一种燃气轮机联合循环机组启动过程NO2排放控制系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种燃气轮机联合循环机组启动过程NO2排放控制系统和方法，它属于燃气轮机发电领域。本发明专利技术控制系统包括燃气轮机压气机、燃气轮机燃烧室、燃气轮机的透平、余热锅炉和透平排气温度测量装置、余热锅炉进口温度测量装置、锅炉排气CO测量装置和喷雾装置，燃气轮机压气机、燃气轮机燃烧室、燃气轮机的透平与余热锅炉依次相连，透平排气温度测量装置设在燃气轮机的透平排气出口，余热锅炉进口温度测量装置设在余热锅炉入口，锅炉排气CO测量装置设在余热锅炉排烟处，喷雾装置设在燃气轮机的透平排气出口烟道中。本发明专利技术还提供一种控制方法。本发明专利技术系统简单合理，运行成本低，降低在燃气轮机启动过程中的NO2排放，从而缓解或者消除启动黄烟。

【技术实现步骤摘要】
一种燃气轮机联合循环机组启动过程NO2排放控制系统和方法
本专利技术涉及一种系统和方法，尤其是涉及一种燃气轮机联合循环机组启动过程NO2排放控制系统和方法，具体涉及一种重型燃气轮机联合循环启动过程氮氧化物消除的方法和系统，它属于燃气轮机发电领域。
技术介绍
以天然气为燃料的燃气轮机联合循环机组具有高效、低排放的特点，且机组启动快。我国大量的燃气轮机联合循环机组用于电网调峰。大量燃气轮机联合循环机组在启动过程中，存在烟囱冒黄烟的现象。研究表明，黄烟的产生是由于在低负荷工况下机组排烟中NO2含量过高导致，当排烟中的NO2达到约10ppm以上时，即会出现肉眼可见的淡黄色排烟。为了减缓或者消除燃气轮机联合循环机组启动过程的黄烟现象，燃气轮机厂家不断的更新其燃烧器。以GE公司为例，为了解决其F级燃气轮机联合循环机组启动过程中的黄烟问题，开发了完全不带扩散燃烧的全预混DLN2.6+燃烧器，并通过调整机组启动过程的策略等技术，大大减少了启动过程的黄烟现象，但仍不能完全消除NO2排放带来的黄烟问题。其他去除启动过程中NO2的办法包括在余热锅炉中通过SCR等催化还原的方法将NO2和NO还原成N2。但是，一方面该方法会增加投资和运行成本，另一方面，对于改造机组，需要在余热锅炉烟道中预留有SCR布置的空间，使得该方法的应用受限。公开日为2016年06月15日，公开号为105674329A的中国专利中，公开了一种名称为“采用合成气燃料的燃气轮机燃烧器及控制方法”的专利技术专利。该专利燃烧器顶部的多个烧嘴用于输送空气及燃料从上向下进入燃烧室，底部出口通向透平；烧嘴集成了分隔开的空气及燃料通道；在烧嘴空气通道设置压力或者流量测量装置，用于测量空气流量；燃料通道通过外来的合成气混合蒸汽或者其它不可燃气体，在蒸汽或者其它不可燃气体通道上游安装流量调节装置，控制装置根据每个烧嘴空气流量，合成气流量及组分，控制流量调节装置调整蒸汽或者其它不可燃气体的流量，从而改变通过该烧嘴进入燃烧室的燃料流量及组分，使得通过每个烧嘴的空气流量与燃料热值达到适当比例，虽然该专利可使合成气燃料在燃气轮机燃烧器内稳定燃烧，避免烧嘴局部过热，同时降低氮氧化物排放，但是与本申请的系统结构和控制方法不同，本申请系统更简单合理，运行成本低，降低在燃气轮机启动过程中的NO2排放，从而缓解或者消除启动黄烟。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种系统设计简单合理，运行成本低，降低在燃气轮机启动过程中的NO2排放，从而缓解或者消除启动黄烟的燃气轮机联合循环机组启动过程NO2排放控制系统和方法。