一种烟气排放系统及燃气轮机的制作方法

本发明涉及能源技术领域，尤其涉及一种烟气排放系统及燃气轮机。

背景技术：

燃气轮机以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转，将燃料的能量转变为有用功，具有结构简单、体积小、重量轻、启动快、少用或不用冷却水等一系列优点，现广泛应用于能源技术领域。

目前，由于燃气轮机高温烟气中的热量较高，回收利用能够提高燃气轮机的能源利用率，而回热器作为一种高效率的燃气-空气热交换器应用到燃气轮机，能够将燃气轮机高温烟气中的余热用于加温经过压缩的工质空气，一方面用以回收能量，另一方面用以提高燃烧室燃烧的基础温度，相比简单循环燃气轮机，回热循环燃气轮机的发电效率显著提高。微型回热循环燃气轮机已经广泛应用于分布式供电、冷热电联供等。利用高温烟气换热生产热水或送入溴化锂等吸收式制冷机，可以实现建筑物制冷采暖。而回热循环燃气轮机排放烟气的温度对联接余热锅炉或制冷机等性能的发挥起着重要的作用。

但是，目前现有回热循环燃气轮机的烟气温度在设计确定后不可调节，余热锅炉或溴冷机的设备需要根据烟气温度进行设计、安装，这为回热循环燃气轮机的市场推广造成了极大的不便。

技术实现要素：

本发明提供一种烟气排放系统及燃气轮机，该烟气排放系统排出烟气的温度可调，结构简单，且调节方法便于实现。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种烟气排放系统，包括回热器、第一管路以及流量调节组件，所述流量调节组件用于调节烟气进入所述回热器和第一管路的流量比例，其中：

所述回热器的一端开口与燃气轮机的烟气生成系统的出气口相连通，另一端开口接入所述第一管路；

所述第一管路的一端开口与所述燃气轮机的烟气生成系统的出口相连通，另一端开口用于排出烟气。

在上述烟气排放系统中，由于燃气轮机的烟气生成系统的出气口分别与回热器和第一管路相连通，故从烟气生成系统的出气口排出的烟气一部分进入到回热器进行热交换，另一部分进入到第一管路，而由于回热器的一端开口与燃气轮机的烟气生成系统的出气口相连通，回热器的另一端开口接入第一管路，故进入回热器的一部分烟气经过回热器换热释放热量后进入第一管路，从回热器进入到第一管路的一部分烟气的温度低于直接从烟气生成系统的出气口进入第一管路的另一部分烟气，这两部分烟气在第一管路内汇合后的烟气通过第一管路的另一端开口排出，汇合后的烟气的温度在从回热器进入到第一管路的一部分烟气的温度和直接从烟气生成系统的出气口进入第一管路的另一部分烟气的温度之间，通过调节流量调节组件，改变烟气进入回热器和第一管路的流量比例，能够改变汇合后的烟气的温度，使从烟气排放系统排出的烟气的温度在烟气生成系统的出气口排出的烟气的温度和经过回热器换热后的烟气温度之间任意变化，使得从烟气排放系统排出烟气的应用范围更为广泛；故上述烟气排放系统只是增加了一个第一管路和流量调节组件，且只需调节流量调节组件就能够实现排放系统排出烟气温度的调节。

因此，上述烟气排放系统排出烟气的温度可调，结构简单，且调节方法便于实现。

优选地，所述流量调节组件设置在所述第一管路上、且位于所述烟气生成系统的出气口和所述第一管路上接入所述回热器的位置之间。

优选地，所述回热器与所述烟气生成系统的出气口通过第二管路相连通。

优选地，所述流量调节组件设置在所述第二管路上。

优选地，所述流量调节组件为流量调节阀。

优选地，所述流量调节组件为孔板。

优选地，烟气排放系统还包括第三管路，所述第三管路的一端开口与所述回热器的另一端开口相连通，所述第三管路的另一端开口接入所述第一管路。

优选地，所述第三管路的一端开口与所述回热器之间设有过渡管。

优选地，所述第三管路上设有膨胀节。

另外，本发明还提供了一种燃气轮机，包括烟气生成系统，还包括如上述技术方案任一项所述的烟气排放系统，所述烟气生成系统的出气口与所述烟气排放系统相连通。

在上述燃气轮机中，烟气生成系统生成的烟气通过出气口进入烟气排放系统进行温度调节后排出，由于上述烟气排放系统排出烟气的温度可调，结构简单，且调节方法便于实现，因此，具有该烟气排放系统的燃气轮机能够较为方便地实现排气温度调节，使得其应用范围较广。

