，秋冬季节随环境温度的降低，空气的密度增大，而比容降低，压气机吸入的空气量随之增大，这使得燃气轮机的发电功率随环境温度的降低而升高。因此，随着环境温度的降低，燃气轮机的基本负荷升高，反之随着环境温度的升高，燃气轮机的基本负荷降低。秋冬季是用电低谷，电网的用电需求低，往往燃气轮机电厂迫不得已在部分负荷的工况(即部分负荷工况)下运行。此时，环境温度较低，如果加热进入压气机的空气，就会降低燃气轮机的理论基本负荷，相应地燃气轮机的负荷率就会上升，保持透平排气温度不变，那么同样的负荷要求下，所需的燃料输入热量减少，燃料消耗量降低，整机效率升高，实现在燃气轮机出力不变满足电网供电需求的基础上，提高燃气轮机整机效率的特殊运行模式。提高加热燃气轮机进口空气温度最常见的方法是间接加热，一般采用压气机出口抽取的热空气，或电厂其他热源如蒸汽或者热水/乙二醇混合物的加热线圈加热空气过滤器上游的环境空气，或采用燃气轮机入口空气过滤器上或邻近部件设置电阻加热元件。另一种是采用压气机出口抽取热空气的方式，空气经压气机压缩到高温高压，再循环到压气机入口。电阻加热元件采用高位能源进行电加热，相当于燃气轮机发电后部分用来加热进气，这实际上相当于降低了燃气轮机的发电效率。以上两种，都相当于从燃气轮机的产出中拿出部分能源进行进气加热，并不能真正意义上提高燃气轮机部分负荷下的性能。而电厂其他热源如蒸汽或者热水/乙二醇混合物加热的方式，适用于拥有辅助热源的大型电厂，对于配置较简单的单燃机电厂或者电站，不一定具备这些辅助热源。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种燃气轮机的废气循环利用系统及其作业方法，能够提高部分负荷工况下的燃气轮机负荷率，从而提高燃气轮机的整机效率。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种燃气轮机的废气循环利用系统，包括压气机、燃烧室和涡轮机；所述压气机的吸气口与环境空气连通，压气机的压气口与燃烧室的入口连接，燃烧室的出口与涡轮机的进气口连接，涡轮机上还设有排气口；所述涡轮机的排气口与压气机的吸气口之间连接有反馈管道，反馈管道上设有流量调节阀；所述流量调节阀与控制装置连接；还包括与涡轮机的排气口连接的第一温度传感器和第一压力传感器，以及用于检测环境空气温度的第二温度传感器、用于检测环境空气压力的第二压力传感器；所述第一温度传感器、第一压力传感器、第二温度传感器和第二压力传感器均与控制装置连接。优选地，所述涡轮机的尾部设有扩散段，所述排气口设于扩散段。优选地，如权利要求1所述的燃气轮机的废气循环利用系统，其特征是：所述压气机的吸气口连接有一混合器，反馈管道连接在混合器上，混合器上还连接有与环境空气连通的吸气管道。优选地，所述第二温度传感器和第二压力传感器连接在吸气管道上，所述吸气管道上还连接有湿度传感器，湿度传感器与控制装置连接。优选地，所述混合器与压气机之间设有过滤器。优选地，所述压气机的压气口与燃烧室的入口之间设有第三温度传感器和第三压力传感器，所述第三温度传感器和第三压力传感器均与控制装置连接。进一步地，还包括由涡轮机驱动的发电机，发电机上设有用于检测发电机功率的功率传感器，发电机与压气机之间的中间轴上设有用于检测发电机转速的转速传感器，所述功率传感器和转速传感器均与控制装置连接。进一步地，所述压气机的吸气口处设有调节吸气口开度的气流导叶，压气机的吸气口处还设有用于检测吸气口气流导叶的开度的传感器。进一步地，所述控制装置包括输入输出接口模块、存储器和处理器，所述第一温度传感器、第一压力传感器、第二温度传感器和第二压力传感器通过输入输出接口模块与控制装置连接。与本专利技术的一种燃气轮机的废气循环利用系统相应地，本专利技术的一种燃气轮机的废气循环利用系统的作业方法采用如下技术方案：一种燃气轮机的废气循环利用系统的作业方法，利用上述技术方案及任一优选的技术方案所述的燃气轮机的废气循环利用系统进行作业，包括如下作业步骤：1)控制装置接收第一温度传感器、第一压力传感器、第二温度传感器和第二压力传感器传送来的检测信号；2)控制装置根据接收到的检测信号判断燃气轮机是否处于部分负荷工况；3)步骤2)中若判断为是，则控制装置再根据接收到的检测信号调节流量调节阀的开口大小；4)步骤2)中若判断为否，则控制装置控制流量调节阀关闭。如上所述，本专利技术的一种燃气轮机的废气循环利用系统及其作业方法，具有以下有益效果：由于在压气机的吸气口和涡轮机的排气口之间设有反馈管道，反馈管道上设有流量调节阀，这样可以通过反馈管道将涡轮机排气口排出的热气体回收到压气机中并与压气机从环境吸入的空气混合在一起再利用，从而提高了压气机的气体温度，减少了压气机做功和燃烧室所需的燃料，从而提高了燃气轮机的整机效率；而且，控制装置可以根据第一温度传感器、第一压力传感器、第二温度传感器和第二压力传感器的检测信号来控制流量调节阀的大小，从而能够根据燃气轮机的实际工况及环境空气的状态对燃气轮机的效率智能化地调节。