專利名稱：用于運(yùn)行帶有熱電聯(lián)產(chǎn)的聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力設(shè)備的方法以及用于實(shí)施該方法的聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及動(dòng)力設(shè)備技術(shù)的領(lǐng)域，且尤其涉及用于運(yùn)行聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力設(shè)備的方法、以及通過由蒸汽提取提供的熱量來運(yùn)行的熱電聯(lián)產(chǎn)(cogeneration)過程，該聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力設(shè)備帶有燃?xì)鉁u輪、至少一個(gè)蒸汽渦輪以及熱回收蒸汽發(fā)生器。它還涉及用于實(shí)施該方法的聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力設(shè)備。
背景技術(shù)：
動(dòng)力設(shè)備的使用的某些領(lǐng)域需要電力和熱量的同時(shí)產(chǎn)生。所產(chǎn)生的兩種形式的能量不一定由所連接的消耗者經(jīng)受相同的需求概況。電力生產(chǎn)在傳統(tǒng)上受電力供應(yīng)系統(tǒng)的需求支配，或者在一些情況下受大型地方工業(yè)消耗者支配。對(duì)熱量的需求通常受工業(yè)過程的需求或受區(qū)域供熱網(wǎng)或飲用水處理設(shè)施中的日?；蚣竟?jié)性波動(dòng)支配。關(guān)于最后提及的飲用水處理，具有大量海水淡化設(shè)備的那些國家在一年中始終經(jīng)受電力需求的劇烈波動(dòng)，而對(duì)飲用水的需求隨時(shí)間推移基本恒定。
一般而言，通過從蒸汽渦輪或從熱電設(shè)備中的主蒸汽管線提取蒸汽來提供大比例的熱量需求。如果蒸汽發(fā)生于聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力設(shè)備中的廢熱蒸汽發(fā)生器(熱回收蒸汽發(fā)生器HRSG)中，則其發(fā)生直接聯(lián)系到燃?xì)鉁u輪的負(fù)荷控制，且因此不能與發(fā)電完全脫離。
燃?xì)鉁u輪的設(shè)計(jì)和運(yùn)行通常聚焦于發(fā)電期間的高效率。雖然燃?xì)鉁u輪的部分負(fù)荷運(yùn)行在某些限制內(nèi)是可能的，但是，它受有害物質(zhì)排放限制，當(dāng)負(fù)荷低時(shí)，有害物質(zhì)排放增力口。在部分負(fù)荷運(yùn)行期間，通過燃?xì)鉁u輪的燃燒空氣流和排氣流正常地減少，結(jié)果，流向下游的熱回收蒸汽發(fā)生器中的蒸汽發(fā)生同時(shí)受限制。
當(dāng)電力需求低且熱量需求高時(shí)(例如發(fā)生于當(dāng)海水在使用蒸汽運(yùn)行的海水淡化設(shè)備中汽化時(shí))，先前已針對(duì)聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力設(shè)備提出了各種運(yùn)行方法: 用于控制低電力生產(chǎn)的一個(gè)已知選項(xiàng)是限制蒸汽渦輪的入口閥或甚至將它們完全關(guān)閉，以及繞過渦輪將多余蒸汽傳遞至水冷或氣冷冷凝器。
用于獨(dú)立于燃?xì)鉁u輪的負(fù)荷而增大蒸汽發(fā)生的另一已知選項(xiàng)是提供風(fēng)扇，以便提供熱回收蒸汽發(fā)生器中大型補(bǔ)充點(diǎn)火器所需的必要的額外空氣。
—個(gè)非常簡單的方案是提供輔助箱，其產(chǎn)生用于消耗者的蒸汽，以便允許燃?xì)鉁u輪獨(dú)立于該輔助箱而關(guān)閉。
如果動(dòng)力設(shè)備具有多個(gè)燃?xì)鉁u輪單元，且如果熱回收蒸汽發(fā)生器中的補(bǔ)充點(diǎn)火器定尺寸為足夠大而使得蒸汽提取可持續(xù)在同一水平仿佛全部燃?xì)鉁u輪單元在運(yùn)行，則可斷開單元中的一些以便減少發(fā)電。在文獻(xiàn)EP 1701006 A2中公開了可比較的方案。如此的方案需要針對(duì)蒸汽管線、安全閥以及蒸汽旁路管線的額外的硬件復(fù)雜性。
從聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力設(shè)備提取的蒸汽可用于熱電聯(lián)產(chǎn)過程，例如帶有多效蒸餾單元(MED)的海水淡化設(shè)備。由于海水汽化在大氣壓以下發(fā)生，因而這種類型的設(shè)備通常需要較低溫度和較低壓力。因此，在典型的設(shè)施中，在出口從低壓渦輪提取蒸汽。由于低提取壓力允許蒸汽渦輪中蒸汽的更好膨脹，因而該配置有助于聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力設(shè)備中的高電力生產(chǎn)。
如WO 2005/105255 Al中公開的，一種改善類型的淡化已知被稱作帶有熱蒸汽壓縮的多效蒸餾(MED-TCV)。在該方法中，使用熱壓機(jī)(其像常規(guī)蒸汽噴射器那樣運(yùn)行)實(shí)施多效蒸餾，以便將蒸汽從處于最低溫度的汽化室傳遞回到處于最高溫度的汽化室。蒸汽噴射器的運(yùn)行在聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力設(shè)備中導(dǎo)致蒸汽提取管線中的更高壓力水平。該配置的優(yōu)點(diǎn)是與簡單的多效蒸餾相比減少的用于產(chǎn)生等量飲用水的蒸汽消耗量。另一方面，更高的蒸汽提取壓力導(dǎo)致聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力設(shè)備中電力生產(chǎn)的輕微減少。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是規(guī)定用于運(yùn)行帶有熱電聯(lián)產(chǎn)的聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力設(shè)備的方法、以及用于實(shí)施該方法的聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力設(shè)備，該方法避免了已知方法的缺點(diǎn)并同時(shí)允許高熱量輸出和減少的電力生產(chǎn)，而不過度增加排氣中的有害排放。
由權(quán)利要求的特征實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，燃燒空氣被導(dǎo)入至少一個(gè)燃?xì)鉁u輪中、被壓縮并被供應(yīng)至至少一個(gè)燃燒室以用于燃料的燃燒，且所得排氣在至少一個(gè)渦輪中膨脹，從而產(chǎn)生功，其中，從至少一個(gè)渦輪排出的排氣經(jīng)過熱回收蒸汽發(fā)生器以便產(chǎn)生蒸汽，該熱回收蒸汽發(fā)生器為水蒸汽回路的一部分，該水蒸汽回路帶有至少一個(gè)蒸汽渦輪、冷凝器、給水箱以及給水泵，其中，通過從至少一個(gè)蒸汽渦輪提取蒸汽而提供熱量。根據(jù)本發(fā)明的方法包括，為了限制電力生產(chǎn)同時(shí)使借助蒸汽提取而提供的熱量保持在恒定水平，被導(dǎo)入燃燒空氣的一部分經(jīng)過至少一個(gè)渦輪到熱回收蒸汽發(fā)生器，而不參與燃?xì)鉁u輪中燃料的燃燒，并且其中，該部分燃燒空氣用來運(yùn)行熱回收蒸汽發(fā)生器中的至少一個(gè)補(bǔ)充點(diǎn)火器。
根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施例的特征在于，至少一個(gè)燃?xì)鉁u輪具有僅僅一個(gè)燃燒室和僅僅一個(gè)用于排氣的膨脹的渦輪，并且其中，未用于燃料的燃燒的那部分壓縮燃燒空氣繞過燃燒室而傳至渦輪。
根據(jù)本發(fā)明的方法的另一實(shí)施例的特征在于，至少一個(gè)燃?xì)鉁u輪被設(shè)計(jì)用于順次燃燒且包括兩個(gè)燃燒室和用于排氣的膨脹的兩個(gè)渦輪，且其中，通過斷開兩個(gè)順次布置的燃燒室中的第二個(gè)，未用于燃料的燃燒的那部分壓縮燃燒空氣被提供用于補(bǔ)充點(diǎn)火器的運(yùn)行。
