燃气轮机-ORC联合循环及进气冷却的发电系统及装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种燃气轮机ORC联合循环及进气冷却的发电系统及装置，发电系统包括：塔式太阳能系统、燃气轮机发电系统和ORC循环发电系统；氢气输入管道和天然气输入管道混合后与燃料管路连接；所述塔式太阳能系统包括吸热器、第一换热器和第二换热器；吸热器、第一换热器和第二换热器连接用于循环换热；所述燃气轮机发电系统包括：第一压缩机、吸收式制冷系统、第二压缩机、第一燃烧室、第四调节阀、第一燃气透平、第二燃烧室、第二燃气透平、第一发电机；所述ORC循环发电系统包括：第一蒸发器、有机工质透平、第二发电机、第一冷凝器、储液罐和第一工质泵；本实用新型专利技术减小了第一燃烧室的热损失，提高了燃烧室出口的烟气温度，有效减小了燃烧室的热损失。小了燃烧室的热损失。小了燃烧室的热损失。

【技术实现步骤摘要】
燃气轮机
‑
ORC联合循环及进气冷却的发电系统及装置


[0001]本技术属于燃气轮机发电
，特别涉及一种燃气轮机
‑
ORC联合循环及进气冷却的发电系统及装置。

技术介绍

[0002]环境污染的治理需要能源结构的调整。燃气轮机由于采用天然气或合成气为燃料，其燃烧产物仅为水和二氧化碳，是一种洁净能源发电技术，广泛应用在各个国家的发电领域。而且以燃气轮机为主要设备的整体煤气化联合循环(Integrated Gasification Combined Cycle，简称IGCC)电厂，可以使用低品位煤甚至劣质燃料，将煤炭这种“较不洁净”的能源转化为合成气这种洁净能源并且加以利用。以煤炭经过气化炉产生富氢的合成气为燃料，通过布雷顿循环来发电。由于合成气主要以氢气和一氧化碳为主，经过较为经济的脱硫和脱除CO2的过程后，可以实现超低排放，甚至达到“零排放。
[0003]虽说目前存在着对天然气发电技术应用的争论，但是燃气轮机发电对于电网的调峰、以及对治理环境污染的贡献，是毋庸置疑的。燃气电厂的环境贡献不仅包括更低的SO
x
、NO
x
和烟尘排放，还有更低的重金属排放、更少的占地和用水，更高的燃烧效率，更短的启停时间，以及能为新能源并网调峰。天然气发电是一个灵活而稳定的电网系统中不可或缺的环节。能源结构转型之路上，需要天然气发电。
[0004]燃气轮机是一种复杂的动力装备，是多学科理论的共同研究成果。目前世界天然气储量充足，燃气轮机及其联合循环具有低排放、高效率和变负荷运行灵活等特点，因此基于经济发展战略和国际竞争的需求，世界上许多国家都将各国科技研发和装备制造业技术开发的重点转到了先进的燃气轮机技术上。先进燃气轮机技术是综合经济技术实力的象征。
[0005]然而现有的燃气轮机联合循环的热效率仍然需要提高联合循环的热效率及减小热损失。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于提供一种燃气轮机
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ORC联合循环及进气冷却的发电系统及装置，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本技术改善燃气轮机联合循环的热效率，提高联合循环的热效率及减小热损失。
[0007]为达到上述目的，本技术采用以下技术方案：
[0008]一种燃气轮机
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ORC联合循环及进气冷却的发电系统，包括：塔式太阳能系统、燃气轮机发电系统和ORC循环发电系统；
[0009]氢气输入管道和天然气输入管道混合后与燃料管路连接；
[0010]所述塔式太阳能系统包括吸热器、第一换热器和第二换热器；吸热器、第一换热器和第二换热器连接用于循环换热；
