用于以期望的角度差值聯(lián)接蒸汽輪機和燃氣輪機的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 在組合的燃氣和蒸汽發(fā)電廠中，首先通過燃燒燃氣驅(qū)動燃氣輪機。借助燃氣輪機 的余熱產(chǎn)生用于蒸汽輪機的蒸汽。因此，在燃氣和蒸汽發(fā)電廠開動時，首先運行燃氣輪機。 在提供足夠的蒸汽時，才能夠接合蒸汽輪機。在單軸設(shè)施中，燃氣輪機和發(fā)電機固定地在軸 上連接。蒸汽輪機沿相同的軸線設(shè)置并且能夠經(jīng)由聯(lián)接裝置連接。因此，需要將蒸汽輪機 和燃氣輪機聯(lián)接。
【背景技術(shù)】
[0002] 在此，聯(lián)接角度在實踐中隨機得出。從EP1911939A1中已知的是，有針對性地選 擇聯(lián)接角度。因此，選擇振動負荷最小化的聯(lián)接角度是可能的。概括地說，因此，可能在一 定的范圍中補償兩個滿輪機的不平衡度。因此，剛好與聯(lián)接兩個滿輪機使得不平衡度相加 的聯(lián)接裝置相比，能夠?qū)崿F(xiàn)減少振動負荷。雖然存在該優(yōu)點，但是該方法不被使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是，提供一種用于W期望的聯(lián)接角度聯(lián)接的改進的方法。同樣應(yīng)研 制相應(yīng)的設(shè)備。
[0004] 雖然下面示出的本發(fā)明原則上適合于將種類很多的轉(zhuǎn)動裝置與種類很多的軸裝 置聯(lián)接，在需要直觀的描述時，始終選擇蒸汽輪機作為轉(zhuǎn)動裝置的示例并且選擇燃氣輪機 作為軸裝置的示例。在此，運為本發(fā)明的迄今為止最重要的應(yīng)用。但是，明確地也能夠考慮 其他的應(yīng)用。
[0005] 已知的是，提出用于將蒸汽輪機和燃氣輪機聯(lián)接的具有下述步驟的方法。首先，將 蒸汽輪機加速至低于燃氣輪機的轉(zhuǎn)速的初始轉(zhuǎn)速。對此，能夠如通常的那樣進行并且在足 夠的蒸汽量的情況下開動蒸汽輪機。在此，運適合于檢測燃氣輪機和蒸汽輪機之間的角度 差值。在達到初始轉(zhuǎn)速時，W根據(jù)轉(zhuǎn)速差值和角度差值來選擇的加速度值繼續(xù)蒸汽輪機的 加速。只要蒸汽輪機和燃氣輪機之間的轉(zhuǎn)速差值下降到數(shù)值零，那么接合蒸汽輪機，其中同 時繼續(xù)加速蒸汽輪機。因此，在接合過程開始時，蒸汽輪機的轉(zhuǎn)速等于燃氣輪機的轉(zhuǎn)速。將 蒸汽輪機相對于燃氣輪機加速，使得蒸汽輪機轉(zhuǎn)速升高為暫時大于燃氣輪機的轉(zhuǎn)速。
[0006] 與預(yù)設(shè)的目標(biāo)角度和直至初始轉(zhuǎn)速的蒸汽輪機加速度相關(guān)地，根據(jù)角度差值和轉(zhuǎn) 速差值來設(shè)置實際要選擇的蒸汽輪機轉(zhuǎn)速理論值。在此，利用下述認知，在初始轉(zhuǎn)速下的角 度差值、用于將蒸汽輪機相對于燃氣輪機從初始轉(zhuǎn)速加速至理論轉(zhuǎn)速的加速度值和得到的 聯(lián)接角度（在此為目標(biāo)聯(lián)接角度）之間得到明確的關(guān)聯(lián)關(guān)系。燃氣輪機的轉(zhuǎn)速和理論轉(zhuǎn)速 之間的差值稱作為理論轉(zhuǎn)速差值。蒸汽輪機的理論轉(zhuǎn)速是隨時間變化的并且與轉(zhuǎn)速差值和 角度差值相關(guān)地形成。在接合期間，蒸汽輪機的轉(zhuǎn)速升高為稍微大于燃氣輪機的轉(zhuǎn)速。在 接合結(jié)束之后，燃氣輪機和蒸汽輪機的轉(zhuǎn)速自然是相等的。