根據(jù)本發(fā)明的方法的又一實(shí)施例的特征在于，至少一個(gè)燃?xì)鉁u輪設(shè)有可變的入口導(dǎo)葉，且其中，當(dāng)斷開第二燃燒室時(shí)，入口導(dǎo)葉同時(shí)設(shè)定至最大開放位置。
另一實(shí)施例的特征在于，壓縮燃燒空氣的一部分另外繞過兩個(gè)順次布置的燃燒室中的第一個(gè)。
又一實(shí)施例的特征在于,至少一個(gè)補(bǔ)充點(diǎn)火器布置在熱回收蒸汽發(fā)生器的輸入端。
根據(jù)另一實(shí)施例，熱回收蒸汽發(fā)生器包括第一過熱器，其中，第二補(bǔ)充點(diǎn)火器布置在第一過熱器的下游。
根據(jù)本發(fā)明的方法的另一實(shí)施例的特征在于，在用于海水淡化的淡化設(shè)備中使用被提取的蒸汽，該淡化設(shè)備能夠可選地以低壓蒸汽或中壓蒸汽運(yùn)行，且其中，為了限制電力生產(chǎn)，淡化設(shè)備的運(yùn)行另外從中壓蒸汽轉(zhuǎn)化至低壓蒸汽。
根據(jù)本發(fā)明的方法的再一實(shí)施例的特征在于，淡化設(shè)備包括用于多效蒸餾的單元，該單元以低壓蒸汽運(yùn)行且另外各配備有以中壓蒸汽運(yùn)行的用于熱蒸汽壓縮的裝置，并且其中，用于熱蒸汽壓縮的裝置被接通以便限制電力生產(chǎn)。
用于實(shí)施該方法的根據(jù)本發(fā)明的聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力設(shè)備包括至少一個(gè)燃?xì)鉁u輪和水蒸汽回路，至少一個(gè)燃?xì)鉁u輪帶有用于被導(dǎo)入燃燒空氣的壓縮的壓縮機(jī)、使用壓縮燃燒空氣用于燃料的燃燒的燃燒室、以及用于在燃燒期間產(chǎn)生的排氣的膨脹的渦輪，水蒸汽回路帶有至少一個(gè)蒸汽渦輪和熱回收蒸汽發(fā)生器，從燃?xì)鉁u輪排出的排氣流經(jīng)該熱回收蒸汽發(fā)生器，其中，對(duì)蒸汽渦輪提供提取蒸汽的能力。其特征在于，可控制旁路設(shè)于至少一個(gè)燃?xì)鉁u輪中，壓縮燃燒空氣的一部分能夠經(jīng)由該可控制旁路并繞過燃燒室被引入渦輪中，且其中，補(bǔ)充點(diǎn)火器設(shè)于熱回收蒸汽發(fā)生器中，使用經(jīng)由旁路傳遞的燃燒空氣，燃料能夠在該熱回收蒸汽發(fā)生器中燃燒以便加熱被引入的排氣。
根據(jù)本發(fā)明的聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例的特征在于，閥布置在旁路中。
另一實(shí)施例的特征在于，至少一個(gè)燃?xì)鉁u輪被設(shè)計(jì)用于順次燃燒且具有兩個(gè)燃燒室和用于排氣的膨脹的兩個(gè)渦輪。
又一實(shí)施例的特征在于，聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力設(shè)備具有相關(guān)聯(lián)的淡化設(shè)備，該淡化設(shè)備處理從蒸汽渦輪提取的蒸汽以用于海水淡化，且其中，淡化設(shè)備包括多效蒸餾裝置，該多效蒸餾裝置被供應(yīng)來自蒸汽渦輪的低壓蒸汽。
另一實(shí)施例的特征在于，各多效蒸餾裝置具有相關(guān)聯(lián)的熱蒸汽壓縮裝置，該熱蒸汽壓縮裝置以來自蒸汽渦輪的中壓蒸汽運(yùn)行，并且其中，熱蒸汽壓縮裝置被設(shè)計(jì)成使得它們能夠被斷開。
再一實(shí)施例的特征在于，第一補(bǔ)充點(diǎn)火器在熱回收蒸汽發(fā)生器中布置在熱回收蒸汽發(fā)生器的輸入端，并且第二補(bǔ)充點(diǎn)火器布置在第一過熱器的下游。


在下文中將結(jié)合附圖參照示例性實(shí)施例更詳細(xì)地說明本發(fā)明，在附圖中: 圖1顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的帶有連接的淡化設(shè)備的聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力設(shè)備的簡化示意圖； 圖2顯示可與圖1中的聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力設(shè)備相比較的聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力設(shè)備的示意圖，其特別帶有蒸汽渦輪中的順次燃燒和連接的淡化設(shè)備，同樣適用于實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法；以及 圖3顯示淡化設(shè)備的示意圖，其可選擇性地僅以低壓蒸汽或以低壓蒸汽和中壓蒸汽在本發(fā)明的范圍內(nèi)運(yùn)行。
