一种热电联供系统的制作方法

1.本实用新型涉及燃气轮机的一般领域，特别涉及一种热电联供系统。

背景技术：

2.为了提高能源利用效率，提高经济效益和环境效益，基于燃气轮机的热电联合联产系统已受到广泛的关注。燃气轮机的热电联合联产系统由于效率高、排放少、启动快等优点，在我国电力装机中所占的比例逐年增加，燃气轮机单机容量的增大使得燃气轮机电站已由单一的调峰功能向热电联供的应用方向发展。
3.燃气轮机包括压气机、燃烧室以及燃气涡轮，经燃气增压装置净化增压的燃料与压气机增压后的空气在燃烧室混合点火燃烧，产生高温、高压燃气，驱动燃气涡轮做功，燃气涡轮带动压气机和外负荷转子一起高速旋转。
4.然而，现有技术中大部分的燃气轮机热电联供系统，由压气机压缩的压缩空气部分进入燃烧室混合点火燃烧，还有一部分压缩空气直接排放至大气环境中，没有对这一部分压缩空气进行充分利用。同时，从燃气涡轮中排出的废气具有很高的温度，将这一部分废气排至大气自然放热显然是不可取的。
5.因此，如何提供一种能够充分利用压气机排出的压缩空气以及燃气涡轮中排出的废气的热电联供系统，成为本领域亟需解决的技术问题。

