[发明专利]用于起动和停止燃气轮机的方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种起动和停止燃气轮机的方法以及一种起动和停止控制设备。

背景技术

图4是示出传统的用于燃气轮机的起动和停止控制设备的视图，并且图5是示出要由该起动和停止控制设备执行的起动序列的视图。

如在图4中所示，燃气轮机1包括同燃烧器3一起的燃气轮机本体2、压缩机4、排气导管5、转速计13、起动和停止控制设备14等。压缩机4的旋转轴6被联接到燃气轮机本体2的未示意的旋转轴，并且压缩机4压缩通过与燃气轮机本体2一起旋转而被吸入的外部空气(空气)。通过与从压缩机4供应的压缩空气一起地燃烧燃料气体，燃烧器3产生用于旋转燃气轮机本体2的燃烧气体，并且向燃气轮机本体2供应这种燃烧气体。在流动通过燃气轮机本体2之后的燃烧气体通过设于燃气轮机本体2的后部中(在其下游侧上)的排气导管5而被排出。利用未示意的废热回收蒸汽发生器(HRGS)对这种被排出的燃烧气体进行废热回收，并且然后将其从未示意的排气管排放到大气中。

转速计13测量燃气轮机本体2的转数并且向起动和停止控制设备14输出这种测得转数的信号。同时，发电机7的旋转轴8也被连接到压缩机4的旋转轴6。因此，发电机7与燃气轮机本体2一起地旋转，并且由此发电。

燃料气体管道9的顶端侧(下游侧)被连接到燃烧器3并且燃料气体截流阀10被设于这个燃料气体管道9的中部中。同时，氮气管道11的顶端侧(下游侧)被连接到燃料气体管道9并且氮气截流阀12被设于这个氮气管道11的中部中。氮气管道11的基端侧(上游侧)被连接到未示意的氮气供应设备。而且，燃料气体管道9的基端侧(上游侧)被连接到铁工厂中的未示意的鼓风炉，并且当燃料气体截流阀10被打开时，从鼓风炉排出的鼓风炉气体通过燃料气体管道9而被供应到燃烧器3。即，鼓风炉气体在所示意实例的燃气轮机1中被用作燃料气体。

而且，这种鼓风炉气体含有一氧化碳作为主要成分。据此，当燃气轮机1被停止以进行周期性检查等时，有必要清除在燃气轮机本体2等中余留的未燃烧的燃料气体(鼓风炉气体)。而且，当燃气轮机1被起动时，如果未燃烧的燃料气体(鼓风炉气体)余留在排气导管5等中，则存在以下风险，即燃料气体被燃烧气体加热并且在排气导管5等的内部燃烧。据此，在开始向燃烧器3供应燃料气体并且执行点火之前，有必要清除燃料气体。因此，起动和停止控制设备14执行下面的燃气轮机停止控制和燃气轮机起动控制。

<燃气轮机停止控制>

虽然略去示意(见图2)，在停止燃气轮机时，燃料气体截流阀10被关闭，然后氮气截流阀12仅被打开一预定的时段。结果，在燃料气体管道9、燃烧器3、燃气轮机本体2和排气导管5中余留的未燃烧的燃料气体被通过氮气管道11从氮气供应设备供应的氮气推出。

<燃气轮机起动控制>

在另一方面，在起动燃气轮机时，燃气轮机本体2利用旋转驱动装置(未示出)例如辅助马达被加速，直至达到用于点火的转数N(例如600rpm)，如在图5中所示，并且被保持在用于点火的这个转数N下。此时，因为压缩机4还随着燃气轮机本体2旋转，所以被这个压缩机4压缩的空气将流动到燃烧器3、燃气轮机本体2和排气导管5中。

据此，当基于来自转速计13的这个测得转数的信号，起动和停止控制设备14在时刻T1判断被旋转驱动装置旋转和驱动的燃气轮机本体2的转数达到用于点火的转数N时，从此时起保持燃料气体截流阀10的关闭状态，直至经过预定的时段ΔT(直至时刻T2的时段)。结果，当未燃烧的燃料气体余留在燃气轮机1的内部(例如排气导管5)时，余留的燃料气体被来自压缩机4的压缩空气推出，该压缩机4与燃气轮机本体2一起地以用于点火的转数N旋转。即，执行排气导管净化。这里，利用在起动和停止控制设备14中包括的计时器，对是否已经经过预定时段ΔT进行判断。

此后，当在时刻T2判断已经经过预定时段ΔT时，起动和停止控制设备14通过打开燃料气体截流阀10而向燃烧器3供应燃料气体并且利用火花塞执行点火。据此，此后燃气轮机本体2被由燃烧器3产生的燃烧气体旋转和驱动，并且被加速，直至达到额定转数(例如3600rpm)。

这里，下面是描述对未燃烧的燃料进行清除的现有技术文献。

专利文献1：JP-A59-18240

发明内容

本发明所要解决的问题