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：该燃气轮机联合循环机组启动过程NO2排放控制系统包括发电机、低压缸、中压缸、高压缸、燃气轮机压气机、燃气轮机燃烧室、燃气轮机的透平、余热锅炉和高压给水泵，所述发电机、低压缸、中压缸、高压缸、燃气轮机压气机、燃气轮机燃烧室、燃气轮机的透平与余热锅炉依次相连，余热锅炉与燃气轮机匹配，高压给水泵与余热锅炉连通，其特征在于：还包括透平排气温度测量装置、余热锅炉进口温度测量装置、锅炉排气CO测量装置和喷雾装置，所述透平排气温度测量装置设置在燃气轮机的透平排气出口，余热锅炉进口温度测量装置设置在余热锅炉入口，锅炉排气CO测量装置设置在余热锅炉排烟处，喷雾装置设置在燃气轮机的透平排气出口烟道中，喷雾装置的给水通过高压给水泵；系统简单，运行成本低，降低在燃气轮机启动过程中的NO2排放，从而缓解或者消除启动黄烟。作为优选，本专利技术所述的燃气轮机联合循环机组启动过程NO2排放控制系统，其特征在于：还包括喷雾给水流量调节阀，所述喷雾给水流量调节阀设置在高压给水泵与喷雾装置的连通管路上；喷雾给水流量调节阀，调节喷雾装置的喷雾水量，快速降低烟气温度。作为优选，本专利技术所述的燃气轮机联合循环机组启动过程NO2排放控制系统，其特征在于：还包括除氧器，所述余热锅炉的输出端设置除氧器。作为优选，本专利技术所述的燃气轮机联合循环机组启动过程NO2排放控制系统，其特征在于：所述锅炉排气CO测量装置设置在余热锅炉尾部排烟处。本专利技术还提供一种燃气轮机联合循环机组启动过程NO2排放控制方法，采用燃气轮机联合循环机组启动过程NO2排放控制系统，其特征在于：步骤如下：燃气轮机联合循环启动，通过透平排气温度测量装置监测燃气轮机的透平排气温度，同时通过锅炉排气CO测量装置监测燃气轮机的透平的CO排放，当监测到燃气轮机的透平排气温度超过500℃，且余热锅炉的排气CO浓度大于30ppm时，打开喷雾给水流量调节阀，调节喷雾装置的喷雾水量，快速降低烟气温度；监测余热锅炉进口温度测量装置所测得的余热锅炉进口温度，通过喷雾给水流量调节阀调整水流量，使得余热锅炉进口温度测量装置测得的烟气温度低于500℃。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点和效果：缓解甚至消除燃气轮机联合循环启动过程的黄烟问题；系统简单，运行成本低。附图说明图1是本专利技术实施例的整体结构示意图。图中：燃气轮机压气机1，燃气轮机燃烧室2，燃气轮机的透平3，余热锅炉4，高压给水泵5，喷雾装置6，喷雾给水流量调节阀7，透平排气温度测量装置8，余热锅炉进口温度测量装置9，锅炉排气CO测量装置10，发电机11，低压缸12，中压缸13，高压缸14，冷凝器15，凝结水泵16，除氧器17，低压给水泵18，中压给水泵19，高压过热蒸汽A，中压过热蒸汽B，低压过热蒸汽C，排烟D，空气E，燃料气F，补水G。具体实施方式下面结合附图并通过实施例对本专利技术作进一步的详细说明，以下实施例是对本专利技术的解释而本专利技术并不局限于以下实施例。实施例。