本发明专利技术涉及用于运行带有废气再循环的燃气轮机发电装置的方法，其中，废气再循环在燃气轮机(6)启动或关闭时断开，根据燃气轮机(6)的运行状态接通或关断废气再循环。本发明专利技术此外还涉及带有废气再循环的燃气轮机发电装置，该发电装置为执行本方法包括调整元件(29、36)，该调整元件的关闭速度快到足以让调整元件(36)能够在一定时间内关闭，该时间小于废气从涡轮机(7、35)流经HRSG(9)的时间。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及调节带有废气再循环的燃气轮机启动的方法和系统以及用于执行此方法的燃气轮机发电装置。
技术介绍
废气的再循环是一种原则上可用于实现燃气轮机不同目的的技木。建议废气再循环用于例如减少NOx排放或减少排出的废气。在燃气轮机的废气再循环的情况下，废气的主要部分从总的废气流中分流，并典型地在冷却和浄化后输送至燃气轮机的输入质量流或压缩机，其中，回输的废气流与新鲜空气混合，而混合物随后输送给压缩机。有利的是，可以通过废气再循环提高废气的ニ氧化碳-分压力，由此降低带有ニ 氧化碳分离功能的发电装置的功率损耗和效率损耗。此外建议使用以减小燃气轮机内吸入气体氧浓度为目的的燃气轮机，以便由此减小NOx排放。为了废气再循环，例如US 7536252B1描述了调整涡轮机的废气再循环气流的方法，该废气再循环气流通过废气再循环系统被引回至涡轮机的进ロ。在这一方法中确定额定废气再循环的份额，其中，废气再循环份额定义为废气流在进入涡轮机的气流中所占的比重，并且将实际值调节至额定值。由US 2009/0145126公知了用于运行带有废气再循环的燃气轮机的方法，其中，确定废气组分，而且检验机构允许根据被测量的废气组分调节废气再循环。尤其在启动该燃气轮机或燃气轮机运行时，快速地短暂处于低负荷范围时，这种调节可能导致不稳定的调节，这是因为废气组分在很大程度上取决于其在经过再循环的废气中的份额。此外，废气组分，或者燃气轮机的进入气体的允许组分的份额在很大程度上取决于燃气轮机的工作点，从而使得对于特定的运行状态来说，具有废气再循环的燃气轮机的可靠运行难度増大。为确保没有可以燃烧的或易爆炸的燃料混合空气残留在再循环管道中，典型地建议在启动燃气轮机前清洗再循环管道，该再循环管道为此需要附加的阀门和管道。例如EP2060772公开了用于清洗废气再循环系统的净化系统。
技术实现思路
本专利技术的任务是提供ー种具有废气再循环的燃气轮机低负荷情况下可靠运行的方法以及用于启动和停止燃气轮机以及废气再循环的方法。依据本专利技术，本专利技术的任务通过独立权利要求的主题得以解決。本专利技术的核心是用于运行具有废气再循环的燃气轮机的方法，在该方法中，在启动和关停燃气轮机时切断废气再循环，并且在该方法中，根据燃气轮机的运行状态开启或切断废气再循环。尤其是根据本方法，在具有废气再循环的燃气轮机发电装置中，该燃气轮机发电装置包括燃气轮机、余热蒸汽发生器和废气分配器(该废气分配器将燃气轮机发电装置的废气分为用于再循环到燃气轮机吸入流中的第一废气流和用于排放至周围环境的第二废气流)以及调整第一废气流的调整元件，所述调整元件在超过接通负荷之前都保持在闭合位置，这样就没有废气进入再循环管道并且燃气轮机发电装置的全部废气流作为第二废气流排放至周围环境。只有在达到释放条件后一例如在超过开启负荷后，根据本方法打开调整元件，以便将废气的一部分作为第一废气流再循环到吸入流中。根据本专利技术的其他实施方式，规定压力极限值(尤其是燃烧室或压缩机最终压力的极限值)、热气温度的极限值或燃料质量流或者燃料调节阀位置的限度作为释放条件。根据燃气轮机的启动过程，加速至额定转数的过程中的燃烧不稳定并且不希望出现边界条件的额外变化。因此根据本方法的设计方案，废气再循环只有在达到额定转数后才接通。根据本专利技术的另ー个设计方案，为了避免废气再循环管道被燃料残渣污染，要在燃气轮机停止运行前或停止时切断废气再循环。根据ー个设计方案，废气再循环在关断条件被低于后减小负荷时被关断。这在另一个实施方式中是关断负荷。 根据其他实施方式，规定压力极限值(尤其是燃烧室或压缩机最终压力的极限值)、热气温度的界限值或燃料质量流或者燃料调节阀位置的限度作为释放条件。尤其是如果废气再循环管道从废气管分岔出来，则设计一个调整元件，该调整元件在燃料残渣进入废气再循环管道前关闭。由于废气再循环通过风扇和冷却器消耗辅助能量，因此在ー个实施方式中，规定只有在发电机同步起或自某ー个特定负荷点起开始废气再循环。与之相适应的是，在确定的负荷点之下，也就是在低于关断负荷时，废气再循环被切断。如果减小负荷，低于该关断负荷时，燃气轮机发电装置的全部废气流作为第二废气流排放至周围环境。根据ー个实施方式，只有在开启发电机开关时才关断废气再循环。在本方法的一个设计方案中，关断条件小于接通条件。例如关断负荷小于接通负荷，由此避免在低部分负荷的情况下，废气再循环被经常地接通和切断。根据本方法的另ー个实施方式，接通负荷小于或等于燃气轮机的最小负荷。一旦燃气轮机的发电机与电网同歩，而且发电机开关关闭，则在本方法中，废气再循环的调整元件才被打开，由此将废气的一部分作为第一废气流再循环到吸入流中。根据另ー个实施方式，废气再循环的调整元件在打开发电机开关时关闭。在此，一旦发电机开关打开，就将燃气轮机发电装置的全部废气流作为第二废气流被排放至周围环境。在燃气轮机发电装置低负荷的情况下，低的热气温度可能导致不完全燃烧，而CO排放(ー氧化碳排放)增多。为了避免通过废气再循环进一步增大CO排放，而CO排放增大导致缺氧的燃料气体，则在ー个实施方式中，只有自某个负荷起才激活废气再循环，而在此废气再循环过程中，发电装置更长时间地稳定运行。典型地，这大约是20%至30%的相对负荷。在这种负荷下，发电装置能够以足够的效率工作，热气温度也足够高到允许通过废气再循环进行干净地燃烧。根据燃气轮机的类型，用于激活废气再循环的极限值最多是50%或60%的相对负荷，其中，相对负荷是在相应环境条件下，释放出的功率与可能的全负荷功率之间的比例。在燃气轮机关断时，燃料残留物可能进入废气。如果废气再循环开启，那么燃料残留物也可以进入再循环管道，从而在新启动燃气轮机前必须通过空气或其他气体费事地清洗该管道。为避免这种污染以及清洗过程，依据本专利技术的实施方法，与废气所需要的从涡轮机流经HRSG并进入废气分配器的速度相比，要更快地关闭调整元件。通过这种相应地快速闭合避免燃料残留物进入废气再循环系统。因此也就不需要为新启动该系统而清理该系统。燃气轮机典型地包括压缩机、燃烧室和驱动压缩机并释放有用功率的涡轮机。在本方法的另ー种实施方式(该实施方式应用在带有连续燃烧的燃气轮机，也就是燃气轮机设有压缩机、第一燃烧室、高压涡轮机、第二燃烧室(连续燃烧室)和低压涡轮机)中，在断开第二燃烧室时或之前要关闭所述用于调整再循环气流的调整元件。第二燃烧室典型地在部分负荷时关断，而第一燃烧室为保证稳定且干净的燃烧而继续运行。如果部分负荷低，进入第二燃烧室的进气温度较低，那么关闭第二燃烧室时，没有燃烧的燃料可离开燃烧室以及由此离开低压涡轮机。如果关断燃烧室后还冲洗燃烧器中的燃料管道，那么例如在減少负荷时，可以使用液体燃料驱动完成上述过程。为了防止燃料残渣通过再循环管道进入燃气轮机的压缩机入口，再循环的调整元件要在第二燃烧室关断前关闭。作为可供选择的另 ー种方案，调整元件可以在第二燃烧室关断时或关断后不久这样迅速关闭，使得可能的燃料残渣在关闭前还不能走完从燃烧室到调整元件的路程。根据另ー个实施方式，在清洗第二燃烧室的燃料分配系统的油管前关闭调整再循环的调整元件，由此在清洗过程中，燃气轮机发电装置的所有废气流作为第二废气流被排到周围环境。