增強(qiáng)多燃?xì)鉁u輪聯(lián)合循環(huán)裝置中冷蒸汽渦輪啟動(dòng)的方法
【專利摘要】公開一種增強(qiáng)輔助燃燒式多燃?xì)鉁u輪聯(lián)合循環(huán)裝置中的冷(或暖)蒸汽渦輪啟動(dòng)的方法。通常用來在裝置燃?xì)鉁u輪處于最大負(fù)載時(shí)增加蒸汽流的鍋爐輔助燃燒用來增加部分負(fù)載的、溫度匹配的燃?xì)鉁u輪的蒸汽生產(chǎn)量。這么做是為了滿足冷(或暖)蒸汽渦輪啟動(dòng)的最小所需蒸汽流量。點(diǎn)燃熱回收蒸汽發(fā)生器/鍋爐中的輔助燃燒式噴燃器以及將它們?cè)O(shè)定為最小或低熱負(fù)載，這用來添加處于恰當(dāng)溫度的足夠蒸汽，以在燃?xì)鉁u輪負(fù)載和來自燃?xì)鉁u輪排氣流的有關(guān)蒸汽生產(chǎn)能力由于需要匹配所需蒸汽溫度和/或保持低的燃?xì)鉁u輪排氣排放而受到限制時(shí)，確保成功的冷或暖蒸汽渦輪啟動(dòng)。
【專利說明】
増強(qiáng)多燃?xì)鉁u輪聯(lián)合循環(huán)裝置中冷蒸汽渦輪啟動(dòng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及聯(lián)合循環(huán)功率發(fā)生裝置，并且更特別地，涉及用于增強(qiáng)冷蒸汽渦輪的聯(lián)合循環(huán)裝置起動(dòng)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在電功率生產(chǎn)中，聯(lián)合循環(huán)是一組熱力發(fā)動(dòng)機(jī)，它們使用同一熱源共同工作，將熱的熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，機(jī)械能又用來驅(qū)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)發(fā)電機(jī)。在聯(lián)合循環(huán)中，在工作流體在第一熱力發(fā)動(dòng)機(jī)中完成其循環(huán)之后，工作流體的熵仍然足夠低，使得后面的第二熱力發(fā)動(dòng)機(jī)還可從第一熱力發(fā)動(dòng)機(jī)的工作流體的廢熱能中抽取能量。通過在機(jī)械軸使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)之后結(jié)合這多個(gè)工作流，系統(tǒng)的總凈效率可顯著提高。
[0003]在聯(lián)合循環(huán)功率發(fā)生裝置中，普通聯(lián)合是布雷頓循環(huán)燃?xì)鉁u輪(GT)，其熱排氣對(duì)蘭金循環(huán)蒸汽渦輪(ST)功率裝置提供功率，ST功率裝置驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。這稱為聯(lián)合循環(huán)燃?xì)鉁u輪(CCGT)裝置。在聯(lián)合循環(huán)功率裝置中，燃?xì)鉁u輪的排氣的熱用來通過將蒸汽傳送通過熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)來產(chǎn)生蒸汽，HRSG是回收來自熱氣體流的熱的能量回收熱交換器。它產(chǎn)生蒸汽，蒸汽可用來驅(qū)動(dòng)蒸汽渦輪。HRSG典型地包括以下構(gòu)件，S卩，節(jié)熱器、蒸發(fā)器、再熱器和過熱器?？赏ㄟ^用鍋爐中的額外的輔助燃燒式或“導(dǎo)管”噴燃器增加總蒸汽流，來獲得額外的蒸汽渦輪功率。
[0004]由于來自存在的多個(gè)HRSG單元中的各個(gè)的噴燃器的額外的蒸汽流的原因，具有輔助燃燒的多軸聯(lián)合循環(huán)裝置中的蒸汽渦輪可變得非常大。因而，為了成功地啟動(dòng)蒸汽渦輪和達(dá)到最小穩(wěn)定負(fù)載，這些蒸汽渦輪可需要大得多的最小蒸汽流量。在一些情況下，蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子慣量高是因?yàn)樵O(shè)計(jì)要求，而且這也可能難以啟動(dòng)。冷(或暖)蒸汽渦輪啟動(dòng)需要溫度較低的蒸汽來實(shí)現(xiàn)應(yīng)力控制。因此燃?xì)鉁u輪單元必須在低負(fù)載下停置，以產(chǎn)生所需蒸汽條件;但是，在低負(fù)載蒸汽下，生產(chǎn)受限，而且對(duì)蒸汽渦輪起動(dòng)可為不夠的。根據(jù)本發(fā)明，鍋爐的輔助燃燒可用來添加所需蒸汽流，同時(shí)保持裝備幫助和低排放。
[0005]由于裝置操作和維護(hù)需要的原因，大小針對(duì)(N)多個(gè)輔助燃燒式鍋爐設(shè)置而成的蒸汽渦輪能夠以來自單個(gè)(或N-1個(gè))燃?xì)鉁u輪的蒸汽啟動(dòng)。單個(gè)燃?xì)鉁u輪可能沒有產(chǎn)生冷蒸汽渦輪單元啟動(dòng)的所需蒸汽流所需的排氣能量。因此，用這種方式啟動(dòng)一些蒸汽渦輪單元時(shí)可能有困難。
[0006]雙燃?xì)鉁u輪裝置可提供使蒸汽渦輪冷啟動(dòng)所需的蒸汽流;但是，雙燃?xì)鉁u輪裝置不可始終具有兩個(gè)可用來啟動(dòng)蒸汽渦輪的燃?xì)鉁u輪，并且因此蒸汽渦輪可能受到妨礙而無法操作。裝置所有者需要以數(shù)量降低的燃?xì)鉁u輪來進(jìn)行啟動(dòng)的能力，即，N-1個(gè)(或N -更多個(gè))燃?xì)鉁u輪單元，其中，N是燃?xì)鉁u輪單元的總數(shù)。啟動(dòng)能力可由于單元可用性、維護(hù)需要、電網(wǎng)條件、排放限制或者只是所有者便利而降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明涉及一種用于增強(qiáng)輔助燃燒式單或多燃?xì)鉁u輪聯(lián)合循環(huán)裝置中的冷或暖蒸汽渦輪啟動(dòng)的方法。