附图说明

图1为本发明提供的烟气排放系统的结构示意图；

图2为本发明提供的烟气排放系统内烟气的流动构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1以及图2所示，一种烟气排放系统，包括回热器1、第一管路2以及流量调节组件3，流量调节组件3用于调节烟气进入回热器1和第一管路2的流量比例，其中：

回热器1的一端开口与燃气轮机的烟气生成系统的出气口相连通，另一端开口接入第一管路2；

第一管路2的一端开口与燃气轮机的烟气生成系统的出口相连通，另一端开口用于排出烟气。

在上述烟气排放系统中，由于燃气轮机的烟气生成系统的出气口分别与回热器1和第一管路2相连通，故从烟气生成系统的出气口排出的烟气一部分进入到回热器1进行热交换，另一部分进入到第一管路2，而由于回热器1的一端开口与燃气轮机的烟气生成系统的出气口相连通，回热器1的另一端开口接入第一管路2，如图1以及图2所示，故进入回热器1的一部分烟气经过回热器1换热释放热量后进入第一管路2，从回热器1进入到第一管路2的一部分烟气的温度低于直接从烟气生成系统的出气口进入第一管路2的另一部分烟气，这两部分烟气在第一管路2内汇合后的烟气通过第一管路2的另一端开口排出，汇合后的烟气的温度在从回热器1进入到第一管路2的一部分烟气的温度和直接从烟气生成系统的出气口进入第一管路2的另一部分烟气的温度之间。

通过调节流量调节组件3，改变烟气进入回热器1和第一管路2的流量比例，能够改变汇合后的烟气的温度，使从烟气排放系统排出的烟气的温度在烟气生成系统的出气口排出的烟气的温度和经过回热器1换热后的烟气温度之间任意变化，使得从烟气排放系统排出烟气的应用范围更为广泛；故上述烟气排放系统只是增加了一个第一管路2和流量调节组件3，且只需调节流量调节组件3就能够实现排放系统排出烟气温度的调节。

因此，上述烟气排放系统排出烟气的温度可调，结构简单，且调节方法便于实现。

在上述烟气排放系统能够实现排出烟气的温度调节的基础上，为了便于流量调节组件3调节，如图1以及图2所示，一种优选实施方式，流量调节组件3设置在第一管路2上、且位于烟气生成系统的出气口和第一管路2上接入回热器1的位置之间。

在上述烟气排放系统中，如图1以及图2所示，由于烟气生成系统的出气口只与第一管路2和回热器1相连通，且从烟气生成系统发的出气口排出的烟气总流量一定，调节设置在第一管路2上的流量调节组件3，当减小烟气进入回热器1和第一管路2的流量比例，从烟气生成系统的出气口进入到第一管路2的烟气的流量增多，使得进入到回热器1的烟气的流量减少，在第一管路2中汇合时，高温的烟气流量增多，换热后低温的烟气流量减少，混合后排出烟气排放系统的烟气的温度相对于调节之前升高；当增大烟气进入回热器1和第一管路2的流量比例，从烟气生成系统的出气口进入到第一管路2的烟气的流量减少，使得进入到回热器1的烟气的流量增多，在第一管路2中汇合时，高温的烟气流量减少，换热后低温的烟气流量增多，混合后排出烟气排放系统的烟气的温度相对于调节之前降低，因此，能够较为方便地实现排出烟气的温度调节。

