一种高温燃气轮机-Kalina联合循环发电装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种高温燃气轮机

【技术实现步骤摘要】
一种高温燃气轮机
‑
Kalina联合循环发电装置


[0001]本技术属于发电
，特别涉及一种高温燃气轮机
‑
Kalina联合循环发电装置。

技术介绍

[0002]随着社会的发展，能源和环境形势愈发严峻。可再生能源虽然发展迅速，仍然难以在短期内发挥更重要的作用。在这种情况下，主流动力机械的技术改造成为应对能源危机和环境问题的主要手段。燃气轮机作为主流动力机械之一，具有体积小、重量轻、机动性好、振动噪声小、寿命长、运行平稳、维护方便等优点，但简单循环燃气轮机经济性不够好，特别是低工况效率低，且NO
X
排放较高。
[0003]在我国，以煤炭作为主要发电能源的能源结构是导致我国能源利用率水平低下的关键因素，我国发电煤耗高出世界发达国家的平均水平50～60g/kWh。燃煤电厂不仅资源消耗量大，而且污染严重，产生的SO
x
量是全国总排放SO
x
量的三分之一，产生的NO
x
量甚至达到全国总排放量的一半。燃气轮机联合循环机组具有效率高、污染低的特点，通过对能源的梯级利用来增加能源的利用率，使用清洁的能源来减小对环境的污染，能够有效提高电厂的效率并且可以改善环境问题，在发电领域中起到重要的作用，因此发展联合循环机组是非常必要的。燃气轮机的发展对燃气轮机联合循环的发展起着关键性作用，目前世界上最先进的J型燃气轮机在ISO工况下，透平进口初温高达1600℃，联合循环的发电效率高达61.7％。在电力行业中，通常采用单轴重型燃气轮机作为联合循环机组的主要部分，影响着整个机组的性能和效率。天然气是一种高热值的清洁能源，但是存在存储和输送成本较高的特点，因此除了在天然气产区或者享受政府补贴的区域外，天然气的价格都较高，所以如何在生活生产中提高天然气的利用率成为一个必须考虑的问题。由于我国环保力度的不断加大，未来天然气的利用也将越来越多，特别是在发电方面，天然气在我国近几年的能源结构中占越来越大的比重。
[0004]综上，亟需提出一种新型的燃气轮机联合循环发电系统，目的在于提高联合循环的热效率和能源的利用率。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种高温燃气轮机
‑
Kalina联合循环发电装置，以解决上述存在的一个或多个技术问题。
[0006]为达到上述目的，本技术采用以下技术方案：
[0007]一种高温燃气轮机
‑
Kalina联合循环发电装置，包括水煤气化制氢系统、太阳能发电系统、燃气轮机发电系统和高温Kalina循环发电系统；
[0008]所述的水煤气化制氢系统用于采用煤为原料，基于变换反应生成CO2和H2的混合气体，将所述混合气体通过提纯装置提纯处理后输出氢气；
[0009]所述的太阳能发电系统用于高温Kalina循环发电系统和燃气轮机发电系统提提
供热量，将太阳能转化为内能；
[0010]所述的燃气轮机发电系统用于将燃料的内能转化为机械能，在第一发电机中将机械能转化为电能；
[0011]所述的高温Kalina循环发电系统利用氨水工质，在氨气透平中将过热的氨蒸汽的内能转化为机械能。
[0012]本技术进一步的改进在于，所述提纯装置包括：
[0013]水煤气化制氢系统，用于采用煤为原料，基于变换反应生成CO2和H2的混合气体，将所述混合气体提纯处理后输出氢气；
[0014]第一压缩机，用于输入空气并压缩，输出一次加压空气；
[0015]间冷器，用于输入所述一次加压空气并降温降压，输出降温降压空气；
[0016]第二压缩机，用于输入所述降温降压空气并压缩，输出二次加压空气；
[0017]第二换热器，用于输入燃料气体和所述二次加压空气并利用太阳能进行预热，输出预热后的燃料气体和空气；其中，所述燃料气体为天然气或所述水煤气化制氢系统输出的氢气；
[0018]第一燃烧室，用于输入所述第二换热器输出的预热后的燃料气体和空气并进行燃烧，输出烟气；
[0019]第一燃气透平，用于输入所述第一燃烧室输出的烟气进行膨胀做功驱动发电机发电，输出排气。
[0020]本技术进一步的改进在于，还包括：
[0021]物理吸附单元，用于采用聚乙二醇二甲醚为吸附剂，将CO2和H2的混合气体中的CO2进行物理吸附，输出浓度达到第一预设阈值的氢气；
[0022]变压吸附单元，用于输入所述浓度达到第一预设阈值的氢气，分离获得浓度达到第二预设阈值的氢气。
