[发明专利]一种烟气再热联合循环动力系统

说明书

技术领域

本发明属于化石燃料动力循环发电技术领域，具体涉及一种烟气再热联合循环动力系统。

背景技术

在能源价格连续上涨的时代，化石燃料能源将在电力工业中长期处于重要的地位。因此，电力行业一直在努力开发新型的化石燃料动力循环达到高效的目的。联合循环动力系统是提高动力厂效率的重要选择之一。

众所周知，在两个燃气轮机之间对燃气进行再热，整个燃气轮机循环的吸热平均温度会升高。因而，燃气轮机循环的性能将得到改善。实践中难以实现在两个燃气轮机之间使用热交换器对烟气进行再热，因为烟气温度太高。本发明提出非热表面再热概念以解决这一问题。高压燃气轮机中的燃气通过控制氧气(或空气)的流量仅进行部分燃烧。通过对余热锅炉(HRSG)出口的烟气加压混入高压燃气轮机控制高压燃气轮机的燃烧温度。高压燃气轮机出口的烟气(包括未燃烧的燃气)温度和压力降低。动力系统设计时，对高压燃气轮机出入口的烟气压力进行优化。在中压燃气轮机的燃烧室，需要供应附加的氧气(或空气)以完全燃烧燃气。通过燃烧，在燃烧室的出口，烟气温度达到设计值。

由于系统配置的重要变化，烟气再热联合循环动力系统的烟气工况与传统的联合循环燃气轮机烟气工况完全不同。变化之一为高压燃气轮机入口的燃气压力，燃气压力越高动力系统的效率越高。高压燃气轮机入口的燃气压力可望达到350bar甚至更高。然而，这不会影响当前燃气轮机设计的主要构造。唯一的变化是燃气轮机的气缸(外套)要加厚以适应高的燃气压力。目前工作在同一压力水平的蒸汽轮机可作为高压燃气轮机。当前高压蒸汽轮机的汽缸结构可用于处理高压燃气。无论如何，当前燃气轮机外套的绝热和冷却构造应仍然用于处理燃气的高温。

发明内容

本发明的目的在于提供一种烟气再热联合循环动力系统。

应用于纯气体或液体燃料的烟气再热联合循环动力系统(附图1)，烟气压缩机1与第一空气压缩机2和高压燃气轮机3及发第一电机9同轴相连，来自烟气压缩机1的压缩再循环烟气与来自第一空气压缩机2的压缩空气和高压燃料气一同进入高压燃气轮机3进行部分燃烧和部分膨胀，高压燃气轮机3与中压燃气轮机4通过烟气管道相连，来自高压燃气轮机3的高压燃气排气含有未充分燃烧的燃气与来自第二空气压缩机5的压缩空气一同进入中压燃气轮机4进行完全燃烧，中压燃气轮机4与第二空气压缩机5和第二发电机10同轴连接，中压燃气轮机4和余热锅炉8通过烟道相连，余热锅炉8出口的烟气一部分通过烟气管道进入烟气压缩机1，另一部分通过烟囱排入大气，蒸汽轮机6与第三发电机11同轴相连，蒸汽轮机6与凝汽器7通过蒸气通道相连，蒸汽轮机6还和余热锅炉8通过蒸汽管道相连，水泵12依次通过水管道与凝汽器7和余热锅炉8相连。

所述烟气再热联合循环动力系统使用的燃料为纯气体或液体燃料。

本发明的有益效果：本发明的烟气再热联合循环动力系统具有高能效、低成本、低排放的优点，比传统的的联合循环电厂净热效率提高4～5％。

附图说明

附图1为烟气再热联合循环动力系统示意图；

附图中，1-烟气压缩机、2-第一空气压缩机、3-高压燃气轮机相连、4-中压燃气轮机、5-第二空气压缩机、6-蒸汽轮机、，7-凝集器、8-余热锅炉、9-第一发电机、10-第二发电机、11-第三发电机、12-水泵。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

一种烟气再热联合循环动力系统，如附图1所示，烟气压缩机1与第一空气压缩机2和高压燃气轮机3及发第一电机9同轴相连，来自烟气压缩机1的压缩的再循环烟气与来自第一空气压缩机2的压缩空气和高压燃料气一同进入高压燃气轮机3进行部分燃烧和部分膨胀，高压燃气轮机3与中压燃气轮机4通过烟气管道相连，来自高压燃气轮机3的高压燃气排气含有未充分燃烧的燃气与来自第二空气压缩机5的压缩空气一同进入中压燃气轮机4进行完全燃烧，中压燃气轮机4与第二空气压缩机5和第二发电机10同轴连接，中压燃气轮机4和余热锅炉8通过烟道相连，余热锅炉8出口的烟气一部分通过烟气管道进入烟气压缩机1，另一部分通过烟囱排入大气，蒸汽轮机6与第三发电机11同轴相连，蒸汽轮机6与凝汽器7通过蒸气通道相连，蒸汽轮机6还和余热锅炉8通过蒸汽管道相连，水泵12依次通过水管道与凝汽器7和余热锅炉8相连。