用于运行燃气涡轮发电厂的方法及燃气涡轮发电厂技术

一种用于运行燃气涡轮发电厂的方法；燃气涡轮发电厂包括压缩机、顺序燃烧器组件和布置在燃烧器组件下游的涡轮；顺序燃烧器组件包括第一燃烧器和布置在第一燃烧器下游的第二燃烧器；其中混合器或高压涡轮布置在第一燃烧器和第二燃烧器之间；其中第二燃烧器包括至少一个燃烧级；该方法包括：在部分负载下运行燃气涡轮发电厂；在部分负载运行期间，向第一燃烧器供应第一燃料流速，并随后点燃或关闭第二燃烧器的至少一个燃烧级；在第二燃烧器的燃烧级点燃或关闭时改变第一燃料流速，以使燃气涡轮发电厂的功率输出的变化保持被包括在补偿范围内；补偿范围包括在零和由顺序燃烧器组件的运行极限限定的上限之间。

【技术实现步骤摘要】
用于运行燃气涡轮发电厂的方法及燃气涡轮发电厂与相关申请的交叉引用本专利申请要求2019年1月15日提交的欧洲专利申请No.19151980.0的优先权，其全部公开内容通过引用合并于此。
本专利技术涉及一种用于运行燃气涡轮发电厂的方法以及用于产生电能的燃气涡轮发电厂。该发电厂可为单循环或联合循环发电厂。
技术介绍
已知类型的燃气涡轮发电厂包括压缩机、燃烧器组件和涡轮，涡轮布置在燃烧器组件的下游。压缩机设有可变的入口导叶(VIGV)，可变的入口导叶是设在压缩机的入口处的可调式叶片，以便调节进入压缩机的空气量。在其最大开度位置下，可变入口导叶允许最大空气质量流进入压缩机，且反之亦然，在其最小开度位置下，可变入口导叶允许最小量空气质量流进入压缩机。燃气涡轮功率可通过调节可变入口导叶位置和涡轮入口温度来调整。在恒定的涡轮入口温度下，可调整第一燃烧器与第二燃烧器之间的负载来在给定排气温度和可变入口导叶位置下得到所需的排放。如果发电厂是联合类型，则发电厂还包括蒸汽循环，蒸汽循环具有供有来自燃气涡轮的排气的再热锅炉(热回收蒸汽发生器)、蒸汽涡轮、冷凝器和泵。通常，这种发电厂还具有用于排放已经通过再热锅炉的排气的烟囱，以及连接到燃气涡轮和/或蒸汽涡轮的一个或多个发电机。这些发电厂的运行必须满足机械和热约束以及排放限制。为了降低这些排放并增加运行灵活性，可使用顺序燃烧器组件。顺序燃烧器组件包括第一燃烧器和布置在第一燃烧器下游的第二燃烧器。第一燃烧器和第二燃烧器可具有相同或不同的设计(即环形或筒形设计)。在第一燃烧器和第二燃烧器之间，可设置混合器或高压涡轮。燃气涡轮发电厂可通过在转子朝标称速度加速期间引入并运行具有顺序燃烧的燃气涡轮的第一燃烧器来启动。在同步后，燃气涡轮发电厂开始从最小负载加载到基本负载。在加载的早期阶段，第二燃烧器投入运行。第二燃烧器应通过为其供应最小燃料流速来启用，以避免热气体在流体分配系统中再循环。类似地，第二燃烧室的停用也应从最小燃料流速到零而逐步进行。在这些情况(启用和停用)下，可能会发生几MW的非受控的功率跳变。非受控的功率跳变可能会损害燃气涡轮发电厂某些部件的寿命，如转子部件或燃烧室组件的部件，以及通常与热气接触的涡轮的部件。此外，非受控功率跳变可能会损害燃气涡轮发电厂的排放合规性和频率响应能力。
技术实现思路
因此，本专利技术目的在于提供一种运行燃气涡轮发电厂的方法，其允许避免或至少减轻所描述的缺点。具体而言，本专利技术的目的在于提供一种用于运行燃气涡轮发电厂的方法，该方法能够减轻在第一级之后的一个燃烧级启用或停用时发生的功率跳变。鉴于上述目的，本专利技术涉及一种用于运行燃气涡轮发电厂的方法；燃气涡轮发电厂包括压缩机、顺序燃烧器组件和布置在燃烧器组件下游的涡轮；顺序燃烧器组件包括第一燃烧器和布置在第一燃烧器下游的第二燃烧器；其中在第一燃烧器和第二燃烧器之间布置混合器或高压涡轮；其中第二燃烧器包括至少一个燃烧级；该方法包括：-在部分负载下运行燃气涡轮发电厂；-在部分负载运行期间，向第一燃烧室供应第一燃料流速，并且随后点燃或关闭第二燃烧器的至少一个燃烧级；-在第二燃烧器的燃烧级点燃或关闭时改变第一燃料流速，以使燃气涡轮发电厂的功率输出的变化保持被包括在补偿范围内；补偿范围包括在零和由顺序燃烧器组件的运行极限限定的上限之间。以此方式，可延长燃烧器和涡轮热气部件的使用寿命，并改善燃气涡轮发电厂的频率响应能力，同时将排放保持在限定的限值内。根据本专利技术的实施例，改变第一燃料流速是基于在第一燃烧器的下游且在第二燃烧器上游的温度进行的。