具備熱交換器的燃氣渦輪發(fā)動機及其啟動方法
【專利摘要】燃氣渦輪發(fā)動機的啟動方法具備一次暖機工序、二次暖機工序和加速工序，所述一次暖機工序使用變頻調(diào)速電動機(IM)，將發(fā)動機轉速保持在部分轉速，通過壓縮氣體(G1)對熱交換器(6)暖機；所述二次暖機工序通過在使用變頻調(diào)速電動機(IM)保持在所述部分轉速的狀態(tài)下，使主燃燒器(2)工作，逐漸增加廢氣(G3)的溫度，由此對熱交換器(6)暖機；所述加速工序使主燃燒器(2)的點燃量增加，同時，使用變頻調(diào)速電動機(IM)使發(fā)動機轉速增加，提速至額定轉速。
【專利說明】具備熱交換器的燃氣渦輪發(fā)動機及其啟動方法
[0001]相關申請
[0002]本申請要求2011年12月22日申請的日本專利申請2011-280947的優(yōu)先權，將其全部內(nèi)容以參照的方式引入作為本申請的一部分。
【技術領域】
[0003]本發(fā)明涉及一種具備熱交換器的燃氣渦輪發(fā)動機及其啟動方法，所述熱交換器在渦輪的廢氣與由壓縮機壓縮的壓縮氣體之間進行熱交換。
【背景技術】
[0004]近年來，為了燃氣渦輪發(fā)動機的高效率化，采用具有熱交換器的再生循環(huán)的機會在增加。燃氣渦輪發(fā)動機的熱交換器要求耐高溫高壓、高效率并且省空間，例如，使用散熱片式、管式等的熱交換器(例如，專利文獻1、2)。
[0005]現(xiàn)有技術文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:日本專利第5039366號公報
[0008]專利文獻2:日本專利第5048389號公報
[0009]—般地，燃氣輪機的啟動以短時間進行，啟動時由于燃氣輪機的廢氣溫度急劇上升，作為較大結構體的熱交換器受到大的熱沖擊。具體地，在燃氣渦輪發(fā)動機啟動時，通過使用了壓縮空氣的啟動器使燃氣渦輪發(fā)動機旋轉，同時，投入燃料點火。在燃燒器剛點火后，熱交換器入口的氣體溫度達到峰值，在熱交換器內(nèi)部，熱應力達到最大。由于這樣在啟動時迎來熱應力的峰值，如果反復多次啟動，則熱交換器的耐久性降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010](一)要解決的技術問題
[0011]本發(fā)明是鑒于上述技術問題而完成的，其目的是提供一種燃氣渦輪發(fā)動機及其啟動方法，所述燃氣渦輪發(fā)動機及其啟動方法能夠限制啟動時產(chǎn)生的熱交換器的過大的熱應力。
[0012](二)技術方案
[0013]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的燃氣渦輪發(fā)動機的啟動方法是具有壓縮機、燃燒器、渦輪、啟動裝置和熱交換器的燃氣渦輪發(fā)動機的啟動方法，所述壓縮機壓縮進氣，所述燃燒器使由所述壓縮機壓縮的壓縮氣體燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃燒氣體，所述渦輪由所述燃燒氣體驅(qū)動，所述熱交換器通過來自所述渦輪的廢氣對所述壓縮氣體加熱；具備一次暖機工序、二次暖機工序和加速工序，所述一次暖機工序使用所述啟動裝置將發(fā)動機轉速保持在部分轉速，通過所述壓縮氣體對所述熱交換器暖機，所述二次暖機工序通過在使用所述啟動裝置保持在所述部分轉速的狀態(tài)下，使所述燃燒器工作，逐漸增加所述廢氣的溫度，由此對所述熱交換器暖機，所述加速工序使所述燃燒器的點燃量增加，即，向所述燃燒器供給的燃料供給量增加，同時，使用所述啟動裝置使發(fā)動機轉速增加，提速至額定轉速。
