燃气轮机及其控制方法、以及联合循环设备技术

在燃气轮机及其控制方法以及联合循环设备中，具备：压缩机(11)，其对空气(A)进行压缩；燃烧器(12)，其将压缩机(11)压缩后的压缩空气(CA)与燃料(F)混合并进行燃烧；涡轮机(13)，其利用燃烧器(12)生成的燃烧气体(CG)获得旋转动力；压缩空气冷却用热交换器(33)，其将压缩空气(CA)冷却而得到热交换用空气；空气温度调整用热交换器(31、32)，其在空气(A)与压缩空气(CA)之间进行热交换；热交换量调整装置，其对压缩空气冷却用热交换器(33)及空气温度调整用热交换器(31、32)的热交换量进行调整；以及控制装置(14)，其对热交换量调整装置进行控制，控制装置(14)基于压缩机(11)取入的空气(A)的温度对热交换量调整装置进行控制。(A)的温度对热交换量调整装置进行控制。(A)的温度对热交换量调整装置进行控制。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃气轮机及其控制方法、以及联合循环设备


[0001]本专利技术涉及燃气轮机、燃气轮机的控制方法、具备燃气轮机的联合循环设备。

技术介绍

[0002]燃气轮机具备压缩机、燃烧器和涡轮机。压缩机对从空气取入口取入的空气进行压缩而形成高温、高压的压缩空气。燃烧器向压缩空气供给燃料并使其燃烧而生成高温、高压的燃烧气体。涡轮机由燃烧气体驱动，从而对同轴地连结的发电机进行驱动。
[0003]另外，在使用燃气轮机的发电设备中，期望不仅在额定负载运转下，而且在部分负载运转下也能够进行高效率运转。燃气轮机的输出特性根据进气温度而变动。因此，在想要降低燃气轮机的输出时，不使燃气轮机以部分负载运转，而是使进气温度上升，由此能够降低输出。另外，在以部分负载运转的燃气轮机中，通过扩大调节范围，能够维持遵守排出限制并将燃料消耗抑制在最低限度。作为这样的燃气轮机的进气加热装置，有下述专利文献所记载的装置。
[0004]在先技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开2013
‑
160227号公报
[0007]专利文献2：日本特开2017
‑
155736号公报

