具有空气流旁路的增压联合循环系统技术方案

本发明专利技术涉及具有空气流旁路的增压联合循环系统。一种用于使联合循环系统(11)增压的系统和方法包括提供可变空气流的强制通风机(30)。空气流的至少第一部分被引导到压缩机(15)，且空气流的第二部分转移到热回收蒸汽发生器(23)。控制系统(39)控制提供给压缩机(15)和热回收蒸汽发生器(23)的空气流。该系统通过控制从强制通风机(30)到压缩机(15)和热回收蒸汽发生器(23)的空气流而允许联合循环系统(11)在期望运行状态下运行。

【技术实现步骤摘要】
具有空气流旁路的增压联合循环系统相关申请的交叉引用本申请涉及以JohnAnthonyConchieri、RobertThomasThatcher和AndrewMitchellRodwell的名义共同提交的同时提交的名称为“GASTURBINECOMPRESSORINLETPRESSURIZATIONANDFLOWCONTROLSYSTEM(燃气涡轮压缩机入口加压和流控制系统)”的申请No.13/485,216，以及以SanjiEkanayake和AlstonI.Scipio的名义共同提交的名称为“GASTURBINECOMPRESSORINLETPRESSURIZATIONHAVINGATORQUECONVERTERSYSTEM(具有扭矩转换器系统的燃气涡轮压缩机入口加压系统)”的申请No.13/485,273，它们各自转让给本专利技术的受让人通用电气公司。
本文所公开的主题涉及联合循环功率系统，且更具体地涉及具有空气流旁路的增压联合循环系统。
技术介绍
联合循环功率系统和热电联合设施利用燃气涡轮来产生功率。这些燃气涡轮通常生成高温排气，排气传送到产生蒸汽的热回收蒸汽发生器(HRSG)中。蒸汽可用于驱动蒸汽涡轮来生成更多功率，且/或提供用于在其它过程中使用的蒸汽。以最大效率运行功率系统是任何发电设施的最优先事项。包括负载条件、设备退化和环境条件的因素可引起发电单元在低于最佳条件下运行。使涡轮系统增压(引起入口压力超过排气压力)作为提高燃气涡轮的容量的方式是已知的。增压涡轮系统通常包括位于燃气涡轮入口处的变速增压风机，该风机由源于将排气废热转化成蒸汽的蒸汽能驱动。增压风机用于提高进入燃气涡轮中的空气的质量流率，以便燃气涡轮轴的马力可增大。常规的增压联合循环系统的一个问题在于它们主要由于普遍的“点火差价(sparkspread)”而不经济。点火差价为燃气发电厂出售给定量的电力减去生产给定量的电力所需的燃料成本的毛利。运行成本、维护成本、投资成本和其它财务成本必须由点火差价承担。常规增压系统的另一个问题在于控制入口风机很难。在许多情况下，此类系统的投资回报率并不吸引人。常规增压联合循环系统并未在系统寿命周期内向客户提供足够的系统灵活性、输出和效率。此外，那些系统需要显著的改变，且有时与既有的系统不相容。
技术实现思路
根据一个示例性非限制性实施例，本专利技术涉及一种联合循环系统，其包括具有压缩机和提供排气的输出侧的燃气涡轮子系统，以及具有入口的热回收蒸汽发生子系统。排气管道联接到燃气涡轮系统和入口上，以用于将排气输送至热回收蒸汽发生系统。系统还包括产生空气流的可控空气流源，以及联接到可控空气流源上的管道组件，管道组件将至少一部分空气流传送到压缩机。还提供了联接到可控空气流源和排气管道上的旁路，其适于将至少一部分空气流选择性地传送到入口。在另一个实施例中，提供了一种增压系统，该系统包括提供可变空气流的强制通风机。还提供了将至少一部分空气流引导到压缩机的管道和将至少一部分空气流转移至热回收蒸汽发生器的旁路子系统。该系统包括联接到旁路子系统和强制通风机上的控制系统。在另一个实施例中，一种运行联合循环系统的方法包括确定第一运行状态和确定期望运行状态。该方法包括确定为了实现期望运行状态而提供给压缩机的空气的第一质量流量和提供给热回收蒸汽发生器的空气的第二质量流量。该方法包括提供可控空气流源、将第一质量流量的空气选择性地传送到压缩机；以及将第二质量流量的空气选择性地传送到热回收蒸汽发生器。一种联合循环系统，包括：燃气涡轮系统，其具有压缩机和提供排气的输出侧；具有入口的热回收蒸汽发生子系统；排气管道，其联接到所述燃气涡轮子系统和所述入口上，以用于将所述排气输送到所述热回收蒸汽发生子系统；可控空气流源，其产生空气流；联接到所述可控空气流源上的管道组件，其将所述空气流的至少一部分传送到所述压缩机；以及联接到所述可控空气流源和所述排气管道上的旁路，其适于将所述空气流的至少一部分选择性地传送到所述入口。在另一个实施例中，所述可控空气流源包括强制通风机。在另一个实施例中，所述联合循环系统进一步包括联接到所述强制通风机上的变频驱动器。在另一个实施例中，所述联合循环系统进一步包括设置在所述旁路上的流量传感器和闸阀。在另一个实施例中，所述联合循环系统进一步包括控制所述变频驱动器的控制系统。在另一个实施例中，所述联合循环系统进一步包括接收来自所述流量传感器的信号且控制所述闸阀的控制系统。在另一个实施例中，所述热回收蒸汽发生子系统包括补充燃烧装置。一种控制联合循环系统的方法，包括：确定第一运行状态；确定期望运行状态；确定为了实现所述期望运行状态而提供给压缩机的空气的第一质量流量和提供给热回收蒸汽发生器的空气的第二质量流量；提供可控空气流源；将所述第一质量流量的空气选择性地传送到所述压缩机中；以及将所述第二质量流量的空气选择性地传送到所述热回收蒸汽发生器。在另一个实施例中，提供可控空气流源的方法要素包括提供由变频驱动器驱动的强制通风机。在另一个实施例中，所述期望运行状态为补偿输出退化的状态。在另一个实施例中，将第二质量流量的空气选择性地传送到所述热回收蒸汽发生器的方法要素进一步包括以一定温度传送第二质量流量的空气和调整所述温度。在另一个实施例中，所述方法进一步包括强制冷却所述第一质量流量的空气。在另一个实施例中，所述期望运行状态为提供预定蒸汽流的状态。在另一个实施例中，选择性地传送所述第二质量流量的空气的方法要素包括将所述第二质量流量的空气通过旁路传送到所述热回收蒸汽发生器。在另一个实施例中，所述方法进一步包括利用联接到所述旁路上的阀来控制所述第二质量流量的空气。结合附图，根据优选实施例的以下更详细的描述，本专利技术的其它特征和优点将是显而易见的，附图以示例的方式示出本专利技术的原理。附图说明图1为具有空气旁路的增压联合循环系统的实施例的示意图。图2为具有空气旁路的增压联合循环系统的另一个实施例的示意图。图3为由具有空气旁路的增压联合循环系统执行的方法的实施例的流程图。图4为示出由具有空气旁路的增压联合循环系统实现的结果的图表。图5为由具有空气旁路的增压联合循环系统执行的方法的实施例的流程图。图6为示出由具有空气旁路的增压联合循环系统实现的结果的图表。图7为示出由具有空气旁路的增压联合循环系统实现的结果的图表。部件列表：11SCCAB系统13燃气涡轮系统15压缩机16压缩机入口17燃烧器19涡轮21排气管道23HRSG24HRSG入口25二次燃烧装置26蒸汽涡轮27烟囱28过程蒸汽出口集管29入口壳体及冷却系统30强制通风机31变频驱动器(VFD)32管道组件33旁路35流量传感器37闸阀39控制系统41入口壳体43冷却系统50随着时间的推移而保持联合循环装置的输出的方法51确定当前状态53确定期望状态55确定所需空气流量57调节进入压缩机入口中的空气流59调节进入HRSG入口中的空气流60控制蒸汽输出的方法61确定当前状态63确定期望的输出和蒸汽流量65确定空气流量67调节进入压缩机入口中的空气流69调节进入HRSG中的空气质量流量。具体实施方式图1中示出了根据本专利技术的一个实施例的具有空气旁路的增压联合循环系统(SCCAB系统11)的示意图。SC本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种联合循环系统(11)，包括：燃气涡轮系统(13)，其具有压缩机(15)和提供排气的输出侧；?具有入口(24)的热回收蒸汽发生子系统(23)；排气管道(21)，其联接到所述燃气涡轮子系统(13)和所述入口(16)上，以用于将所述排气输送到所述热回收蒸汽发生子系统(23)；可控空气流源(30,31)，其产生空气流；联接到所述可控空气流源(30,31)上的管道(32)组件，其将所述空气流的至少一部分传送到所述压缩机(15)；以及联接到所述可控空气流源(30)和所述排气管道(21)上的旁路(33)，其适于将所述空气流的至少一部分选择性地传送到所述入口(24)。