[0007] 隨機地得出并且從角度差值測量中已知在初始轉(zhuǎn)速下的角度差值、簡稱為啟動角 度差值。在此，W計算的方式從圍繞所謂的標(biāo)稱的啟動角度差值的包括360°的范圍中選擇 啟動角度差值。標(biāo)稱的啟動角度差值為下述角度：即在考慮目標(biāo)角度的條件下直至接合蒸 汽輪機不變地維持蒸汽輪機加速度的情況下燃氣輪機超前蒸汽輪機所述角度。運借助示例 示出：如果啟動速度差值為-IHz，迄今的蒸汽輪機加速度為0. 05化/s，目標(biāo)值為0°，那么 標(biāo)稱的啟動角度差值為3600°。
[0008] 目標(biāo)聯(lián)接角度通常選擇成，使得實現(xiàn)聯(lián)接的燃氣輪機和蒸汽輪機的振動負荷的最 小化。優(yōu)選要觸發(fā)的目標(biāo)聯(lián)接角度在此能夠通過測量振動負荷并且通過計算方面的觀察來 確定。在通常情況下，考慮二者的組合。
[0009] 在選擇初始轉(zhuǎn)速差值和選擇加速度值時存在自由度，盡管所述自由度是有限的。 在選擇加速度值時要考慮的是，提供足夠的蒸汽并且不出現(xiàn)不穩(wěn)定性等。
[0010] 證實為有益的是，初始轉(zhuǎn)速差值大約為0. 5化至大約IHz，其中蒸汽輪機的轉(zhuǎn)速小 于燃氣輪機的轉(zhuǎn)速。
[0011] 本方法與在EP1 911 939A1中使用的方法相比的主要優(yōu)點是，在保持轉(zhuǎn)速下不 需要中斷加速過程。因此，能夠順利地接合并且同時實現(xiàn)期望的目標(biāo)聯(lián)接角度。
[0012] 也要注意的是，在將蒸汽輪機從初始轉(zhuǎn)速加速至蒸汽輪機的速度已經(jīng)達到燃氣輪 機的速度的轉(zhuǎn)速時，蒸汽輪機W多個整圈關(guān)于目標(biāo)角度超前燃氣輪機。關(guān)于角度差值的改 變，蒸汽輪機超前的整圈的數(shù)量明顯是不重要的。運些整圈的數(shù)量的改變給出其他的自由 度，使得為了在給定的加速度下實現(xiàn)期望的目標(biāo)聯(lián)接角度時，不同的初始轉(zhuǎn)速差值是可能 的，或在給定的初始轉(zhuǎn)速差值下，考慮不同的加速度值。
[0013] 在一個實施方式中，從轉(zhuǎn)速差值范圍中選擇期望的初始轉(zhuǎn)速差值，使得在從理論 轉(zhuǎn)速差值中確定期望的加速度值時選擇下述值，借助所述值，將蒸汽輪機加速至初始轉(zhuǎn)速。 因此，能夠?qū)崿F(xiàn)，為了實現(xiàn)目標(biāo)角度必須盡可能少地或在理想情況下根本不改變加速度值。
[0014] 在一個實施方式中提出，初始轉(zhuǎn)速小于燃氣輪機的轉(zhuǎn)速大約IHz、優(yōu)選大約0.甜Z 至大約1.甜Z、并且尤其優(yōu)選大約0. 5化和大約1.IHz。運些值已證實為是適宜的。
[0015] 在另一個實施方式中提出，加速度值為大約0. 025化/s至大約0. 07甜z/s、優(yōu)選為 大約 0. 05Hz/s。
[0016] 在通常情況下要注意的是，在接合時，角度差值W聯(lián)接轉(zhuǎn)動角度改變。運歸因于， 首先在通常情況下將蒸汽輪機加速至理論轉(zhuǎn)速、即略微大于燃氣輪機的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速。通過 跟隨所述趕超過程轉(zhuǎn)入到聯(lián)接套筒中，能夠W聯(lián)接轉(zhuǎn)動角度進行向回轉(zhuǎn)動。通過考慮聯(lián)接 轉(zhuǎn)動角度，最終能夠繼續(xù)優(yōu)化振動負荷。
