一种基于间冷循环及化学回热的氨燃料燃气轮机发电系统及工作方法技术方案

本发明专利技术涉及热电联产技术领域，具体涉及一种基于间冷循环及化学回热的氨燃料燃气轮机发电系统、及工作方法；包括：低压压气机，低压压气机的进气口与外界空气连通，低压压气机的出气口与中冷器的热端连通，液氨储罐中的液氨与中冷器的冷端连通，中冷器的冷却气体出气口与高压压气机的冷却气体进口连通，高压压气机的高压气体出口与燃烧室的气体入口连通；蒸发室，液体入口与中冷器的出液口连通，蒸发室的气体出口与分流装置连通，分流装置的第一气体出口与燃烧室的燃料入口连通，分流装置的第二气体出口与化学回热器的入料端连通。整个基于间冷循环及化学回热的氨燃料燃气轮机发电系统没有碳元素的参与，可以实现零碳排放。可以实现零碳排放。可以实现零碳排放。

【技术实现步骤摘要】
一种基于间冷循环及化学回热的氨燃料燃气轮机发电系统及工作方法


[0001]本专利技术涉及热电联产
，具体涉及一种基于间冷循环及化学回热的氨燃料燃气轮机发电系统、及工作方法。

技术介绍

[0002]在热电联产领域，天然气和柴油等作为主要燃料燃烧会排放大量的二氧化碳，严重的造成了环境污染。在提出的替代燃料中，氨作为一种潜在的氢能载体受到了极大的关注，这种无碳燃料可以在燃气轮机或内燃机中燃烧，且完全燃烧只产生氮气和水蒸气。同时，由于氨提供的能量密度高于压缩氢，可以从化石燃料、生物质或其他可再生资源中获得，又没有与氢利用相关的储存和运输障碍。
[0003]但是，现有的氨燃料燃气轮机发电系统在使用时，热效率较低，严重的造成了资源的浪费。

