氣體壓縮機的運轉(zhuǎn)方法及具備氣體壓縮機的燃氣渦輪技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種氣體壓縮機的運轉(zhuǎn)方法，所述氣體壓縮機對供給條件變動的氣體燃料進行壓縮，且具備吸入流量調(diào)整機構(gòu)，所述氣體壓縮機的運轉(zhuǎn)方法中，相對于根據(jù)氣體壓縮機的設(shè)計條件而算出的基準限制壓力比，規(guī)定了與氣體壓縮機的吸入流量或吸入流量調(diào)整機構(gòu)的開度相對的壓力比的運用上限而防止氣體壓縮機的喘振的限制壓力比乘以根據(jù)氣體壓縮機的運轉(zhuǎn)狀況檢測值所算出的第一校正系數(shù)而被校正。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及應用于氣體壓縮機的氣體壓縮機的運轉(zhuǎn)方法及通過該運轉(zhuǎn)方法而運轉(zhuǎn)的燃氣渦輪，該氣體壓縮機是例如在使用煉鐵廠副產(chǎn)氣體(BFG)那樣的低卡路里氣體作為燃料的低卡路里氣體焚燒燃氣渦輪中使用的、用于對氣體燃料進行壓縮的氣體壓縮機那樣氣體燃料的供給條件發(fā)生變動的氣體壓縮機。
技術(shù)介紹
以往，已知有以在煉鐵工藝中大量產(chǎn)生的煉鐵廠副產(chǎn)氣體(BlastFurnace Gas:BFG)那樣的低卡路里氣體為燃料而運轉(zhuǎn)的燃氣渦輪設(shè)備，即，以低卡路里氣體為燃料而運轉(zhuǎn)的低卡路里氣體焚燒燃氣渦輪(以下，稱為“燃氣渦輪”)。在這種燃氣渦輪中，使用對壓力低的氣體燃料進行壓縮而向燃燒器供給的氣體壓縮機。因此，為了防止氣體壓縮機的喘振，例如附圖說明圖1的實線所示，關(guān)于與橫軸的“可變靜葉片開度”相對的縱軸的“壓力比”，而設(shè)置運用上的“限制壓力比”。該限制壓力比是對于氣體壓縮機的吸入絕對壓力及噴出絕對壓力的壓力比，限定了防止喘振的運用上的上限的值。因此，為了防止氣體壓縮機的喘振，以不超過限制壓力比的方式調(diào)整可變靜葉片(吸入流量調(diào)整機構(gòu))的開度，進行確保相對于喘振限制的余量那樣的運轉(zhuǎn)控制。S卩，在圖1中當壓力比從點A上升而增大時，若不變更可變靜葉片開度，則在點A'處與限制壓力比一致，因此無法進行使壓力比進一步上升的運轉(zhuǎn)。然而，若對應于距點A的壓力比上升而使可變靜葉片向開方向動作，則例如圖1的點A至點B那樣限制壓力比也上升，因此能夠防止喘振的發(fā)生的壓力比的運轉(zhuǎn)區(qū)域變寬，能夠安全運轉(zhuǎn)的區(qū)域產(chǎn)生余量。如此增加可變靜葉片的開度的情況是指接受到由氣體壓縮機升壓后的氣體燃料的供給的燃氣渦輪進行氣體燃料的旁通運用。另外，在接受由氣體壓縮機升壓后的氣體燃料的供給的燃氣渦輪上設(shè)有聯(lián)鎖，在運轉(zhuǎn)壓力比超過限制壓力比時為了保護設(shè)備而該聯(lián)鎖使運轉(zhuǎn)緊急停止。作為與壓縮機的防止喘振相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)，已知有例如專利文獻I公開的二氧化碳回收型發(fā)電設(shè)備的壓縮機喘振防止系統(tǒng)。這種情況下，為了防止將水蒸氣及二氧化碳的混合氣體作為差動流體的壓縮機的喘振，通過流量調(diào)整閥來控制變動的水蒸氣及二氧化碳的濃度比。另外，以高爐氣體為主原料的燃氣渦輪發(fā)電系統(tǒng)由于產(chǎn)生的高爐氣體的卡路里變動而發(fā)電輸出也變動。因此，例如專利文獻2公開那樣，記載有如下情況:根據(jù)氣體燃料卡路里的測定結(jié)果來加入減熱氣體或增熱氣體而進行卡路里調(diào)整，但由于相對于急劇的卡路里變動的響應延遲而有時會造成不穩(wěn)定燃燒或吹滅，因此進行實時地算出氣體燃料的卡路里的迅速的控制而實現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定化。在先技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1:日本特開2000-337109號公報專利文獻2:日本特開2004-190633號公報專利技術(shù)的概要專利技術(shù)要解決的課題然而，上述的低卡路里氣體焚燒的燃氣渦輪存在如下情況，即:向氣體壓縮機供給的氣體燃料的溫度(吸入氣體溫度)變動的情況，或者例如將組成不同的多種氣體燃料混合的情況那樣使用氣體燃料組成較大變化的不穩(wěn)定的氣體燃料的情況。