一种优选实施方式，回热器1与烟气生成系统的出气口通过第二管路相连通。

在上述烟气排放系统中，烟气生成系统的出气口排出的烟气一部分直接进入第一管路2，另一部分进入第二管路，进入第二管路的烟气输送到回热器1并在回热器1内进行换热。

具体地，流量调节组件3设置在第二管路上。

在上述烟气排放系统中，由于烟气生成系统的出气口只与第一管路2和第二管路相连通，且从烟气生成系统发的出气口排出的烟气总流量一定，调节设置在第二管路上的流量调节组件3，当减小烟气进入回热器1和第一管路2的流量比例，从烟气生成系统的出气口进入到第一管路2的烟气的流量增多，进入第二管路的流量减小，使得进入到回热器1的烟气的流量减少，在第一管路2中汇合时，高温的烟气流量增多，换热后低温的烟气流量减少，混合后排出烟气排放系统的烟气的温度相对于调节之前升高；当增大烟气进入回热器1和第一管路2的流量比例，从烟气生成系统的出气口进入到第一管路2的烟气的流量减少，进入第二管路的流量增多，使得进入到回热器1的烟气的流量增多，在第一管路2中汇合时，高温的烟气流量减少，换热后低温的烟气流量增多，混合后排出烟气排放系统的烟气的温度相对于调节之前降低，因此，能够较为方便地实现排出烟气的温度调节。

为了实现烟气排放系统排气温度可调，流量调节组件3的结构形成具有多种，能够实现第一管路2或第二管路的管道直径变化的结构形式均可。

一种优选实施方式，流量调节组件3为流量调节阀。

流量调节阀通过改变阀口通流的面积调节阀口的流量，是一种直观简便的流量调节控制装置，用于进行流量分配，在管网中应用流量调节阀可直接根据设计来设定流量，阀门可在流体作用下，自动消除管线的剩余压头及压力波动所引起的流量偏差，无论系统压力如何变化均保持设定流量不变，且流量调节调节方便而精确。

一种优选实施方式，流量调节组件3为孔板。

孔板由于具有结构简单、易加工、制造成本低、安装方便等优点，当孔板前后存在一定压差时，流体流经孔板，对于一定的孔径，流经孔板的流量随着压差增大而增大，当压差超过临界压差时，流体通过孔板缩孔处的流速达到音速，此时无论压差如何增加，只要孔板上游的压力保持一定，流经孔板的流量将维持在一定数值而不再增加，可以较为精准地限定流量或降低压力。

一种优选实施方式，如图1以及图2所示，烟气排放系统还包括第三管路4，第三管路4的一端开口与回热器1的另一端开口相连通，第三管路4的另一端开口接入第一管路2。

在上述烟气排放系统中，烟气生成系统的出气口排出的烟气一部分直接进入第一管路2，另一部分进入回热器1并在回热器1内进行换热，换热后的烟气通过第三管路4输送到第一管路2内并与第一管路2内的烟气混合后排出烟气排放系统。

为了便于第三管路4与回热器1之间的连接，如图1以及图2所示，具体地，第三管路4的一端开口与回热器1之间设有过渡管41。

在上述烟气排放系统中，由于回热器1烟气排放口的口径问题，需要在第三管路4的一端开口与回热器1之间增加一个过渡原件，以便于第三管路4与回热器1之间的连接和保证气密性，过渡原件可以是能够方圆变化的过渡管41，也可以是其他能够便于第三管路4的一端开口与回热器1之间连接的结构形式，过渡原件可以根据烟气排放系统中第三管路4的一端开口与回热器1烟气排放口口径的具体形式进行选择。

为了保证烟气排放系统工作的稳定性，如图1以及图2所示，具体地，第三管路4上设有膨胀节42。

膨胀节42是一种设置在管道上的用于补偿因温度差与机械振动引起的附加应力的挠性结构，具有工作可靠、性能良好、结构紧凑等优点。

在上述烟气排放系统中，通过在第三管路4中焊接一段膨胀节42，用于补偿第三管路4、回热器1外壳以及第一管路2因温度变化与机械误差引起的附加应力，进而保证烟气排放系统工作的稳定性，提高烟气排放系统的使用寿命。

另外，本发明还提供了一种燃气轮机，包括烟气生成系统，还包括如上述技术方案任一项的烟气排放系统，烟气生成系统的出气口与烟气排放系统相连通。

在上述燃气轮机中，烟气生成系统生成的烟气通过出气口进入烟气排放系统进行温度调节后排出，由于上述烟气排放系统排出烟气的温度可调，结构简单，且调节方法便于实现，因此，具有该烟气排放系统的燃气轮机能够较为方便地实现排气温度调节，使得其应用范围较广。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。