参见图1，燃气轮机联合循环机组启动过程NO2排放控制系统包括发电机11、低压缸12、中压缸13、高压缸14、燃气轮机压气机1、燃气轮机燃烧室2、燃气轮机的透平3、余热锅炉4、高压给水泵5、透平排气温度测量装置8、余热锅炉进口温度测量装置9、锅炉排气CO测量装置10和喷雾装置6，本实施例的发电机11、低压缸12、中压缸13、高压缸14、燃气轮机压气机1、燃气轮机燃烧室2、燃气轮机的透平3与余热锅炉4依次相连，余热锅炉4分别与低压缸12、中压缸13和高压缸14相连，余热锅炉4与燃气轮机匹配，高压给水泵5与余热锅炉4连通，，所述透平排气温度测量装置8设置在燃气轮机的透平3排气出口，余热锅炉进口温度测量装置9设置在余热锅炉4入口，锅炉排气CO测量装置10设置在余热锅炉4排烟处，喷雾装置6设置在燃气轮机的透平3排气出口烟道中，喷雾装置6的给水连通于高压给水泵5。本实施例的喷雾给水流量调节阀7设置在高压给水泵5与喷雾装置6的连通管路上。本实施例的锅炉排气CO测量装置10设置在余热锅炉4尾部排烟处。本实施例中低压缸12的出口依次串接冷凝器15和凝结水泵16后与余热锅炉4相连，余热锅炉4的输出端与除氧器17相连，该除氧器17的出口端分别通过低压给水泵18、中压给水泵19、高压给水泵5与余热锅炉4的输入端相连，余热锅炉4输出高压过热蒸汽A进入高压缸14，余热锅炉4输出中压过热蒸汽B进入中压缸13，余热锅炉4输出低压过热蒸汽C进入低压缸12，余热锅炉4的后端用于排烟D，空气E进入燃气轮机压气机1，燃料气F进入燃气轮机燃烧室2，补水G根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃气轮机联合循环机组启动过程NO2排放控制系统，包括发电机、低压缸、中压缸、高压缸、燃气轮机压气机、燃气轮机燃烧室、燃气轮机的透平、余热锅炉和高压给水泵，所述发电机、低压缸、中压缸、高压缸、燃气轮机压气机、燃气轮机燃烧室、燃气轮机的透平与余热锅炉依次相连，余热锅炉与燃气轮机匹配，高压给水泵与余热锅炉连通，其特征在于：还包括透平排气温度测量装置、余热锅炉进口温度测量装置、锅炉排气CO测量装置和喷雾装置，所述透平排气温度测量装置设置在燃气轮机的透平排气出口，余热锅炉进口温度测量装置设置在余热锅炉入口，锅炉排气CO测量装置设置在余热锅炉排烟处，喷雾装置设置在燃气轮机的透平排气出口烟道中，喷雾装置的给水通过高压给水泵。

【技术特征摘要】
1.一种燃气轮机联合循环机组启动过程NO2排放控制系统，包括发电机、低压缸、中压缸、高压缸、燃气轮机压气机、燃气轮机燃烧室、燃气轮机的透平、余热锅炉和高压给水泵，所述发电机、低压缸、中压缸、高压缸、燃气轮机压气机、燃气轮机燃烧室、燃气轮机的透平与余热锅炉依次相连，余热锅炉与燃气轮机匹配，高压给水泵与余热锅炉连通，其特征在于：还包括透平排气温度测量装置、余热锅炉进口温度测量装置、锅炉排气CO测量装置和喷雾装置，所述透平排气温度测量装置设置在燃气轮机的透平排气出口，余热锅炉进口温度测量装置设置在余热锅炉入口，锅炉排气CO测量装置设置在余热锅炉排烟处，喷雾装置设置在燃气轮机的透平排气出口烟道中，喷雾装置的给水通过高压给水泵。2.根据权利要求1所述的燃气轮机联合循环机组启动过程NO2排放控制系统，其特征在于：还包括喷雾给水流量调节阀，所述喷雾给水流量调节阀设置在高压给水泵与喷雾装置的连通管路上。3.根据权利要求1所述的燃...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁勇能，王波，郑迎九，
申请(专利权)人：杭州华电半山发电有限公司，江苏中国科学院能源动力研究中心，
类型：发明
国别省市：浙江,33