起動或停止燃氣渦輪發(fā)動機的方法和設備技術

本發(fā)明專利技術涉及一種起動或停止燃氣輪機(1)的方法(30)，所述燃氣輪機包括根據(jù)一個或多個供給指令而被供給氣體燃料的燃燒室(6)，所述氣體燃料可以含有一種或多種不同的給定氣體，所述氣體中的每一種具有給定低熱值和給定溫度。根據(jù)所述方法，測量渦輪轉速(31)，作為從考慮到所述氣體燃料具有基本上等于給定低熱值的較高值的低熱值和基本上等于給定溫度的較低值的溫度的模型確定的放熱率的函數(shù)，確定所述供給指令，測量被供給到所述燃燒室的氣體燃料的溫度(33)和/或沃泊指數(shù)(36)，以及作為被供給到所述燃燒室的氣體燃料的測量的溫度和/或測量的沃泊指數(shù)的函數(shù)，校正至少一個供給指令(39，42)。本發(fā)明專利技術還涉及實施所述方法的用于起動或停止燃氣輪機的設備。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及燃氣渦輪發(fā)動機。具體地，本專利技術涉及一種起動或停止燃氣輪機的方法，還涉及實施該方法的設備 。
技術介紹
燃氣輪機一般包括進氣系統(tǒng)、帶有用于調(diào)節(jié)空氣流量的設備的單壓縮級或多壓縮級的壓縮機、內(nèi)燃系統(tǒng)、與壓縮機機械地連接的膨脹渦輪以及用于排放廢氣的管道。燃氣輪機設計有燃燒系統(tǒng)，其中能夠使用同心噴射器將液體燃料或氣體燃料注入到燃燒系統(tǒng)。大多數(shù)使用燃氣渦輪的熱電站被供給氣體燃料。本專利技術涉及被供給氣體燃料的燃氣渦輪。此外，本專利技術涉及燃氣輪機的瞬時操作，特別是起動和停止燃氣輪機的階段。當起動燃氣輪機時，使用作為起動器的起動電動機。渦輪運行所需的各種流體經(jīng)由獨立的線路到達。因此，在用于吸入能夠在壓縮機中壓縮的環(huán)境空氣的線路、用于與使進入燃燒室的液體燃料霧化的空氣用線路相關聯(lián)的液體燃料用的線路以及氣體燃料用的線路之間存在區(qū)別。然而，氣體燃料的性能可能隨著時間而變化，特別是構成氣體燃料的成分的組成。具體地，可以將各種類型的氣體供給燃氣輪機。例如，可以是天然氣、丙烷、丁烷、煉油氣、合成煤氣(synthesis gas)(更佳的是稱作“合成氣(syngas)”)等。在這些氣體中的每一種內(nèi)包含的能量可能隨著其來源而不同，并且很明顯地，這些不同類型氣體之間在低熱值(富氣或貧氣)方面可能不同。被供給到燃燒室的氣體的溫度也可能從一個系統(tǒng)到另一個系統(tǒng)而不同。例如，在燃氣輪機的輸出側上產(chǎn)生電力的許多發(fā)電站包括在燃燒室上流的加熱系統(tǒng)，從而保持所需的恒定溫度。其他發(fā)電站可以包括壓縮機以提高溫度。因此，存在各種系統(tǒng)，它們可以在不同溫度和不同壓力下供應具有不同低熱值的氣體。此外，許多發(fā)電站可以被供給來自不同供應商的燃料，這可能會導致在氣體的溫度和組成方面都不同。燃料的組成和溫度性能可以通過被稱為修正沃泊指數(shù)(modifiedWobbe index,麗I)的基準參數(shù)來表征。麗I允許比較各種氣體在不同溫度下的比能。因此，使用溫度校正的所謂的修正沃泊指數(shù)MWI被定義為 ,nv, I-CV其中LCV是氣體的低熱值，單位為BTU/SCF(英國熱量單位/標準立方英尺)；Sg是氣體相對于空氣的密度(在相同溫度和壓力條件下)；以及T是絕對溫度，單位為。R (Rankine 度)。目前，工業(yè)氣體在平均值左右主要具有土 10%的修正沃泊指數(shù)的變化。存在各種系統(tǒng)以適應氣體燃料性能的變化。專利申請US2008/115482和美國專利7，472，540描述了包括氣體分析器的設備，從而可以測量燃料的性能，然后隨著燃料性能的變化而調(diào)節(jié)在燃燒室入口側的閥，從而補償這些變化。此外，緩沖儲槽可以在測量設備和各閥之間用作已知組成和已知體積的氣體的保存區(qū)，從而補償測量設備分析所花費的時間并減小LCV的快速變化。然后,改變?nèi)細廨啓C的運行以適應氣體性能的變化。專利申請US 2007/0101724描述了一種調(diào)節(jié)氣體流量的方法，其中根據(jù)氣體的壓力和溫度的變化來計算閥的排放系數(shù)Cv，然后根據(jù)注射器入口側的壓差進行調(diào)整。