一种燃气轮机的增压机压力调节方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种燃气轮机的增压机压力调节方法及系统，该系统的具体调节步骤为：获取燃气轮机发电机目标功率、发电机目标功率对应的实际负荷率；判断实际负荷率与市政管网压力负荷率的大小，当实际负荷率大于市政管网压力对应的负荷率时，市政管网来气进入增压机被增压，增压机出口目标压力的选择根据发电机目标功率的实际负荷率进行选取，把市政管网来气压力能满足的燃气轮机负荷率与全负荷之间的部分划分多个区间，判断实际负荷率所在区间，选取实际负荷率所在区间的上限值再加上一超调量作为参考系数，根据参考系数计算增压机出口目标压力，通过上述方法可使燃气轮机入口压力能及时快速达到需求值，且降低了增压机功耗，经济节能。

A pressure regulation method and system of gas turbine booster

【技术实现步骤摘要】
一种燃气轮机的增压机压力调节方法及系统
本专利技术涉及燃气轮机领域，尤其涉及一种燃气轮机的增压机压力调节方法及系统。
技术介绍
在涉及燃气轮机的工程设计中，为了保证燃气轮机在极端工况下对天然气压力的需求，增压机的功率选型通常按增压机的出口压力与进口压力的最大压比选择，增压机进口压力即为市政管网接到厂区的调压站的压力，通常为定值，增压机出口压力则按燃气轮机的最大需求压力来选择。然而，这样设计选型出来的增压机功率在实际运行过程中的大部分情况下是偏大的，因为燃气轮机具有快速负荷扰动、调峰等特点，通常燃气轮机电厂都不是满负荷运行，而且随着电网调度进行变负荷的工况也经常发生，导致燃气轮机在部分负荷时增压机功率偏大，即不经济也不节能。
技术实现思路
基于上述实际情况，本专利技术提出了一种燃气轮机的增压机压力调节方法及系统，将增压机的出口压力与燃气轮机负荷进行关联，使得增压机设计选型时可以不按燃气轮机极端最大需求压力来选型设计增压机，在一定程度上，能够节约增压机运行的功耗。本专利技术采用以下技术方案：一种燃气轮机的增压机压力调节方法，其特征在于，其调节步骤如下：1）获取燃气轮机发电机目标功率。2）获取所述发电机目标功率的实际负荷率a。3）判断所述实际负荷率a与市政管网压力对应负荷率的相对大小，当实际负荷率a小于或等于市政管网压力对应的负荷率时，市政管网来气不进入增压机，直接进入燃气轮机。当实际负荷率a大于市政管网压力对应的负荷率时，市政管网来气进入增压机被增压，增压机出口目标压力的选择根据所述发电机目标功率的实际负荷率a进行选取；所述增压机出口目标压力的选择方式为：将市政管网来气压力达到满足的燃气轮机负荷率L与燃气轮机全负荷之间的部分划分多个区间，判断所述发电机目标功率的实际负荷率a处于哪个区间，选取实际负荷率a所在区间的上限值再加上一超调量c作为参考系数，根据参考系数计算增压机出口目标压力。4）所述燃气轮机的控制装置将增压机出口目标压力值反馈至增压机变频电动机，通过调节变频电动机的转速，以使增压机出口压力达到所述增压机出口目标压力。优选的，步骤3）中划分区间的个数根据电厂实际运行经验和机组安全稳定运行的需要进行选择。优选的，步骤3）中超调量c的选取根据调压站和燃机轮机电厂的实际燃气管线布置情况进行选择。优选的，步骤3）中对于不同的实际负荷率a，对应的所述超调量相同，即c为定值。优选地，对于不同的实际负荷率a，对应的超调量c不同，实际负荷率a所在区间的上限负荷率越大，则超调量c越大。优选的，所述超调量c为：c=a×K，其中K为一修正系数。所述修正系数K与调压站和燃机轮机电厂的实际燃气管线布置有关；或者，所述修正系数K的具体取值也可以通过经验数据表查询获取。适用于权利要求1-8所述燃气轮机的增压机压力调节方法的调节系统，其特征在于：市政管网来气管线连接进入电厂厂区天然气管线之间，设置有增压机，增压机配置有独立的增压机电动机；厂区天然气管线连接至燃气轮机，燃气轮机通过发电机提供电源；燃气轮机的发电机通过负荷指令反馈系统连接至增压机电动机。上述燃气轮机的增压机压力调节系统，其工作原理如下：首先，根据机组负荷判定进入管线的天然气是否需要增压；当燃气轮机实际负荷率a小于或等于市政管网压力对应的负荷率时，市政管网来气管线不需要增加，增压机和增压机电动机不运行，负荷反馈系统不工作；当燃气轮机实际负荷率a超过市政管网压力对应的负荷率时，根据机组负荷所处的区间，负荷指令反馈系统将指令反馈至增压机电动机，增压机变频调速，使得增压机出口天然气压力与机组当前负荷对天然气压力匹配；天然气经增压后，经厂区天然气管线进入燃气轮机燃烧，带动发电机进行发电。通过上述设计方案，本专利技术可达到的有益效果如下：1、本专利技术中，增压机出口压力根据燃气轮机机组的实际运行负荷变化而变化，根据负荷情况，将运行负荷划分区间来选取增压机出口压力，使得增压机的出口压力能够匹配燃气轮机机组此时需求的压力，即当燃气轮机机组处于部分负荷时，增压机也处于部分负荷运行。这样可以有效避免增压机总是满负荷运行的状态，降低增压机电动机能耗，达到最佳节能效果。2、本专利技术中，选取增压机出口压力时进行超调，使燃气轮机入口压力能够及时快速达到需求值。考虑到增压机燃气出口压力响应的滞后性，通过超调，使得增压后的燃气能够迅速满足发电机组对压气压力的需求，从而保证燃气轮机机组能够快速响应电网调度对负荷扰动的需求，也在一定程度上保证了机组安全运行。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本专利技术增压机压力控制系统示意图。图2为本专利技术增压机出口压力与负荷关系图（C=0）。图3为本专利技术增压机出口压力与负荷关系图（C=0，a=91%）。图4为本专利技术增压机出口压力与负荷关系图（C为定值，设定为2%）。图5为本专利技术增压机出口压力与负荷关系图（C为变化值，与负荷率有关）。其中，附图标记为：1燃气轮机，2燃气轮发电机，3增压机电动机，4增压机，5负荷指令反馈系统，6市政管网来气管线，7厂区天然气管线。具体实施方式为使得本专利技术的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。如图1所示，天然气经市政管网的来气管线6进入厂区调压站增压机4，根据机组负荷判定是否需要增压，再经厂区天然气管线7进入燃气轮机1燃烧，带动发电机2进行发电。当燃气轮机实际负荷率a小于等于市政管网压力对应的负荷率（例如75%）时，增压机不需要运行，负荷指令反馈系统5也不需要投入工作。当燃气轮机负荷超过市政管网压力对应的负荷率时，由于燃机对天然气压力的需求增高，市政管网来气压力不能满足要求，增压机需要投入运行。根据机组负荷所处的区间，负荷指令反馈系统5将指令反馈至增压机电动机3，增压机4变频调速，使得增压机4出口天然气压力能够匹配机组当前负荷对天然气压力的需求。本专利技术提供的燃气轮机的增压机压力调节方法包括如下步骤：（1）获取燃气轮机发电机目标功率；发电机功率可以由燃气轮机控制系统TCS中直接获得。（2）获取发电机目标功率对应的实际负荷率a。发电机需求功率越大，燃气轮机的进气压力也需增加。根据城镇燃气管道设计压力分级，最高等级为高压燃气管道A级（2.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃气轮机的增压机压力调节方法，其特征在于，具体步骤包括：/n1）获取燃气轮机发电机目标功率；/n2）获取所述发电机目标功率的实际负荷率a；/n3）判断所述实际负荷率a与市政管网压力对应负荷率的相对大小，当实际负荷率a小于或等于市政管网压力对应的负荷率时，市政管网来气不进入增压机，直接进入燃气轮机；/n当实际负荷率a大于市政管网压力对应的负荷率时，市政管网来气进入增压机被增压，增压机出口目标压力的选择根据所述发电机目标功率的实际负荷率a进行选取；/n4）所述燃气轮机的控制装置将增压机出口目标压力值反馈至增压机变频电动机，通过调节变频电动机的转速，以使增压机出口压力达到所述增压机出口目标压力。/n

【技术特征摘要】
1.一种燃气轮机的增压机压力调节方法，其特征在于，具体步骤包括：
1）获取燃气轮机发电机目标功率；
2）获取所述发电机目标功率的实际负荷率a；
3）判断所述实际负荷率a与市政管网压力对应负荷率的相对大小，当实际负荷率a小于或等于市政管网压力对应的负荷率时，市政管网来气不进入增压机，直接进入燃气轮机；
当实际负荷率a大于市政管网压力对应的负荷率时，市政管网来气进入增压机被增压，增压机出口目标压力的选择根据所述发电机目标功率的实际负荷率a进行选取；
4）所述燃气轮机的控制装置将增压机出口目标压力值反馈至增压机变频电动机，通过调节变频电动机的转速，以使增压机出口压力达到所述增压机出口目标压力。


2.根据权利要求1所述的燃气轮机的增压机压力调节方法，其特征在于，步骤3）中增压机出口目标压力的选择方式为：将市政管网来气压力达到满足的燃气轮机负荷率L与燃气轮机全负荷之间的部分划分多个区间，判断所述发电机目标功率的实际负荷率a处于哪个区间，选取实际负荷率a所在区间的上限值再加上一超调量c作为参考系数，根据参考系数计算增压机出口目标压力。


3.根据权利要求2所述的燃气轮机的增压机压力调节方法，其特征在于，划分区间的个数根据电厂实际运行经验和机组安全稳定运行的需要进行选择。


4.根据权利要求2所述的燃气轮机的增压机压力调节方法，其特征在于，所述超调量c的选取根据调压站、机组特性和燃机轮机电厂的实际燃气管线布置情况进行选择。


5.根据权利要求2所述的燃气轮机的增压机压力调节方法，其特征在于，当不同的实际负荷率a位于同一区间内时，对应的超调量c相同...

【专利技术属性】
技术研发人员：张俊广，李建华，陈军，杨军，闫恒，
申请(专利权)人：中国东方电气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51