具體實(shí)施方式
用于帶有熱電聯(lián)產(chǎn)的聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力設(shè)備中的燃?xì)鉁u輪的運(yùn)行理念，熱電聯(lián)產(chǎn)導(dǎo)致來自燃?xì)鉁u輪的帶有低排氣溫度的大排氣流，同時(shí)針對(duì)熱回收蒸汽發(fā)生器中的補(bǔ)充點(diǎn)火器打開了寬范圍，因此，即使當(dāng)同時(shí)針對(duì)來自電網(wǎng)系統(tǒng)的電力的需求低時(shí)，也可能為使用蒸汽運(yùn)行的所連接淡化設(shè)備確保高蒸汽生產(chǎn)。然而，在該情況下，補(bǔ)充點(diǎn)火器可能受限于熱回收蒸汽發(fā)生器的輸入，結(jié)果，蒸汽生產(chǎn)受限制。相反，如果另外的補(bǔ)充點(diǎn)火器另外設(shè)于布置在熱回收蒸汽發(fā)生器中的過熱器之間，則蒸汽生產(chǎn)可顯著增加，但是，由于在熱回收蒸汽發(fā)生器的輸出端產(chǎn)生的蒸汽的溫度水平過低，因而蒸汽渦輪可能將必須斷開。
圖1顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的帶有連接的淡化設(shè)備的聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力設(shè)備的簡化設(shè)施布局，借助此可實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的運(yùn)行理念。所示聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力設(shè)備10包括燃?xì)鉁u輪11、水蒸汽回路12和淡化設(shè)備15。驅(qū)動(dòng)第一發(fā)電機(jī)Gl的燃?xì)鉁u輪11包括壓縮機(jī)18、燃燒室19和渦輪20。壓縮機(jī)18經(jīng)由空氣入口 16導(dǎo)入燃燒空氣、壓縮其并隨后將其發(fā)到燃燒室19，在此，其與被引入的燃料一起供給燃燒過程，該燃燒過程產(chǎn)生熱排氣，熱排氣在下游的渦輪20中膨脹，從而產(chǎn)生功?？山?jīng)由可變?nèi)肟趯?dǎo)葉17控制被導(dǎo)入燃燒空氣的量。
來自燃?xì)鉁u輪11的熱排氣流經(jīng)布置在水蒸汽回路12中的熱回收蒸汽發(fā)生器HRSG13，以便經(jīng)由適當(dāng)?shù)墓?jié)熱器26、27和過熱器22、24將來自給水箱28的給水轉(zhuǎn)化成過熱蒸汽。提供適當(dāng)?shù)谋肞2和P3以將給水引導(dǎo)至HRSG 13。此外，以本來已知的方式提供高壓汽包(drum) 25和閥V5，可借助該閥V5控制通往高壓汽包25的入口流。在熱回收蒸汽發(fā)生器13中產(chǎn)生的高壓蒸汽經(jīng)由高壓渦輪29的閥V3被供給至蒸汽渦輪14，該蒸汽渦輪14布置在水蒸汽回路中并驅(qū)動(dòng)另一發(fā)電機(jī)G2，在此，高壓蒸汽在進(jìn)入蒸汽渦輪14的中壓渦輪30之前膨脹至成中壓。由中壓渦輪30排放的低壓蒸汽隨后經(jīng)過相應(yīng)的低壓渦輪31，以便最終在冷凝器32中冷凝并借助冷凝泵Pl被泵回給水箱28。借助另一泵P4輸送的冷卻介質(zhì)流經(jīng)冷凝器32。
蒸汽從蒸汽渦輪14經(jīng)由中壓渦輪30和低壓渦輪31之間的閥V4被提取并供給至淡化設(shè)備10，淡化設(shè)備10例如可設(shè)計(jì)為如圖3所示。在淡化設(shè)備中產(chǎn)生的冷凝物經(jīng)由圖1中的虛線被供給回到回路中。