[0008]在本發(fā)明的第一示例性實(shí)施例中，一種用于輔助燃燒式多燃?xì)鉁u輪聯(lián)合循環(huán)裝置的冷或暖蒸汽渦輪啟動(dòng)的方法，輔助燃燒式多燃?xì)鉁u輪聯(lián)合循環(huán)裝置包括至少一個(gè)燃?xì)鉁u輪、蒸汽渦輪和至少一個(gè)熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)，HRSG包括在HRSG的入口導(dǎo)管中的至少一個(gè)導(dǎo)管噴燃器，該方法包括:啟動(dòng)燃?xì)鉁u輪且使其加速到全速，然后使燃?xì)鉁u輪同步到使燃?xì)鉁u輪排放降低到核準(zhǔn)排放水平的負(fù)載水平;將來自燃?xì)鉁u輪的排氣引導(dǎo)到HRSG，以加熱HRSG，使得HRSG產(chǎn)生蒸汽流；當(dāng)來自HRSG的蒸汽流超過使HRSG保持為預(yù)定壓力水平所需的流量水平時(shí)，將多余蒸汽流引導(dǎo)到廢熱沉，并且增加在恒定燃?xì)鉁u輪負(fù)載下的燃?xì)鉁u輪空氣流，從而降低燃?xì)鉁u輪排氣溫度，使得蒸汽流溫度降低到蒸汽渦輪金屬溫度水平；以及當(dāng)蒸汽流溫度降低到蒸汽渦輪金屬溫度水平時(shí)，點(diǎn)燃導(dǎo)管噴燃器和使導(dǎo)管噴燃器加載;將蒸汽流調(diào)節(jié)成預(yù)定增加流量水平、預(yù)定壓力水平和預(yù)定降低溫度水平，并且然后允許蒸汽流進(jìn)入蒸汽渦輪，以起動(dòng)蒸汽渦輪的操作；當(dāng)蒸汽渦輪的起動(dòng)操作完成時(shí)，通過使在恒定燃?xì)鉁u輪負(fù)載下的燃?xì)鉁u輪空氣流降低到預(yù)定降低流量水平，來使蒸汽流溫度升高到預(yù)定升高溫度水平，從而使燃?xì)鉁u輪排氣溫度升高到預(yù)定升高溫度水平;通過增加燃料流來使燃?xì)鉁u輪加載，使得蒸汽流達(dá)到其額定溫度；當(dāng)蒸汽流達(dá)到其額定溫度時(shí)，關(guān)閉導(dǎo)管噴燃器；將燃?xì)鉁u輪加載到最終預(yù)定功率生產(chǎn)水平；以及當(dāng)燃?xì)鉁u輪達(dá)到最終預(yù)定功率生產(chǎn)水平時(shí)，再次點(diǎn)燃導(dǎo)管噴燃器和使導(dǎo)管噴燃器加載，以使蒸汽流提高到最終預(yù)定功率生產(chǎn)水平，并且從而提高到蒸汽渦輪功率水平，其中當(dāng)燃?xì)鉁u輪負(fù)載水平且因此有關(guān)的HRSG蒸汽生產(chǎn)能力在滿足蒸汽渦輪啟動(dòng)所需的蒸汽流量和溫度方面受到限制時(shí)，將進(jìn)行冷或暖蒸汽渦輪啟動(dòng)。
[0009]在本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施例中時(shí)，一種用于增強(qiáng)輔助燃燒式多燃?xì)鉁u輪聯(lián)合循環(huán)裝置中的冷或暖蒸汽渦輪啟動(dòng)的方法，輔助燃燒式多燃?xì)鉁u輪聯(lián)合循環(huán)裝置包括多個(gè)燃?xì)鉁u輪、蒸汽渦輪和至少一個(gè)熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)，HRSG包括在HRSG的入口導(dǎo)管中的至少一個(gè)導(dǎo)管噴燃器和至少一個(gè)蒸汽鼓，該方法包括啟動(dòng)燃?xì)鉁u輪且使其加速到全速，然后使燃?xì)鉁u輪同步到使燃?xì)鉁u輪排放降低到核準(zhǔn)排放水平的負(fù)載水平;將來自燃?xì)鉁u輪的排氣引導(dǎo)到HRSG，以加熱HRSG，使得HRSG產(chǎn)生蒸汽流;當(dāng)來自HRSG的蒸汽流超過使HRSG保持為預(yù)定壓力水平所需的流量水平時(shí)，將多余蒸汽流引導(dǎo)到冷凝器，并且增加在恒定燃?xì)鉁u輪負(fù)載下的燃?xì)鉁u輪空氣流，從而降低燃?xì)鉁u輪排氣溫度，使得蒸汽流溫度降低到蒸汽渦輪金屬溫度水平；以及當(dāng)蒸汽流溫度降低到蒸汽渦輪金屬溫度水平時(shí)，點(diǎn)燃導(dǎo)管噴燃器和使導(dǎo)管噴燃器加載;調(diào)節(jié)蒸汽鼓壓力和導(dǎo)管噴燃器燃料輸入中的至少一個(gè)，以將蒸汽流調(diào)節(jié)成預(yù)定增加流量水平、預(yù)定壓力水平和預(yù)定降低溫度水平，并且然后允許蒸汽流進(jìn)入蒸汽渦輪，以起動(dòng)操作蒸汽渦輪;當(dāng)蒸汽渦輪起動(dòng)操作完成時(shí)，通過使在恒定燃?xì)鉁u輪負(fù)載下的燃?xì)鉁u輪空氣流降低到預(yù)定降低流量水平，來使蒸汽流溫度升高到預(yù)定升高溫度水平，從而使燃?xì)鉁u輪排氣溫度升高到預(yù)定升高溫度水平;使燃?xì)鉁u輪回到正常操作，并且通過增加燃料流來使燃?xì)鉁u輪加載，使得蒸汽流達(dá)到其額定溫度；當(dāng)蒸汽流達(dá)到其額定溫度時(shí)，關(guān)閉導(dǎo)管噴燃器;使燃?xì)鉁u輪加載到最終預(yù)定功率生產(chǎn)水平；以及當(dāng)燃?xì)鉁u輪達(dá)到預(yù)定功率生產(chǎn)水平時(shí)，再次點(diǎn)燃導(dǎo)管噴燃器和使導(dǎo)管噴燃器加載，以增加蒸汽流，并且從而提高整體蒸汽渦輪功率水平，其中當(dāng)燃?xì)鉁u輪負(fù)載水平且因此有關(guān)的HRSG蒸汽生產(chǎn)能力在滿足蒸汽渦輪啟動(dòng)所需的蒸汽流量和溫度方面受到限制時(shí)，將進(jìn)行冷或暖蒸汽渦輪啟動(dòng)。
[0010]在本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施例中，一種用于增強(qiáng)輔助燃燒式多燃?xì)鉁u輪聯(lián)合循環(huán)裝置中的冷或暖蒸汽渦輪啟動(dòng)的方法，輔助燃燒式多燃?xì)鉁u輪聯(lián)合循環(huán)裝置包括預(yù)定數(shù)量N個(gè)燃?xì)鉁u輪、驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的蒸汽渦輪和至少一個(gè)熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)，HRSG包括在HRSG的入口導(dǎo)管中的至少一個(gè)入口噴燃器，該方法包括點(diǎn)燃N個(gè)燃?xì)鉁u輪中的至少一個(gè)且使其加速到全速，然后使燃?xì)鉁u輪同步到使燃?xì)鉁u輪排放降低到核準(zhǔn)排放水平的負(fù)載水平;將來自燃?xì)鉁u輪的排氣引導(dǎo)到HRSG，以使HRSG變暖，使得HRSG啟動(dòng)，從而產(chǎn)生蒸汽流；當(dāng)來自HRSG的蒸汽流超過使HRSG保持為預(yù)定壓力水平所需的流量水平時(shí)，將多余蒸汽流引導(dǎo)到廢熱沉，并且增加在恒定燃?xì)鉁u輪負(fù)載下的燃?xì)鉁u輪空氣流，從而降低燃?xì)鉁u輪排氣溫度，使得蒸汽流溫度降低到蒸汽渦輪金屬溫度水平；以及當(