當上述的吸入氣體溫度或氣體燃料組成那樣氣體燃料的供給條件產(chǎn)生較大的變化時，對喘振的限制壓力比造成影響的值即吸入氣體溫度(T)、氣體常數(shù)(R)及比熱容比(κ)也變動。S卩，由于吸入氣體溫度或氣體燃料組成那樣的氣體燃料的供給條件變動，而防止氣體壓縮機的喘振的限制壓力比的特性也變化。然而，在具備對供給條件變動的氣體燃料進行壓縮而向燃燒器供給的氣體壓縮機且在該氣體壓縮機設(shè)有可變靜葉片的以往的燃氣渦輪運轉(zhuǎn)方法中，對于燃氣渦輪控制或聯(lián)鎖并未考慮氣體燃料供給條件的變動。因此，若氣體燃料的供給條件較大地變動而喘振的限制壓力比下降，則無法防止氣體壓縮機的喘振，在最差的情況下可能會造成設(shè)備損傷。從這種背景出發(fā)，在具備對供給條件變動的氣體燃料進行壓縮而向燃燒器供給的氣體壓縮機且在該氣體壓縮機設(shè)有可變靜葉片的燃氣渦輪中，希望開發(fā)出一種對應于氣體燃料供給條件的變化而能夠可靠地防止喘振的燃氣渦輪運轉(zhuǎn)方法。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)為了解決上述的課題而作出，其目的在于提供一種對應于氣體燃料供給條件的變化而能夠可靠地防止氣體壓縮機的喘振的燃氣渦輪運轉(zhuǎn)方法及燃氣渦輪。用于解決課題的手段本專利技術(shù)為了解決上述的課題，而采用下述的手段。本專利技術(shù)的第一形態(tài)的氣體壓縮機的運轉(zhuǎn)方法中，所述氣體壓縮機對供給條件變動的氣體進行壓縮，且具備吸入流量調(diào)整機構(gòu)，所述氣體壓縮機的運轉(zhuǎn)方法中，相對于根據(jù)所述氣體壓縮機的設(shè)計條件而算出的基準限制壓力比，規(guī)定了與所述氣體壓縮機的吸入流量或所述吸入流量調(diào)整機構(gòu)的開度相對的壓力比的運用上限而防止所述氣體壓縮機的喘振的限制壓力比乘以根據(jù)所述氣體壓縮機的運轉(zhuǎn)狀況檢測值所算出的第一校正系數(shù)而被校正。根據(jù)這種本專利技術(shù)的氣體壓縮機的運轉(zhuǎn)方法，相對于根據(jù)氣體壓縮機的設(shè)計條件而算出的基準限制壓力比，規(guī)定了與氣體壓縮機的吸入流量或吸入流量調(diào)整機構(gòu)的開度相對的壓力比的運用上限而防止氣體壓縮機的喘振的限制壓力比乘以根據(jù)氣體壓縮機的運轉(zhuǎn)狀況檢測值所算出的第一校正系數(shù)而被校正，因此，通過使用根據(jù)氣體壓縮機的運轉(zhuǎn)狀況而校正的適當?shù)南拗茐毫Ρ龋軌蜻M行可靠地防止喘振的發(fā)生的運轉(zhuǎn)。在本專利技術(shù)的第一形態(tài)的氣體壓縮機的運轉(zhuǎn)方法中，優(yōu)選的是，所述第一校正系數(shù)根據(jù)所述氣體壓縮機的吸入氣體溫度而算出，由此，如狀態(tài)方程式表示那樣，能夠進行反映了對應于溫度而變動的氣體燃料的狀態(tài)的校正。在這種氣體壓縮機的運轉(zhuǎn)方法中，優(yōu)選的是，在所述第一校正系數(shù)的算出中加入所述氣體壓縮機的吸入氣體的氣體常數(shù)(R)及比熱容比(K)。即，第一校正系數(shù)通過氣體壓縮機的吸入氣體溫度和氣體常數(shù)(R)及比熱容比(K)而算出，因此即使在使用氣體組成變動的氣體作為氣體燃料的情況下，通過使用對應于氣體壓縮機的運轉(zhuǎn)狀況而校正的適當?shù)南拗茐毫Ρ?，也能夠進行可靠地防止了喘振的發(fā)生的運轉(zhuǎn)。而且，在上述的氣體壓縮機的運轉(zhuǎn)方法中，優(yōu)選的是，在所述第一校正系數(shù)的算出中加入所述氣體壓縮機的實際轉(zhuǎn)速，由此，能夠?qū)崿F(xiàn)限制壓力比的校正的進一步的最優(yōu)化而防止喘振的發(fā)生。