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燃气轮机新趋势:HAT时代

2015-08-19 14:28来源:北极星售电网作者:李兆清关键词:燃气轮机电网储能HAT收藏点赞

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二、HAT循环简介

湿空气透平(HAT-Hu Air Turbine)循环具有高效率、高比功、低污染、低成本及良好的变工况性能等优点,已成为新型热力循环的重要研究发展方向之一。

HAT循环新概念是由日本Y.Mori教授于1983年首先提出当初他们把它看成是一种特殊的会热燃气轮机循环,带有喷水手段,且采用两相、多组分的混合工质,故称之为水接触蒸发的多相多组分系统(MPCS/DCE)。1985年后,美国出现多项HAT循环的专利。

HAT循环的核心是建立在中冷回热燃机循环的基础之上的。目前广泛使用的得到认可的HAT循环的系统流程为空气经低压压气机、中冷器、高压压气机、后冷器后进入饱和器底部,补充水在中冷器、后冷器、热水器中加热升温后从饱和器顶部进入。在饱和器中,空气和水逆流接触,空气被加热湿化,水被冷却并部分蒸发。从饱和器出来的湿空气回收透平排气高温余热后进入燃烧室,经燃烧加热,生成的高温高湿燃气在透平中膨胀做功,透平排气经回热器和热水器吸热后排入大气,完成一个工作流程。

水经过间冷器、后冷器和经济器的分别加热后,三股热水混合在一起,然后从顶部被喷射到饱和器内,压气机出口的高压空气经冷却后从底部进入饱和器内。在饱和器内,高压压缩空气和喷雾水滴(填料饱和器内填料上的水膜)直接接触,进行热质交换,高温水变温冷却和部分蒸发,使高压空气的温度和相对湿度(含湿量)都升高,成为空气和水蒸汽的混合物,未蒸发的水从饱和器底部引出并循环利用。随后,高含湿量的湿空气(含10~45%蒸汽)经回热器加热升温后,进入燃烧室与天然气或者液体燃料燃烧加热,最后高温、高压的湿空气在透平中膨胀做功。透平排气通过回热器和经济器逐步降温,最后排向大气。其充分利用了系统的各种余热和废热,循环放热温度很低,比较好的体现总能系统的能量梯级利用原则。其相应流程图如图2所示:

 

( 来源: 北极星售电网 作者: 李兆清 )
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