新型变循环燃气轮机及其压气机组和启动方法技术

一种新型变循环燃气轮机，包括燃烧室、透平和压气机，所述燃烧室包括燃烧室入口和燃烧室出口，所述透平包括透平入口和透平出口，所述透平入口与所述燃烧室出口连通，所述压气机与所述透平驱动连接并包括压气机入口和压气机出口，所述压气机入口用以接收空气。燃气轮机还包括引射式双工质压缩机，所述引射式双工质压缩机用以利用燃气的喷射引射空气以向所述燃烧室提供燃气空气混合压缩气体，所提供的燃气空气混合压缩气体在所述燃烧室内燃烧以启动所述燃气轮机。当所述燃气轮机达到预设工作点后，所述引射式双工质压缩机停止引射空气。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种燃气轮机，特别涉及一种可实现燃机黑启动的新型变循环燃气轮机及其压气机组和启动方法。
技术介绍
目前燃气轮机的压气机主要有轴流式压气机，离心式压气机，或者是轴流离心组合式压气机。配备这些类型的压缩机的燃气轮机机组，在启动运行的时候需要辅助动力启动。那么燃机在使用时就需要安装专门的辅助动力系统，这样就造成机组的庞杂。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出一种可改善现有燃机启动方式的新型变循环燃气轮机。本专利技术还提供一种可实现黑启动的燃气轮机压气机组。本专利技术也提供一种可实现黑启动的燃气轮机启动方法。一种新型变循环燃气轮机，包括燃烧室、透平和压气机，所述燃烧室包括燃烧室入口和燃烧室出口，所述透平包括透平入口和透平出口，所述透平入口与所述燃烧室出口连通，所述压气机与所述透平驱动连接并包括压气机入口和压气机出口，所述压气机入口用以接收空气，还包括引射式双工质压缩机，所述引射式双工质压缩机用以利用燃气的喷射引射空气以向所述燃烧室提供燃气空气混合压缩气体，所提供的燃气空气混合压缩气体在所述燃烧室内燃烧以启动所述燃气轮机，当所述燃气轮机达到预设工作点后，所述引射式双工质压缩机停止引射空气。在一实施例中，所述引射式双工质压缩机包括混合室及与所述混合室连通的至少一级大气吸收室和扩压室，所述大气吸收室包括用以引射空气的引射口，所述引射口处设置一燃气喷嘴，所述扩压室包括混合气体出口，所述燃烧室入口与所述混合气体出口连通。在一实施例中，所述压气机出口连通至所述混合室。在一实施例中，所述压气机出口与所述燃烧室连通。在一实施例中，所述大气吸收室是可关闭的，当所述燃气轮机达到所述预设工作点时，所述引射式双工质压缩机通过关闭所述大气吸收室以停止引射空气。在一实施例中，所述预设工作点为所述燃气轮机的自持状态。一种燃气轮机的压气机组，所述压气机组包括：引射式双工质压缩机，所述引射式双工质压缩机用以利用燃气的喷射引射空气以向所述燃气轮机的燃烧室提供燃气空气混合压缩气体，所提供的燃气空气混合压缩气体在所述燃烧室内燃烧以启动所述燃气轮机；第二压气机，所述第二压气机与所述燃气轮机的透平驱动连接，使得所述第二压气机在所述透平的驱动下压缩空气以提供所述燃气轮机运行所需要的压缩空气。在一实施例中，所述第二压气机为轴流式压气机或离心式压气机，所述第二压气机的压缩气体通入所述燃气轮机的燃烧室，或者所述第二压气机的压缩气体一部分通入所述引射式双工质压缩机，另一部分通入所述燃气轮机的燃烧室。在一实施例中，所述压气机组按如下方式工作：当所述燃气轮机达到自持状态后，所述燃气轮机运行所需要的压缩空气全部由所述第二压气机提供。一种燃气轮机的启动方法，包括：向引射式双工质压缩机喷射燃气，从而引射空气以形成燃气空气混合压缩气体；将所述混合压缩气体通入所述燃气轮机的燃烧室燃烧；所述燃烧室排出的燃烧产物驱动所述燃气轮机的透平旋转；所述透平驱动与之连接的轴流式压气机或离心式压气机以压缩空气，所述压缩空气作为所述燃气轮机运行所需要的压缩空气；当所述燃气轮机达到预设工作点后，所述引射式双工质压缩机停止引射空气，仅由所述轴流式压气机或离心式压气机提供所述燃气轮机运行所需要的全部压缩空气。综上所述，本专利技术提出一种新型变循环燃气轮机。该燃气轮机设有双压气机组，第一压气机是引射式双工质压缩机，第二压气机是轴流式或离心式空气压气机。开机时引射式双工质压缩机先工作，通入燃气并引射空气，混合压缩后进燃烧室推动燃气涡轮，再带动压气机压缩空气。当燃气轮机达到预设工作点，例如达到自持转速后，引射式双工质压缩机引射器关闭，燃机正常运行。本专利技术将燃气的机械能加以利用来引射空气，实现燃机黑启动，无需外部辅助动力系统，减少机组设备，减少维护检修。而且引射式双工质压缩机的混合室可帮助燃气和空气先混合再通入燃烧室燃烧，燃烧室内温度场分布更均匀，提高燃烧质量，降低污染物排放。附图说明图1为本专利技术燃气轮机一实施例的运行流程示意图。图2为本专利技术燃气轮机另一实施例的运行流程示意图。图3为图1中燃气轮机的引射式双工质压缩机的结构示意图。图4为本专利技术燃气轮机的引射式双工质压缩机具有两级大气吸收室的结构示意图。具体实施方式在详细描述实施例之前，应该理解的是，本专利技术不限于本申请中下文或附图中所描述的详细结构或元件排布。本专利技术可为其它方式实现的实施例。而且，应当理解，本文所使用的措辞及术语仅仅用作描述用途，不应作限定性解释。