[发明专利]操作燃气涡轮组件的方法及燃气涡轮组件

说明书

本发明涉及一种操作燃气涡轮组件的方法，该燃气涡轮组件包括压缩机、燃烧器和燃气涡轮，该方法包括以下步骤：相对于燃气涡轮组件的基本负载以部分负载操作燃气涡轮组件；使来自压缩机的吹出空气的一部分旁通；以及将吹出空气的一部分引入到燃气涡轮之后的排出气体导管中。当燃气涡轮组件以部分负载操作时，可保持空气与燃料比近似恒定，并且因此将燃烧火焰温度控制在排放保持低于容许极限的水平处。

技术领域

本发明涉及燃气涡轮及相关联的联合循环发电设备的技术领域。本发明的特定方面为具有较为简单的器件的燃气涡轮的下调比的延伸，其适用于新发展和改造应用两者。

背景技术

现有技术的燃气涡轮典型地配备有可变导叶(VGV)，以控制压缩机的质量流，并且因此将较宽操作范围内的燃烧过程的空气与燃料比保持在近似恒定的水平处。利用该措施，有可能有效地控制燃气涡轮的排放，直到VGV达到闭合位置。在典型地在大约30%到50%的相对负载下出现的该特定操作点以下，一氧化碳(CO)和氮氧化物(NOx)的排放开始快速升高，并且超过容许水平。因此，稳态操作可限于该操作范围，或者可要求CO或NOx催化器的安装。

EP2531709中提出了一种用于可操作地联接于发电机的涡轮发动机的冷却系统，其中，系统包括：与涡轮发动机的燃烧器区段连通且与涡轮发动机的涡轮区段连通的空气放出管线；用于控制通过空气放出管线的流的流控制装置；以及用于在操作负载小于涡轮发动机的基本负载时促动流控制装置来允许放出空气流过空气放出管线且提供冷却空气至涡轮区段的控制器，其中用于涡轮区段的大致所有冷却空气从流出涡轮发动机的压缩机区段的压缩机流出空气获得。

WO2012143462A2中提出了一种用于冷却具有冷却介质的内燃机的燃烧排出气体的排出气体冷却器，其中排出气体冷却器具有用于将热燃烧排出气体引入到排出气体冷却器中的排出气体入口。此外，排出气体冷却器具有用于将冷却的燃烧排出气体引导出排出气体冷却器的排出气体出口，其中排出气体出口流体地连接于排出气体入口。此外，排出气体冷却器具有至少一个冷却剂入口，用于将排出气体冷却器流体地连接于内燃机的至少一个冷却剂出口。此外，排出气体冷却器具有用于流体地连接水收集适配器的接口，其中接口设计成将冷却剂传送出排出气体冷却器。

EP2559862A1中提出了一种具有燃气涡轮、烟道气体排出级和吹出阀组件的发电系统的控制系统，其中排出阀组件有选择地提供压缩机与烟道气体排出级之间的流体连通，本公开教导了一种控制系统，其包括控制器，该控制器构造和改变成向吹出组件发信号，以响应于燃气涡轮的突然减载来提供流体连通。

发明内容

本发明的目的在于提供一种操作燃气涡轮组件的方法，当燃气涡轮组件以部分负载操作时，可保持空气与燃料比近似恒定，并且因此将燃烧火焰温度控制在排放保持低于容许极限的水平处，而没有燃气涡轮组件的冷却系统的架构改变。

该目的通过操作燃气涡轮组件的方法来获得，该燃气涡轮组件包括压缩机、燃烧器和燃气涡轮，该方法包括以下步骤：相对于燃气涡轮组件的基本负载以部分负载操作燃气涡轮组件；使来自压缩机的吹出空气的一部分旁通；以及将吹出空气的部分引入到燃气涡轮之后的排出气体导管中。

根据本发明的一个示例性实施例，燃气涡轮组件还包括连接在燃气涡轮下游的余热回收蒸汽发生器，引入步骤还包括：将吹出空气的部分引入到余热回收蒸汽发生器之后的排出气体导管中。

根据本发明的一个示例性实施例，燃气涡轮还包括排气扩散器，并且端盘端子开孔设置在燃气涡轮中，引入步骤还包括：将吹出空气的一部分经由端盘转子开孔引入到排气扩散器的支柱中，以便引导到排出气体导管中。

根据本发明的一个示例性实施例，燃气涡轮包括排出气体收纳壳，引入步骤还包括将吹出空气的一部分经由通过排出气体收纳壳的周向给送部引入到排气扩散器的支柱中，以便引导到排出气体导管中。

根据本发明的一个示例性实施例，该方法还包括：借助于控制阀来调整吹出空气的一部分的流动质量。