[发明专利]用于控制热回收蒸汽产生器中热交换的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及控制联合循环发电设备的热回收蒸汽产生器中的热交换的方法和设备，以及具备或不具备热电联供的联合循环发电设备。

背景技术

用于发电的联合循环发电设备通常包括燃气轮机单元和蒸汽产生器，其中蒸汽产生器具有来自燃气轮机单元的废气，并且用于生成将提供给功能单元(例如，蒸汽轮机单元)的蒸汽。

蒸汽产生器包括燃气轮机单元的废烟气通过其进行流动的废烟气流动室，以及配备去矿物质水的蒸汽回路。

蒸汽回路在废烟气流动室内部进行扩展，通过这种方式使用来自燃气轮机单元的热烟气的热量来生成蒸汽。

催化剂经常也被沿着废烟气流动室进行安装，用于减少燃气轮机单元所产生的烟气中的一氧化碳含量。

蒸汽产生器通常用于在燃气轮机的额定运行条件下获得最大的热效率。

但是，市场推动制造商设计如下的系统，该系统提供在减少负载的情况下也能够运转的燃气轮机，例如在能量需求显著减少的夜间。这将导致燃气轮机废烟气的温度和流速的降低。同样的情况也发生在燃气轮机启动期间。

燃气轮机废烟气的低流速和低温可能不足以保证蒸汽产生器产生联合循环的热电联供过程和/或蒸汽涡轮机所需要的质量(用压力和温度表示)的蒸汽量。

在这些情况下，存在利用随后的热应力对于蒸汽轮机进行过度冷却的风险，以及其损害和/或向热电联供过程提供的蒸汽的流速不足的风险。

此外，在低负载运行条件下，特别是接近燃气轮机所谓的技术上的最小运行条件，废烟气可能无法充分加热催化转化器，该催化转换器用于将通过燃烧所产生的一氧化碳转化为二氧化碳。

实际上，在低负载时，火焰的不稳定性和燃烧室中较低的温度，导致未能达到化石燃料中所包含的碳完全氧化所需要的能量的量，这造成一氧化碳产生的增加。

催化转化器在温度接近300℃或更高时具有最佳转化效率。当温度降至300℃以下时效率降低，而在温度处于催化通常所使用的阈值以下的情况下效率急剧暴跌。

发明内容

因此本发明的一个目的在于提供一种用于控制联合循环发电设备的热回收蒸汽产生器中的热交换的方法，该方法没有本文中所述的现有技术的缺点；特别地，本发明的一个目的在于提供一种如下的方法：其能够优化燃气轮机单元的废烟气与蒸汽产生器的蒸汽回路之间的热交换，通过这种方式来保证即使在燃气轮机单元处于低负载运行时也能够充分产生功能单元和/或热电联供过程和/或催化剂所需要的质量的蒸汽。

根据这些目的，本发明涉及一种控制联合循环发电设备的热回收蒸汽产生器中的热交换的方法，该方法包括如下步骤：

检测指示蒸汽产生器的至少一个第一部件中的当前热动力条件的至少一个工作参数；

计算热交换误差作为检测到的工作参数与各个预定义的参考值之间的差值；

基于计算出的热交换误差，将压力设置点值分配给热回收蒸汽产生器的调节部件；

基于所分配的压力设置点值对于调节部件进行调节。

本发明的其他目的在于一种用于控制联合循环发电设备的热回收蒸汽产生器中的热交换的设备，该设备能够优化燃气轮机单元的废烟气与蒸汽产生器的蒸汽回路之间的热交换，通过这种方式来保证即使在燃气轮机单元处于低负载运行时也能够充分产生功能单元和/或热电联供过程和/或催化剂所需要的质量的蒸汽。

根据这些目的，本发明涉及一种用于控制联合循环发电设备的热回收蒸汽产生器中的热交换的设备，其包括：

至少一个检测设备，用于检测指示蒸汽产生器的至少一个第一部件中的当前热动力条件的至少一个工作参数；

至少一个误差计算模块，用于计算热交换误差作为检测到的工作参数与各个预定义的参考值之间的差值；

至少一个设置点计算模块，用于基于计算出的热交换误差，将压力设置点值分配给蒸汽产生器的调节部件；

执行模块，用于基于所分配的压力设置点值，对于调节部件进行调节。

本发明的另一个目的在于提供用于发电的联合循环发电设备，其中即使在燃气轮机单元处于低负载运行时，蒸汽产生器所生成的蒸汽的量也是充足的，并且具有蒸汽轮机和/或热电联供过程和/或催化剂所需要的热学性质。

根据这些目的，本发明涉及一种用于发电的联合循环发电设备，该设备包括配备至少一个调节部件的蒸汽产生器，以及如先前所述的用于控制蒸汽产生器中的热交换的控制设备。

附图说明

参考附图的各图，从实施例的非限制示例的下面的描述，本发明的进一步特征和优势将变得清楚，其中：