[发明专利]操作具有分级和/或连续燃烧的燃气涡轮的方法

说明书

本发明关于一种操作具有分级和/或连续燃烧的燃气涡轮的方法，其中第二级或第二燃烧器的焚烧器在加载期间单独且连续地开启并且在卸载期间切断。总燃料质量流和压缩机入口导叶同时调整，以允许相对于所需的CO排放目标控制燃气涡轮操作温度和发动机功率。

技术领域

本发明涉及一种用于操作具有分级和/或连续燃烧的燃气涡轮的方法。此外，本发明涉及一种用于实施用于操作具有分级和/或连续燃烧的燃气涡轮的方法的燃气涡轮。

背景技术

由于由非稳定可再生源(例如，风、太阳能)的发电增加，故现有的基于GT的发电站日益用于平衡电力需求和电网稳定性，因此需要改进的操作灵活性。这隐含了GT发电站通常在低于基本负载设计点的负载下操作，即，在较低燃烧器入口和燃烧温度下。在某些极限下，这降低了火焰稳定性和烧尽，同时增加了CO排放产生。

同时，排气极限值和总体排放许可变得更紧，以致于需要：

在较低排放值下操作；

在部分负载操作下且在瞬变操作期间也保持低排放，因为这些也算作累积的排放极限。

根据现有技术水平的燃烧系统设计成应对操作条件下的某些可变性，例如，通过调整压缩机入口质量或控制不同焚烧器、燃料级或燃烧器间的燃料分流。关于该方面的目的在关于分级或连续燃烧构想的燃气涡轮中给出，当在不同燃烧温度下操作第一和第二级或燃烧器的可能性已经允许较宽负载范围内的操作的优化时。

从EP0646704A1出现了一种用于控制燃气涡轮发电站的方法，该燃气涡轮发电站基本上包括压缩机单元(1)、高压燃烧室(4)、高压涡轮(6)、低压燃烧室(9)、低压涡轮(12)和发电机(14)，用于高压燃烧室(4)的燃料(FH)量通过由低压涡轮(12)的出口处的温度(T13)的值减去该处可检测的相应温升(DELTA T)构成的校正温度信号调整。该温度信号(T13-DELTA T)通过从低压涡轮(12)的出口处测得的温度减去引入到低压燃烧室(9)中的燃料(FL)量产生的温升(DELTA T)来记录。对于低压燃烧室(9)的燃料(FL)量，使用低压涡轮(12)的出口处的未校正的温度信号。

根据EP0646705A1的本发明提出了一种用于在涡轮发电站中提供部分负载操作的方法。该燃气涡轮发电站基本上包括压缩机单元(1)、布置在压缩机单元(1)下游的HP燃烧室(4)、布置在该HP燃烧室(4)下游的HP涡轮(5)、布置在该HP涡轮(5)下游的LP燃烧室(8)，通过自燃操作，并且其热气体作用于LP涡轮(11)上。将LP燃烧室(8)中的燃料量减少至零将HP涡轮(5)的出口处的温度保持基本上恒定。在降低LP燃烧室(8)中的燃料量期间，用于HP燃烧室(4)的燃料量还保持大致恒定，并且HP涡轮(5)的入口处的温度因此同样保持恒定。

关于EP0718470A2的燃气涡轮包括压缩机(1)、具有对应的高压涡轮(6)和低压涡轮(10)的第一燃烧室(4)和第二燃烧室(8)，以及至少一个发电机(13)。燃气涡轮的部分负载操作通过调整压缩机导叶来达到标称负载的百分之50以下的负载而实现。在调整期间，高压涡轮入口温度保持恒定，而低压涡轮入口温度连续下降。低压涡轮出口温度保持恒定。对于低于使用导叶调整实现的那些的负载，首先是低压接着是高压涡轮入口温度降低。

从EP0921292A1出现了一种用于调节以连续燃烧操作的燃气涡轮发电机组的方法，其中操作第一燃烧室所必需的燃料量首先随压缩机的出口处主要的压力变化而控制。该燃料量与该压力之间的比借助于再现第一涡轮的入口处的温度与该温度的期望值的偏差的因数连续地更新。操作第二燃烧室所必需的燃料量随第二涡轮入口处主要的压力变化而控制，并且该燃料量与该压力之间的比同样借助于再现第二涡轮的入口温度与该温度的期望值的偏差的因数连续地更新。系统中的惯性借助于该压力支持调节来中和。