然而，在該方法中，需要知道注射器下流的壓力，即，燃燒室中的壓力。因此，壓力傳感器必須被安裝在燃燒室的高溫區(qū)中。 然而，被供給到燃燒室的氣體燃料的性能變化會導致以下問題，如當修正沃泊指數(shù)太低時，在渦輪起動時火焰損耗，或者在起動階段保持加速率很困難；當沃泊指數(shù)太高時，壓力傳播以波浪形式通過燃燒室，渦輪部件的熱疲勞，在起動階段過快的加速或者在停止階段過慢的減速。一種解決方案可能是實時測量修正沃泊指數(shù)，并且據(jù)此改變?nèi)細廨啓C的運行。然而，這種解決方案很難實施，特別是因為通過比較氣體燃料的修正沃泊指數(shù)變化率，氣體分析器的響應時間長；氣體加熱裝置的相對慣性；燃氣輪機的起動階段的短持續(xù)時間；以及在起動期間相對較高的氣體消耗。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的一個目的是解決上述問題。本專利技術的一個顯著目的是使得可以限制在起動或停止階段修正沃泊指數(shù)的變化對燃氣輪機運行的影響，特別是當修正沃泊指數(shù)的變化大于±10%時。本專利技術的另一個目的是部分地克服氣體分析器的過長響應時間。一個方面提供了一種起動或停止燃氣輪機的方法，所述燃氣輪機包括根據(jù)一個或多個供給指令而被供給氣體燃料的至少一個燃燒室，所述氣體燃料可以含有一種或多種不同的給定氣體，所述氣體中的每一種具有給定低熱值和給定溫度。根據(jù)所述方法測量渦輪轉速，作為從考慮到所述氣體燃料具有基本上等于給定低熱值的較高值的低熱值和基本上等于給定溫度的較低值的溫度的基準模型確定的放熱率的函數(shù)，并且可能作為所述渦輪轉速的函數(shù)，確定所述供給指令，測量被供給到所述燃燒室的氣體燃料的溫度和/或沃泊指數(shù)，以及作為被供給到所述燃燒室的氣體燃料的測量的溫度和/或測量的沃泊指數(shù)的函數(shù)，例如僅僅作為它們的函數(shù)，校正至少一個供給指令。沃泊指數(shù)WI被定義為本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.06.11 FR 10546571.一種起動或停止燃氣輪機(I)的方法(30)，所述燃氣輪機包括根據(jù)一個或多個供給指令而被供給氣體燃料的至少一個燃燒室￠)，所述氣體燃料可以含有一種或多種不同的給定氣體，所述氣體中的每一種具有給定低熱值和給定溫度，在所述方法中 測量渦輪轉速(31)， 作為從考慮到所述氣體燃料具有基本上等于給定低熱值的較高值的低熱值和基本上等于給定溫度的較低值的溫度的基準模型確定的放熱率的函數(shù)，確定所述供給指令， 測量被供給到所述燃燒室的氣體燃料的溫度(33)和/或沃泊指數(shù)(36)，以及 作為被供給到所述燃燒室的氣體燃料的測量的溫度和/或測量的沃泊指數(shù)的函數(shù)，校正至少一個供給指令(39，42)。2.如權利要求I所述的方法，其中所述燃氣輪機包括用于調(diào)節(jié)被供給到所述燃燒室的氣體燃料的壓力的調(diào)節(jié)裝置(16)，并且一個供給指令是針對壓力調(diào)節(jié)裝置的指令。3.如權利要求2所述的方法，其中所述燃氣輪機包括安裝在所述調(diào)節(jié)裝置下流的用于將氣體燃料供給到所述燃燒室的供給閥(18)，被供給到所述燃燒室￠)的氣體燃料的流量與所述閥的打開百分比成比例，并且一個供給指令是所述閥(18)的打開百分比。4.如權利要求3所述的方法，其中所述供給閥(18)是音叉式的閥。5.如權利要求1 4中任一項所述的方法，其中作為被供給到所述燃燒室的氣體燃料的溫度的函數(shù)對多個供給指令進行校正，并且通過各乘數(shù)因子對供給指令的校正進行加權，各乘數(shù)因子之和等于1，和/或其中作為被供給到所述燃燒室的氣體燃料的沃泊指數(shù)的函...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：塞爾日·福克，德尼·馬丹，尼古拉斯·普拉朗，
申請(專利權)人：GE能量產(chǎn)品法國SNC公司，
類型：
國別省市：