【技术特征摘要】
2012.05.31 US 13/4851601.一种联合循环系统(11)，包括：燃气涡轮系统(13)，其具有压缩机(15)和提供排气的输出侧；具有入口的热回收蒸汽发生子系统；排气管道(21)，其联接到所述燃气涡轮系统(13)和所述入口上，以用于将所述排气输送到所述热回收蒸汽发生子系统(23)；可控空气流源，其产生空气流；联接到所述可控空气流源上的管道(32)组件，其将所述空气流的至少一部分传送到所述压缩机(15)；联接到所述可控空气流源和所述排气管道(21)上的旁路(33)，其适于将所述空气流的至少一部分选择性地传送到所述入口(24)；以及控制系统，其可构造为确定所述燃气涡轮系统的第一运行状态和期望运行状态、以及确定为了实现所述期望运行状态而提供给所述压缩机的空气的第一质量流量和提供给所述热回收蒸汽发生子系统的空气的第二质量流量，并且控制将所述第一质量流量的空气选择性地传送到所述压缩机中、和将所述第二质量流量的空气选择性地传送到所述热回收蒸汽发生子系统。2.根据权利要求1所述的联合循环系统(11)，其特征在于，所述可控空气流源包括强制通风机(30)。3.根据权利要求2所述的联合循环系统(11)，其特征在于，所述联合循环系统(11)进一步包括联接到所述强制通风机上的变频驱动器。4.根据权利要求1所述的联合循环系统(11)，其特征在于，所述联合循环系统(11)进一步包括设置在所述旁路(33)上的流量传感器(35)和闸阀(37)。5.根据权利要求3所述的联合循环系统(11)，其特征在于，所述联合循环系统(11)进一步包括控制所述变频驱动器的控制系统(39)。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：S埃卡纳亚克，AI西皮奥，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：