具有不均匀输入气体的燃气涡轮发电站制造技术

本发明专利技术涉及用于运行燃气涡轮(6)的方法，燃气涡轮包括具有环形入口区的压缩机(1)、至少两个喷燃器、燃烧室(4，14，15)和涡轮(7，16，17)。根据该方法，由具有比压缩机进气流的平均氧浓度低的氧浓度的氧减少气体(21)构成的至少一个第一部分进气流和由新鲜空气(2)构成的至少一个第二部分进气流以沿入口区的周向方向交替的方式供给到压缩机(1)。另外，本发明专利技术涉及具有燃气涡轮(6)的燃气涡轮发电站，燃气涡轮的压缩机入口(3)包括至少一个第一节段(51)和至少一个第二节段(52)，它们围绕压缩机入口沿周向方向以交替方式布置，其中氧减少气体(21)的供给连接到第一节段(51)上而新鲜空气的供给连接到压缩机入口(3)的第二节段(52)上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及用于运行燃气涡轮(6)的方法，燃气涡轮包括具有环形入口区的压缩机(1)、至少两个喷燃器、燃烧室(4，14，15)和涡轮(7，16，17)。根据该方法，由具有比压缩机进气流的平均氧浓度低的氧浓度的氧减少气体(21)构成的至少一个第一部分进气流和由新鲜空气(2)构成的至少一个第二部分进气流以沿入口区的周向方向交替的方式供给到压缩机(1)。另外，本专利技术涉及具有燃气涡轮(6)的燃气涡轮发电站，燃气涡轮的压缩机入口(3)包括至少一个第一节段(51)和至少一个第二节段(52)，它们围绕压缩机入口沿周向方向以交替方式布置，其中氧减少气体(21)的供给连接到第一节段(51)上而新鲜空气的供给连接到压缩机入口(3)的第二节段(52)上。【专利说明】具有不均匀输入气体的燃气涡轮发电站
本公开涉及一种用于以不同的气体成分的两个进气流运行燃气涡轮的方法，以及还涉及具有被分割的压缩机入口的燃气涡轮。
技术介绍
在传统上，将尽可能均匀的气体供给到燃气涡轮的压缩机，以进行压缩。在提供具有不同的成分的气体的应用中，这些气体首先混合且然后供给到压缩机。例如，在烟道气再循环的情况下，利用了具有与新鲜空气的成分不同的气体成分的烟道气。再循环是可基本上在燃气涡轮中用于各种目标的技术，例如用于控制排放，减少烟道气量，分离二氧化碳等。在烟道气在燃气涡轮中再循环期间，大部分烟道气从整个烟道气流中分流，并且在冷却和洗涤之后，通常再次供给到涡轮的进气质量流或涡轮的压缩机。烟道气成分显著不同于新鲜环境空气的成分。再循环的烟道气流传统上与来自环境的新鲜空气混合，并且这个混合物然后供给到压缩机。 借助于烟道气再循环，可有利地增加烟道气中的二氧化碳分压，以便减少具有二氧化碳分离的发电站的功率损失和效率损失。另外，提出了烟道气再循环，目标是减少燃气涡轮的进气气体中的氧含量，以便从而减少NOx排放。 在现有技术中，为了在可燃烧气体的氧含量低的情况下确保有满意的燃烧，新鲜空气与再循环的烟道气尽可能完全地混合，以在燃烧室入口处提供均匀的气体混合物。适于新鲜空气与再循环的烟道气的低压损失混合的混合器在例如WO 2010/142573 A2中已知。 取决于运行状况，在具有预混合喷燃器的燃气涡轮中燃烧期间可能会出现稳定性问题、特别是脉动(也称为热声振动)。为了减少脉动，从W02005095864知道以节流的方式对单独的喷燃器供应燃料，因此，所述预混合喷燃器具有与所有其它未节流的预混合喷燃器的燃烧温度不同的燃烧温度。这导致在预混合喷燃器组件中有不对称的温度分布，因此，可有效地抵消燃烧室内部出现的脉动。 受节流的喷燃器在相对于平均热气温度降低的热气温度下运行，但是这可导致不完全燃烧。另外，未节流的喷燃器在升高的热气温度下运行，这可导致较高的NOx排放，并且可对使用寿命有不良影响。 不完全燃烧可导致增加的CO排放(一氧化碳排放)，特别是在具有烟道气再循环的发电站中，其中，燃气涡轮的进气气体与新鲜空气相比具有较低的氧含量。
技术实现思路