附图说明图1显示为本专利技术实施例的一种燃气轮机的废气循环利用系统的结构示意图。图2显示为控制装置的示意图。图3显示为本专利技术实施例的一种燃气轮机的废气循环利用系统的作业流程示意图。零件标号说明1 压气机 14 反馈管道2 吸气口 15 流量调节阀3 压气口 16 第一温度传感器4 燃烧室 17 第一压力传感器5 入口 18 第二温度传感器6 出口 19 第二压力传感器7 涡轮机 20 第三温度传感器8 扩散段 21 第三压力传感器9 进气口 22 湿度传感器10 排气口 23 功率传感器11 混合器 24 转速传感器12 发电机 25 气流导叶13 吸气管道 26 控制装置具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。图1显示为本专利技术实施例的一种燃气轮机的废气循环利用系统的结构示意图，请参见图1，本专利技术提供一种燃气轮机的废气循环利用系统，包括压气机1、燃烧室4和涡轮机7；所述压气机1的吸气口2与环境空气连通，压气机1的压气口3与燃烧室4的入口5连接，燃烧室4的出口6与涡轮机7的进气口9连接，涡轮机7上还设有排气口10；所述涡轮机7的排气口10与压气机本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种燃气轮机的废气循环利用系统，包括压气机(1)、燃烧室(4)和涡轮机(7)；所述压气机(1)的吸气口(2)与环境空气连通，压气机(1)的压气口(3)与燃烧室(4)的入口(5)连接，燃烧室(4)的出口(6)与涡轮机(7)的进气口(9)连接，涡轮机(7)上还设有排气口(10)；其特征是：所述涡轮机(7)的排气口(10)与压气机(1)的吸气口(2)之间连接有反馈管道(14)，反馈管道(14)上设有流量调节阀(15)；所述流量调节阀(15)与控制装置(26)连接；还包括与涡轮机(7)的排气口(10)连接的第一温度传感器(16)和第一压力传感器(17)，以及用于检测环境空气温度的第二温度传感器(18)、用于检测环境空气压力的第二压力传感器(19)；所述第一温度传感器(16)、第一压力传感器(17)、第二温度传感器(18)和第二压力传感器(19)均与控制装置(26)连接。
【技术特征摘要】
1.一种燃气轮机的废气循环利用系统，包括压气机(1)、燃烧室(4)和涡轮机(7)；所述压气机(1)的吸气口(2)与环境空气连通，压气机(1)的压气口(3)与燃烧室(4)的入口(5)连接，燃烧室(4)的出口(6)与涡轮机(7)的进气口(9)连接，涡轮机(7)上还设有排气口(10)；其特征是：所述涡轮机(7)的排气口(10)与压气机(1)的吸气口(2)之间连接有反馈管道(14)，反馈管道(14)上设有流量调节阀(15)；所述流量调节阀(15)与控制装置(26)连接；还包括与涡轮机(7)的排气口(10)连接的第一温度传感器(16)和第一压力传感器(17)，以及用于检测环境空气温度的第二温度传感器(18)、用于检测环境空气压力的第二压力传感器(19)；所述第一温度传感器(16)、第一压力传感器(17)、第二温度传感器(18)和第二压力传感器(19)均与控制装置(26)连接。2.如权利要求1所述的燃气轮机的废气循环利用系统，其特征是：所述涡轮机(7)的尾部设有扩散段(8)，所述排气口(10)设于扩散段(8)。3.如权利要求1所述的燃气轮机的废气循环利用系统，其特征是：所述压气机(1)的吸气口(2)连接有一混合器(11)，反馈管道(14)连接在混合器(11)上，混合器(11)上还连接有与环境空气连通的吸气管道(13)。4.如权利要求3所述的燃气轮机的废气循环利用系统，其特征是：所述第二温度传感器(18)和第二压力传感器(19)连接在吸气管道(13)上，所述吸气管道(13)上还连接有湿度传感器(22)，湿度传感器(22)与控制装置(26)连接。5.如权利要求3所述的燃气轮机的废气循环利用系统，其特征是：所述混合器(11)与压气机(1)之间设有过滤器。6.如权利要求1所述的燃气轮机的废气循环利用系统，其特征是...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭淑宏，孙博，何磊，
申请(专利权)人：上海电气燃气轮机有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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