[0014]根據(jù)該結構，由于以利用壓縮氣體進行的一次暖機及利用廢氣進行的二次暖機這兩個階段進行熱交換器的暖機，使熱交換器入口的壓縮氣體的溫度逐漸上升，因此能夠大幅地限制在啟動時產(chǎn)生對熱交換器過大的熱應力。
[0015]在本發(fā)明中，所述啟動裝置優(yōu)選由兼作通過所述渦輪驅(qū)動的發(fā)電機的旋轉機械構成。根據(jù)該結構，通過將變頻調(diào)速電動機用作啟動裝置，不需要以往必須的另外的啟動器，結構變得簡單。
[0016]在本發(fā)明中，優(yōu)選地，在所述旋轉機械上連接由逆變器及整流器構成的功率轉換裝置，所述啟動裝置包含變頻調(diào)速電動機，所述功率轉換裝置將所述旋轉機械作為啟動裝置驅(qū)動，在所述一次及二次暖機工序中，通過所述變頻調(diào)速電動機保持在所述部分轉速，在所述加速工序中，通過所述變頻調(diào)速電動機使發(fā)動機轉速增加，提速至額定轉速。根據(jù)該結構，由于設置了功率轉換裝置，即使逐漸提高熱交換器入口的壓縮氣體溫度，也能夠?qū)⑥D速保持為一定。由此，直至暖機結束，能夠?qū)⑥D速保持為一定。此外，以往，通過調(diào)整燃料的流量來進行轉速控制，由于使用功率轉換裝置由變頻調(diào)速電動機進行轉速控制，能夠?qū)⑷剂系墓┙o僅用于旋轉機械的驅(qū)動，因此設計的自由度提高。
[0017]在本發(fā)明中，所述燃氣渦輪發(fā)動機也可以是貧燃料吸入燃氣渦輪發(fā)動機。由于貧燃料吸入燃氣渦輪發(fā)動機不會頻繁啟動，因此即使啟動時間長，對系統(tǒng)整體的影響也小。貧燃料是例如在煤礦產(chǎn)生的VAM(Ventilation Air Methane ;煤礦通風甲燒)、CMM(Coal MineMethane ;煤礦甲烷)這樣的可燃成分少的燃料，是通過壓縮機的壓縮也不會點火的燃料。
[0018]在本發(fā)明中，優(yōu)選地，在所述二次暖機工序中，通過增加向所述燃燒器供給的燃料供給量，使所述廢氣的溫度逐漸上升。根據(jù)該結構，能夠以簡單的結構進行兩個階段的暖機。
[0019]在本發(fā)明中，所述燃氣渦輪發(fā)動機也可以進一步設置在啟動時使所述廢氣升溫的輔助燃燒器，在所述二次暖機工序中，通過增加所述輔助燃燒器的點燃量，使所述廢氣的溫度逐漸上升。根據(jù)該結構，由于調(diào)整輔助燃燒器的點燃量，因此不必考慮主燃燒器在額定狀態(tài)下的燃燒特性的變化，能夠進行輔助燃燒器在點火時及點燃量少的狀態(tài)下的點燃量的調(diào)
難
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[0020]在設置輔助燃燒器的情況下，優(yōu)選地，通過該輔助燃燒器，在從所述壓縮氣體部分抽出的抽出氣體中混合燃料，使其火焰燃燒，產(chǎn)生加溫用氣體，并將該加溫用氣體混入所述廢氣進行加溫，同時，在所述二次暖機工序中，所述輔助燃燒器的點燃量的調(diào)整通過組合所述燃料的流量和所述抽氣氣體的流量的控制來進行。根據(jù)該結構，能夠通過輔助燃燒器進行更細微的點燃量的調(diào)整。
