[發明專利]運行燃氣輪機發電站的方法及燃氣輪機發電站

有效

• 申請號: 201080008749.0
• 申請日: 2010-02-24
• 公開（公告）號: CN102325979A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 漢斯埃瑞克·漢森
• 申請（專利權）人: 歐洲渦輪機公司
• 主分類號: F02C3/30
• 分類號: F02C3/30;F02C3/10
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 張全文

技術領域

本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分所述的運行燃氣輪機發電站的方法。本發明還涉及一種根據權利要求17的前序部分所述的燃氣輪機發電站。

背景技術

歐洲專利第1600615號(EP?1600615)披露這樣的方法和這樣的燃氣輪機發電站，即使該專利文件主要涉及一種冷熱氣自動調節機系統。第二渦輪機和壓縮機組件相互連接，以致于由第二渦輪機組件產生的所有功被該壓縮機組件消耗。第一渦輪機組件進一步連接到該設備以提取有用功，以致于第一渦輪機組件產生的所有功被提取有用功的設備所消耗。

本文也參考了國際公開號為WO?2004/106718(歐洲渦輪機公司，Euroturbine?AB)的專利。

本發明的目的和最重要的特征

根據本發明，本發明提供了注重加強經濟的進一步發展，首先關于發電站本身，其次關于從每個發電站單元和每個單元所用的燃料提取更多有用功的可能性。

本發明解決了這些目的。

當加熱來自第一渦輪機組件下游的生產用氣流的生產用蒸汽時，它可能結合具有能量回收功能的蒸汽蒸發。此外，至少工業廢氣中水含量的一部分是用來作為生產用蒸汽。這些方面，對比現有技術，其中，首先，沒有披露能量回收，其次，工業廢氣中的水分含量是排放到大氣中。應當指出，根據歐洲第1600615號(EP?1600615)專利，對想象中的水分回收沒有提供任何有用的結果和獲得值得考慮的增益。

當加熱來自在第一渦輪機組件下游的工業廢氣氣流的生產用蒸汽時，且產生的蒸汽被噴射到位于該燃燒設備上游和/或在該燃燒設備內的氣體流，在氣體流中的空氣至少有含80％的氧氣通過燃燒消耗，接近化學計量比的條件為準。據此，使用蒸汽作為工作介質，從而有效地降低不必要的壓縮功以壓縮不用于燃燒的空氣。

這是根據歐洲專利第1600615號(EP?1600615)的背景技術作為對比，其中空氣是主要工作介質，且其中少量的水被引入到工業廢氣氣流，但這主要目的是用于降溫。

被送到第二渦輪機組件的燃燒氣體最好具有的壓力為50-300巴。本發明提供了具有蒸汽含量高的工業廢氣氣流，即使在這種高壓高溫的范圍內，本發明的工藝使得燃燒過程更容易控制和提高效率。

較佳地，在從第二渦輪機組件的出氣口的壓力約為5-50巴。

當第一氣流被該壓縮機組件中的第一壓縮機單元壓縮時，此后，該第一氣流被帶到該壓縮機組件的至少一第二壓縮機單元，這是有利的。特別地，在第一壓縮機單元之后和在第二壓縮機單元之前的第一氣流被一熱交換器以冷卻第一氣流且加熱該生產用蒸汽。

較佳地，同軸的燃燒設備產生的工業廢氣氣流在軸向上被帶入第二渦輪機組件。更佳地，來自第二渦輪機組件的氣流位于第二渦輪機組件和第二壓縮機組件之間。來自第二渦輪機組件的氣流最好沒有角度偏差地流到該第一渦輪機組件的軸向進氣口。當該壓縮機組件具有第一壓縮機單元和第二壓縮機單元時，較佳地，第二渦輪機組件具有第一渦輪機單元和第二渦輪機單元，其中，第二渦輪機單元驅動第一壓縮機單元繞第一空心軸旋轉和第一渦輪機單元驅動第二壓縮機單元繞第二軸旋轉。在一個有利的方面，來自第二渦輪機組件的氣流沒有角度偏離地通向該第一渦輪機組件的軸向進氣口，通過與該第二渦輪機組件的中心軸成一角度的該第一渦輪機組件的中心軸。較佳地，這個角度是銳角且最好是在35°和60°之間。

較佳地，在該第一渦輪機組件的第一軸端部，氣體被導入無任何延伸軸的第一渦輪機組件。用于從該發電站中提取有用功的且連接該第一渦輪機組件和該設備的軸最好從該渦輪機組件的第二軸端部延伸出來，且與第一軸端部的進氣口側相對。

當蒸汽是用于冷卻該發電站里裸露的高溫元件時且此后至少部分蒸汽氣流引入到該氣流，最好引入到該燃燒設備，為進一步作為工作流體使用，這是有利的。

總而言之，本發明的方法是更簡單，更容易控制。通過本發明，進一步實現第二渦輪機組將更加獨立與該第一渦輪機組。

由于第二渦輪機組的軸沒有連接任何具有固定速度的發電機，該第二渦輪機組可自由調整該發電站的普通狀況。這將導致在新的自由條件下提高該發電站的性能，特別是在部分負荷條件下。

大型燃氣輪機(200兆瓦以上)不能有效地提供包括變速箱的傳輸，因為功的轉移有限制。對于非常大型的發電站而言，該壓縮機的功基本上轉移到第二渦輪機組，從而使該組中的高壓渦輪基本上僅驅動整個發電站的壓縮機，且該第一渦輪機組上存在的低壓渦輪基本上只驅動諸如發電機這樣的提取有用功的設備，因此，這是特別有利的。