[发明专利]用于燃气轮机的热烟气温度的调节手段

说明书

本申请是申请日为2004年3月25日且发明名称为“温度测量装置以及用于燃气轮机的热烟气温度的调节手段”的中国专利申请No.200480007518.2的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种用于调节燃气轮机、尤其是用于发电的固定式燃气轮机的热烟气温度的调节手段。

背景技术

已知，采用固定式燃气轮机产生机械能，该机械能通常借助于一发电机转变为电能。为此，在燃气轮机中，一种化石类燃料与由压缩机压缩的空气流一起燃烧成一种热烟气，该热烟气接下来在一透平段内在转子上膨胀做功。其中，燃气轮机这样工作，即，在转子轴上输出足够能量用于产生电能，此时，热烟气的温度在透平段入口处不应该超过一最高值。

由于该透平段入口温度非常高，因而一般不能直接测量。因此，检测废气在透平段出口处所具有的温度，然后从中通过计算机确定透平段入口温度。通过投入到燃烧室内的燃料量可以调整透平段出口温度以及进而间接地也调节透平段入口温度，同时这也取决于压缩机入口处的空气温度。为了达到更简便地调节燃气轮机的目的，借助于一数学模型计算出一辅助参数，在该辅助参数下不再存在透平段出口温度受压缩机入口温度的影响性。该辅助参数被称为校正后的透平段出口温度。它仅取决于已燃烧的燃料量，因此达到简单调节燃气轮机的目的。此外，该调节虽然还与由发电机产生的电流的电网频率有关，但是在此不必考虑此影响。

为了提高燃气轮机的功率，可以将水输送给在压缩前由压缩机抽吸的空气流，以便于提高通过该燃气轮机的质量流。通常该运行方式作为湿式压缩运行方式已被公知。

所吸入的空气温度与所喷入的液体温度具有有规律的偏差。由于在压缩机入口处安装的用于测量空气温度的温度测量装置被喷入的液体沾湿，因此，温度测量装置检测的不是空气的温度，而是液体的温度。

如果基于按照测量表面上表现出的更高的压缩机入口温度确定出一个比实际温度更低的透平段出口温度，则燃气轮机的调节器就会提高输送到燃烧室中的燃料输送量，以便于抵消假想的差值。然而在此却使燃气轮机过度燃烧，也就是说，实际的透平段入口温度可能比最大允许的透平段入口温度高。反之，如果测量到比实际温度更低的压缩机入口温度，则燃气轮机内燃烧不充分。

燃气轮机的过度燃烧可以导致承受热烟气的部件过热以及进而导致降低它们的寿命，或者还导致损坏。相反，燃气轮机燃烧不充分则导致功率损失。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于在湿式压缩运行过程中调节燃气轮机的热烟气温度的调节手段

本发明的目的通过一种用于调节一燃气轮机、尤其是用于发电的固定式燃气轮机的热烟气温度的调节手段达到，该燃气轮机具有一用于将一液体喷入到可由一压缩机吸入的空气流中的喷入装置，一种燃烧介质借助于该空气流可在一后置的燃烧室内燃烧，形成热烟气，该热烟气在流过后置的透平段时膨胀做功，以及该燃气轮机具有一检测所述压缩机之前的空气流温度的温度测量装置，其中，所述热烟气温度通过控制所述燃烧介质量来调节，按照本发明，所述温度测量装置设置在所述喷入装置之前以及借助于所测量的温度计算出在所述压缩机的入口处空气流的温度，将所述温度确定为一最小可达到的温度，在此假设会有这样高程度的汽化，即，在所述压缩机的入口处有100％的空气湿度

本发明的目的还通过另一种用于调节一燃气轮机、尤其是用于发电的固定式燃气轮机的热烟气温度的调节手段达到，该燃气轮机具有一用于将一液体喷入到可由一压缩机吸入的空气流中的喷入装置，一种燃烧介质借助于该空气流可在一后置的燃烧室内燃烧，形成热烟气，该热烟气在流过后置的透平段时膨胀做功，以及该燃气轮机具有一检测所述压缩机之前的空气流温度的温度测量装置，其中，所述热烟气温度通过控制所述燃烧介质量来调节，按照本发明，所述温度测量装置设置在所述喷入装置之前以及借助于所测量的温度计算出在所述压缩机的入口处空气流的温度，在考虑到在所述空气流中的喷入液体汽化的情况下计算出所述温度。

本发明的技术解决方案规定，所述温度测量装置沿空气的流向看设置在所述喷入装置之前以及借助于所测量的空气温度计算出在所述压缩机的入口处空气流的温度。因此，加入的液体不会将所述温度测量装置沾湿，使得始终测量所述吸入空气流的温度。试图借助于防护管简单地保护所述温度测量装置却不能解决这个问题，因为该温度测量装置对于这种情况可能测量的是被液体沾湿的防护管的温度。