[0021]本發(fā)明的燃氣渦輪發(fā)動機具備壓縮機、燃燒器、渦輪、啟動裝置、熱交換器、輔助燃燒器和控制器，所述壓縮機壓縮進氣，所述燃燒器使由所述壓縮機壓縮的壓縮氣體燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃燒氣體，所述渦輪由所述燃燒氣體驅(qū)動，所述熱交換器利用來自所述渦輪的廢氣對所述壓縮氣體加熱，所述輔助燃燒器在啟動時使所述廢氣升溫；所述控制器進行如下控制:通過所述啟動裝置將發(fā)動機轉速保持在部分轉速，進行利用所述壓縮氣體的一次暖機，在通過所述啟動裝置保持在所述部分轉速的狀態(tài)下，使所述輔助燃燒器工作，逐漸增加所述廢氣的溫度，由此進行對所述熱交換器暖機的二次暖機，進而，在使所述燃燒器的點燃量增加的同時，使用所述啟動裝置使發(fā)動機轉速增加，提速至額定轉速。
[0022]根據(jù)該結構，由于以利用壓縮氣體進行的一次暖機及利用廢氣進行的二次暖機這兩個階段進行熱交換器的暖機，使熱交換器入口的壓縮氣體的溫度逐漸上升，因此能夠大幅地限制啟動時產(chǎn)生對熱交換器過大的熱應力。此外，由于調(diào)整輔助燃燒器的點燃量，因此不必考慮主燃燒器在額定狀態(tài)下的燃燒特性的變化，能夠進行輔助燃燒器在點火時及點燃量少的狀態(tài)下的點燃量的調(diào)整。
[0023]在本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述啟動裝置由兼作通過所述渦輪驅(qū)動的發(fā)電機的旋轉機械構成，在所述旋轉機械上連接由逆變器及整流器構成的功率轉換裝置，所述啟動裝置包含變頻調(diào)速電動機，所述功率轉換裝置將所述旋轉機械作為啟動裝置驅(qū)動，所述變頻調(diào)速電動機在所述熱交換器的暖機期間，將發(fā)動機轉速保持在部分轉速，在暖機結束后，使發(fā)動機轉速增加，提速至額定轉速。
[0024]根據(jù)該結構，由于設置了功率轉換裝置，即使逐漸提高熱交換器入口的壓縮氣體溫度，也能夠保持轉速為一定。由此，直至暖機結束，能夠?qū)⑥D速保持為一定，并且，能夠使用功率轉換裝置由變頻調(diào)速電動機進行轉速控制，將燃料的供給僅用于旋轉機械的驅(qū)動，因此設計的自由度提高。進而，通過將變頻調(diào)速電動機用作啟動裝置，不需要以往必須的另外的啟動器，結構變得簡單。
[0025]權利要求書和/或說明書和/或說明書附圖所公開的至少兩種結構的任意組合，均包含在本發(fā)明中。特別是權利要求書的各權利要求的兩項以上的任意組合，也包含在本發(fā)明中。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]通過參照附圖對以下適宜的實施方式進行說明，可更加清楚地理解本發(fā)明。但是，實施方式及附圖僅用于圖示及說明，不應用于確定本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的范圍由權利要求書確定。在附圖中，多個附圖上相同附圖標記表示相同或與其相當?shù)牟糠帧?br> [0027]圖1是表示本發(fā)明的第一實施方式的具備熱交換器的燃氣渦輪發(fā)動機的示意圖。
[0028]圖2是表示該燃氣渦輪發(fā)動機在啟動時的燃料閥開度、熱交換器入口溫度及轉速的變化的特性圖。
[0029]圖3是表示本發(fā)明的第二實施方式的燃氣渦輪發(fā)動機的簡要結構圖。
[0030]圖4是表示該燃氣渦輪發(fā)動機在啟動時的燃料閥開度、熱交換器入口溫度及轉速的變化的特性圖。
[0031]圖5是表示本發(fā)明的第三實施方式的燃氣渦輪發(fā)動機的簡要結構圖。
【具體實施方式】