dāng)蒸汽流溫度降低到蒸汽渦輪金屬溫度水平時(shí)，點(diǎn)燃導(dǎo)管噴燃器和使導(dǎo)管噴燃器加載；當(dāng)來自HRSG的蒸汽流超過使HRSG保持為預(yù)定壓力水平所需的流量水平時(shí)，將多余蒸汽流引導(dǎo)到廢熱沉，并且增加在恒定燃?xì)鉁u輪負(fù)載下的燃?xì)鉁u輪空氣流，從而降低燃?xì)鉁u輪排氣溫度，使得蒸汽流溫度降低到蒸汽渦輪金屬溫度水平;調(diào)節(jié)鼓壓力設(shè)定和噴燃器燃料輸入，以將蒸汽流調(diào)節(jié)到預(yù)定增加流量水平、預(yù)定壓力水平和預(yù)定降低溫度水平，并且然后允許蒸汽流進(jìn)入蒸汽渦輪的中壓區(qū)段，以使蒸汽渦輪的起動(dòng)操作開始；當(dāng)蒸汽渦輪加速，以便同步到和發(fā)電機(jī)附連的電網(wǎng)，并且建立最小斷路器閉合負(fù)載時(shí)，允許蒸汽流進(jìn)入蒸汽渦輪的高壓區(qū)段;在此之后，允許蒸汽流進(jìn)入蒸汽渦輪的低壓區(qū)段，以完成蒸汽渦輪起動(dòng)操作；當(dāng)蒸汽渦輪起動(dòng)操作完成時(shí)，通過使在恒定燃?xì)鉁u輪負(fù)載下的燃?xì)鉁u輪空氣流降低到預(yù)定降低流量水平，來使蒸汽流溫度升高到預(yù)定升高溫度水平，從而使燃?xì)鉁u輪排氣溫度升高到預(yù)定升高溫度水平;使燃?xì)鉁u輪回到正常操作控制曲線，并且通過增加燃料流來使燃?xì)鉁u輪加載，使得蒸汽流達(dá)到其額定溫度；當(dāng)蒸汽流達(dá)到其額定溫度時(shí)，使導(dǎo)管噴燃器跳脫;將燃?xì)鉁u輪加載到最終預(yù)定功率生產(chǎn)水平，使得蒸汽渦輪負(fù)載跟著加載，因?yàn)閬碜匀細(xì)鉁u輪的較高的排氣熱產(chǎn)生更多蒸汽；以及當(dāng)燃?xì)鉁u輪達(dá)到其全負(fù)載時(shí)，再次點(diǎn)燃導(dǎo)管噴燃器和使導(dǎo)管噴燃器加載，以提高整體蒸汽渦輪功率水平，其中當(dāng)燃?xì)鉁u輪負(fù)載水平且因此有關(guān)的HRSG蒸汽生產(chǎn)能力在滿足蒸汽渦輪啟動(dòng)所需的蒸汽流量和溫度方面受到限制時(shí)，將進(jìn)行冷或暖蒸汽渦輪啟動(dòng)。
[0011 ]技術(shù)方案1.一種用于輔助燃燒式單或多燃?xì)鉁u輪聯(lián)合循環(huán)裝置中的冷或暖蒸汽渦輪啟動(dòng)的方法，所述輔助燃燒式單或多燃?xì)鉁u輪聯(lián)合循環(huán)裝置包括至少一個(gè)燃?xì)鉁u輪、蒸汽渦輪和至少一個(gè)熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)，所述HRSG包括在至少一個(gè)HRSG入口導(dǎo)管中的至少一個(gè)導(dǎo)管噴燃器，所述方法包括:
啟動(dòng)所述燃?xì)鉁u輪且使其加速到全速，然后使所述燃?xì)鉁u輪同步到使燃?xì)鉁u輪排放降低到核準(zhǔn)排放水平的負(fù)載水平，
將來自所述燃?xì)鉁u輪的排氣引導(dǎo)到所述HRSG，以加熱所述HRSG，使得所述HRSG產(chǎn)生蒸汽流，
當(dāng)來自所述HRSG的蒸汽流超過使所述HRSG保持為預(yù)定壓力水平所需的流量水平時(shí)，將多余蒸汽流引導(dǎo)到廢熱沉，并且增加在恒定燃?xì)鉁u輪負(fù)載下的燃?xì)鉁u輪空氣流，從而降低燃?xì)鉁u輪排氣溫度，使得蒸汽流溫度降低到蒸汽渦輪金屬溫度水平，
當(dāng)所述蒸汽流溫度降低到所述蒸汽渦輪金屬溫度水平時(shí)，點(diǎn)燃所述導(dǎo)管噴燃器且使所述導(dǎo)管噴燃器加載，
將所述蒸汽流調(diào)節(jié)到預(yù)定增加流量水平、預(yù)定壓力水平和預(yù)定降低溫度水平，并且然后允許所述蒸汽流進(jìn)入所述蒸汽渦輪，以起動(dòng)所述蒸汽渦輪的操作，
當(dāng)所述蒸汽渦輪的起動(dòng)操作完成時(shí)，通過使在恒定燃?xì)鉁u輪負(fù)載下的燃?xì)鉁u輪空氣流降低到預(yù)定降低流量水平，來使蒸汽流溫度升高到預(yù)定升高溫度水平，從而使燃?xì)鉁u輪排氣溫度升高到預(yù)定升高溫度水平，
通過增加燃料流來使所述燃?xì)鉁u輪加載，使得所述蒸汽流達(dá)到其額定溫度，
當(dāng)所述蒸汽流達(dá)到其額定溫度時(shí)，關(guān)閉所述導(dǎo)管噴燃器，
將所述燃?xì)鉁u輪加載到最終預(yù)定功率生產(chǎn)水平，以及
當(dāng)所述燃?xì)鉁u輪達(dá)到所述最終預(yù)定功率生產(chǎn)水平時(shí)，再次點(diǎn)燃所述導(dǎo)管噴燃器和使所述導(dǎo)管噴燃器加載，以使蒸汽流提高到最終預(yù)定功率生產(chǎn)水平，并且從而提高到蒸汽渦輪功率水平，
其中當(dāng)所述燃?xì)鉁u輪負(fù)載水平且因此相關(guān)的HRSG蒸汽生產(chǎn)能力在滿足所述蒸汽渦輪啟動(dòng)所需的蒸汽流量和溫度方面受到限制時(shí)，將進(jìn)行所述冷或暖蒸汽渦輪啟動(dòng)。
[0012]技術(shù)方案2.根據(jù)技術(shù)方案I所述的方法，其特征在于，所述至少一個(gè)燃?xì)鉁u輪包括多個(gè)燃?xì)鉁u輪，以及其中，在所述冷蒸汽渦輪啟動(dòng)中使用所述多個(gè)燃?xì)鉁u輪中的僅一個(gè)。
[0013]技術(shù)方案3.根據(jù)技術(shù)方案I所述的方法，其特征在于，所述至少一個(gè)燃?xì)鉁u輪包括N個(gè)燃?xì)鉁u輪，以及其中，在所述冷蒸汽渦輪啟動(dòng)中使用所述N個(gè)燃?xì)鉁u輪中的N-1個(gè)。
[0014]技術(shù)方案4.根據(jù)技術(shù)方案I所述的方法，其特征在于，所述廢熱沉是冷凝器。
[0015]技術(shù)方案5.根據(jù)技術(shù)方案I所述的方法，其特征在于，所述燃?xì)鉁u輪回到正常操作，同時(shí)通過增加燃料流來使所述燃?xì)鉁u輪加載，使得所述蒸汽流達(dá)到其額定溫度。
[0016]技術(shù)方案6.根據(jù)技術(shù)方案I所述的方法，其特征在于，所述蒸汽渦輪包括在多個(gè)不同的壓力和溫度水平下操作的多個(gè)單獨(dú)的渦輪模塊。
[0017]技術(shù)方案7.根據(jù)技術(shù)方案I所述的方法，其特征在于，所述蒸汽渦輪包括高壓(HP)渦輪模塊、聯(lián)接到所述高壓渦輪模塊上的中壓(IP)渦輪模塊，以及兩個(gè)低壓(LP)渦輪模塊，第一低壓渦輪模塊聯(lián)接到所述中壓渦輪模塊上，而第二低壓渦輪模塊聯(lián)接到發(fā)電機(jī)上。