在本專利技術(shù)的第一形態(tài)的氣體壓縮機的運轉(zhuǎn)方法中，優(yōu)選的是，在所述氣體壓縮機的基準轉(zhuǎn)速為Ntl，所述氣體壓縮機的吸入氣體的基準比熱容比為K ^，所述氣體壓縮機的吸入氣體的基準氣體常數(shù)為Rtl,所述氣體壓縮機的吸入氣體的基準溫度為Ttl，所述氣體壓縮機的實際轉(zhuǎn)速為N，所述氣體壓縮機的吸入氣體的當前比熱容比為K，所述氣體壓縮機的吸入氣體的當前氣體常數(shù)為R，所述氣體壓縮機的吸入氣體的當前溫度為T時，所述第一校正系數(shù)根據(jù)通過下述的(數(shù)學式I)所求出的修正轉(zhuǎn)速比(a)而求得。[數(shù)學式I]本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2011.03.31 JP 2011-0811011.一種氣體壓縮機的運轉(zhuǎn)方法，所述氣體壓縮機對供給條件變動的氣體進行壓縮，且具備吸入流量調(diào)整機構(gòu)，所述氣體壓縮機的運轉(zhuǎn)方法中， 相對于根據(jù)所述氣體壓縮機的設(shè)計條件而算出的基準限制壓力比，規(guī)定了與所述氣體壓縮機的吸入流量或所述吸入流量調(diào)整機構(gòu)的開度相對的壓力比的運用上限而防止所述氣體壓縮機的喘振的限制壓力比乘以根據(jù)所述氣體壓縮機的運轉(zhuǎn)狀況檢測值所算出的第一校正系數(shù)而被校正。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體壓縮機的運轉(zhuǎn)方法，其中， 所述第一校正系數(shù)根據(jù)所述氣體壓縮機的吸入氣體溫度而算出。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣體壓縮機的運轉(zhuǎn)方法，其中， 在所述第一校正系數(shù)的算出中加入所述氣體壓縮機的吸入氣體的氣體常數(shù)(R)及比熱容比(O。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的氣體壓縮機的運轉(zhuǎn)方法，其中， 在所述第一校正系數(shù)的算出中加入所述氣體壓縮機的實際轉(zhuǎn)速。5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項所述的氣體壓縮機的運轉(zhuǎn)方法，其中， 在所述氣體壓縮機的基準轉(zhuǎn)速為Ntl，所述氣體壓縮機的吸入氣體的基準比熱容比為K C1，所述氣體壓縮機的吸入氣體的基準氣體常數(shù)為Rtl，所述氣體壓縮機的吸入氣體的基準溫度為Ttl，所述氣體壓縮機的實際轉(zhuǎn)速為N，所述氣體壓縮機的吸入氣體的當前比熱容比為K，所述氣體壓縮機的吸入氣體的當前氣體常數(shù)為R，所述氣體壓縮機的吸入氣體的當前溫度為T時，所述第一校正系數(shù)根據(jù)通過下述的(數(shù)學式I)所求出的修正轉(zhuǎn)速比(a)而求得。[數(shù)學式1]6.根據(jù)權(quán)利要求3或5所述的氣體壓縮機的運轉(zhuǎn)方法，其中， 所述氣體壓縮機的吸入氣體的氣體常數(shù)(R)及比熱容比(K)根據(jù)在所述氣體壓縮機的入口側(cè)計測到的氣體組成而算出。7.根據(jù)權(quán)利要求3或5所述的氣體壓縮機的運轉(zhuǎn)方法，其中， 所述氣體壓縮機的吸入氣體的氣體常數(shù)(R)及比熱容比(K)根據(jù)由在所述氣體壓縮機的入口側(cè)計測到的氣體密度或氣體發(fā)熱量進行換算所求出的氣體組成而算出。8.根據(jù)權(quán)利要求3或5所述的氣體壓縮機的運轉(zhuǎn)方法，其中， 在所述氣體壓縮機的吸入氣體是將多種氣體混合的氣體時，根據(jù)各氣體的組成及流量比而求出混合后的氣體常數(shù)(R)及比熱容比U)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的氣體壓縮機的運轉(zhuǎn)方法，其中， 由氣體密度或氣體發(fā)熱量進行換算而求出多種氣體中的至少一種氣體的組成。10.根據(jù)權(quán)利要求1 9中任一項所述的氣體壓縮機的運轉(zhuǎn)方法，其中， 在所述氣體壓縮機的實際吸入流量為...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：笹原淳，奧園昌光，
申請(專利權(quán))人：三菱重工業(yè)株式會社，
類型：
國別省市：