本文所使用的“包括”、“包含”、“具有”等类似措辞意为包含其后所列出之事项、其等同物及其它附加事项。特别是，当描述“一个某元件”时，本专利技术并不限定该元件的数量为一个，也可以包括多个。如图1和图2所示，本专利技术提供一种新型变循环燃气轮机，包括引射式双工质压缩机10、燃烧室12、透平14以及压气机16。其中，引射式双工质压缩机10和压气机16共同组成一压气机组。燃烧室12分别与引射式双工质压缩机10和透平14连接，压气机16同时与引射式双工质压缩机10和燃烧室12连接(如图1)，或者压气机16与燃烧室12连接(如图2)。透平14和压气机16通过转轴18驱动连接。引射式双工质压缩机10用以利用燃气的喷射引射空气以形成燃气、空气的混合压缩气体，从而启动所述燃气轮机。具体而言，如图3，引射式双工质压缩机10包括混合室20及与混合室20连通的大气吸收室22和扩压室24。在所示的实施例中，混合室20为中空管状，大气吸收室22和扩压室24分别设置在混合室20的两端。在其他实施例中，大气吸收室22和扩压室24也可以设置在混合室20的其他相对位置。大气吸收室22包括用以引射空气的引射口26，引射口26沿气体流动方向呈渐缩。引射口26处设有一喷嘴28，喷嘴28与燃气管道连接以接收燃气，例如天然气，燃气从喷嘴28喷出时会形成负压，以在引射口26引射空气进入混合室与燃气进行混合。扩压室24沿气流流动方向呈渐扩，用以压缩来自混合室20的混合气体，扩压室24包括混合气体出口30，以排出经过压缩的混合气体。应当理解的是，本实施例中大气吸收室22设置为一级，在其他实施例中，根据空气引射量，大气吸收室22也可以设置为多级。如图4所示，大气吸收室22设置为两级，例如将混合室分成两段，包括第一段混合室23和第二段混合室25，第二段混合室25的前端设置一二次引射口27，二次引射口27用以引射空气，第一段混合室23的末端正对第二段混合室25前端的二次引射口27，以将第一段混合室23中的混合气体喷入第二段混合室25中。通过二次引射空气可增加空气引射量，促进燃烧。在所示的实施例中，引射式双工质压缩机10还包括用以控制引射口26开启和关闭的开关，所述开关可以设置在燃气轮机的主控室，当引射口26关闭时，引射口26停止引射空气。应当注意的是，引射口26关闭并不影响喷嘴28向引射式双工质压缩机10中喷射燃气。应当理解的是，当大气吸收室22设置为多级时，例如图4中的两级，引射式双工质压缩机10具有引射口26和二次引射口27。此时设置在主控室的开关可同时或独立地控制引射口26和二次引射口27的开启和关闭。当引射式双工质压缩机10具有多个时，开关可同时或独立地控制所有引射口的开启和关闭。燃烧室12包括燃烧室入口32和燃烧室出口34，其中燃烧室入口32与混本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型变循环燃气轮机，包括燃烧室、透平和压气机，所述燃烧室包括燃烧室入口和燃烧室出口，所述透平包括透平入口和透平出口，所述透平入口与所述燃烧室出口连通，所述压气机与所述透平驱动连接并包括压气机入口和压气机出口，所述压气机入口用以接收空气，其特征在于，还包括：引射式双工质压缩机，所述引射式双工质压缩机用以利用燃气的喷射引射空气以向所述燃烧室提供燃气空气混合压缩气体，所提供的燃气空气混合压缩气体在所述燃烧室内燃烧以启动所述燃气轮机，当所述燃气轮机达到预设工作点后，所述引射式双工质压缩机停止引射空气。

【技术特征摘要】
1.一种新型变循环燃气轮机，包括燃烧室、透平和压气机，所述燃烧室包括燃烧室入口和燃烧室出口，所述透平包括透平入口和透平出口，所述透平入口与所述燃烧室出口连通，所述压气机与所述透平驱动连接并包括压气机入口和压气机出口，所述压气机入口用以接收空气，其特征在于，还包括：引射式双工质压缩机，所述引射式双工质压缩机用以利用燃气的喷射引射空气以向所述燃烧室提供燃气空气混合压缩气体，所提供的燃气空气混合压缩气体在所述燃烧室内燃烧以启动所述燃气轮机，当所述燃气轮机达到预设工作点后，所述引射式双工质压缩机停止引射空气。2.如权利要求1所述的新型变循环燃气轮机，其特征在于，所述引射式双工质压缩机包括混合室及与所述混合室连通的至少一级大气吸收室和扩压室，所述大气吸收室包括用以引射空气的引射口，所述引射口处设置一燃气喷嘴，所述扩压室包括混合气体出口，所述燃烧室入口与所述混合气体出口连通。3.如权利要求2所述的新型变循环燃气轮机，其特征在于，所述压气机出口连通至所述混合室。4.如权利要求1至3任意一项所述的新型变循环燃气轮机，其特征在于，所述压气机出口与所述燃烧室连通。5.如权利要求2所述的新型变循环燃气轮机，其特征在于，所述大气吸收室是可关闭的，当所述燃气轮机达到所述预设工作点时，所述引射式双工质压缩机通过关闭所述大气吸收室以停止引射空气。6.如权利要求5所述的新型变循环燃气轮机，其特征在于，所述预设工作点为所述燃气轮机的自持状态。7.一种燃气轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡秀文，
申请(专利权)人：深圳智慧能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44