技术实现要素：

6.本实用新型的目的是，针对背景技术中的问题，提出了一种热电联供系统，一方面，由压气机压缩并排出的多余的压缩空气经过加压后循环输送至燃烧室；另一方面，由燃气涡轮中排出的废气，对其热能进行回收并利用其发电。提高了热电联供系统的效率，并降低了系统功耗。
7.本实用新型采用以下技术方案：
8.一种热电联供系统，包括压气机、燃烧室以及燃气涡轮，燃气涡轮与压气机之间通过轮机轴传动连接，压气机具有第二排气端，且第二排气端与燃烧室连通，燃烧室的排气端与燃气涡轮连通；
9.其中，压气机与第一发电机通过燃气轮机输出轴传动连接，燃气涡轮的排气端与锅炉的进气端连通；
10.热电联供系统还包括：
11.低压储罐，用于存储由压气机压缩和排出的压缩空气；
12.增压泵，用于升高储存在低压储罐中的压缩空气；
13.高压储罐，用于存储由增压泵升压的压缩空气的高压储罐，且高压储罐中的压缩空气用于通入燃烧室。
14.进一步的，压气机还具有第一排气端，且第一排气端依次通过低压储罐、增压泵及高压储罐连通燃烧室。
15.进一步的，压气机的第一排气端与低压储罐之间设置有第一截止阀，增压泵与高压储罐之间设置有第二截止阀，高压储罐与燃烧室之间设置有第三截止阀。
16.进一步的，第三截止阀与燃烧室之间还设置有压力控制阀。
17.进一步的，压气机与第一发电机之间还设置有变速箱；
18.其中，第一发电机的输入端与变速箱的输出轴传动连接，变速箱的输入轴与燃气轮机输出轴传动连接。
19.进一步的，变速箱的输出轴为低速轴，变速箱的输入轴为高速轴。
20.进一步的，热电联供系统还包括回热器；
21.其中，回热器包括可热交换的通路，燃气涡轮的排气端与通路的进气端连通，通路的排气端连通锅炉。
22.进一步的，燃气涡轮的排气经过锅炉并加热循环介质产生过热蒸汽，锅炉的水路循环与汽轮机连接，过热蒸汽推动汽轮机做功以带动第二发电机发电。
23.进一步的，空气供给依次通过预热器以及过滤器与燃烧室联通。
24.进一步的，燃气供给与燃烧室之间设置有燃料阀。
25.本实用新型采用以上技术方案后，与现有技术相比，具有以下优点：
26.燃气涡轮做功带动第一发电机发电，并且，燃气涡轮的排气经过锅炉并加热循环介质产生过热蒸汽，锅炉的水路循环与汽轮机连接，过热蒸汽推动汽轮机做功以带动第二发电机发电。从而实现了热电联供，提高了系统的能源利用率。
27.由压气机压缩并排出的压缩空气也具有很高的温度，经过低压储罐、增压泵及高压储罐后排出的压缩空气不仅气压满足燃烧室的要求，温度也满足燃烧室的要求，即由压气机压缩并排出的压缩空气不需要升温即可使用。不但能够有效地利用了压气机排出的多余压缩空气以提升系统的效率，还能够节省部分预热器以及过滤器消耗的功耗。
附图说明
28.图1为本实用新型的方框示意图。
29.其中，1-第一发电机1，2-锅炉，3-压气机，4-燃烧室，5-燃气涡轮，6-轮机轴，7-变速箱，8-回热器，9-汽轮机，10-第二发电机，11-空气供给，12-预热器，13-过滤器，14-燃气供给，15-燃料阀，16-低压储罐，17-增压泵，18-高压储罐，19-截止阀，20-第二截止阀，21-第三截止阀，22-压力控制阀，71-低速轴，72-高速轴。
具体实施方式
30.以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
31.本实施方式提供一种热电联供系统，如图1所示，以箭头为终止的实线表示气体或液体的流动方向。
32.本实施方式的热电联供系统，包括燃气轮机，与燃气轮机传动连接的第一发电机1，以及与燃气轮机连接的锅炉2；其中，燃气轮机带动第一发电机1的输入端旋转从而第一
发电机1产生电能；通过燃气轮机后的燃气，其剩余的热能量输入锅炉2从而对热能加以利用。
33.本实施方式的燃气轮机为通用燃气轮机，可以理解的是，燃气轮机包括压气机3、燃烧室4以及燃气涡轮5，压气机3经过启动产生动力源，当燃气涡轮5发出的机械功大于压气机3消耗的机械功时，经燃气增压装置净化增压的燃料与压气机3增压后的空气在燃烧室4混合点火燃烧，产生高温、高压燃气，驱动燃气涡轮5做功，燃气涡轮5带动压气机3和外负荷转子一起高速旋转。
34.具体的，燃气涡轮5与压气机3之间通过轮机轴6传动连接，压气机3与第一发电机1通过燃气轮机输出轴传动连接，由此燃气轮机带动第一发电机1转动；燃气涡轮5的排气端与锅炉2的进气端连通，通过燃气涡轮5后的燃气，剩余的热能量输入锅炉2中。
35.本实施方式中，压气机3与第一发电机1之间还设置有变速箱7，具体的，第一发电机1的输入端与变速箱7的输出轴71传动连接，变速箱7的输入轴72与燃气轮机输出轴传动连接。可以理解的是，变速箱7的输出轴71为低速轴，变速箱7的输入轴72为高速轴。
36.本实施方式中，热电联供系统还包括回热器8，以进一步提高燃气轮机的效率。具体地，回热器8包括可热交换的通路，燃气涡轮5的排气端与通路的进气端连通，通路的排气端连通锅炉2。
37.本实施方式中，燃气涡轮5的排气经过锅炉2并加热循环介质(水)产生过热蒸汽，锅炉2的水路循环与汽轮机9连接，过热蒸汽推动汽轮机9做功以带动第二发电机10发电。从而充分利用了燃气轮机产生的热量。
38.本实施方式中，空气供给11依次通过预热器12以及过滤器13与燃烧室4联通，燃气供给14与燃烧室4之间设置有燃料阀15，以控制燃料的供给时机以及供给量。从而，系统运行时，环境中的空气经预热器12以及过滤器13进入燃烧室4中与燃气混合燃烧。