[0011]所述燃气轮机发电系统包括：第一压缩机、吸收式制冷系统、第二压缩机、第一燃
烧室、第四调节阀、第一燃气透平、第二燃烧室、第二燃气透平、第一发电机；其中，第一压缩机、第二压缩机、第一燃气透平和第二燃气透平同轴布置，轴的另一端连接第一发电机；第一压缩机的空气出口通过吸收式制冷系统与第二压缩机的空气入口连接；燃料管路出口均与第二换热器连接换热后分别与第一燃烧室、第二燃烧室连接；第二压缩机的空气出口与第二换热器换热后与第一燃烧室连接；第一燃烧室的烟气出口与第一燃气透平气体入口连接，燃气透平的气体出口与第二燃烧室的气体入口连接，第二燃烧室的烟气出口与第二燃气透平气体入口连接；
[0012]所述ORC循环发电系统包括：第一蒸发器、有机工质透平、第二发电机、第一冷凝器、储液罐和第一工质泵；第二燃气透平的气体出口连接第一蒸发器第一入口，第一蒸发器的第一出口连接吸收式制冷系统；第一蒸发器的第二出口与有机工质透平连接，有机工质透平驱动第二发电机发电，有机工质透平的出口与第一冷凝器连接，第一冷凝器与储液罐连接，储液罐通过第一工质泵与第一换热器连接，第一换热器的工质出口与第一蒸发器的第二入口连接。
[0013]作为本技术的进一步改进，所述塔式太阳能系统还包括：镜场、熔岩罐和熔盐泵；其中，镜场用于利用反射作用为吸热器提供热量，熔岩罐通过熔盐泵与吸热器连接，吸热器出口分为两路，一路通过第一调节阀连接第二换热器，另一路连接第一换热器，第一换热器与第二换热器连接，第二换热器连接熔岩罐。
[0014]作为本技术的进一步改进，所述吸收式制冷系统包括发生器、溶液热交换器、第二蒸发器、吸收器和第二冷凝器，第一压缩机的空气出口通过发生器与第二压缩机的空气入口连接；第二工质泵驱动溶液从吸收器经过溶液热交换器吸热后到发生器；发生器的一部分再次回到溶液热交换器放热，并通过膨胀阀减压后流回吸收器；另一部分进入第二冷凝器，第二冷凝器经过膨胀阀后进入第二蒸发器，第二蒸发器与吸收器连接。
[0015]作为本技术的进一步改进，所述吸收器的出水口与第二冷凝器的进水口连接。
[0016]作为本技术的进一步改进，所述氢气输入管道和天然气输入管道分别设置有第二调节阀和第三调节阀。
[0017]作为本技术的进一步改进，所述第一蒸发器第一出口还连接第二换热器。
[0018]作为本技术的进一步改进，所述ORC循环发电系统采用R245fa作为有机工质。
[0019]一种燃气轮机
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ORC联合循环及进气冷却的发电装置，其特征在于，包括：水煤气化制氢系统和所述的燃气轮机
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ORC联合循环及进气冷却的发电系统；
[0020]所述水煤气化制氢系统的氢气输入管道和天然气输入管道混合后与燃料管路连接。
[0021]作为本技术的进一步改进，所述水煤气化制氢系统包括增压流化床气化炉。
[0022]作为本技术的进一步改进，所述水煤气化制氢系统还包括提纯装置，所述提纯装置包括依次连接的物理吸附单元和变压吸附单元，增压流化床气化炉的气体出口与物理吸附单元连接。
[0023]与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：
[0024]本技术的装置中，设置有水煤气化制氢系统，其利用水煤气化制氢技术，将煤与水经过水煤气化的作用下，产生氢气，采用氢气作为燃气轮机的燃料，解决了当前天然气
短缺的问题，氢气燃烧后只有水，无温室气体何其他污染物的产生。具体的，本技术中对燃气轮机空气进气采用二次压缩，中间增加了吸收式制冷系统，用于将第一压缩机的压缩空气进行降温，充分利用空气热胀冷缩的原理，降低了第二压缩机的压缩耗功。
