[发明专利]用于启动联合循环动力系统的设备及其组装方法

说明书

技术领域

本文描述的实施例大体涉及联合循环动力发生系统，并且更具体而言，涉及促进启动这样的系统的方法和设备。

背景技术

至少一些已知的联合循环动力系统包括一个或多个燃气轮机、至少一个热回收蒸汽发生器(HRSG)和至少一个蒸汽轮机。HRSG和蒸汽轮机通过蒸汽导管以流连通的方式联接。通过将蒸汽从HRSG引导到蒸汽轮机来充分地对蒸汽导管加温会促进在通往蒸汽轮机的入口处获得恰当的蒸汽状况。已知的联合循环系统启动程序要求从HRSG中产生的蒸汽最初绕过蒸汽轮机，直到压力和温度在预定的过热参数内，或在适于准许蒸汽进入蒸汽轮机的范围内。

在这个旁通操作期间，在旁通线路和关闭的蒸汽轮机入口隔离阀之间的蒸汽导管的区段不接收暖的蒸汽流。因此，旁通操作无法促进将蒸汽导管的这个区段加温到预定的温度范围。这些闭塞头(dead-headed)区段充满不动的或滞止的流体，该流体会冷却到适于进入蒸汽轮机的那些参数以下的温度。因此，在旁通操作完成之后，在蒸汽进入蒸汽轮机之前，蒸汽线路的这个区段需要被加热到那些预定参数内的范围。在旁通操作之后加热蒸汽线路的这个区段会使蒸汽进入蒸汽轮机延迟。这个延迟可超过20分钟，从而进一步延长总的联合循环启动时间。此外，其中具有滞止流体的导管的长度可为很长的，从而延长与对受影响的导管的相关联的区段加温相关联的延迟。此外，这样的延迟会促使有额外的燃料消耗，从而降低联合循环动力系统的效率，以及增加其排放。此外，准许热的流通蒸汽进入含有滞止的较冷的流体的导管的区段可在相关联的蒸汽导管中引起额外的应力，从而促使导管的期望寿命减少。

一些已知的联合循环动力系统已经使用了这样的传统启动程序，这至少部分是因为这样的系统带有基本负荷，并且启动可能是不频繁的。此外，可能没有紧急的感觉，因为在不频繁的启动期间将考虑到任何已知的启动延迟。但是，由于增加的且更频繁的日夜功率价格波动，这样的意外启动就变得更频繁。例如，由于电功率需求和燃料价格的周期性变化，越来越趋向于使用联合循环动力装置作为日常调峰单元。而且，一些再生能源(例如风力涡轮机)在风方面可经历突然减少，从而促使联合循环动力系统的意外启动。上面描述的蒸汽线路加热延迟可降低联合循环动力系统产生的电功率的及时商业输送。

一些已知的联合循环动力系统包括定位成较靠近蒸汽轮机入口隔离阀的额外的导管和阀。额外的导管和阀安装起来成本高，维护起来成本高，促使在启动期间有额外的失效点，并且难以在蒸汽轮机改型期间安装。

发明内容

在一方面，提供了一种用于组装联合循环动力发生系统的方法。该方法包括将燃气轮机联接成与热回收蒸汽发生器(HRSG)处于流连通。该方法还包括通过至少一个蒸汽管道来将蒸汽轮机联接成与HRSG处于流连通。该方法进一步包括将至少一个加热元件联接到该至少一个蒸汽管道的一部分上。该方法还包括将至少一个控制器操作性地联接到该至少一个加热元件上。该方法进一步包括将该至少一个控制器编程来改变该至少一个蒸汽管道的该部分中的温度变化速率。

在另一方面，提供了一种蒸汽管道加热系统。该蒸汽管道加热系统包括联接到蒸汽管道的至少一部分上的至少一个电加热元件。该系统还包括操作性地联接到该至少一个加热元件上的至少一个管道加热控制器。该控制器被编程来改变蒸汽管道的该部分中的温度变化速率。该至少一个控制器进一步被编程来根据下者中的至少一个来改变蒸汽管道的该部分中的温度变化速率：蒸汽管道的该部分的质量和蒸汽管道的该部分的形状。

在又一个方面，提供了一种联合循环动力发生系统。该系统包括联接到第一发电机上的燃气轮机。该系统还包括联接到第二发电机上的蒸汽轮机。该系统进一步包括联接到蒸汽轮机和燃气轮机上的热回收蒸汽发生器(HRSG)。HRSG通过至少一个蒸汽管道以流连通的方式联接到蒸汽轮机上。该系统还包括联接到该至少一个蒸汽管道的一部分上的管道加热系统。该管道加热系统包括至少一个电加热元件。管道加热系统还包括操作性地联接到该至少一个加热元件上的至少一个控制器。该控制器被编程来改变该至少一个蒸汽管道的该部分中的温度变化速率。

附图说明

通过结合附图来参照以下描述，可更好地理解本文描述的实施例。

图1是示例性联合循环动力系统的示意图。

图2是可用于图1中显示的联合循环动力系统的示例性高压蒸汽管道的示意图；

图3是可用于图1中显示的联合循环动力系统的示例性热的再热(HRH)蒸汽管道的示意图；

图4是具有示例性管道加热系统的一部分的、图2中显示的高压蒸汽管道的等距视图；