39.本实施方式中，热电联供系统还包括用于存储由压气机3压缩和排出的压缩空气的低压储罐16，用于升高储存在低压储罐16中的压缩空气的增压泵17，以及用于存储由增压泵17升压的压缩空气的高压储罐18；高压储罐18中的压缩空气用于通入燃烧室4。
40.由此，燃烧室4由储存在高压储罐18中的压缩空气和/或压气机3压缩并燃烧排出的压缩空气和燃料，以产生燃烧气体。
41.通过该设置，由压气机3压缩并排出的压缩空气也具有很高的温度，经过低压储罐16、增压泵17及高压储罐18后排出的压缩空气不仅气压满足燃烧室4的要求，温度也满足燃烧室4的要求，即由压气机3压缩并排出的压缩空气不需要升温即可使用。不但能够有效地利用了压气机3排出的多余压缩空气以提升系统的效率，还能够节省部分预热器12以及过滤器13消耗的功耗。
42.具体的，压气机3具有第一排气端，且第一排气端依次通过低压储罐16、增压泵17及高压储罐18连通燃烧室4。可以理解的是，压气机3还具有第二排气端，第二排气端与燃烧室4连通。
43.本实施方式中，压气机3的第一排气端与低压储罐16之间设置有第一截止阀19，增压泵17与高压储罐18之间设置有第二截止阀20，高压储罐18与燃烧室4之间设置有第三截止阀21，通过合理的配置上述三个截止阀的开关，来合理地调节低压储罐16及高压储罐18内的空气含量。
44.本实施方式中，第三截止阀21与燃烧室4之间还设置有压力控制阀22，以微调从高压储罐18进入燃烧室4的压缩空气的压力，从而避免高压储罐18排出的压缩空气的气压与燃烧室4不匹配。
45.以上所述为本实用新型最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本实用新型的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本实用新型的技术启示而进行的等效变换，也在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种热电联供系统，包括压气机(3)、燃烧室(4)以及燃气涡轮(5)，燃气涡轮(5)与压气机(3)之间通过轮机轴(6)传动连接，压气机(3)具有第二排气端，且第二排气端与燃烧室(4)连通，燃烧室(4)的排气端与燃气涡轮(5)连通；其中，压气机(3)与第一发电机(1)通过燃气轮机输出轴传动连接，燃气涡轮(5)的排气端与锅炉(2)的进气端连通；其特征在于，热电联供系统还包括：低压储罐(16)，用于存储由压气机(3)压缩和排出的压缩空气；增压泵(17)，用于升高储存在低压储罐(16)中的压缩空气；高压储罐(18)，用于存储由增压泵(17)升压的压缩空气的高压储罐(18)，且高压储罐(18)中的压缩空气用于通入燃烧室(4)。2.如权利要求1所述的热电联供系统，其特征在于，压气机(3)还具有第一排气端，且第一排气端依次通过低压储罐(16)、增压泵(17)及高压储罐(18)连通燃烧室(4)。3.如权利要求2所述的热电联供系统，其特征在于，压气机(3)的第一排气端与低压储罐(16)之间设置有第一截止阀(19)，增压泵(17)与高压储罐(18)之间设置有第二截止阀(20)，高压储罐(18)与燃烧室(4)之间设置有第三截止阀(21)。4.如权利要求3所述的热电联供系统，其特征在于，第三截止阀(21)与燃烧室(4)之间还设置有压力控制阀(22)。5.如权利要求1所述的热电联供系统，其特征在于，压气机(3)与第一发电机(1)之间还设置有变速箱(7)；其中，第一发电机(1)的输入端与变速箱(7)的输出轴(71)传动连接，变速箱(7)的输入轴(72)与燃气轮机输出轴传动连接。6.如权利要求5所述的热电联供系统，其特征在于，变速箱(7)的输出轴(71)为低速轴，变速箱(7)的输入轴(72)为高速轴。7.如权利要求1所述的热电联供系统，其特征在于，热电联供系统还包括回热器(8)；其中，回热器(8)包括可热交换的通路，燃气涡轮(5)的排气端与通路的进气端连通，通路的排气端连通锅炉(2)。8.如权利要求1所述的热电联供系统，其特征在于，燃气涡轮(5)的排气经过锅炉(2)并加热循环介质产生过热蒸汽，锅炉(2)的水路循环与汽轮机(9)连接，过热蒸汽推动汽轮机(9)做功以带动第二发电机(10)发电。9.如权利要求1所述的热电联供系统，其特征在于，空气供给(11)依次通过预热器(12)以及过滤器(13)与燃烧室(4)联通。10.如权利要求1所述的热电联供系统，其特征在于，燃气供给(14)与燃烧室(4)之间设置有燃料阀(15)。

技术总结

本实用新型公开了一种热电联供系统，包括压气机、燃烧室以及燃气涡轮，燃气涡轮与压气机之间通过轮机轴传动连接，压气机具有第二排气端，且第二排气端与燃烧室连通，燃烧室的排气端与燃气涡轮连通；其中，压气机与第一发电机通过燃气轮机输出轴传动连接，燃气涡轮的排气端与锅炉的进气端连通；热电联供系统还包括：低压储罐，用于存储由压气机压缩和排出的压缩空气；增压泵，用于升高储存在低压储罐中的压缩空气；高压储罐，用于存储由增压泵升压的压缩空气的高压储罐，且高压储罐中的压缩空气用于通入燃烧室。本实用新型能够有效地利用了压气机排出的多余压缩空气以提升系统的效率，还能够节省部分预热器以及过滤器消耗的功耗。耗。耗。