[发明专利]一种燃气轮机装置

说明书

一种燃气轮机装置，它属于机械动力设备，用于石油天然气的开发、输送以及处理等，特别适合于在沙漠以及边远地区使用。

在天然气的开发、输送以及处理过程中，都需要大量的各种形式的动力能源，如给天然气液化输送用的制冷动力源，压缩增压动力源，为天然气处理所需的热源，为其它辅助设备、控制设备以及作为其它动力需要的电力源。而现在采用的方法是二次能量转换的形式。即，使用电力来驱动电动机，用电动机的机械动力来给天然气加压，使用电动机带动压缩制冷机压缩制冷介质，而使用普通锅炉来提供热源。由于天然气处理需要的能量很大，而多数的油气田开发地、输送站等都远离大电网覆盖地区，这使得这些地区的电力相当紧张，一般只能使用自备电站自己提供电力。为适应油气田开发的流动性，减少投资，多使用轻便、易安装的燃气轮机电站做动力源，使用电力为所有设备提供能量。由于天然气处理中需要多种形式的能量，这就要经过多种形式的能量转换。如用于天然气压缩和增压的机械能就必须经过机械能-电能-机械能的两次转换，而用于天然气制冷则要经过外涵气流内能-涡轮机械能-电能-电动机机械能-制冷介质内能这样四次转换，能量利用率大大降低。

现在的燃气轮机电站所用的燃气轮机多是由航空发动机改型而来的。由于航空喷气发动机是以喷气推力为动力输出，而地面用燃气轮机电站则要求高的轴输出功率，以带动发电机。这就使得这两者的运行状态和参数都很不相同，因此不能直接利用现有的先进航空喷气发动机，而必须对其进行重大的改型设计。改型设计一方面生产研制周期长，一般的改型周期需5至10年，等到改型完成后，作为改型基础的原发动机已失去技术先进性。另一方面，改型的投资也很大，使得改型产品成本增高，而且也不能利用现在已有的还有剩余使用寿命的退役航空发动机。

本发明的目的是发明一种可同时提供天然气处理时所需的压缩增压机械能，制冷以及分离处理的热能的一种燃气轮机装置。它可以使用现有退役航空涡扇发动机进行改造，而不用改变原发动机的运行状态和参数。

本发明的剖视结构示意图如附图1所示。它有由风扇及低压压气机（1）、高压压气机（2）、燃烧室（3）、高压涡轮（4）、低压涡轮（5）、高压涡轮轴（7）、低压涡轮轴（6）和机匣（8）组成的核心发动机（9），由动力涡轮（10）、动力涡轮输出轴（11）和动力涡轮机匣（12）组成的动力涡轮组（13），以及余热锅炉（14），其特征在于：在核心发动机（9）的风扇外涵道出口与排气口之间有封闭外涵气流进入排气口并把外涵气流引出发动机外的涡壳（15），有与外涵引气口相连的热交换器（16），气液分离器（17）以及膨胀制冷换热器（18）。

附图1为本发明的剖视结构示意图。

附图2为本发明改装前原航空涡扇发动机各部位流程参数图。

附图3为本发明改装后的核心发动机各部位流程参数图。

本发明的工作原理如下：