[發明專利]運行聯合循環功率裝置的方法和執行該方法的裝置

有效

• 申請號: 201310087699.5
• 申請日: 2013-03-19
• 公開（公告）號: CN103321750A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: A.布里格亨蒂;D.S.利利;K.弗拉尼察;A.內梅特
• 申請（專利權）人: 阿爾斯通技術有限公司
• 主分類號: F02C6/00
• 分類號: F02C6/00;F02C7/057;F01K15/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李強;嚴志軍

技術領域

本發明涉及聯合循環功率裝置的技術。其涉及用于運行聯合循環功率裝置的方法，該裝置具有影響入口溫度式空氣入口系統，該系統具有用于調節入口質量流量的可變入口導葉。本發明進一步涉及用于與這種方法一起使用的聯合循環功率裝置。

背景技術

在部分負載下，燃氣渦輪(GT)的渦輪出口或排氣溫度(TAT)急劇降低(參見例如文獻EP?0?7184?702?A2)。以聯合循環的方式(通過HRSG)聯接到燃氣渦輪上的水/蒸汽循環無法在低溫下有效地運行。特別地，瞬時冷卻對相應的蒸汽渦輪造成的壽命消耗較高。

對于進行順序(sequential)燃燒的燃氣渦輪，特殊的低負載運行概念(LLOC)提供這樣的可能性，即，整個聯合循環裝置保持運行，并且在功率需求低和/功率收費低的時間期間，在符合排放的情況下，聯合循環裝置在非常低的負載(<25%)下連接到電網上，燃氣渦輪的第一燃燒器以稀薄運行的方式運行，而非關閉它，這具有所有相關優點。

低負載運行概念

·在電網需求低的期間時，例如在夜晚或周末期間時，避免頻繁的功率裝置啟動-停止-循環。避免啟動-停止循環使主要裝置裝備的應力積聚和壽命消耗降低，甚至是對于未安裝壽命計數器的裝備(熱回收蒸汽發生器HRSG、管道系統等)；以及

·使裝置保持以非常低的負載運行，從而允許非常快速地響應急劇的功率需求以及/或者提高的點火差價(電價和燃料價格之間的毛利)。

低負載運行概念利用了，使順序(第二)燃燒器減速到低的部分負載，同時較高地燃燒第一燃燒器。低負載運行概念參數由GT運行參數確定，例如壓縮機可變入口導葉(VIGV)設置和燃燒溫度。

但是，已知的LLOC仍然可導致排氣溫度降低，而且典型地仍然具有一些缺點：

·?對低負載運行的準備時間長，從而限制運行柔性，因為蒸汽渦輪(ST)必須逐漸冷卻到足夠低的溫度；

·?對蒸汽渦輪的等效運行時間(EOH)有影響，因為蒸汽溫度降低；以及

·?使加載到基礎負載的速度受到蒸汽渦輪應力的限制。

以下說明可消除這些缺陷：

·?無準備時間：操作者可在任何需要的時間啟動LLOC模式；

·?對蒸汽渦輪沒有EOH影響，因為蒸汽溫度降低得較少；

·?快速加載/卸載。

例如從EP?2?180?165?A2中得知使用壓縮機出口氣體再循環以及使用空氣調節系統來控制燃氣渦輪的入口溫度，以實現防冰操作。

另一份文獻(JP?4684968?B2)公開一種高水分燃氣渦輪裝置和相應的控制方法，該裝置在非額定負載運行中在輸出和效率方面極好。高水分燃氣渦輪裝置包括：渦輪；壓縮機；用于對壓縮空氣增濕的增濕塔；用于用排氣來加熱被增濕空氣的再生性熱交換器；燃燒器，其以受加熱的空氣和燃料運行，以便產生燃燒氣體；控制燃燒空氣的流率的壓縮機入口導葉；壓縮機出口壓力檢測器；排氣溫度檢測器；供水量檢測器，其檢測供應到增濕塔的量；以及控制裝置，其根據壓縮機出口壓力檢測器檢測到的輸出壓力和供水量檢測器檢測到的供水量來計算排氣溫度的設定值，使得通過使用用壓縮機的出口壓力限定在部分負載運行中的排氣溫度的設定值的函數，調節壓縮機入口導葉的開度，以使排氣溫度接近計算設定值。

發明內容

本公開的目標是提供一種用于運行聯合循環功率裝置CCPP的方法。

本公開的另一個目標是提供一種用于與根據本發明的方法一起使用的CCPP。

本公開的一方面是要提出一種用于運行聯合循環功率裝置的方法，該方法允許以低的部分負載運行。提出該方法來用于一種聯合循環功率裝置，該裝置包括燃氣渦輪，燃氣渦輪具有：影響入口溫度式空氣入口系統，其用于調節入口空氣的溫度；在影響入口溫度式空氣入口系統下游的壓縮機，其用于提高空氣的壓力，并且配備有用于調節入口質量流量的可變入口導葉；在壓縮機下游的至少一個燃燒器，其用于燃燒燃料與來自壓縮機的壓縮空氣；以及在燃燒器下游的至少一個渦輪，其用于使熱的燃燒氣體膨脹，從而產生機械功率。聯合循環功率裝置進一步包括：在燃氣渦輪下游的HRSG，其用于產生流通蒸汽；蒸汽渦輪，其用于使流通蒸汽膨脹，從而產生機械功率；以及控制系統。根據提出的方法，在閉環控制方案中產生指示流通蒸汽溫度的控制變量，并且根據該控制變量來控制影響入口溫度式空氣入口系統和/或可變入口導葉，使得流通蒸汽溫度保持在期望目標蒸汽溫度處或在期望目標蒸汽溫度之上。

根據公開的方法的實施例，直接測量流通蒸汽溫度，并且測量的溫度用作控制變量。