[0023]本技术进一步的改进在于，还包括：第二燃烧室，用于输入所述第一燃气透平的排气和所述预热后的燃料气体并进行燃烧，输出烟气；
[0024]第二燃气透平，用于输入所述第二燃烧室输出的烟气进行膨胀做功驱动发电机发电，输出排气。
[0025]本技术进一步的改进在于，还包括：
[0026]所述的蒸发器，用于将基本的氨水溶液转变为过热的氨蒸汽；
[0027]氨气透平，用于将高温高压的氨蒸汽的内能转变为机械能，带动转子转动；
[0028]第二发电机，用于将转子的机械能转变为电能；
[0029]冷凝器，用于将氨气透平的排汽进行冷凝，使其凝结成过冷的基本氨水溶液；
[0030]储液罐，用于将冷凝器出口的过冷基本氨水溶液进行储存；
[0031]工质泵，用于将低压的基本氨水溶液进行加压。
[0032]本技术进一步的改进在于，还包括：
[0033]所述燃料气体为天然气或所述水煤气化制氢系统输出的氢气具体为，所述第二换热器的燃料入口连通设置有氢气输入管道和天然气输入管道；所述氢气输入管道设置有第二调节阀，所述天然气输入管道设置有第三调节阀，蒸发器烟气侧出口的烟气用于加热氢气和天然气燃料。
[0034]本技术进一步的改进在于，还包括：镜场、吸热器、熔岩罐和熔盐泵；
[0035]所述镜场用于反射太阳能至所述吸热器；
[0036]所述吸热器的入口经所述熔盐泵与所述熔岩罐的出口相连通；所述吸热器的出口与所述第一换热器和所述第二换热器的热源管道的入口相连通；
[0037]所述第一换热器的热源管道的入口经所述第二换热器的热源管道与所述熔岩罐的入口相连通。
[0038]本技术进一步的改进在于，所述燃气轮机发电系统中，对燃气轮机燃烧室进气进行二次压缩，并在第一压缩机之后增加一个间冷器，降低了一次压缩空气的温度，由于空气的热胀冷缩，使得压力有所降低，当降温后的压缩空气再次送入第二压缩机，提高了进入燃烧室的空气流量，且降低了压缩机的耗功。
[0039]与现有技术相比，本技术至少具有以下有益的技术效果：
[0040]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，氢气燃烧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高温燃气轮机
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Kalina联合循环发电装置，其特征在于，包括水煤气化制氢系统、太阳能发电系统、燃气轮机发电系统和高温Kalina循环发电系统；所述的水煤气化制氢系统用于采用煤为原料，基于变换反应生成CO2和H2的混合气体，将所述混合气体通过提纯装置提纯处理后输出氢气；所述的太阳能发电系统用于高温Kalina循环发电系统和燃气轮机发电系统提提供热量，将太阳能转化为内能；所述的燃气轮机发电系统用于将燃料的内能转化为机械能，在第一发电机中将机械能转化为电能；所述的高温Kalina循环发电系统利用氨水工质，在氨气透平中将过热的氨蒸汽的内能转化为机械能；所述提纯装置包括：水煤气化制氢系统，用于采用煤为原料，基于变换反应生成CO2和H2的混合气体，将所述混合气体提纯处理后输出氢气；第一压缩机(9)，用于输入空气并压缩，输出一次加压空气；间冷器(10)，用于输入所述一次加压空气并降温降压，输出降温降压空气；第二压缩机(11)，用于输入所述降温降压空气并压缩，输出二次加压空气；第二换热器(6)，用于输入燃料气体和所述二次加压空气并利用太阳能进行预热，输出预热后的燃料气体和空气；其中，所述燃料气体为天然气或所述水煤气化制氢系统输出的氢气；第一燃烧室(14)，用于输入所述第二换热器(6)输出的预热后的燃料气体和空气并进行燃烧，输出烟气；第一燃气透平(16)，用于输入所述第一燃烧室(14)输出的烟气进行膨胀做功驱动发电机发电，输出排气；物理吸附单元，用于采用聚乙二醇二甲醚为吸附剂，将CO2和H2的混合气体中的CO2进行物理吸附，输出浓度达到第一预设阈值的氢气；变压吸附单元，用于输入所述浓度达到第一预设阈值的氢气，分离获得浓度达到第二预设阈值的氢气；第二燃烧室，用于输入所述第一燃气透平的排...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹东，郑少雄，刘世伟，赵作让，何欣欣，薛志恒，王亚生，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，梁万来，王锐，谢运明，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：