[0032]下面參照【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式。圖1是表示本發(fā)明的第一實施方式的燃氣渦輪發(fā)動機的簡要結構圖。該燃氣渦輪發(fā)動機GT具有壓縮機1、主燃燒器2和渦輪3，所述主燃燒器2由含有鉬或鈀等催化劑的催化燃燒器構成。通過該燃氣渦輪發(fā)動機GT的輸出，來驅(qū)動兼作發(fā)電機和啟動裝置的旋轉機械4。在旋轉機械4上，連接由逆變器及整流器構成的功率轉換裝置11，啟動裝置包含變頻調(diào)速電動機IM。
[0033]像空氣這樣的進氣由壓縮機I壓縮，該高壓的壓縮氣體Gl輸送至主燃燒器2。該壓縮氣體Gl通過主燃燒器2的鉬或鈀等催化劑進行的催化反應而燃燒，將由此產(chǎn)生的高溫/高壓的燃燒氣體G2供給渦輪3，來驅(qū)動渦輪3。渦輪3通過旋轉軸5與壓縮機I連接，通過該渦輪3來驅(qū)動壓縮機I。由此來構建包含燃氣渦輪發(fā)動機GT及旋轉機械4的發(fā)電裝置50。
[0034]燃氣渦輪發(fā)動機GT還具備熱交換器6和輔助燃燒器7，所述熱交換器6利用來自渦輪3的廢氣G3，對從壓縮機I導入主燃燒器2的壓縮氣體Gl加熱，所述輔助燃燒器7由加溫用燃燒器構成，該加溫用燃燒器通過在啟動時使廢氣G3升溫來提高流入主燃燒器2的壓縮氣體Gl的溫度，使催化劑活化。該輔助燃燒器7在從通過壓縮機I壓縮的壓縮氣體Gl部分抽出的抽出氣體G20中混合燃料，使其火炎燃燒產(chǎn)生加溫用氣體G4，將該加溫用氣體G4混入從渦輪3供給熱交換器6的廢氣G3，進行加溫。在輔助燃燒器7上連接抽氣閥8，該抽氣閥8控制向所述輔助燃燒器7供給抽出氣體G20的供給量。從熱交換器6流出的廢氣G3通過沒有圖示的消聲器消聲后，向外部排放。由所述抽氣閥8進行的向輔助燃燒器7供給抽出氣體G20的供給量的控制，通過來自控制器20的輸出信號來進行。
[0035]向輔助燃燒器7的燃料供給在通過第二燃料控制閥10調(diào)整流量的同時進行。向主燃燒器2的燃料供給在通過第一燃料控制閥9調(diào)整其流量的同時進行。通過該第一及第二燃料流量控制閥9、10進行的燃料的流量調(diào)整也通過控制器20進行。
[0036]連接壓縮機I與渦輪3的旋轉軸5由單軸構成，該旋轉軸5與旋轉機械4連接。通過由渦輪3的旋轉而驅(qū)動的旋轉機械4得到的電力輸入至控制器20。
[0037]對上述結構的燃氣渦輪發(fā)動機GT的工作進行說明。各機器的控制全部通過控制器20來進行。啟動時，不進行點火，通過來自控制器20的指令，功率轉換裝置11將旋轉機械4作為啟動裝置驅(qū)動(啟動模式/開始)，通過變頻調(diào)速電動機IM,如圖2所示,保持在一定的部分轉速(一次暖機)。被保持的轉速為例如偏離軸振動/葉片振動的共振點的轉速。另外，在圖2中，實線表示本實施方式的燃氣渦輪發(fā)動機的特性，虛線表示現(xiàn)有的燃氣渦輪發(fā)動機的特性。
[0038]在所述一次暖機中，通過由圖1的壓縮機I壓縮/升溫的壓縮氣體G1，如圖2所示，使熱交換氣體入口溫度不發(fā)生較大變化，對圖1熱交換器6進行暖機。熱交換氣體入口溫度是在連接渦輪3與熱交換器6的排氣管道內(nèi)流動的廢氣G3的溫度。
[0039]接著，在通過功率轉換裝置11保持所述一定的部分轉速的同時，打開抽氣閥8及第二燃料控制閥10，進行輔助燃燒器7的點火。如圖2所示，逐漸增大第二燃料控制閥10的開度，通過緩慢增加點燃量，使熱交換氣體入口溫度不發(fā)生較大變化，對圖1的熱交換器6進行暖機(二次暖機)。在本實施方式中，一次暖機及二次暖機的時間可以通過定時器這樣的時限裝置來設定，也可以例如在熱交換器6的出入口設置溫度計，基于這些溫度計的測量值，來調(diào)整一次暖機及二次暖機的時間。