在圖1所示的設(shè)施中，兩個(gè)補(bǔ)充點(diǎn)火器21和23設(shè)于熱回收蒸汽發(fā)生器13中，其中一個(gè)(21)直接布置在熱回收蒸汽發(fā)生器13的輸入端(所謂“管道點(diǎn)火器”)，而第二個(gè)(23)布置在兩個(gè)過熱器22和24之間(所謂“管間點(diǎn)火器”)。兩個(gè)補(bǔ)充點(diǎn)火器21和23經(jīng)由適當(dāng)?shù)拈yVl和V2被供應(yīng)合適的燃料。
圖1所示設(shè)施的特殊特征現(xiàn)在為，已在壓縮機(jī)18中壓縮的可變比例的燃燒空氣經(jīng)由旁路33繞過燃燒室19，該旁路33布置在燃?xì)鉁u輪11中且可借助閥V6被控制，且因此，該比例的燃燒空氣不參與燃?xì)鉁u輪11中的燃燒。即使當(dāng)燃?xì)鉁u輪11上的負(fù)荷相對(duì)較低時(shí)，這也確保恒定的高排氣質(zhì)量流。這種運(yùn)行導(dǎo)致更低的排氣溫度，其借助熱回收蒸汽發(fā)生器13中的補(bǔ)充點(diǎn)火器21和23而允許蒸汽發(fā)生的獨(dú)立控制。
同時(shí)，由于減少的燃燒空氣流，可在燃燒室19中維持合適的燃燒參數(shù)，結(jié)果，即使當(dāng)燃?xì)鉁u輪上的負(fù)荷比較低時(shí)，也可將有害物質(zhì)排放保持較低。作為旁路運(yùn)行的結(jié)果，來自燃?xì)鉁u輪的排氣中的氧含量與常規(guī)運(yùn)行相比顯著增加，因而熱回收蒸汽發(fā)生器13中的補(bǔ)充點(diǎn)火器可在沒有額外外部空氣的情況下以大尺度運(yùn)行。
在圖2中顯示用來實(shí)施可比較方法的另一可能方式以用于聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力設(shè)備40，其包括帶有順次燃燒的燃?xì)鉁u輪34。在如此的順次燃燒的情況下，例如從文獻(xiàn)EP 1914407A2已知的，分別在燃?xì)鉁u輪34中的第一燃燒室19和第二燃燒室36分別相繼地連接到下游的膨脹渦輪35和37。在該情況下，當(dāng)電力生產(chǎn)受限制時(shí)，第二燃燒室36斷開，且同時(shí)入口導(dǎo)葉17完全打開。即使當(dāng)燃?xì)鉁u輪34上的負(fù)荷比較低時(shí)，這也維持充足的排氣質(zhì)量流，第一燃燒室19接近其額定運(yùn)行點(diǎn)運(yùn)行且有害物質(zhì)排放保持較低。
所得排氣溫度低，且即使在該情況下，也借助熱回收蒸汽發(fā)生器13中的補(bǔ)充點(diǎn)火器而允許蒸汽發(fā)生的獨(dú)立控制。在這種運(yùn)行中，燃?xì)鉁u輪的排氣中的氧含量與常規(guī)運(yùn)行相比也顯著增加，從而允許熱回收蒸汽發(fā)生器13中的補(bǔ)充點(diǎn)火器在沒有額外外部空氣的情況下以大尺度運(yùn)行。
然而，除了斷開第二燃燒室36之外，還可能如圖1所示為第一燃燒室19提供旁路，以便繞過第一燃燒室19供應(yīng)一定比例的壓縮空氣。這可能確保第一燃燒室19可在火焰溫度接近額定運(yùn)行點(diǎn)的情況下運(yùn)行，并確保這同時(shí)導(dǎo)致低排氣溫度與高質(zhì)量流，結(jié)果，如上所述，由補(bǔ)充點(diǎn)火器21和23進(jìn)行蒸汽發(fā)生的獨(dú)立控制是可能的。
圖1和圖2所示的兩個(gè)補(bǔ)充點(diǎn)火器21和23具有如下優(yōu)點(diǎn):第一額外點(diǎn)火器21可能實(shí)質(zhì)上確保在熱回收蒸汽發(fā)生器13的出口處的最小蒸汽溫度以便將蒸汽渦輪14保持在其負(fù)荷限制內(nèi)，而第二補(bǔ)充點(diǎn)火器23的目的為實(shí)質(zhì)上產(chǎn)生并控制期望的蒸汽量。
另一影響性選擇在于設(shè)計(jì)淡化設(shè)備15，如圖3所示，使得其可經(jīng)由單獨(dú)提取管線選擇性地以來自中壓渦輪30的中壓蒸汽或以來自低壓渦輪31的低壓蒸汽運(yùn)行。這可通過使用淡化設(shè)備15中的淡化單元15a-15d實(shí)現(xiàn)，其帶有與熱蒸汽壓縮裝置(TCV) 39結(jié)合的所謂的多效蒸餾裝置(MED) 38。多效蒸餾裝置38需要處于約0.5巴的壓力下的低壓蒸汽，而熱蒸汽壓縮裝置39需要處于約3巴的壓力下的蒸汽。