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的氨燃料燃气轮机发电系统在使用时，热效率较低，严重的造成了资源的浪费的问题，从而提供一种利用液氨冷却两级压气机间的空气，利用化学回热器回收尾气中的余热用来实现氨分解，从而减轻碳排放压力并提高系统的热效率的基于间冷循环及化学回热的氨燃料燃气轮机发电系统。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于间冷循环及化学回热的氨燃料燃气轮机发电系统，包括：低压压气机，所述低压压气机的进气口与外界空气连通，所述低压压气机的出气口与中冷器的热端连通，液氨储罐中的液氨与所述中冷器的冷端连通，所述中冷器的冷却气体出气口与高压压气机的冷却气体进口连通，所述高压压气机的高压气体出口与燃烧室的气体入口连通；蒸发室，液体入口与所述中冷器的出液口连通，所述蒸发室的气体出口与分流装置连通，所述分流装置的第一气体出口与所述燃烧室的燃料入口连通，所述分流装置的第二气体出口与化学回热器的入料端连通，所述化学回热器的出料端与所述燃烧室燃料入口连通，所述燃烧室的气体出口与所述蒸发室的气体入口连通，所述燃烧室的出气口与动力蜗轮的进气口连通，所述动力蜗轮与发电机电连接。
[0006]进一步的，所述低压压气机和高压压气机、以及动力涡轮同轴设置。
[0007]进一步的，所述化学回热器的出料端产出的气体为含有氨氢氮的混合气体。
[0008]进一步的，所述化学回热器内设有氨分解重整反应的重整室，所述动力涡轮的尾气出口与所述化学回热器的进气口连通。
[0009]进一步的，所述液氨储罐与所述中冷器之间设有截止阀。
[0010]进一步的，所述截止阀与所述中冷器之间设有泵。
[0011]进一步的，所述分流装置为分流阀。
[0012]进一步的，还包括催化还原装置，所述化学回热器的尾气出口与所述催化还原装
置连通。
[0013]进一步的，所述化学回热器与所述催化还原装置之间设有调量阀。
[0014]本专利技术还提供了一种基于间冷循环及化学回热的氨燃料燃气轮机发电系统的工作方法，包括：来自大气的空气经低压压缩机进行初步压缩后通入中冷器的热端，液氨储罐中的液氨通入中冷器的冷端，经过换热将初步压缩的空气冷却，冷却的空气经过高压压气机进一步压缩，高压空气通入燃烧室空气入口，而液氨在冷端被加热后继续通入蒸发室进行蒸发得到氨气，氨气在分流阀中分出一部分通入燃烧室燃料入口与空气预混后点火燃烧，分出的另一部分氨气进入到化学回热器的入料端，利用化学回热器从尾气回收的余热进行热分解，从化学回热器的出料端产出的含有氨氢氮的混合气体作为补充燃料通入燃烧室的燃料入口与空气混合燃烧，燃烧室产生的热量为蒸发室供热，燃烧后产生的燃气进入动力涡轮进行做功带动发电机发电。
[0015]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0016]1.本专利技术提供的基于间冷循环及化学回热的氨燃料燃气轮机发电系统，包括：低压压气机，所述低压压气机的进气口与外界空气连通，所述低压压气机的出气口与中冷器的热端连通，液氨储罐中的液氨与所述中冷器的冷端连通，所述中冷器的冷却气体出气口与高压压气机的冷却气体进口连通，所述高压压气机的高压气体出口与燃烧室的气体入口连通；蒸发室，液体入口与所述中冷器的出液口连通，所述蒸发室的气体出口与分流装置连通，所述分流装置的第一气体出口与所述燃烧室的燃料入口连通，所述分流装置的第二气体出口与化学回热器的入料端连通，所述化学回热器的出料端与所述燃烧室燃料入口连通，所述燃烧室的气体出口与所述蒸发室的气体入口连通，所述燃烧室的出气口与动力蜗轮的进气口连通，所述动力蜗轮与发电机电连接。
[0017]整个基于间冷循环及化学回热的氨燃料燃气轮机发电系统没有碳元素的参与，可以实现零碳排放；利用液氨相比与氢气降低了燃料储存和运输成本；由于液氨是通过中冷器换热后进入蒸发室，蒸发所需的热量会减少，间接提高了系统效率；同时通过化学回热器对尾气余热的收集对部分氨燃料进行热裂解，产生的氨氢氮的混合气通入燃烧室燃烧，降低了反应的热量；采用间冷循环与化学回热等方式大大提升了系统的热效率。
[0018]2.本专利技术提供的基于间冷循环及化学回热的氨燃料燃气轮机发电系统，所述低压压气机和高压压气机、以及动力涡轮同轴设置；通过同轴设置的低压压气机和高压压气机、以及动力涡轮，保证了低压压气机和高压压气机、以及动力涡轮的工作性能，并达到最佳的工作效率。
[0019]3.本专利技术提供的基于间冷循环及化学回热的氨燃料燃气轮机发电系统，所述液氨储罐与所述中冷器之间设有截止阀，该截止阀可以有效的控制液氨储罐与中冷器之间的连接管路的通断或节流，即控制液氨储罐内的液氨的流动。
[0020]4.本专利技术提供的基于间冷循环及化学回热的氨燃料燃气轮机发电系统，所述截止阀与所述中冷器之间设有泵，泵的设置可以有效的将液氨抽取出来，并将液氨顺利的输送至中冷器中。
[0021]5.本专利技术提供的基于间冷循环及化学回热的氨燃料燃气轮机发电系统，还包括催化还原装置，所述化学回热器的尾气出口与所述催化还原装置连通；即从化学回热器的出气端流出的尾气通入催化还原装置，从而消消氮氧化物，进而实现对环境的零污染，极大降
低了对环境的污染。
[0022]提供
技术实现思路
部分是为了以简化的形式来介绍对概念的选择，它们在下文的具体实施方式中将被进一步描述。
技术实现思路
部分无意标识本公开的重要特征或必要特征，也无意限制本公开的范围。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为本专利技术提供的基于间冷循环及化学回热的氨燃料燃气轮机发电系统的原理图。
[0025]附图标记说明：
[0026]1‑
低压压气机；2
‑
中冷器；3
‑
高压压气机；4
‑
燃烧室；5
‑
动力涡轮；6
‑
发电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于间冷循环及化学回热的氨燃料燃气轮机发电系统，其特征在于，包括：低压压气机(1)，低压压气机(1)的进气口与外界空气连通，低压压气机(1)的出气口与中冷器(2)的热端连通，液氨储罐(7)中的液氨与中冷器(2)的冷端连通，中冷器(2)的冷却气体出气口与高压压气机(3)的冷却气体进口连通，高压压气机(3)的高压气体出口与燃烧室(4)的气体入口连通；蒸发室(10)，液体入口与中冷器(2)的出液口连通，蒸发室(10)的气体出口与分流装置(11)连通，分流装置(11)的第一气体出口与燃烧室(4)的燃料入口连通，分流装置(11)的第二气体出口与化学回热器(12)的入料端连通，化学回热器(12)的出料端与燃烧室(4)燃料入口连通，燃烧室(4)的气体出口与蒸发室(10)的气体入口连通，燃烧室(4)的出气口与动力蜗轮(5)的进气口连通，动力蜗轮(5)与发电机(6)电连接。2.根据权利要求1的基于间冷循环及化学回热的氨燃料燃气轮机发电系统，其特征在于，低压压气机(1)和高压压气机(3)、以及动力涡轮(5)同轴设置。3.根据权利要求2的基于间冷循环及化学回热的氨燃料燃气轮机发电系统，其特征在于，化学回热器(12)的出料端产出的气体为含有氨氢氮的混合气体。4.根据权利要求1
‑
3中任一项的基于间冷循环及化学回热的氨燃料燃气轮机发电系统，其特征在于，化学回热器(12)内设有氨分解重整反应的重整室，动力涡轮(5)的尾气出口与化学回热器(12)的进气口连通。5.根据权利要求4的基于间冷循环及化学回热的氨燃料燃气轮机发电系统，其特征在于，液氨储罐(7)与中冷器(2)之...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦江，马壮，王静贻，王紫璇，李成杰，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：