[0040]熱交換器6的暖機結束后，一邊關閉抽氣閥8及第二燃料控制閥10，使輔助燃燒器7滅火，一邊打開第一燃料控制閥9，使主燃燒器2點火，如圖2所示，在逐漸打開第一燃料控制閥9，使主燃燒器2 (圖1)的點燃量增加的同時，使發(fā)動機轉速增加，使熱交換氣體入口溫度不發(fā)生較大變化，提速至額定轉速(加速工序)。在二次暖機結束時，空轉結束，之后，在達到額定轉速時，從啟動模式過渡至負荷模式，即發(fā)電模式。即，在啟動模式中，燃氣渦輪發(fā)動機GT通過商用電力驅(qū)動。[0041]在上述說明中，二次暖機的輔助燃燒器7的點燃量的調(diào)整，S卩，向輔助燃燒器供給的燃料供給量的調(diào)整通過第二燃料控制閥10來進行，也可以組合通過抽氣閥8進行的空氣流量的控制。由此，能夠進行更細微的調(diào)整。此外，像停止燃氣渦輪發(fā)動機后馬上重新啟動的情況那樣，在熱交換器在暖機的狀態(tài)下啟動燃氣渦輪發(fā)動機的情況下，啟動模式也可以省略一次暖機，而從二次暖機開始。由此，能夠縮短啟動時間。
[0042]在上述結構中，如圖2中虛線所示,通過現(xiàn)有的燃氣渦輪發(fā)動機，以啟動時的定轉速打開燃料閥，使燃燒器點火，在短時間達到額定轉速。因此，熱交換氣體入口溫度在啟動剛開始后達到峰值P，對熱交換器的熱沖擊過大。與此相對，在本實施方式中，對圖1的熱交換器6以利用壓縮氣體Gl進行的一次暖機及利用輔助燃燒器7的廢氣G3進行的二次暖機這兩個階段進行，使圖2的熱交換氣體入口溫度逐漸上升，因此能夠大幅地限制在啟動時產(chǎn)生對熱交換器6的過大的熱應力。
[0043]此外，由于設置了圖1所示的功率轉換裝置11，因此如圖2所示，即使逐漸提高熱交換氣體入口溫度，也能夠同時將轉速保持為一定。由此，直至暖機結束，能夠?qū)⑥D速保持為一定。
[0044]在二次暖機中，由于控制第二燃料控制閥10，S卩，調(diào)整圖1的輔助燃燒器7的點燃量，因此不必考慮主燃燒器2在額定狀態(tài)下的燃燒特性的變化，能夠進行輔助燃燒器7在點火時及點燃量少的狀態(tài)下的點燃量的調(diào)整。
[0045]進而，以往通過調(diào)整燃料的流量來進行轉速控制，但在本實施方式中，使用功率轉換裝置11由變頻調(diào)速電動機IM進行轉速控制，能夠?qū)⑷剂系墓┙o僅用于發(fā)電，因此設計的自由度提高。此外，通過將變頻調(diào)速電動機頂用作啟動裝置，不需要以往必須的另外的啟動器，結構變得簡單。
[0046]圖3是表示本發(fā)明的第二實施方式的燃氣渦輪發(fā)動機的簡要結構圖。第二實施方式與圖1的第一實施方式相比，不同點在于沒有輔助燃燒器7和向其分別供給空氣及燃料的抽氣閥8及第二燃料控制閥10，除此以外的結構與圖1的第一實施方式相同。
[0047]圖4表示第二實施方式的燃氣渦輪發(fā)動機GT的特性。如圖3及圖4所示，在第二實施方式中，一次暖機結束后，在通過功率轉換裝置11進行一定轉速的控制的同時，打開第一燃料控制閥9，使主燃燒器2點火，并逐漸增大第一燃料控制閥9的開度，使主燃燒器2的點燃量緩慢增加，由此使熱交換氣體入口溫度不發(fā)生較大變化，完成熱交換器6的暖機(二次暖機)。
[0048]二次暖機結束后，進一步增大第一燃料控制閥9的開度，使主燃燒器2的點燃量及發(fā)動機轉速增加，使熱交換氣體入口溫度不發(fā)生較大變化，提速至額定轉速。到達額定轉速后，過渡至負荷模式。