[0018]技術(shù)方案8.根據(jù)技術(shù)方案I所述的方法，其特征在于，所述兩個(gè)低壓渦輪模塊包括:第一低壓渦輪模塊，其借助于第二機(jī)械軸聯(lián)接到所述中壓渦輪模塊上；以及第二低壓渦輪模塊，其借助于第三機(jī)械軸直接聯(lián)接到發(fā)電機(jī)上，所述第三機(jī)械軸使所述發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，以產(chǎn)生電功率。
[0019]技術(shù)方案9.根據(jù)技術(shù)方案I所述的方法，其特征在于，所述HRSG由低壓(LP)區(qū)段、再熱/中壓(IP)區(qū)段和高壓(HP)區(qū)段組成。
[0020]技術(shù)方案10.根據(jù)技術(shù)方案I所述的方法，其特征在于，所述至少一個(gè)HRSG是多個(gè)HRSG，它們各自包括在所述HRSG的入口導(dǎo)管中的至少一個(gè)導(dǎo)管噴燃器。
[0021]技術(shù)方案11.根據(jù)技術(shù)方案I所述的方法，其特征在于，在所述HRSG的入口導(dǎo)管中的所述至少一個(gè)導(dǎo)管噴燃器是在所述HRSG的入口導(dǎo)管中的多個(gè)導(dǎo)管噴燃器。
[0022]技術(shù)方案12.根據(jù)技術(shù)方案I所述的方法，其特征在于，所述HRSG還包括至少一個(gè)蒸汽鼓，以及其中，調(diào)節(jié)蒸汽鼓壓力和導(dǎo)管噴燃器燃料輸入中的至少一個(gè)，以將所述蒸汽流調(diào)節(jié)到所述預(yù)定增加流量水平、所述預(yù)定壓力水平和所述預(yù)定降低溫度水平。
[0023]技術(shù)方案13.—種用于增強(qiáng)輔助燃燒式多燃?xì)鉁u輪聯(lián)合循環(huán)裝置中的冷或暖蒸汽渦輪啟動(dòng)的方法，所述輔助燃燒式多燃?xì)鉁u輪聯(lián)合循環(huán)裝置包括多個(gè)燃?xì)鉁u輪、蒸汽渦輪和至少一個(gè)熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)，所述HRSG包括在至少一個(gè)HRSG入口導(dǎo)管中的至少一個(gè)導(dǎo)管噴燃器和至少一個(gè)蒸汽鼓，所述方法包括:
啟動(dòng)所述燃?xì)鉁u輪且使其加速到全速，然后使所述燃?xì)鉁u輪同步到使燃?xì)鉁u輪排放降低到核準(zhǔn)排放水平的負(fù)載水平，
將來自所述燃?xì)鉁u輪的排氣引導(dǎo)到所述HRSG，以加熱所述HRSG，使得所述HRSG產(chǎn)生蒸汽流，
當(dāng)來自所述HRSG的蒸汽流超過使所述HRSG保持為預(yù)定壓力水平所需的流量水平時(shí)，將多余蒸汽流引導(dǎo)到冷凝器，并且增加在恒定燃?xì)鉁u輪負(fù)載下的燃?xì)鉁u輪空氣流，從而降低燃?xì)鉁u輪排氣溫度，使得蒸汽流溫度降低到蒸汽渦輪金屬溫度水平，
當(dāng)所述蒸汽流溫度降低到所述蒸汽渦輪金屬溫度水平時(shí)，點(diǎn)燃所述導(dǎo)管噴燃器且使所述導(dǎo)管噴燃器加載，
調(diào)節(jié)蒸汽鼓壓力和導(dǎo)管噴燃器燃料輸入中的至少一個(gè)，以將蒸汽流調(diào)節(jié)到預(yù)定增加流量水平、預(yù)定壓力水平和預(yù)定降低溫度水平，并且然后允許所述蒸汽流進(jìn)入所述蒸汽渦輪，以起動(dòng)所述蒸汽渦輪的操作，
當(dāng)所述蒸汽渦輪的起動(dòng)操作完成時(shí)，通過使在恒定燃?xì)鉁u輪負(fù)載下的燃?xì)鉁u輪空氣流降低到預(yù)定降低流量水平，來使蒸汽流溫度升高到預(yù)定升高溫度水平，從而使燃?xì)鉁u輪排氣溫度升高到預(yù)定升高溫度水平，
使所述燃?xì)鉁u輪回到正常操作，并且通過增加燃料流，來使所述燃?xì)鉁u輪加載，使得所述蒸汽流達(dá)到其額定溫度，
當(dāng)所述蒸汽流達(dá)到其額定溫度時(shí)，關(guān)閉所述導(dǎo)管噴燃器，
使所述燃?xì)鉁u輪加載到最終預(yù)定功率生產(chǎn)水平，以及
當(dāng)所述燃?xì)鉁u輪達(dá)到所述預(yù)定功率生產(chǎn)水平時(shí)，再次點(diǎn)燃所述導(dǎo)管噴燃器和使所述導(dǎo)管噴燃器加載，以增加蒸汽流，并且從而提高整體蒸汽渦輪功率水平，
其中當(dāng)所述燃?xì)鉁u輪負(fù)載水平和因此相關(guān)的HRSG蒸汽生產(chǎn)能力在滿足所述蒸汽渦輪啟動(dòng)所需的蒸汽流量和溫度方面受到限制時(shí)，將進(jìn)行所述冷或暖蒸汽渦輪啟動(dòng)。
[0024]技術(shù)方案14.根據(jù)技術(shù)方案13所述的方法，其特征在于，所述多個(gè)燃?xì)鉁u輪包括N個(gè)燃?xì)鉁u輪，以及其中，在所述冷蒸汽渦輪啟動(dòng)中使用所述N個(gè)燃?xì)鉁u輪中的N-1個(gè)。
[0025]技術(shù)方案15.根據(jù)技術(shù)方案13所述的方法，其特征在于，所述燃?xì)鉁u輪回到正常操作，同時(shí)通過增加燃料流來使所述燃?xì)鉁u輪加載，使得所述蒸汽流達(dá)到其額定溫度。
[0026]技術(shù)方案16.根據(jù)技術(shù)方案13所述的方法，其特征在于，所述蒸汽渦輪包括在多個(gè)不同的壓力和溫度水平下操作的多個(gè)單獨(dú)的渦輪模塊。
[0027]技術(shù)方案17.根據(jù)技術(shù)方案13所述的方法，其特征在于，所述兩個(gè)低壓渦輪模塊包括:第一低壓渦輪模塊，其借助于第二機(jī)械軸聯(lián)接到所述中壓渦輪模塊上；以及第二低壓渦輪模塊，其借助于第三機(jī)械軸直接聯(lián)接到發(fā)電機(jī)上，所述第三機(jī)械軸使所述發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，以產(chǎn)生電功率。
[0028]技術(shù)方案18.根據(jù)技術(shù)方案13所述的方法，其特征在于，所述HRSG由低壓(LP)區(qū)段、再熱/中壓(IP)區(qū)段和高壓(HP)區(qū)段組成。