在圖3所示的示例性實(shí)施例中，蒸汽渦輪14被顯示具有共同的高壓渦輪29和布置在兩條平行路徑中的中壓渦輪30和低壓渦輪31，其分別驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)G3和G4并經(jīng)由閥V7和V8接收來自高壓渦輪29的中壓蒸汽，而高壓渦輪29經(jīng)由閥V3接收高壓蒸汽41。淡化設(shè)備15連接至蒸汽渦輪14的上路徑，經(jīng)由適當(dāng)?shù)拈yV9控制熱蒸汽壓縮裝置39的運(yùn)行。下路徑直接與冷凝器32相互作用。
這種淡化設(shè)備15可備選地以兩種不同運(yùn)行模式運(yùn)行:在一種運(yùn)行模式中，淡化單元15a-15d在沒有熱蒸汽壓縮裝置39 (閥V9關(guān)閉)的情況下運(yùn)行，以便獲得最大的電力生產(chǎn)。在另一運(yùn)行模式中，熱蒸汽壓縮裝置38類似地運(yùn)行，以便在電力的需求不時(shí)地或季節(jié)性地低時(shí)維持飲用水的生產(chǎn)。
該配置的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)為，作為多效蒸餾裝置38和熱蒸汽壓縮裝置39的聯(lián)合運(yùn)行的結(jié)果，等量水的淡化需要更少的蒸汽，因此，通常必須針對(duì)燃?xì)鉁u輪的部分負(fù)荷運(yùn)行設(shè)計(jì)的熱回收蒸汽發(fā)生器中的補(bǔ)充點(diǎn)火器可減小其尺寸。
符號(hào)列表 10、40:聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力設(shè)備(帶有熱電聯(lián)產(chǎn)) 11、34:燃?xì)鉁u輪 12:水蒸汽回路 13:熱回收蒸汽發(fā)生器 14:蒸汽渦輪 15:淡化設(shè)備 15a-15d:淡化單元 16:空氣入口 17:入口導(dǎo)葉 18:壓縮機(jī)19、36:第一 /第二燃燒室20、35、37:渦輪21、23:補(bǔ)充點(diǎn)火器22,24:過熱器25:高壓汽包26,27:節(jié)熱器28:給水箱29:聞壓潤輪30:中壓渦輪31:低壓渦輪32:冷凝器33:旁路34:燃?xì)鉁u輪35,37:第一和第二膨脹渦輪38:多效蒸餾裝置(MED)39:熱蒸汽壓縮裝置(TVC)41:高壓蒸汽G1-G4:發(fā)電機(jī)P1-P4:泵V1-V9:閥。
權(quán)利要求
1.一種用于運(yùn)行帶有熱電聯(lián)產(chǎn)的聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力設(shè)備(10、40)的方法，在該方法中，燃燒空氣被導(dǎo)入至少一個(gè)燃?xì)鉁u輪(11、34)中、被壓縮并被供應(yīng)至至少一個(gè)燃燒室(19、36)以用于燃料的燃燒，且所得排氣在至少一個(gè)渦輪(20、35、37)中膨脹，從而產(chǎn)生功，并且在該方法中，從所述至少一個(gè)渦輪(20、35、37)排出的所述排氣經(jīng)過熱回收蒸汽發(fā)生器(13)以便產(chǎn)生蒸汽，該熱回收蒸汽發(fā)生器為水蒸汽回路(12)的一部分，該水蒸汽回路(12)帶有至少一個(gè)蒸汽渦輪(14)、冷凝器(32)、給水箱(28)以及給水泵(P2)，其中，通過從所述至少一個(gè)蒸汽渦輪(14)提取蒸汽而提供熱量，其特征在于，為了限制電力生產(chǎn)同時(shí)使借助所述蒸汽提取而提供的所述熱量保持恒定，所述被導(dǎo)入的燃燒空氣的一部分經(jīng)過所述至少一個(gè)渦輪(20、35、37)到所述熱回收蒸汽發(fā)生器(13)而不參與所述燃?xì)鉁u輪(11、34)中所述燃料的燃燒，并且其中，該部分燃燒空氣用來運(yùn)行所述熱回收蒸汽發(fā)生器(13)中的至少一個(gè)補(bǔ)充點(diǎn)火器(21、23)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一個(gè)燃?xì)鉁u輪(11)具有僅僅一個(gè)燃燒室(19)和僅僅一個(gè)用于所述排氣的膨脹的渦輪(20)，并且其中，未用于所述燃料的燃燒的那部分壓縮燃燒空氣繞過所述燃燒室(19)而傳至所述渦輪(20)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一個(gè)燃?xì)鉁u輪(34)被設(shè)計(jì)用于順次燃燒且具有順次布置的兩個(gè)第一和第二燃燒室(19、36)和用于所述排氣的膨脹的兩個(gè)渦輪(35、37)，并且其中，通過斷開所述第二燃燒室(36)，未用于所述燃料的燃燒的那部分壓縮燃燒空氣被提供用于所述補(bǔ)充點(diǎn)火器(21、23)的運(yùn)行。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述至少一個(gè)燃?xì)鉁u輪(34)設(shè)有可變的入口導(dǎo)葉(17)，且其中，當(dāng)所述第二燃燒室(36)被斷開時(shí)，所述入口導(dǎo)葉(17)同時(shí)設(shè)定至最大開放位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述壓縮燃燒空氣的一部分另外繞過所述第一燃燒室(19)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述至少一個(gè)補(bǔ)充點(diǎn)火器(21)在所述熱回收蒸汽發(fā)生器(13)的輸入端運(yùn)行。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述熱回收蒸汽發(fā)生器(13)包括第一過熱器(22)，且其中，第二補(bǔ)充點(diǎn)火器(23)在所述第一過熱器(22)的下游運(yùn)行。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中的一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在用于海水淡化的淡化設(shè)備(15)中使用被提取的蒸汽，該淡化設(shè)`備(15)能夠可選地以低壓蒸汽或中壓蒸汽運(yùn)行，且其中，為了限制電力生產(chǎn)，所述淡化設(shè)備(15)的運(yùn)行另外從中壓蒸汽轉(zhuǎn)化至低壓蒸汽。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述淡化設(shè)備(15)包括用于多效蒸餾的單元(38)，該單元(38)以低壓蒸汽運(yùn)行且另外各配備有以中壓蒸汽運(yùn)行的用于熱蒸汽壓縮的裝置(39)，且其中，所述用于熱蒸汽壓縮的裝置(39)被接通以便限制電力生產(chǎn)。
10.一種聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力設(shè)備(10、40)，用于實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，該聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力設(shè)備(10、40)包括至少一個(gè)燃?xì)鉁u輪(11、34)以及水蒸汽回路(12)，所述至少一個(gè)燃?xì)鉁u輪(11、34)帶有用于被導(dǎo)入的燃燒空氣的壓縮的壓縮機(jī)(18)、使用壓縮燃燒空氣用于燃料的燃燒的燃燒室(19、36)、以及用于在所述燃燒期間產(chǎn)生的所述排氣的膨脹的渦輪(20、35、37)，所述水蒸汽回路(12)帶有至少一個(gè)蒸汽渦輪(14)和熱回收蒸汽發(fā)生器(13)，從所述燃?xì)鉁u輪(11、34)排出的所述排氣流經(jīng)該熱回收蒸汽發(fā)生器(13)，其中，對(duì)所述蒸汽渦輪(14)提供提取蒸汽的能力，其特征在于，可控制旁路(33)設(shè)于所述至少一個(gè)燃?xì)鉁u輪(11)中，壓縮燃燒空氣的一部分能夠經(jīng)由該可控制旁路(33)并繞過所述燃燒室(19、36)被引入所述渦輪(20、35、37)中，且其中，補(bǔ)充點(diǎn)火器(21、23)設(shè)于所述熱回收蒸汽發(fā)生器(13)中，使用經(jīng)由所述旁路(33)傳遞的所述燃燒空氣，燃料能夠在所述熱回收蒸汽發(fā)生器(13)中燃燒以便加熱所述引入的排氣。