[發明專利]用于運行聯合循環動力設備的方法及系統

有效

• 申請號: 200910159217.6
• 申請日: 2009-07-28
• 公開（公告）號: CN101639011A
• 公開（公告）日: 2010-02-03
• 發明（設計）人: P·余
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F02C6/00
• 分類號: F02C6/00;F02C3/04;F02C7/26
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 朱鐵宏;劉華聯

技術領域

本發明大體上涉及發電系統，并且更具體地涉及包括大型 變速工藝裝備的聯合循環動力設備。

背景技術

至少一些公知的一體式氣化聯合循環動力設備使用空氣分 離單元來產生用于氣化工藝的氧化劑流。為了正確運行，空氣分離單 元需要流量和壓力相對恒定的壓縮空氣源。馬達驅動式壓縮機通常用 于提供處于所需流量和壓力的壓縮空氣。然而，馬達驅動式壓縮機是 一種使用大量電能的昂貴裝備。燃氣渦輪發動機的壓縮機為另一種壓 縮空氣源。然而，由燃氣渦輪發動機的壓縮機所供送的空氣流量和壓 力基于發電機上的負載是可變的。

發明內容

在一個實施例中，一種用于運行燃氣渦輪發動機動力系統 的系統包括燃氣渦輪發動機系統，該燃氣渦輪發動機系統包括通過第 一軸聯接到發電機上的燃氣渦輪發動機，其中，該燃氣渦輪發動機包 括壓縮機、燃燒室，以及傳動地聯接到壓縮機和發電機上的渦輪。該 系統還包括通過第二軸聯接到負載上的變速驅動機，例如但不限于渦 輪驅動器或電動馬達。該系統還包括變速驅動系統，其可選地在燃氣 渦輪發動機系統的啟動順序期間可聯接到燃氣渦輪發動機動力系統 的第一構造中的變速驅動機上，以及可聯接到燃氣渦輪發動機動力系 統的第二構造中的變速驅動機上。

在另一個實施例中，一種運行發動機驅動型發電機系統的 方法，包括：將變速驅動裝置的輸出電性聯接到發動機驅動型發電機 上，使用變速驅動裝置將發動機驅動型發電機驅動到預定轉速來啟動 發動機，以及當發動機已啟動至一定負載時從發動機驅動型發電機切 換變速驅動裝置的輸出，以便使用變速驅動裝置來控制負載的啟動和 變速運行。

在又一個實施例中，一種一體式氣化聯合循環(IGCC)動力 系統包括燃氣渦輪發動機驅動型發電機系統，其包括壓縮機以及傳動 地聯接到燃氣渦輪機上的發電機。該系統還包括流動連通地聯接在壓 縮機與空氣分離單元之間的變速增壓器，其中該變速增壓器構造成用 以接收處于可變流量和壓力的壓縮氣流，以及用以產生流向空氣分離 單元的流量大致恒定且壓力大致恒定的壓縮氣流。變速增壓器傳動地 聯接到變速驅動馬達上。該系統還包括變速驅動裝置，其在啟動燃氣 渦輪發動機驅動型發電機系統期間可聯接到發電機上，而在未啟動燃 氣渦輪發動機驅動型發動機系統時可聯接到變速驅動馬達上。

附圖說明

圖1至圖3示處了本文所述方法及系統的示例性實施例。

圖1為示例性一體式氣化聯合循環(IGCC)發電系統的簡 圖；

圖2為圖1中所示的根據本發明示例性實施例的系統的一 部分的示意性框圖；以及

圖3為運行發動機驅動型發電機系統的示例性方法的流程 圖。 零件清單 10一體式氣化聯合循環(IGCC)系統 12主空氣壓縮機 14空氣分離單元(ASU) 16氣化器 18合成氣冷卻器 20燃氣渦輪發動機 22蒸汽渦輪機 24燃氣渦輪發動機壓縮機 26燃氣渦輪發動機燃燒器 28壓縮機 30燃料源 32凈化裝置 34發電機 35啟動器 36熱回收蒸汽發生器 37功率系統總線 38發電機 40泵 42斷路器 44電力變壓器 46斷開開關 48啟動器控制裝置 202第一流動通道 204中間冷卻器 206第二流動通道 208可變導葉增壓器 210變速電動馬達 212開關 214處理器 300示例性方法 302將變速驅動裝置的輸出電性聯接到發動機驅動型發電機上 304使用變速驅動裝置將發動機驅動型發電機驅動至預定轉速 來啟動發動機 306當發動機已啟動至一定負載時從發動機驅動型發電機切換 變速驅動裝置的輸出，以便使用變速驅動裝置來控制負載的啟動和變 速運行

具體實施方式

以下詳細描述通過舉例而非限制的方式示出了本發明的實 施例。設想到的是，本發明對于在工業、商業和居住應用中運行包括 電力驅動裝備的變速機器具有普遍的適用性。

如本文所用，以單數形式描述的且冠以用詞“一個”或“一種” 的元件或步驟應當理解為并未排除復數個元件或步驟，除非明確地指 出這種排除。此外，參照本發明的“一個實施例”并非意圖理解為排除 了同樣結合所述特征的其它實施例的存在。