[0029]技術(shù)方案19.根據(jù)技術(shù)方案13所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述蒸汽流到在所述多個(gè)不同的壓力和溫度水平下操作的所述多個(gè)單獨(dú)的渦輪模塊中的各個(gè)時(shí)，所述蒸汽渦輪起動(dòng)操作完成。
[0030]技術(shù)方案20.—種用于增強(qiáng)輔助燃燒式多燃?xì)鉁u輪聯(lián)合循環(huán)裝置中的冷或暖蒸汽渦輪啟動(dòng)的方法，所述輔助燃燒式多燃?xì)鉁u輪聯(lián)合循環(huán)裝置包括預(yù)定數(shù)量N個(gè)燃?xì)鉁u輪、驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的蒸汽渦輪和至少一個(gè)熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)，所述HRSG包括在至少一個(gè)HRSG入口導(dǎo)管中的至少一個(gè)入口噴燃器，所述方法包括:
點(diǎn)燃所述N個(gè)燃?xì)鉁u輪中的至少一個(gè)且使其加速到全速，然后使所述燃?xì)鉁u輪同步到使燃?xì)鉁u輪排放降低到核準(zhǔn)排放水平的負(fù)載水平，
將來自所述燃?xì)鉁u輪的排氣引導(dǎo)到所述HRSG，以使所述HRSG變暖，使得所述HRSG啟動(dòng)產(chǎn)生蒸汽流，
當(dāng)來自所述HRSG的蒸汽流超過使所述HRSG保持為預(yù)定壓力水平所需的流量水平時(shí)，將多余蒸汽流引導(dǎo)到廢熱沉，并且增加在恒定燃?xì)鉁u輪負(fù)載下的燃?xì)鉁u輪空氣流，從而降低燃?xì)鉁u輪排氣溫度，使得蒸汽流溫度降低到蒸汽渦輪金屬溫度水平，
當(dāng)所述蒸汽流溫度降低到所述蒸汽渦輪金屬溫度水平時(shí)，點(diǎn)燃所述導(dǎo)管噴燃器和使所述導(dǎo)管噴燃器加載，
當(dāng)來自所述HRSG的蒸汽流超過使所述HRSG保持為預(yù)定壓力水平所需的流量水平時(shí)，將多余蒸汽流引導(dǎo)到廢熱沉，并且增加在恒定燃?xì)鉁u輪負(fù)載下的燃?xì)鉁u輪空氣流，從而降低燃?xì)鉁u輪排氣溫度，使得蒸汽流溫度降低到蒸汽渦輪金屬溫度水平，
調(diào)節(jié)鼓壓力設(shè)定和噴燃器燃料輸入，以將所述蒸汽流調(diào)節(jié)到預(yù)定增加流量水平、預(yù)定壓力水平和預(yù)定降低溫度水平，并且然后允許所述蒸汽流進(jìn)入所述蒸汽渦輪的中壓區(qū)段，以使所述蒸汽渦輪的起動(dòng)操作開始，
當(dāng)所述蒸汽渦輪加速，以便同步到所述發(fā)電機(jī)附連的電網(wǎng)，并且建立最小斷路器閉合負(fù)載時(shí)，允許蒸汽流進(jìn)入所述蒸汽渦輪的高壓區(qū)段，
在此之后，允許蒸汽流進(jìn)入所述蒸汽渦輪的低壓區(qū)段，以完成所述蒸汽渦輪的起動(dòng)操作，
當(dāng)所述蒸汽渦輪的起動(dòng)操作完成時(shí)，通過使在恒定燃?xì)鉁u輪負(fù)載下的燃?xì)鉁u輪空氣流降低到預(yù)定降低流量水平，來使蒸汽流溫度升高到預(yù)定升高溫度水平，從而使燃?xì)鉁u輪排氣溫度升高到預(yù)定升高溫度水平，
使所述燃?xì)鉁u輪回到正常操作控制曲線，并且通過增加燃料流來使所述燃?xì)鉁u輪加載，使得所述蒸汽流達(dá)到其額定溫度，
當(dāng)所述蒸汽流達(dá)到其額定溫度時(shí)，使所述導(dǎo)管噴燃器跳脫，
使所述燃?xì)鉁u輪加載到最終預(yù)定功率生產(chǎn)水平，使得所述蒸汽渦輪負(fù)載跟著加載，因?yàn)閬碜运鋈細(xì)鉁u輪的較高的排氣熱產(chǎn)生更多蒸汽，以及
當(dāng)所述燃?xì)鉁u輪達(dá)到全負(fù)載時(shí)，再次點(diǎn)燃所述導(dǎo)管噴燃器和使所述導(dǎo)管噴燃器加載，以提高整體蒸汽渦輪功率水平，
其中當(dāng)所述燃?xì)鉁u輪負(fù)載水平且因此有關(guān)的HRSG蒸汽生產(chǎn)能力在滿足所述蒸汽渦輪啟動(dòng)所需的蒸汽流量和溫度方面受到限制時(shí)，將進(jìn)行所述冷或暖蒸汽渦輪啟動(dòng)。
【附圖說明】
[0031]圖1是聯(lián)合循環(huán)燃?xì)鉁u輪(CCGT)功率裝置的示意圖，其中，燃燒天然氣或來自煤的合成氣體的燃?xì)鉁u輪(GT)的熱排氣產(chǎn)生蒸汽，以對(duì)蒸汽渦輪(ST)功率裝置提供功率。
【具體實(shí)施方式】
[0032]本發(fā)明涉及一種用于增強(qiáng)輔助燃燒式多燃?xì)鉁u輪聯(lián)合循環(huán)裝置中的冷蒸汽渦輪啟動(dòng)的方法。
[0033]鍋爐輔助燃燒(通常在燃?xì)鉁u輪處于最大負(fù)載時(shí)用來增加蒸汽流)現(xiàn)在用來提高部分負(fù)載的、溫度匹配的燃?xì)鉁u輪的蒸汽生產(chǎn)量。這么做是為了滿足冷蒸汽渦輪啟動(dòng)的最小所需流量。
[0034]通常用來增加處于高負(fù)載的燃?xì)鉁u輪的蒸汽流的鍋爐輔助燃燒(SF)用來提高低負(fù)載的、溫度匹配的燃?xì)鉁u輪的蒸汽生產(chǎn)量。這么做是為了滿足冷蒸汽渦輪啟動(dòng)的最小所需流量，其中，燃?xì)鉁u輪單元的數(shù)量在起動(dòng)模式中降低。具有輔助燃燒的裝置中的蒸汽渦輪單元可能難以啟動(dòng)。
[0035]點(diǎn)燃鍋爐中的輔助燃燒式噴燃器以及將它們?cè)O(shè)定為最小或低熱負(fù)載，這用來添加處于恰當(dāng)溫度的足夠蒸汽，以在燃?xì)鉁u輪負(fù)載局限于匹配所需蒸汽溫度時(shí)，確保成功的冷或暖蒸汽渦輪啟動(dòng)。本發(fā)明的方法避免了僅僅是為了使蒸汽渦輪啟動(dòng)就必須點(diǎn)燃裝置中的所有燃?xì)鉁u輪單元。與較高負(fù)載的燃?xì)鉁u輪相比，本發(fā)明的方法還容許顯著地降低煙囪排放。注意，蒸汽流需要的較高負(fù)載的燃?xì)鉁u輪可能也無法匹配蒸汽溫度，而且可超過具體消費(fèi)者的環(huán)境排放許可。
[0036]本發(fā)明的方法特別是用于冷(暖)蒸汽渦輪啟動(dòng)(這與補(bǔ)充過程流的典型意圖相反)和/或用于處于燃?xì)鉁u輪全負(fù)載的最大蒸汽渦輪功率。本發(fā)明的方法還有創(chuàng)造性地使用了現(xiàn)有裝置裝備，無另外的費(fèi)用或影響，但對(duì)于循環(huán)裝置使用而言，顯著地降低了起動(dòng)排放。該方法在燃?xì)鉁u輪單元的數(shù)量降低的情況下保證成功的蒸汽渦輪啟動(dòng)。方法不顯著地增加煙囪排放，而較高的燃?xì)鉁u輪負(fù)載的一氧化碳(CO)將具有大幅度增加。因而，它容許裝置運(yùn)營(yíng)者滿足較嚴(yán)格的起動(dòng)排放許可，因?yàn)榕c使用較高的燃?xì)鉁u輪負(fù)載或者使用兩個(gè)燃?xì)鉁u輪來啟動(dòng)蒸汽渦輪相比，該方法具有顯著地更低的煙囪排放。