技术实现思路

[0008]专利技术要解决的课题
[0009]然而，压缩机对取入的空气进行压缩而生成压缩空气，上述现有的燃气轮机的进气加热装置利用由废热回收锅炉生成的蒸汽等对压缩机取入的空气进行加热而使温度上升。在该情况下，由压缩机取入的空气根据天气、季节等而变动。因此，压缩机取入的空气的温度有偏差，难以将燃气轮机的输出调整为所期望的输出。
[0010]本专利技术用于解决上述课题，其目的在于提供能够高精度地调整燃气轮机的输出的燃气轮机及其控制方法、以及联合循环设备。
[0011]用于解决课题的方案
[0012]为了实现上述目的的本专利技术的燃气轮机的特征在于，具备：压缩机，其对空气进行压缩；燃烧器，其将所述压缩机压缩后的压缩空气与燃料混合并进行燃烧；涡轮机，其利用所述燃烧器生成的燃烧气体而获得旋转动力；压缩空气冷却用热交换器，其将所述压缩空气冷却而得到热交换用空气；空气温度调整用热交换器，其在所述压缩空气与向所述压缩机供给的所述空气之间进行热交换；热交换量调整装置，其对所述压缩空气冷却用热交换器及所述空气温度调整用热交换器的热交换量进行调整；以及控制装置，其对所述热交换量调整装置进行控制，所述控制装置基于所述压缩机取入的所述空气的温度对所述热交换量调整装置进行控制。
[0013]因此，空气温度调整用热交换器在空气与压缩空气之间进行热交换，由此利用压
缩空气对空气进行加热，被加热而温度上升了的空气被取入至压缩机。此时，控制装置基于压缩机取入的空气的温度，通过热交换量调整装置对空气温度调整用热交换器的热交换量进行调整。即，若调整空气温度调整用热交换器的热交换量，则由压缩空气加热的空气的温度被调整。在此，由于燃气轮机的输出对应于取入至压缩机的空气的温度而变化，因此能够与燃气轮机的负载无关地将燃气轮机的输出高精度地调整为目标输出。
[0014]在本专利技术的燃气轮机中，其特征在于，所述燃气轮机设置有对通过所述空气温度调整用热交换器热交换后的空气的温度进行测量的第一温度传感器，所述控制装置通过所述热交换量调整装置对所述空气温度调整用热交换器中的热交换量进行控制，以使得由所述第一温度传感器测量出的所述空气的温度接近目标温度。
[0015]因此，控制装置通过热交换量调整装置对空气温度调整用热交换器中的热交换量进行控制，以使得通过空气温度调整用热交换器热交换后的空气的温度接近目标温度，因此能够高精度地控制被取入至压缩机的空气的温度。
[0016]在本专利技术的燃气轮机中，其特征在于，所述燃气轮机设置有对通过所述压缩空气冷却用热交换器冷却后的压缩空气的温度进行测量的第二温度传感器，所述控制装置通过所述热交换量调整装置对所述压缩空气冷却用热交换器中的热交换量进行控制，以使得将由所述第二温度传感器测量出的所述压缩空气的温度保持为目标温度。
[0017]因此，控制装置通过热交换量调整装置对压缩空气冷却用热交换器中的热交换量进行控制，以使得将通过压缩空气冷却用热交换器冷却后的压缩空气的温度保持为目标温度，因此能够高精度地控制向涡轮机供给的热交换用空气的温度。
[0018]在本专利技术的燃气轮机中，其特征在于，所述空气温度调整用热交换器具有在所述空气与第一介质之间进行热交换的第一热交换器、以及在所述压缩空气与所述第一介质之间进行热交换的第二热交换器，所述热交换量调整装置对所述第二热交换器中的热交换量进行调整。
[0019]因此，第二热交换器在压缩空气与第一介质之间进行热交换，由此利用压缩空气对第一介质进行加热，第一热交换器在空气与第一介质之间进行热交换，由此利用第一介质对空气进行加热，被加热而温度上升了的空气被取入至压缩机。此时，控制装置基于压缩机取入的空气的温度对热交换量调整装置进行控制，从而对第二热交换器中的热交换量进行调整。即，通过调整压缩空气的热量而经由第一介质使空气升温，从而能够高精度地控制被取入至压缩机的空气的温度。
[0020]在本专利技术的燃气轮机中，其特征在于，所述燃气轮机并联设置有将所述压缩机压缩后的压缩空气作为冷却空气向所述涡轮机供给的第一冷却空气供给管线及第二冷却空气供给管线，在所述第一冷却空气供给管线设置有所述第二热交换器，在所述第二冷却空气供给管线设置有在所述压缩空气与第二介质之间进行热交换的所述压缩空气冷却用热交换器，作为所述热交换量调整装置，在所述第一冷却空气供给管线和所述第二冷却空气供给管线中的至少任一方设置有流量调整阀。
[0021]因此，通过调整流量调整阀的开度来调整在第一冷却空气供给管线中流动的压缩空气的流量，从而在设置于第一冷却空气供给管线的第二热交换器中，能够对从压缩空气向第一介质供给的热量进行调整，能够通过第一介质高精度地调整被取入至压缩机的空气的温度。
[0022]在本专利技术的燃气轮机中，其特征在于，所述燃气轮机设置有将所述压缩机压缩后的压缩空气作为冷却空气向所述涡轮机供给的冷却空气供给管线，在所述冷却空气供给管线串联设置有所述第二热交换器及在所述压缩空气与第二介质之间进行热交换的所述压缩空气冷却用热交换器，作为所述热交换量调整装置，在使所述第一介质在所述第一热交换器与所述第二热交换器之间循环的第一介质循环管线设置有流量调整阀。
[0023]因此，通过调整流量调整阀的开度来调整在第一介质循环管线中流动的第一介质的流量，从而在设置于冷却空气供给管线的第二热交换器中，能够对从压缩空气向第一介质供给的热量进行调整，能够通过第一介质高精度地调整被取入至压缩机的空气的温度。
[0024]在本专利技术的燃气轮机中，其特征在于，所述第二介质是空气或水。
[0025]因此，通过将第二介质设为空气或水而使用存在于周边的物质，从而能够缩短所使用的配管的长度而使设备的小型化、能够抑制成本的增加。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种燃气轮机，其特征在于，所述燃气轮机具备：压缩机，其对空气进行压缩；燃烧器，其将所述压缩机压缩后的压缩空气与燃料混合并进行燃烧；涡轮机，其利用所述燃烧器生成的燃烧气体而获得旋转动力；压缩空气冷却用热交换器，其将所述压缩空气冷却而得到热交换用空气；空气温度调整用热交换器，其在所述压缩空气与向所述压缩机供给的所述空气之间进行热交换；热交换量调整装置，其对所述压缩空气冷却用热交换器及所述空气温度调整用热交换器的热交换量进行调整；以及控制装置，其对所述热交换量调整装置进行控制，所述控制装置基于所述压缩机取入的所述空气的温度对所述热交换量调整装置进行控制。2.根据权利要求1所述的燃气轮机，其特征在于，所述燃气轮机设置有对通过所述空气温度调整用热交换器热交换后的空气的温度进行测量的第一温度传感器，所述控制装置通过所述热交换量调整装置对所述空气温度调整用热交换器中的热交换量进行控制，以使得由所述第一温度传感器测量出的所述空气的温度接近目标温度。3.根据权利要求1所述的燃气轮机，其特征在于，所述燃气轮机设置有对通过所述压缩空气冷却用热交换器冷却后的压缩空气的温度进行测量的第二温度传感器，所述控制装置通过所述热交换量调整装置对所述压缩空气冷却用热交换器中的热交换量进行控制，以使得将由所述第二温度传感器测量出的所述压缩空气的温度保持为目标温度。4.根据权利要求1至3中任一项所述的燃气轮机，其特征在于，所述空气温度调整用热交换器具有在所述空气与第一介质之间进行热交换的第一热交换器、以及在所述压缩空气与所述第一介质之间进行热交换的第二热交换器，所述热交换量调整装置对所述第二热交换器中的热交换量进行调整。5.根据权利要求4所述的燃气轮机，其特征在于，所述燃气轮机并联设置有将所述压缩机压缩后的压缩空气作为冷却空气向所述涡轮机供给的第一冷却空气供给管线及第二冷却空气供给管线，在所述第一冷却空气供给管线设置有所述第二热交换器，在所述第二冷却空气供给管线设置有在所述压缩空气与第二介质之间进行热交换的所述压缩空气冷却用热交换器，作为所述热交换量调整装置，在所述第一冷却空气供给管线和所述第二冷却空气供给管线中的至少任一方设置有流量调...

【专利技术属性】
技术研发人员：朝木大辅，寺内方志，
申请(专利权)人：三菱动力株式会社，
类型：发明
国别省市：