本公开的目标是详细描述用于可靠、清洁和低脉动地运行燃气涡轮的方法，并且还涉及用于执行该方法的燃气涡轮。在公开的方法中提出了燃气涡轮发电站，其具有不同的气体成分的至少两个部分进气流，其中，使用不同的氧浓度的部分进气流来稳定燃烧。 公开的方法的区别在于在燃气涡轮中单独地供给氧减少气体和新鲜空气，使得由氧减少气体构成的至少一个第一部分进气流和由新鲜空气构成的至少一个第二部分进气流以沿入口区的周向方向交替的方式供给到压缩机。 燃气涡轮包括具有入口横截面的压缩机、连接在压缩机下游的燃烧室，以及涡轮，压缩气体与燃料在燃烧室中燃烧，热的燃烧气体在涡轮中膨胀。 具有比压缩机进气流的平均氧浓度低的氧浓度的气体在这个情况下称为氧减少气体。氧减少气体的氧浓度典型地比压缩机入口流的平均氧浓度低至少1%。氧减少气体的氧浓度优选比压缩机进气流的平均氧浓度低至少2%。 由于沿周向交替地供给新鲜空气和氧减少气体，在燃烧室的相邻的喷燃器中的燃料的反应性是不同的。燃料在新鲜空气中的反应性高于燃料在氧减少气体中的反应性，使得氧减少气体流到其中的燃烧室(或燃烧室区段)中的火焰位置与被供应新鲜空气的燃烧室相比向下游移动。不同的反应速度且尤其是移动的火焰位置会改变火焰的热声特性，并且可使这些特性稳定，这尤其导致减少或抑制脉动。 根据方法的一个实施例，氧减少气体和新鲜空气的交替供给相对于的压缩机的旋转轴线通过入口横截面的内部扇区执行，另外，相对于压缩机的旋转轴线通过入口横截面的外部扇区供给新鲜空气。 供给到外部扇区中的新鲜空气作为冷却空气至少部分地被引导到燃烧室周围。将氧减少气体供给到外部扇区中因此将对燃料没有影响或很少影响。通过将氧减少气体的供给限于内部扇区，可利用少量氧减少气体来优化对燃烧的影响。因此，提供了减少的氧减少气体来获得期望的作用。对应地减小发电站大小和其建设和供给成本。 根据方法的备选实施例，氧减少气体和新鲜空气的交替供给相对于的压缩机的旋转轴线通过入口横截面的内部扇区进行，并且另外，相对于压缩机的旋转轴线通过入口横截面的外部扇区供给氧减少气体。在要最大程度地减小烟道气中的氧浓度时，这个方法是特别有利的。通过外部扇区供给的氧减少气体作为冷却空气至少部分地被引导到燃烧室周围，并且作为冷却空气与热的可燃烧气体混合，与作为冷却气体的新鲜空气的传统混合相比，这导致减少烟道气中的氧含量或不增加氧含量。 根据方法的一个实施例，由氧减少气体构成的第一部分进气流在各个情况下被引导到压缩机的下游的一个喷燃器中或整体式多个相邻的喷燃器中。 根据方法的进一步实施例，由新鲜空气构成的第二部分进气流在各个情况下被引导到压缩机的下游的一个喷燃器中或整体式多个相邻的喷燃器中。 由于以受控制的方式交替地将氧减少气体和新鲜空气引入相邻的喷燃器中，实现了气体中的氧含量的最大的可能差异。当部分进气流被引入时，要考虑压缩机中的流典型地被旋转，也就是说以围绕压缩机的旋转轴线旋转一定角度的方式从压缩机排出。 根据方法的进一步实施例，新鲜空气的第二部分进气流在各个情况下被引导到压缩机的下游的两个相应地相邻的喷燃器中，以及/或者氧减少气体的第一部分进气流在各个情况下被引导到压缩机的下游的两个相应地相邻的喷燃器中。 来自两个相邻的喷燃器的热气在燃烧室中的混合典型地足够好，以便来自燃烧室的排出气体实际上是均匀的。 根据方法的又一个实施例，通往被供应氧减少气体的喷燃器的燃料供给与通往被供应新鲜空气的喷燃器的燃料供给相比在各个情况下被减少，使得在燃烧室的出口处的热的燃烧气体具有相同氧浓度。当相邻的喷燃器的热气的混合被阻止或当具有不同的氧浓度的部分进气流被引导到不止两个相邻的喷燃器时，这个方法特别有利。 为了对通往喷燃器的燃料供给进行节流，可在至少一个喷燃器上游的燃料分配系统中布置固定或可变节流元件，其确定通往至少一个喷燃器的燃料质量流量。这可为例如孔口板或阀。在这个情况下，例如，节流元件的横截面的减少量可选择成使得在燃料分配系统中关于通往单独的喷燃器的燃料质量流量实现期望的不一致性。 另外，对于通往燃烧室的喷燃器(例如，预混本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种运行燃气涡轮(6)的方法，所述燃气涡轮包括具有环形入口区的压缩机(1)、至少两个喷燃器、燃烧室(4，14，15)和涡轮(7，16，17)，其特征在于，由具有比压缩机进气流的平均氧浓度低的氧浓度的氧减少气体(21)构成的至少一个第一部分进气流和由新鲜空气(2)构成的至少一个第二部分进气流以沿入口区的周向方向交替的方式供给到所述压缩机(1)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：F古伊特，MN波亚帕克卡姆，F格拉夫，B舒尔曼斯，E本兹，
申请(专利权)人：阿尔斯通技术有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH