[发明专利]为燃气轮机的喷雾进口温度抑制器提供压力的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及燃气轮机，且本发明具体涉及对燃气轮机进气温度控制的锅炉给水的使用。

背景技术

已经熟知在燃气轮机运转中，汽轮机输出功率的减小与环境气温的增大成比例。然而，燃气轮机操作员经常遇到在提高的环境温度下的峰值功率发电要求(例如，由于主要城市中的高空调负荷)。在这些峰值功率需求期间通过辅助系统产生额外的电力是经济且有利的。一种用于增加功率输入的辅助系统是进口起雾或雾化系统，其向进口管道中提供水的直接喷雾，通过蒸发过程降低燃气轮机的气温并从而增加输出功率。

压缩机进口起雾系统通常试图使进入进口管道的水喷雾与流向燃气轮机的空气的蒸发潜力(evaporation potential)相匹配。因为环境温度条件是可变的，所以需要可变的水喷雾和喷水的显著减弱。现有的起雾系统使用多个格栅，每个格栅具有相当多的喷嘴以将水喷溅到进口管道中。然而，当供水减弱时，进口管道中的喷雾形式就变得较为不一致，导致较少的蒸发和较多的携带水。进入压缩机的携带水(即，大滴的水)具有侵蚀初级压缩机的可能。另外，气流被进口管道中的喷嘴和辅助管系扰乱，导致减少的蒸发。这些扰乱经常不利地在歧管的流动下游区中形成漩涡。因此，需要有一种起雾系统，其在低于满需求的条件下向燃气轮机中提供基本一致的喷水，最少地阻碍流动和产生漩涡。

在2005年5月19日公布的题为“Spray nozzle gridconfiguration for gas turbine inlet misting system”的美国专利申请第2005/0102995号中公开了解决该需求的一种尝试。该申请公开了一种起雾器，其包括在管道的相对侧之间延伸的多个歧管。每个歧管沿着歧管的长度在侧向隔开的位置处支撑多个喷嘴。歧管沿管道中的气流方向相继地隔开，连接中间和上游歧管的喷嘴的导管绕过下游歧管以在垂直于管道中的气流方向的公共平面中提供喷嘴。这种布置提供了均匀的喷雾，从而向压缩机的进口提供了均匀的润湿空气。虽然该申请中的教导提供了很多优点，但现有技术的某些缺点仍然存在。例如，分立的高压泵送系统的使用是高成本的，且在一些实施例中是不可靠的。

所需要的是向燃气轮机提供节省成本且可靠的高压水源的方法和装置，例如本文公开的方法和装置。

发明内容

在一个实施例中，公开了一种为燃气轮机进口的起雾系统供水的装置，所述装置包括：从环路到泵的加热给水分流器，所述泵向起雾系统提供高压给水。

也公开了联合循环发电厂的一个实施例，包括：利用燃气轮机废气的热传递来加热给水的环路；来自所述环路的已加热给水的分流器；以及泵，用于接收已加热给水并为起雾系统提供高压给水以向燃气轮机的进口提供水雾。

还公开了一种为燃气轮机的起雾系统供水的方法的实施例，所述方法包括：使给水分流到泵；加压给水；以及向起雾系统提供高压给水。

附图说明

图1绘制了联合循环发电厂的各方面；

图2绘制了布置在汽轮机的压缩机的进气管道中的现有技术起雾器的各方面；

图3和图4绘制了图2的起雾器布置的各方面；

图5是根据本文的教导绘制温度装置的各方面的示意图；和

图6是绘制了图5的装置的压力供给的各方面的示意图。

具体实施方式

公开了为联合循环发电厂的燃气轮机提供高压给水的方法和装置。本文的教导替换了现有技术的橇装泵机组(pump skid)及关联部件。对橇装泵机组的去除提供了改善的系统可靠性和操作特性。为此，现在讨论联合循环发电厂和燃气轮机的现有技术起雾系统的各方面。

参看图1，示出有现有技术联合循环发电厂1001的示范性方面。发电厂1001包括燃气轮机140、两个发电机160、蒸汽轮机130、冷凝器150、给水泵170和蒸汽发生器180。在运转中，燃汽轮机140用作发电机160之一的直接驱动器。另外，燃汽轮机140的废气加热给水并产生过热蒸汽。过热蒸汽被引导至蒸汽轮机130以驱动发电机160中的一个。送到蒸汽轮机130的过热蒸汽一般是高压高温的。例如，在一些实施例中，给水的压力在大约2600psig和大约2800psig之间，而给水的温度在大约300°F和大约320°F之间。

可以想到，联合循环发电厂1001通过用来自燃气轮机140的机械能使第一发电机160旋转以及用由蒸汽轮机130得来的机械能使第二发电机160旋转来提供电力。