[0017] 本發(fā)明也設(shè)及一種具有燃氣輪機和蒸汽輪機的相應(yīng)的設(shè)備，所述設(shè)備具有用于將 燃氣輪機和蒸汽輪機聯(lián)接的聯(lián)接裝置。所述設(shè)備具有用于檢測燃氣輪機和蒸汽輪機之間的 角度差值的裝置。此外，存在用于W加速度值加速蒸汽輪機的裝置。此外，設(shè)置有機構(gòu)，所 述機構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)檢測出的角度差值通過調(diào)整用于加速蒸汽輪機的加速度值和接合過 程開始時的在燃氣輪機和蒸汽輪機之間的理論轉(zhuǎn)速差值來實現(xiàn)燃氣輪機和蒸汽輪機之間 的期望的目標(biāo)聯(lián)接角度。
[0018] 所述設(shè)備適合于執(zhí)行在上文中詳述的方法。通過設(shè)備的設(shè)計方案，能夠?qū)崿F(xiàn)方法 的不同的實施方式。
[0019] 在此要描述的是，在任何情況下都需要對已知的燃氣輪機設(shè)施的輕微的設(shè)備的改 變，所述燃氣輪機設(shè)施包括廢熱蒸汽生成器，所述廢熱蒸汽生成器提供用于驅(qū)動蒸汽輪機 的蒸汽。因此，始終存在用于加速蒸汽輪機的機構(gòu)。具體地，在此，此外設(shè)及下述閥，所述閥 應(yīng)將蒸汽引向蒸汽輪機，W及閥的相關(guān)的觸發(fā)裝置。通常也確定滿輪機的相位位置。因此， 通常存在相應(yīng)的測量裝置。當(dāng)然，在已知的設(shè)施中通常不足夠快地檢測相位位置。因此，需 要進行改裝，W便足夠快地檢測相對角度并且將檢測出的值提供給控制裝置。對此，大約 4ms至大約20ms的時長通常是有意義的。通常，此外與現(xiàn)有技術(shù)相比僅改進控制裝置。
【附圖說明】
[0020] 在下文中根據(jù)附圖詳細描述本發(fā)明。在此示出：
[0021] 圖1示出在從為mz的初始轉(zhuǎn)速差值和為零的初始角度差值開始的不同的相對加 速度下的不同的聯(lián)接角度的關(guān)聯(lián)關(guān)系； 陽022] 圖2示出從為mz的初始轉(zhuǎn)速差值和為-3600°的初始角度差值開始的與角度差 值相關(guān)的理論角度差值；
[0023] 圖3示例性地示出燃氣輪機和蒸汽輪機的轉(zhuǎn)速的變化曲線；
[0024] 圖4示出在接合時的角度差值的變化曲線和聯(lián)接轉(zhuǎn)動角度；
[00巧]圖5、6和7示出W期望的差值角度接合的原理。
【具體實施方式】
[0026] 在圖1中針對不同的恒定的加速度值，與相應(yīng)的轉(zhuǎn)速差值相關(guān)地繪制在加速蒸汽 輪機期間的角度差值。在橫坐標(biāo)軸上W化為單位繪制燃氣輪機與蒸汽輪機的轉(zhuǎn)速差值。在 縱坐標(biāo)軸上W度為單位繪制角度差值，其中也加上整數(shù)倍的360°。
[0027] 最上邊的虛線的曲線示出在加速度值為0.025化/s時的關(guān)聯(lián)關(guān)系，中間的點狀 的曲線示出在加速度值為0.05HZ/S時的關(guān)聯(lián)關(guān)系，并且下邊的實線示出在加速度值為 0. 075化/s時的關(guān)聯(lián)關(guān)系。運應(yīng)根據(jù)中間的曲線詳細闡述。
[0028] 在曲線的左下端的點視作起始點。燃氣輪機和蒸汽輪機之間的角度差值為零，轉(zhuǎn) 速差值為-mz。運就是說，燃氣輪機W大于蒸汽輪機一化的方式轉(zhuǎn)動。在該點處，即在蒸 汽輪機的該初始轉(zhuǎn)速差值下，應(yīng)開始有針對性地接近聯(lián)接角度。
[0029] 蒸汽輪機W0. 05化/s的保持不變的加速度相對于燃氣輪機加速至兩個滿輪機具 有相同的轉(zhuǎn)速。至此時較快的燃氣輪機直至蒸汽輪機具有相同的速度的時刻與蒸汽輪機相 比掃過更大3600°的角度，即所述燃氣輪機在該時間間隔中與蒸汽輪機相比多轉(zhuǎn)10圈。要 指出的是，在此沒有示出時間軸。如在曲線上可看出的是，速度越接近、即轉(zhuǎn)速差值越小，燃 氣和蒸汽輪機之間的角度差值改變就減小。如進一步從不同的曲線中可看出的是，加速度 越小，在接