根据本专利技术的实施例，改变第一燃料流速包括逐级改变第一燃料流速。根据本专利技术的实施例，改变第一燃料流速包括逐渐改变第一燃料流速。根据本专利技术的实施例，补偿范围由第一燃烧器的运行温度极限限定。根据本专利技术的实施例，以部分负载运行燃气涡轮发电厂包括以不断增加的部分负载或以不断减小的部分负载运行。根据本专利技术的实施例，在不断增加的部分负载下，随后点燃或关闭第二燃烧器的至少一个燃烧级包括通过向第二燃烧器供应最小燃料流速来点燃第二燃烧器。根据本专利技术的实施例，在不断减小的部分负载下，随后点燃或关闭第二燃烧器的至少一个燃烧级包括通过将第二燃料流速从最小燃料流速降低到零来关闭第二燃烧级。根据本专利技术的实施例，在不断增加的部分负载下，改变第一燃料流速包括降低第一流速，以便使燃气涡轮发电厂的功率输出的增加保持被包括在补偿范围内。根据本专利技术的实施例，在不断减小的部分负载下，改变第一燃料流速包括增加第一流速，以使燃气涡轮发电厂的功率输出的降低保持被包括在补偿范围内。本专利技术的又一个目的在于提供一种燃气涡轮发电厂，其能够避免或至少减轻所述缺点。因此，本专利技术涉及根据权利要求11至15中的任一项所述的燃气涡轮发电厂。附图说明现在将参考附图描述本专利技术，附图示出了一些非限制性实施例，在附图中：图1是根据本专利技术的燃气涡轮发电厂的示意图；图2a,2b,2c是与根据本专利技术的方法在第一运行配置中的燃气涡轮发电厂的一些变量的趋势有关的示意图；图3a,3b,3c是与根据本专利技术的方法的第二运行配置中的燃气涡轮发电厂的一些变量的趋势有关的示意图。具体实施方式在图1中，参考标记1表示燃气涡轮发电厂(为了清楚起见省略了一些部件)。发电厂1包括压缩机2、顺序燃烧器组件3、涡轮4和控制装置5。压缩机2和涡轮3沿主轴线A延伸。发电厂1可为单循环或联合循环发电厂。顺序燃烧器组件3包括第一燃烧器10和沿气体流动方向G布置在第一燃烧器10的下游的第二燃烧器12。在第一燃烧器10和第二燃烧器12之间，优选地布置有混合器9。根据未示出的变型，代替混合器，高压燃气涡轮可布置在第一燃烧器10和第二燃烧器12之间。在使用中，在压缩机2中压缩的部分空气流在顺序燃烧器组件3的第一燃烧器10中与燃料混合并燃烧。优选地，在进入第二燃烧器12之前，将来自第一燃烧器10的热气体用通过旁路管线8来自压缩机3的压缩空气稀释。燃烧后的混合物然后在涡轮4中膨胀，并通过轴6转换为机械能，轴6连接到发电机(未显示)。第二燃烧器12包括沿气体流动方向G顺序布置的一个或多个燃烧级。在这里公开和示出的非限制性实例中，第二燃烧器12包括在图1中示意性表示的两个燃烧级7b,7c。第一燃烧器10是作为序列的第一燃烧级的第一燃烧级7a，并且第二燃烧器12的随后的燃烧级7b,7c沿气体流动方向G在第一燃烧级7a的下游顺序地布置。第一燃烧器10限定第一燃烧室11。第二燃烧器12限定第二燃烧室13。混合器9限定混合室14。第一燃烧室11、第二燃烧室13和混合室14处于流体连通并且由衬套(在附图中不可见)限定，衬套沿优选平行于主轴线A的纵轴线B延伸。根据未示出的变型，第一燃烧器和第二燃烧器包括不同数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于运行燃气涡轮发电厂的方法；燃气涡轮发电厂(1)包括压缩机(2)、顺序燃烧器组件(3)和布置在所述燃烧器组件(3)下游的涡轮(4)；所述顺序燃烧器组件(3)包括第一燃烧器(10)和布置在所述第一燃烧器(10)下游的第二燃烧器(12)；其中混合器(9)或高压涡轮布置在所述第一燃烧器(10)和所述第二燃烧器(12)之间；其中所述第二燃烧器(12)包括至少一个燃烧级(7b,7c)；/n所述方法包括：/n-在部分负载下运行所述燃气涡轮发电厂(1)；/n-在部分负载运行期间，向所述第一燃烧器(10)供应第一燃料流速，并随后点燃或关闭所述第二燃烧器(12)的至少一个燃烧级(7b,7c)；/n-在所述第二燃烧器(12)的燃烧级(7b;7c)点燃或关闭时改变所述第一燃料流速，以使所述燃气涡轮发电厂(1)的功率输出的变化保持被包括在补偿范围内；所述补偿范围包括在零和由所述顺序燃烧器组件(3)的运行极限限定的上限之间。/n