清洗过程结束本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于运行带有废气再循环的燃气轮机发电装置的方法，该燃气轮机发电装置包括燃气轮机(6)、余热蒸汽发生器(9)和废气分配器(29)以及用于调整第一废气流(21)的调整元件(11，29)，该废气分配器将燃气轮机发电装置的废气(19)分为用于再循环到燃气轮机(6)的吸入流中的第一废气流(21)和用于排放到周围环境的第二废气流(24)，其特征在于，在达到释放条件之前，调整元件(11，29)都保持在闭合位置，在该闭合位置中，燃气轮机发电装置的所有废气流(19)作为第二废气流(24)被排放至周围环境，只有达到释放条件后才开启调整元件，由此使得废气(19)的一部分作为第一废气流(21)再循环到所述吸入流中。
【技术特征摘要】
2011.04.28 CH 00721/111.用于运行带有废气再循环的燃气轮机发电装置的方法，该燃气轮机发电装置包括燃气轮机￠)、余热蒸汽发生器(9)和废气分配器(29)以及用于调整第一废气流(21)的调整元件(11，29)，该废气分配器将燃气轮机发电装置的废气(19)分为用于再循环到燃气轮机(6)的吸入流中的第一废气流(21)和用于排放到周围环境的第二废气流(24)，其特征在于，在达到释放条件之前，调整元件(11，29)都保持在闭合位置，在该闭合位置中，燃气轮机发电装置的所有废气流(19)作为第二废气流(24)被排放至周围环境，只有达到释放条件后才开启调整元件，由此使得废气(19)的一部分作为第一废气流(21)再循环到所述吸入流中。2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述释放条件是超过接通负荷(PtJ并且所述用于调整第一废气流(21)的调整元件(11，29)只有在开启负荷(PJ被超过后才打开，以便将废气(19)的一部分作为第一废气流(21)再循环到吸入流中。3.根据权利要求I或2所述的方法，其特征在于，在超过关断条件时，调整元件(11，29)关闭，燃气轮机发电装置的所有废气流(19)作为第二废气流(24)被排放至周围环境。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，关断条件是超过关断负荷(P-)。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，关断负荷(Ptjff)小于接通负荷(PJ。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，接通负荷(Pm)小于或等于燃气轮机(6)的最小负荷，只要燃气轮机(6)的发电机(25)和电网同步并且发电机开关(28)关闭，则调整元件(11，29)打开，以便将废气(19)的一部分作为第一废气流(21)再循环到吸入流中。7.根据权利要求I至6其中任一所述的方法，其特征在于，调整元件(11，29)在发电机开关(28)打开时关闭，燃气轮机发电装置的所有废气流(19)作为第二废气流(24)被排放至周围环境。8.根据权利要求I至7任一所述的方法，其特征在于，调整元件(11，29)关闭的速度比从涡轮机(7)排出...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·罗夫卡，J·赫夫曼，E·本茨，F·桑德尔，M·尼克尔斯，
申请(专利权)人：阿尔斯通技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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