[0049]在第二實施方式中，對圖3的熱交換器6以利用壓縮氣體Gl進行的一次暖機及利用主燃燒器2的廢氣G3進行的二次暖機這兩個階段進行，使圖4的熱交換氣體入口溫度逐漸上升，因此能夠大幅地限制在啟動時產(chǎn)生對熱交換器6的過大的熱應力，能夠防止在熱交換器內(nèi)部產(chǎn)生破損。
[0050]圖5是表示本發(fā)明的第三實施方式的燃氣渦輪發(fā)動機的簡要結構圖。第三實施方式與圖1的第一實施方式相比，不同點在于，作為輔助燃燒器7，使用設置在連接渦輪3與熱交換器6的排氣管道上的管道燃燒器52，除此以外的結構及啟動時的工作與圖1及圖2的第一實施方式相同。因此，即便在第三實施方式中，也與圖1的第一實施方式同樣奏效。
[0051]在上述各實施方式中，作為主燃燒器2，使用催化燃燒器，但主燃燒器2不限于此。此外，本發(fā)明也能夠適用于如下所述的貧燃料吸入燃氣渦輪發(fā)動機，其將在煤礦產(chǎn)生的CMM(Coal Mine Methane ;煤礦甲烷)等低熱量氣體與空氣或從煤礦排出的VAM(Ventilation Air Methane ;煤礦通風甲燒)等混合等，通過由壓縮機壓縮，制成不點火的燃燒極限濃度以下的工作氣體，吸入發(fā)動機，將所含的甲烷這樣的可燃成分用作燃料。由于本發(fā)明啟動時間比較長，特別是對于如貧燃料吸入燃氣渦輪發(fā)動機那樣不頻繁啟動的系統(tǒng)有效。
[0052]如上所述，參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行了說明，但在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，能夠進行各種補充、改變或刪除。因此，這樣的補充、改變及刪除也包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。因此，這樣的補充、改變及刪除也包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0053]附圖標記說明
[0054]I壓縮機
[0055]2主燃燒器(燃燒器)
[0056]3 渦輪
[0057]4旋轉機械(啟動裝置)
[0058]6熱交換器
[0059]7輔助燃燒器
[0060]11功率轉換裝置
[0061]20控制器
[0062]52管道燃燒器(輔助燃燒器)
[0063]GT燃氣渦輪發(fā)動機
[0064]Gl壓縮氣體
[0065]G2燃燒氣體
[0066]G3 廢氣
[0067]G20抽出氣體
[0068]IM啟動裝置(變頻調(diào)速電動機)
【權利要求】
1.一種燃氣渦輪發(fā)動機的啟動方法，所述燃氣渦輪發(fā)動機具有壓縮機、燃燒器、渦輪、啟動裝置和熱交換器，所述壓縮機壓縮進氣，所述燃燒器使由所述壓縮機壓縮的壓縮氣體燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃燒氣體，所述渦輪由所述燃燒氣體驅(qū)動，所述熱交換器通過來自所述渦輪的廢氣對所述壓縮氣體加熱； 具備一次暖機工序、二次暖機工序和加速工序； 所述一次暖機工序使用所述啟動裝置將發(fā)動機轉速保持在部分轉速，通過所述壓縮氣體對所述熱交換器暖機； 所述二次暖機工序通過在使用所述啟動裝置保持在所述部分轉速的狀態(tài)下，使所述燃燒器工作，逐漸增加所述廢氣的溫度，由此對所述熱交換器暖機； 所述加速工序使所述燃燒器的點燃量增加，同時，使用所述啟動裝置使發(fā)動機轉速增加，提速至額定轉速。