【技术特征摘要】
20190115 EP 19151980.01.一种用于运行燃气涡轮发电厂的方法；燃气涡轮发电厂(1)包括压缩机(2)、顺序燃烧器组件(3)和布置在所述燃烧器组件(3)下游的涡轮(4)；所述顺序燃烧器组件(3)包括第一燃烧器(10)和布置在所述第一燃烧器(10)下游的第二燃烧器(12)；其中混合器(9)或高压涡轮布置在所述第一燃烧器(10)和所述第二燃烧器(12)之间；其中所述第二燃烧器(12)包括至少一个燃烧级(7b,7c)；
所述方法包括：
-在部分负载下运行所述燃气涡轮发电厂(1)；
-在部分负载运行期间，向所述第一燃烧器(10)供应第一燃料流速，并随后点燃或关闭所述第二燃烧器(12)的至少一个燃烧级(7b,7c)；
-在所述第二燃烧器(12)的燃烧级(7b;7c)点燃或关闭时改变所述第一燃料流速，以使所述燃气涡轮发电厂(1)的功率输出的变化保持被包括在补偿范围内；所述补偿范围包括在零和由所述顺序燃烧器组件(3)的运行极限限定的上限之间。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于在所述第一燃烧器(10)下游且在所述第二燃烧器(12)上游的温度(TUSC)来改变所述第一燃料流速。


3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其特征在于，改变所述第一燃料流速包括逐级改变所述第一燃料流速。


4.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其特征在于，改变所述第一燃料流速包括逐渐改变所述第一燃料流速。


5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述补偿范围由所述第一燃烧器(10)的运行温度极限(TUSCLIMMAX，TUSCLIMMIN)限定。


6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，以部分负载运行所述燃气涡轮发电厂(1)包括以不断增加的部分负载或以不断减小的部分负载运行。


7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在不断增加的部分负载下，随后点燃或关闭所述第二燃烧器(12)的至少一个燃烧级(7b,7c)包括通过向所述第二燃烧器(12)供应最小的燃料流速来点燃所述第二燃烧器(12)。


8.根据权利要求6或权利要求7所述的方法，其特征在于，在不断减小的部分负载下，随后点燃或关闭所述第二燃烧器(12)的至少一个燃烧级(7b,7c)包括通过将所述第二燃料流速从最小燃料流速降低到零来关闭所述第二燃烧级(7b;7c)。


9.根据权利要求6至权利要求8中的任一项所述的方法，其特征在于，在不断增加的部分负载下，改变所述第一燃料流速包括降低所述第一流速，以便使所述燃气涡轮发电厂(1)的功率输出的增加保持被包括在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：C阿派尔，G辛格拉，S福克斯，E穆勒，
申请(专利权)人：安萨尔多能源瑞士股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH