联合循环机组部分负荷效率的调节系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及联合循环电站技术领域，尤其涉及一种联合循环机组部分负荷效率的调节系统及方法。该系统包括依次连接的压气机、燃烧室和透平，燃烧室设有燃料阀，压气机设有压气机出口压力测点、开度可调节的进口导叶和通往透平的进气腔室的抽气管路，抽气管路上设有冷却空气温度测点和调节阀，透平设有透平出口温度测点和透平进气腔室压力测点；进口导叶、燃料阀、调节阀、冷却空气温度测点、透平出口温度测点、压气机出口压力测点和透平进气腔室压力测点均与控制模块相连接。该方法为：当部分负荷＜90％基本负荷时，根据部分负荷下的出力目标信号，调节燃烧室内的燃空比，使透平进口温度提升，即提升透平出口温度，可提升部分负荷下联合循环效率。

Regulation System and Method for Partial Load Efficiency of Combined Cycle Units

【技术实现步骤摘要】
联合循环机组部分负荷效率的调节系统及方法
本专利技术涉及联合循环电站
，尤其涉及一种联合循环机组部分负荷效率的调节系统及一种联合循环机组部分负荷效率的调节方法。
技术介绍
联合循环电站中，燃气轮机主要作为调峰机组使用，大部分时间是运行在部分负荷工况下。燃气轮机部分负荷运行方式对电站而言意义重大，因为它不仅直接关系到燃气轮机本身的性能指标，而且关系到汽轮机的运行参数以及整个电站运行的经济性。因此，如何在部分负荷下提升燃气轮机及联合循环机组的性能是业主最为关心的问题。现有联合循环机组所采用的燃气轮机控制方法通常为控制透平出口温度基本保持不变，该控制方法的采用使得机组长期运行在部分负荷工况下的效率不高。部分厂家也通过直接抽取压气机空气对部分负荷工况进行调节，而该方法的使用将使得联合循环的效率降低。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种联合循环机组部分负荷效率的调节系统及方法，能够提升部分负荷下的联合循环效率，以克服现有技术的上述缺陷。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种联合循环机组部分负荷效率的调节系统，包括依次连接的压气机、燃烧室和透平，燃烧室设有控制进料量的燃料阀，压气机设有压气机出口压力测点、开度可调节的进口导叶和通往透平的进气腔室的抽气管路，抽气管路上设有冷却空气温度测点和调节阀，透平设有透平出口温度测点和透平进气腔室压力测点；进口导叶、燃料阀、调节阀、冷却空气温度测点、透平出口温度测点、压气机出口压力测点以及透平进气腔室压力测点均与控制模块相连接。优选地，透平还设有透平转静腔室温度测点，透平转静腔室温度测点与控制模块相连接。优选地，压气机上设有多个抽气管路，多个抽气管路分别通往透平的不同透平级，每个抽气管路上均设有冷却空气温度测点和调节阀。优选地，透平设有多个进气腔室，多个进气腔室与多个抽气管路一一对应地相连通，每个进气腔室内均设有透平进气腔室压力测点。优选地，还包括余热锅炉、汽轮机和凝汽器，透平的出口与余热锅炉相连通，余热锅炉设有蒸汽发生系统，蒸汽发生系统的出口连接汽轮机的入口，汽轮机的出口连接凝汽器的入口，凝汽器的出口连接蒸汽发生系统的入口。一种联合循环机组部分负荷效率的调节方法，采用如上所述的联合循环机组部分负荷效率的调节系统，包括以下步骤：步骤一、联合循环机组在部分负荷工况下运行，当部分负荷≥90％基本负荷时，使燃气轮机的透平出口温度保持不变；当部分负荷＜90％基本负荷时，进入下一步骤二；步骤二、根据联合循环机组在部分负荷工况下的出力目标信号，调节燃烧室内的燃料量与空气量比例，使透平进口温度提升；步骤三、根据透平进口温度、压气机上的抽气管路送入透平进气腔室的冷却空气温度以及透平叶片的设定耐受温度获得最优冷却空气量；步骤四、根据最优冷却空气量获得最优设定点，调节抽气管路上的调节阀的开度，使透平进气腔室压力与压气机出口压力的比值达到最优设定点。优选地，在步骤二中，通过调节压气机进口导叶的开度和燃烧室燃料阀的开度，实现燃烧室内燃料量与空气量比例的调节。优选地，在步骤三中，测量透平出口温度，并根据透平出口温度计算透平进口温度。优选地，在步骤三中，透平叶片的设定耐受温度不超过透平叶片可承受温度的额定值。优选地，在步骤四中，当透平转静腔室温度超过设定值时，增加抽气管路上的调节阀的开度。与现有技术相比，本专利技术具有显著的进步：本专利技术的联合循环机组部分负荷效率的调节系统，可以在联合循环机组在部分负荷工况下运行时，根据联合循环机组的出力目标，通过调节进口导叶的开度和燃料阀的开度实现提升透平进口温度，即实现提升透平出口温度，提升透平出口温度可提升联合循环机组的效率，由此实现提升部分负荷下联合循环效率的目的；同时，根据透平出口温度测点测得的透平出口温度、冷却空气温度测点测得的冷却空气温度、压气机出口压力测点测得的压气机出口压力、透平进气腔室压力测点测得的透平进气腔室压力对抽气管路上调节阀的开度进行调节，可以控制送入透平进气腔室内的冷却空气量，使得透平叶片实际承受的温度不超过透平叶片可承受温度的额定值，确保透平叶片的承受的温度不会过高，从而保证透平叶片的完整性；此外，通过调节阀开度的调节还可以调节进入燃烧室内进行燃烧的空气量，从而可调整燃烧温度区间，降低排放，并调整燃烧稳定性。本专利技术的联合循环机组部分负荷效率的调节方法使得联合循环机组在部分负荷工况下运行时提升了透平进口温度，即提升了透平出口温度，提升透平出口温度可提升联合循环机组的效率，由此实现了提升部分负荷下联合循环效率的目的；同时，对抽气管路上调节阀的开度进行调节，控制送入透平进气腔室内的冷却空气量，使得透平叶片实际承受的温度不超过透平叶片可承受温度的额定值，确保了透平叶片的承受的温度不会过高，从而保证了透平叶片的完整性；此外，通过调节阀开度的调节还可以调节进入燃烧室内进行燃烧的空气量，从而可调整燃烧温度区间，降低排放，并调整燃烧稳定性。附图说明图1是本专利技术实施例联合循环机组部分负荷效率的调节系统的结构示意图。图2是本专利技术实施例联合循环机组部分负荷效率的调节方法中，部分负荷调整策略示意图。图3是本专利技术实施例联合循环机组部分负荷效率的调节方法中，冷却空气量调节示意图。图4是本专利技术实施例联合循环机组部分负荷效率的调节方法中，调节阀设定点控制策略示意图。其中，附图标记说明如下：1、压气机11、进口导叶2、燃烧室21、燃料阀3、透平4、抽气管路41、调节阀5、余热锅炉51、蒸汽发生系统6、汽轮机7、凝汽器P1、压气机出口压力测点P2、透平进气腔室压力测点T1、冷却空气温度测点T2、透平出口温度测点T3、透平转静腔室温度测点具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本专利技术，而并非对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。此外，在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。如图1至图4所示，本专利技术实施例提供一种联合循环机组部分负荷效率的调节系统。参见图1，本实施例的联合循环机组部分负荷效率的调节系统包括依次连接的压气机1、燃烧室2和透平3，空气从压气机1进口进入压气机1内，在压气机1内压缩后从压气机1的出口输出并送入燃烧室2，进入燃烧室2内的空气与燃烧室2进料口输入的燃料混合燃烧，燃烧产生的燃气从燃烧室2的出口输出并送入透平3，燃气从透平3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种联合循环机组部分负荷效率的调节系统，其特征在于，包括依次连接的压气机、燃烧室和透平，所述燃烧室设有控制进料量的燃料阀，所述压气机设有压气机出口压力测点、开度可调节的进口导叶和通往所述透平的进气腔室的抽气管路，所述抽气管路上设有冷却空气温度测点和调节阀，所述透平设有透平出口温度测点和透平进气腔室压力测点；所述进口导叶、所述燃料阀、所述调节阀、所述冷却空气温度测点、所述透平出口温度测点、所述压气机出口压力测点以及所述透平进气腔室压力测点均与控制模块相连接。

【技术特征摘要】
1.一种联合循环机组部分负荷效率的调节系统，其特征在于，包括依次连接的压气机、燃烧室和透平，所述燃烧室设有控制进料量的燃料阀，所述压气机设有压气机出口压力测点、开度可调节的进口导叶和通往所述透平的进气腔室的抽气管路，所述抽气管路上设有冷却空气温度测点和调节阀，所述透平设有透平出口温度测点和透平进气腔室压力测点；所述进口导叶、所述燃料阀、所述调节阀、所述冷却空气温度测点、所述透平出口温度测点、所述压气机出口压力测点以及所述透平进气腔室压力测点均与控制模块相连接。2.根据权利要求1所述的联合循环机组部分负荷效率的调节系统，其特征在于，所述透平还设有透平转静腔室温度测点，所述透平转静腔室温度测点与所述控制模块相连接。3.根据权利要求1所述的联合循环机组部分负荷效率的调节系统，其特征在于，所述压气机上设有多个所述抽气管路，多个所述抽气管路分别通往所述透平的不同透平级，每个所述抽气管路上均设有所述冷却空气温度测点和所述调节阀。4.根据权利要求3所述的联合循环机组部分负荷效率的调节系统，其特征在于，所述透平设有多个所述进气腔室，多个所述进气腔室与多个所述抽气管路一一对应地相连通，每个所述进气腔室内均设有所述透平进气腔室压力测点。5.根据权利要求1所述的联合循环机组部分负荷效率的调节系统，其特征在于，还包括余热锅炉、汽轮机和凝汽器，所述透平的出口与所述余热锅炉相连通，所述余热锅炉设有蒸汽发生系统，所述蒸汽发生系统的出口连接所述汽轮机的入口，所述汽轮机的出口连接所述凝汽器的入口，所述凝汽器的出口连接所述蒸...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙博，计京津，黄丹萍，潘丞雄，彭博，蒋文程，何川博，范彦青，高旭鹏，杨晓锋，张立建，
申请(专利权)人：上海电气燃气轮机有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31