[0037]如上面提到的那樣，圖1是聯(lián)合循環(huán)燃?xì)鉁u輪(CCGT)功率裝置10的示意圖，其中，來自燃燒天然氣或來自煤的合成氣體的燃?xì)鉁u輪12的熱排氣對(duì)蒸汽渦輪功率裝置提供功率。這個(gè)“氣體噴燃器”(燃?xì)鉁u輪12)包括壓縮機(jī)18、燃燒器16和燃燒渦輪14，燃燒渦輪14借助于機(jī)械軸22來驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)20，燃?xì)鉁u輪18使機(jī)械軸22旋轉(zhuǎn)。
[0038]通過使來自燃?xì)鉁u輪的排氣25的熱傳送通過熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)24，而使用熱來產(chǎn)生蒸汽，HRSG是能量回收熱交換器，它回收可在燃?xì)鉁u輪排氣25中獲得的廢熱。這個(gè)“大型鍋爐”(HRSG 24)填充有熱交換器表面，使得它可使用來自排氣25的回收廢熱來產(chǎn)生處于高壓和高溫的蒸汽。這個(gè)蒸汽然后在圖1中顯示的蒸汽渦輪/發(fā)電機(jī)功率裝置26中用來在蒸汽渦輪中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)機(jī)械能量，以驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。
[0039]在功率裝置10中使用的蒸汽渦輪26包括在不同的壓力和溫度水平下操作的三個(gè)單獨(dú)的渦輪模塊。這些渦輪模塊包括高壓(HP)渦輪模塊28、借助于機(jī)械軸40聯(lián)接到高壓渦輪模塊28上的中壓(IP)渦輪模塊30，以及兩個(gè)低壓(LP)渦輪模塊32和34。倒數(shù)第二個(gè)低壓渦輪模塊32借助于第二機(jī)械軸42聯(lián)接到中壓渦輪模塊30上。最后一個(gè)低壓渦輪模塊34然后借助于第三機(jī)械軸38直接聯(lián)接到發(fā)電機(jī)36上，第三機(jī)械軸38使發(fā)電機(jī)36旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)36然后產(chǎn)生電功率。
[0040]從燃?xì)鉁u輪12的端部排出的排氣25傳送通過HRSG 24中的各種構(gòu)件，并且通過煙囪(未顯示)泄漏到大氣。燃?xì)鉁u輪12的排氣25被HRSG 24的入口導(dǎo)管27引導(dǎo)到HRSG 24構(gòu)件。
[0041 ]圖1中顯示的HRSG 24是采用三個(gè)蒸汽鼓的多壓力HRSG(三重壓力)。因而，三重壓力HRSG 24由三個(gè)區(qū)段組成，S卩，低壓(LP)區(qū)段、再熱/中壓(IP)區(qū)段和高壓(HP)區(qū)段。各個(gè)區(qū)段都具有蒸汽鼓和蒸發(fā)器區(qū)段，在蒸發(fā)器區(qū)段中，水轉(zhuǎn)化成蒸汽。然后這個(gè)蒸汽傳送通過過熱器和/或再熱器，以提高蒸汽的溫度。因而，HRSG 24包括在下面描述的三個(gè)壓力區(qū)段中的一系列節(jié)熱器(預(yù)熱器、EC)、蒸發(fā)器(EV)、再熱器(HR)和過熱器(SH) ARSG 24還在導(dǎo)管27中具有呈導(dǎo)管噴燃器29形式的補(bǔ)充燃燒，導(dǎo)管噴燃器29提高氣體溫度和質(zhì)量流量。排氣25流經(jīng)導(dǎo)管噴燃器29，導(dǎo)管噴燃器29典型地位于高壓過熱器53和再熱器區(qū)段58之間。
[0042]HRSG 24的低壓、再熱/中壓和高壓區(qū)段共同包括高壓節(jié)熱器50、中壓節(jié)熱器48和低壓節(jié)熱器46，其功能是提高水溫來產(chǎn)生蒸汽。HRSG 24的這些區(qū)段還包括高壓蒸汽鼓47、中壓蒸汽鼓49和低壓蒸汽鼓51，它們用作蒸汽/水蒸發(fā)器、存儲(chǔ)箱和用于控制蒸汽純度的水處理場(chǎng)所。這些區(qū)段進(jìn)一步包括高壓蒸發(fā)器區(qū)段52、中壓蒸發(fā)器區(qū)段54和低壓蒸發(fā)器區(qū)段56，在這里發(fā)生沸騰過程或產(chǎn)生蒸汽。隨著來自排氣流的熱能被水吸收，水溫提高。當(dāng)水達(dá)到其沸點(diǎn)或飽和溫度時(shí)，一些水蒸發(fā)或蒸發(fā)成蒸汽。蒸汽在與操作壓力相關(guān)聯(lián)的飽和溫度下產(chǎn)生。
[0043]最后，HRSG 24的低壓、再熱/中壓和高壓區(qū)段包括高壓過熱器區(qū)段53、中壓過熱器區(qū)段55和低壓過熱器區(qū)段57，并且再熱/中壓區(qū)段還包括再熱器58，其功能是提高蒸汽溫度。高的蒸汽溫度最大程度地減少水作為液體引入到蒸汽渦輪，并且提高蒸汽效率。過熱器和再熱器吸收來自燃?xì)鉁u輪12的排氣25的熱能，并且將這個(gè)能量傳送到來自蒸發(fā)器區(qū)段52、54和56的蒸汽。將蒸汽過熱能量水平測(cè)量為蒸汽溫度超過在蒸發(fā)器區(qū)段中實(shí)現(xiàn)的蒸汽溫度的升高量。高壓過熱器53將蒸汽從?650°C的溫度加熱到1050°C，以產(chǎn)生蒸汽62，蒸汽62饋送到高壓蒸汽渦輪28。高壓過熱器53和再熱器58還配備有調(diào)溫器60，其功能是最終控制蒸汽溫度，以防止可能損害管道系統(tǒng)和下游裝備，諸如蒸汽渦輪28、30、32和34。
[0044]典型地，蒸汽渦輪26較大，使得它可用于大得足以滿足常用的大型夏季電需求的發(fā)電機(jī)36。典型地，存在兩個(gè)或更多個(gè)氣體噴燃器，如燃?xì)鉁u輪12，它們?cè)诼?lián)合循環(huán)燃?xì)鉁u輪功率裝置10中存在，以產(chǎn)生排氣，可從排氣中回收廢熱，廢熱用來產(chǎn)生足夠的蒸汽，以使大型蒸汽渦輪旋轉(zhuǎn)，諸如蒸汽渦輪26。具有輔助燃燒的裝置中的蒸汽渦輪單元可能難以啟動(dòng)。如上面提到的那樣，雙氣體噴燃器裝置可能不總是具有兩個(gè)可用來啟動(dòng)大型蒸汽渦輪的燃?xì)鉁u輪，并且因此蒸汽渦輪可能受到妨礙無法操作。
[0045]因而，本發(fā)明涉及一種用于增強(qiáng)輔助燃燒式多燃?xì)鉁u輪聯(lián)合循環(huán)裝置中的冷蒸汽渦輪啟動(dòng)的方法。根據(jù)本發(fā)明的方法，在燃?xì)鉁u輪處于高負(fù)載時(shí)通常用來增加蒸汽流量的鍋爐輔助燃燒(SF)用來提高HRSG 24中的低負(fù)載的、溫度匹配的燃?xì)鉁u輪12的蒸汽生產(chǎn)量。這么做是為了滿足冷蒸汽渦輪啟動(dòng)的最小所需蒸汽流量，燃?xì)鉁u輪單元的數(shù)量在起動(dòng)模式中減少。使用導(dǎo)管噴燃器29來完成鍋爐輔助燃燒。
[0046]點(diǎn)燃HRSG鍋爐24中的輔助燃燒噴燃器29并且將它們?cè)O(shè)定成最小或低熱負(fù)載，這用來添加處于恰當(dāng)溫度的足夠蒸汽，以在燃?xì)鉁u輪負(fù)載在匹配所需蒸汽溫度方面受到限制時(shí)，確保成功的冷或暖蒸汽渦輪啟動(dòng)。
[0047]本發(fā)明的方法避免了僅僅是為了啟動(dòng)蒸汽渦輪就必須點(diǎn)燃裝置中的所有燃?xì)鉁u輪單元。與較高負(fù)載的燃?xì)鉁u輪相比，本發(fā)明的方法還容許顯著地降低煙囪排放。注意，蒸汽流所需要的較高負(fù)載的燃?xì)鉁u輪可能也無法匹配蒸汽溫度。
[0048]本發(fā)明的方法特別是用于冷(或暖)蒸汽渦輪啟動(dòng)(這與補(bǔ)充過程流相反)或者用于處于全燃?xì)鉁u輪負(fù)載的最大蒸汽渦輪功率。本發(fā)明的方法還有創(chuàng)造性地使用現(xiàn)有裝置裝備，無另外的費(fèi)用或影響，但對(duì)于循環(huán)裝置使用，顯著地降低起動(dòng)排放。該方法保證成功的蒸汽渦輪啟動(dòng)，燃?xì)鉁u輪單元的數(shù)量減少。方法不顯著地添加煙囪排放，而較高的燃?xì)鉁u輪負(fù)載的一氧化碳(CO)將有大幅度增加。因而，它容許裝置運(yùn)營(yíng)者滿足更嚴(yán)格的起動(dòng)排放許可，因?yàn)榕c使用較高的燃?xì)鉁u輪負(fù)載或者使用兩個(gè)燃?xì)鉁u輪來啟動(dòng)蒸汽渦輪相比，該方法具有顯著地更低的煙囪排放。
[0049]根據(jù)本發(fā)明的方法的裝置10的操作和使用如下。正常情況下滿足裝置10啟動(dòng)先決條件，諸如鼓水平和啟動(dòng)的栗。點(diǎn)燃燃?xì)鉁u輪12且使其加速到全速，并且使其同步到?30 Mff以下的負(fù)載，以便最大程度地降低環(huán)境排放。燃?xì)鉁u輪12的負(fù)載有任何進(jìn)一步的升高都產(chǎn)生較高的一氧化碳水平。燃?xì)鉁u輪排氣25使鍋爐/HRSG 24變暖，并且由HRSG 24產(chǎn)生的任何蒸汽都使裝置蒸汽管道系統(tǒng)加壓和變暖。超過保持鍋爐壓力設(shè)定點(diǎn)所需的任何蒸汽流都經(jīng)由蒸汽被傳送系統(tǒng)引向冷凝器(廢熱沉)。這個(gè)蒸汽此時(shí)不合蒸汽渦輪使用，因?yàn)闇囟瓤赡苓^高，而且流量太低，以至于無法啟動(dòng)蒸汽渦輪26。在這時(shí)，裝置控制器啟用對(duì)燃?xì)鉁u輪空氣流的改變(增加)，以降低處于恒定燃?xì)鉁u輪負(fù)載的燃?xì)鉁u輪排氣溫度。這么做是為了滿足所需蒸汽渦輪金屬溫度匹配信號(hào)。蒸汽溫度將降低。它現(xiàn)在將滿足所需溫度，但流量對(duì)于完全蒸汽渦輪啟動(dòng)來說仍然太低;流全部被引向冷凝器。假設(shè)蒸汽渦輪26是冷的，并且燃?xì)鉁u輪功率低于30 MW，導(dǎo)管噴燃器29啟動(dòng)許可得到滿足，并且先導(dǎo)噴燃器和主噴燃器、導(dǎo)管噴燃器29現(xiàn)在被點(diǎn)燃。蒸汽溫度最初可提高，但熱到達(dá)下游蒸發(fā)器區(qū)段將產(chǎn)生更多蒸汽流，然后蒸汽流會(huì)降低溫度。鼓壓力設(shè)定和噴燃器燃料輸入可用來調(diào)節(jié)系統(tǒng)性能。由于存在恰當(dāng)?shù)恼羝麠l件(流量增加、壓力恰當(dāng)且溫度降低)，中壓渦輪控制閥打開，以啟動(dòng)蒸汽渦輪26。旁通系統(tǒng)閥略微關(guān)閉，以保持系統(tǒng)壓力。蒸汽渦輪26加速，同步到電網(wǎng)，并且建立最小斷路器閉合負(fù)載?，F(xiàn)在允許流進(jìn)入高壓區(qū)段，以完成起動(dòng)。為了起動(dòng)，仍然抑制蒸汽溫度。由于所有渦輪區(qū)段都接收蒸汽流，現(xiàn)在可通過減少處于恒定燃?xì)鉁u輪負(fù)載(這是來自溫度匹配的出口路徑)的燃?xì)鉁u輪空氣流來降低蒸汽溫度。燃?xì)鉁u輪排氣溫度25以蒸汽渦輪控制器可接受的速率升高。燃?xì)鉁u輪回到正常操作控制曲線。通過增加燃料流來使燃?xì)鉁u輪12加載現(xiàn)在將允許蒸汽達(dá)到額定溫度。導(dǎo)管噴燃器29在此時(shí)期期間已經(jīng)保持處于恒定負(fù)載。保護(hù)系統(tǒng)會(huì)監(jiān)視過高的系統(tǒng)溫度。當(dāng)蒸汽達(dá)到額定溫度時(shí)，噴燃器29可跳脫。燃?xì)鉁u輪12現(xiàn)在加載到最終期望功率生產(chǎn)水平。蒸汽渦輪負(fù)載將跟著加載，因?yàn)檩^高的排氣熱產(chǎn)生更多蒸汽。當(dāng)燃?xì)鉁u輪12達(dá)到全負(fù)載時(shí)，導(dǎo)管噴燃器29現(xiàn)在可再次點(diǎn)燃且進(jìn)行加載，以提高整體蒸汽渦輪功率水平。為了降低蒸汽渦輪功率，在使燃?xì)鉁u輪12從全負(fù)載卸載之前，使噴燃器卸載且關(guān)閉。如果出現(xiàn)高溫警報(bào)，保護(hù)系統(tǒng)使氣體閥不進(jìn)一步打開。高-高(兩個(gè)(2)高)溫警報(bào)將使噴燃器氣體流量降低到最小，而高-高-高(三個(gè)(3)高)溫警報(bào)將使其跳脫。在噴燃器打開時(shí)卸載燃?xì)鉁u輪12將使它們跳脫。
[0050]應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明的方法會(huì)增加高壓且熱的再熱蒸汽流，然后蒸汽流可用來使蒸汽渦輪冷啟動(dòng)。結(jié)果是蒸汽渦輪功率可有大約5 Mff的提高，同時(shí)燃?xì)鉁u輪功率保持不變。當(dāng)燃?xì)鉁u輪負(fù)載(以及因此其蒸汽生產(chǎn)能力)在匹配所需蒸汽溫度方面受到限制時(shí)，本發(fā)明的方法確保成功的冷或暖蒸汽渦輪啟動(dòng)。
[0051]雖然結(jié)合目前認(rèn)為最實(shí)際和優(yōu)選的實(shí)施例來描述本發(fā)明，但要理解的是，本發(fā)明不限于公開的實(shí)施例，而是相反，本發(fā)明意于覆蓋包括在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的各種修改和等效布置。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于輔助燃燒式單或多燃?xì)鉁u輪聯(lián)合循環(huán)裝置中的冷或暖蒸汽渦輪啟動(dòng)的方法，所述輔助燃燒式單或多燃?xì)鉁u輪聯(lián)合循環(huán)裝置包括至少一個(gè)燃?xì)鉁u輪、蒸汽渦輪和至少一個(gè)熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)，所述HRSG包括在至少一個(gè)HRSG入口導(dǎo)管中的至少一個(gè)導(dǎo)管噴燃器，所述方法包括: 啟動(dòng)所述燃?xì)鉁u輪且使其加速到全速，然后使所述燃?xì)鉁u輪同步到使燃?xì)鉁u輪排放降低到核準(zhǔn)排放水平的負(fù)載水平， 將來自所述燃?xì)鉁u輪的排氣引導(dǎo)到所述HRSG，以加熱所述HRSG，使得所述HRSG產(chǎn)生蒸汽流， 當(dāng)來自所述HRSG的蒸汽流超過使所述HRSG保持為預(yù)定壓力水平所需的流量水平時(shí)，將多余蒸汽流引導(dǎo)到廢熱沉，并且增加在恒定燃?xì)鉁u輪負(fù)載下的燃?xì)鉁u輪空氣流，從而降低燃?xì)鉁u輪排氣溫度，使得蒸汽流溫度降低到蒸汽渦輪金屬溫度水平， 當(dāng)所述蒸汽流溫度降低到所述蒸汽渦輪金屬溫度水平時(shí)，點(diǎn)燃所述導(dǎo)管噴燃器且使所述導(dǎo)管噴燃器加載， 將所述蒸汽流調(diào)節(jié)到預(yù)定增加流量水平、預(yù)定壓力水平和預(yù)定降低溫度水平，并且然后允許所述蒸汽流進(jìn)入所述蒸汽渦輪，以起動(dòng)所述蒸汽渦輪的操作， 當(dāng)所述蒸汽渦輪的起動(dòng)操作完成時(shí)，通過使在恒定燃?xì)鉁u輪負(fù)載下的燃?xì)鉁u輪空氣流降低到預(yù)定降低流量水平，來使蒸汽流溫度升高到預(yù)定升高溫度水平，從而使燃?xì)鉁u輪排氣溫度升高到預(yù)定升高溫度水平， 通過增加燃料流來使所述燃?xì)鉁u輪加載，使得所述蒸汽流達(dá)到其額定溫度， 當(dāng)所述蒸汽流達(dá)到其額定溫度時(shí)，關(guān)閉所述導(dǎo)管噴燃器， 將所述燃?xì)鉁u輪加載到最終預(yù)定功率生產(chǎn)水平，以及 當(dāng)所述燃?xì)鉁u輪達(dá)到所述最終預(yù)定功率生產(chǎn)水平時(shí)，再次點(diǎn)燃所述導(dǎo)管噴燃器和使所述導(dǎo)管噴燃器加載，以使蒸汽流提高到最終預(yù)定功率生產(chǎn)水平，并且從而提高到蒸汽渦輪功率水平， 其中當(dāng)所述燃?xì)鉁u輪負(fù)載水平且因此相關(guān)的HRSG蒸汽生產(chǎn)能力在滿足所述蒸汽渦輪啟動(dòng)所需的蒸汽流量和溫度方面受到限制時(shí)，將進(jìn)行所述冷或暖蒸汽渦輪啟動(dòng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一個(gè)燃?xì)鉁u輪包括多個(gè)燃?xì)鉁u輪，以及其中，在所述冷蒸汽渦輪啟動(dòng)中使用所述多個(gè)燃?xì)鉁u輪中的僅一個(gè)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一個(gè)燃?xì)鉁u輪包括N個(gè)燃?xì)鉁u輪，以及其中，在所述冷蒸汽渦輪啟動(dòng)中使用所述N個(gè)燃?xì)鉁u輪中的N-1個(gè)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述廢熱沉是冷凝器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述燃?xì)鉁u輪回到正常操作，同時(shí)通過增加燃料流來使所述燃?xì)鉁u輪加載，使得所述蒸汽流達(dá)到其額定溫度。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述蒸汽渦輪包括在多個(gè)不同的壓力和溫度水平下操作的多個(gè)單獨(dú)的渦輪模塊。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述蒸汽渦輪包括高壓(HP)渦輪模塊、聯(lián)接到所述高壓渦輪模塊上的中壓(IP)渦輪模塊，以及兩個(gè)低壓(LP)渦輪模塊，第一低壓渦輪模塊聯(lián)接到所述中壓渦輪模塊上，而第二低壓渦輪模塊聯(lián)接到發(fā)電機(jī)上。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述兩個(gè)低壓渦輪模塊包括:第一低壓渦輪模塊，其借助于第二機(jī)械軸聯(lián)接到所述中壓渦輪模塊上；以及第二低壓渦輪模塊，其借助于第三機(jī)械軸直接聯(lián)接到發(fā)電機(jī)上，所述第三機(jī)械軸使所述發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，以產(chǎn)生電功率。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述HRSG由低壓(LP)區(qū)段、再熱/中壓(IP)區(qū)段和高壓(HP)區(qū)段組成。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一個(gè)HRSG是多個(gè)HRSG，它們各自包括在所述HRSG的入口導(dǎo)管中的至少一個(gè)導(dǎo)管噴燃器。
【文檔編號(hào)】F01K23/10GK106089341SQ201610276355
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年4月29日 公開號(hào)201610276355.2, CN 106089341 A, CN 106089341A, CN 201610276355, CN-A-106089341, CN106089341 A, CN106089341A, CN201610276355, CN201610276355.2
【發(fā)明人】B.C.馬丁代爾
【申請(qǐng)人】通用電氣公司