[0025]本技术中，采用太阳能为燃气轮机发电系统和ORC循环发电系统提供稳定的能量输入，一方面节省燃料，另一方面实现了节能减排。具体的，本技术采用太阳能对工质泵出口的工作溶液进行加热，提高了进入蒸发器工质侧的进口温度，益于提高底循环ORC循环的发电效率。
[0026]本技术中，通过熔融盐携带热量，为燃气轮机发电系统和ORC联合循环发电系统注入能量，高温的熔融盐在第一换热器中加热R245fa工质溶液，提高了有机工质溶液进入蒸发器进口的温本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃气轮机
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ORC联合循环及进气冷却的发电系统，其特征在于，包括：塔式太阳能系统、燃气轮机发电系统和ORC循环发电系统；氢气输入管道和天然气输入管道混合后与燃料管路连接；所述塔式太阳能系统包括吸热器(3)、第一换热器(5)和第二换热器(6)；吸热器(3)、第一换热器(5)和第二换热器(6)连接用于循环换热；所述燃气轮机发电系统包括：第一压缩机(9)、吸收式制冷系统(10)、第二压缩机(11)、第一燃烧室(14)、第四调节阀(15)、第一燃气透平(16)、第二燃烧室(17)、第二燃气透平(18)、第一发电机(19)；其中，第一压缩机(9)、第二压缩机(11)、第一燃气透平(16)和第二燃气透平(18)同轴布置，轴的另一端连接第一发电机(19)；第一压缩机(9)的空气出口通过吸收式制冷系统(10)与第二压缩机(11)的空气入口连接；燃料管路出口均与第二换热器(6)连接换热后分别与第一燃烧室(14)、第二燃烧室(17)连接；第二压缩机(11)的空气出口与第二换热器(6)换热后与第一燃烧室(14)连接；第一燃烧室(14)的烟气出口与第一燃气透平(16)气体入口连接，燃气透平(16)的气体出口与第二燃烧室(17)的气体入口连接，第二燃烧室(17)的烟气出口与第二燃气透平(18)气体入口连接；所述ORC循环发电系统包括：第一蒸发器(20)、有机工质透平(21)、第二发电机(22)、第一冷凝器(23)、储液罐(24)和第一工质泵(25)；第二燃气透平(18)的气体出口连接第一蒸发器(20)第一入口，第一蒸发器(20)的第一出口连接吸收式制冷系统(10)；第一蒸发器(20)的第二出口与有机工质透平(21)连接，有机工质透平(21)驱动第二发电机(22)发电，有机工质透平(21)的出口与第一冷凝器(23)连接，第一冷凝器(23)与储液罐(24)连接，储液罐(24)通过第一工质泵(25)与第一换热器(5)连接，第一换热器(5)的工质出口与第一蒸发器(20)的第二入口连接。2.根据权利要求1所述的一种燃气轮机
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ORC联合循环及进气冷却的发电系统，其特征在于，所述塔式太阳能系统还包括：镜场(2)、熔岩罐(7)和熔盐泵(8)；其中，镜场(2)用于利用反射作用为吸热器(3)提供热量，熔岩罐(7)通过熔盐泵(8)与吸热器(3)连接，吸热器(3)出口分为两路，一路通过第一调节阀(4)连接第二换热器(6)，另一路连接第一换热器(5)，第一换热器(5)与第二换热...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹东，郑少雄，刘世伟，赵作让，王亚生，何欣欣，薛志恒，杨可，谢运明，郭智杰，宋厅，韩宏孝，贺超军，石金库，郝云生，徐杰强，罗俊然，邱致猛，牟忠庆，何杰，谢卫民，罗勇，杨兴业，陈果，梁硕全，陈俊伯，梁万来，王锐，张金荣，宋红娟，周冠宇，
申请(专利权)人：华能桂林燃气分布式能源有限责任公司，
类型：新型
国别省市：