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力設(shè)備，其特征在于，閥(V6)布置在所述旁路(33)中。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力設(shè)備，其特征在于，所述至少一個(gè)燃?xì)鉁u輪(34)被設(shè)計(jì)用于順次燃燒且具有順次布置的兩個(gè)第一和第二燃燒室(19、36)以及用于所述排氣的膨脹的兩個(gè)渦輪(35、37)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10至12中的一項(xiàng)所述的聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力設(shè)備，其特征在于，所述聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力設(shè)備(10、40)具有相關(guān)聯(lián)的淡化設(shè)備(15)，該淡化設(shè)備(15)處理從所述蒸汽渦輪(14)提取的所述蒸汽以用于海水淡化，且其中，所述淡化設(shè)備(15)包括多效蒸餾裝置(38)，該多效蒸餾裝置(38)被供應(yīng)來自所述蒸汽渦輪(14)的低壓蒸汽。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力設(shè)備，其特征在于，各多效蒸餾裝置(38)具有相關(guān)聯(lián)的熱蒸汽壓縮裝置(39)，該熱蒸汽壓縮裝置(39)能夠以來自所述蒸汽渦輪(14)的中壓蒸汽運(yùn)行，且其中，所述熱蒸汽壓縮裝置(39)被設(shè)計(jì)成使得它們能夠被斷開。
15.根據(jù)權(quán)利要求10至14中的一項(xiàng)所述的聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力設(shè)備，其特征在于，第一補(bǔ)充點(diǎn)火器(21)在所述熱回收蒸汽發(fā)生器(13)中布置在所述熱回收蒸汽發(fā)生器(13)的輸入端，并且第二補(bǔ)充點(diǎn)火器 (23)布置在第一過熱器(22)的下游。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于運(yùn)行帶有熱電聯(lián)產(chǎn)的聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力設(shè)備(10)的方法，在該方法中，燃燒空氣被導(dǎo)入至少一個(gè)燃?xì)鉁u輪(11)中、被壓縮并被供應(yīng)至至少一個(gè)燃燒室(19)以用于燃料的燃燒，且所得排氣在至少一個(gè)渦輪(20)中膨脹，從而產(chǎn)生功，并且在該方法中，從至少一個(gè)渦輪(20)排出的排氣經(jīng)過熱回收蒸汽發(fā)生器(13)以便產(chǎn)生蒸汽，該發(fā)生器為帶有至少一個(gè)蒸汽渦輪(14)、冷凝器(32)、給水箱(28)和給水泵(P2)的水蒸汽回路(12)的一部分，其中，通過從至少一個(gè)蒸汽渦輪(14)提取蒸汽而提供熱量。在如此的方法中，電力生產(chǎn)與蒸汽生產(chǎn)脫離，以便限制電力生產(chǎn)同時(shí)使借助蒸汽提取而提供的熱量保持在恒定水平，被導(dǎo)入燃燒空氣的一部分經(jīng)過至少一個(gè)渦輪(20)到熱回收蒸汽發(fā)生器(13)而不參與燃?xì)鉁u輪(11)中燃料的燃燒，且其中，該部分燃燒空氣用來運(yùn)行熱回收蒸汽發(fā)生器(13)中的至少一個(gè)補(bǔ)充點(diǎn)火器(21、23)。
文檔編號(hào)C02F1/16GK103154446SQ201180050651
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2011年10月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月19日
發(fā)明者F.德魯克斯, D.U.布雷奇, K.雷澤, S.羅夫卡, J.維克 申請(qǐng)人:阿爾斯通技術(shù)有限公司