2.根據(jù)權利要求1所述的燃氣渦輪發(fā)動機的啟動方法，其特征在于，所述啟動裝置由兼作通過所述渦輪驅(qū)動的發(fā)電機的旋轉機械構成。
3.根據(jù)權利要求2所述的燃氣渦輪發(fā)動機的啟動方法，其特征在于， 在所述旋轉機械上連接由逆變器及整流器構成的功率轉換裝置，所述啟動裝置包含變頻調(diào)速電動機 ； 所述功率轉換裝置將所述旋轉機械作為啟動裝置驅(qū)動； 在所述一次及二次暖機工序中，通過所述變頻調(diào)速電動機保持在所述部分轉速； 在所述加速工序中，通過所述變頻調(diào)速電動機使發(fā)動機轉速增加，提速至額定轉速。
4.根據(jù)權利要求1、2或3所述的燃氣渦輪發(fā)動機的啟動方法，其特征在于，所述燃氣渦輪發(fā)動機是貧燃料吸入燃氣渦輪發(fā)動機。
5.根據(jù)權利要求1~4中任意一項所述的燃氣渦輪發(fā)動機的啟動方法，其特征在于， 在所述二次暖機工序中，優(yōu)選通過增加所述燃燒器的點燃量，使所述廢氣的溫度逐漸上升，根據(jù)該結構，能夠以簡單的結構進行兩個階段的暖機。
6.根據(jù)權利要求1~4中任意一項所述的燃氣渦輪發(fā)動機的啟動方法，其特征在于， 所述燃氣渦輪發(fā)動機進一步設置在啟動時使所述廢氣升溫的輔助燃燒器； 在所述二次暖機工序中，通過增加所述輔助燃燒器的點燃量，使所述廢氣的溫度逐漸上升。
7.根據(jù)權利要求6所述的燃氣渦輪發(fā)動機的啟動方法，其特征在于， 通過所述輔助燃燒器，在從所述壓縮氣體部分抽出的抽出氣體中混合燃料，使其火焰燃燒，產(chǎn)生加溫用氣體，并將該加溫用氣體混入所述廢氣進行加溫，同時，在所述二次暖機工序中，所述輔助燃燒器的點燃量的調(diào)整通過組合所述燃料的流量和所述抽氣氣體的流量的控制來進行。
8.一種燃氣渦輪發(fā)動機，具備壓縮機、燃燒器、渦輪、啟動裝置、熱交換器、輔助燃燒器和控制器； 所述壓縮機壓縮進氣； 所述燃燒器使由所述壓縮機壓縮的壓縮氣體燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃燒氣體； 所述渦輪由所述燃燒氣體驅(qū)動； 所述熱交換器利用來自所述渦輪的廢氣對所述壓縮氣體加熱；所述輔助燃燒器在啟動時使所述廢氣升溫； 所述控制器進行如下控制:通過所述啟動裝置將發(fā)動機轉速保持在部分轉速，進行利用所述壓縮氣體的一次暖機，在通過所述啟動裝置保持在所述部分轉速的狀態(tài)下，使所述輔助燃燒器工作，逐漸增加所述廢氣的溫度，由此進行對所述熱交換器暖機的二次暖機，進而，在使所述燃燒器的點燃量增加的同時，使用所述啟動裝置使發(fā)動機轉速增加，提速至額定轉速。
9.根據(jù)權利要求8所述的燃氣渦輪發(fā)動機，其特征在于， 所述啟動裝置由兼作通過所述渦輪驅(qū)動的發(fā)電機的旋轉機械構成； 在所述旋轉機械上連接由逆變器及整流器構成的功率轉換裝置； 所述啟動裝置包含變頻調(diào)速電動機； 所述功率轉換裝置將所述旋轉機械作為啟動裝置驅(qū)動； 所述變頻調(diào)速電動機在所述熱交換器的暖機期間，將發(fā)動機轉速保持在部分轉速，在二次暖機結束后，使 發(fā)動機轉速增加，提速至額定轉速。
【文檔編號】F02C7/26GK104011347SQ201280062709
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2012年12月7日 優(yōu)先權日:2011年12月22日
【發(fā)明者】山崎義弘, 黑坂聰, 堂浦康司 申請人:川崎重工業(yè)株式會社