[发明专利]余热蒸汽发生器热吹扫的系统和方法

说明书

技术领域

本发明一般地涉及如用于发电站的那些联合循环发电系统，而更 具体地讲，涉及用于完成余热蒸汽发生器(HRSG)的热吹扫的方法和系 统。

背景技术

至少某些已知的联合循环发电系统包括至少一个燃气涡轮机，其 为用于向电网供电的发电机提供动力。来自至少某些已知的燃气涡轮 机的排气供给HRSG，其从排气中提取热量来产生蒸汽以用于其他过 程，诸如但不限于，驱动蒸汽涡轮机和/或提供用于加热或脱盐的热蒸 汽。蒸汽涡轮机产生的电还驱动向电网提供附加电力的发电机。

在排气流道内包括旁路风门(bypass damper)的联合循环发电系统 常设计为，使得旁路风门可以用来帮助在负荷下将燃气涡轮机的排气 通道从简单循环转换到联合循环，以及转换回去。指导此设备的主要 法规指南是NFPA85和ISO21789。如果系统启动包括对通过燃气涡轮 机和HRSG的排气流通道的冷吹扫，则模式间转换的实施是明文许可 的。

但是，更多的系统操作员正在需要这样的操作场景：在将排气通 道内的设备，如HRSG，投入使用前先执行运行后吹扫(post-operational purge)。如果要求从简单循环到联合循环运行的转换，可能希望在不 关闭燃气涡轮机请情况下来这样做。称为“热吹扫”排气通道的实施， 在NFPA85得到认可，但有严格限制。例如，该运行仅可在当燃气涡 轮机的排气温度比在任何可被引入燃气涡轮机或任何下游加热设备 的燃料或者燃料混合物的最低自燃温度(AIT)低至少100°F时发生。

另外，国际标准化组织(ISO)开发了ISO21789，它是世界性的燃 气涡轮机安全标准。如果燃气涡轮机排气气体被验证且控制为比任何 可能出现的可燃性气体或蒸汽的AIT的80％还低，该标准允许将其用 于吹扫。

发明内容

一方面，本发明的某些构造提供了用来运行能量系统的一种方 法。该方法包括计算用于能量系统的燃料的自燃温度，以及将该自燃 温度存储于系统存储器。然后将与能量系统相关的燃气涡轮机卸载至 预定的运行范围并且降低从燃气涡轮机排放的排气流的温度。之后将 排气旁路风门打开至预定位置以使得预定体积的空气进入在能量系 统内限定的排气流通道。在经过预定量的时间后，释放能量系统以正 常运行。

另一方面，本发明的某些构造提供了用于在操作能量系统时使用 的控制系统。该控制系统包括涡轮机控制系统和控制系统处理器，该 处理器配置为用来确定用于该能量系统的燃料的自燃温度。

在本发明的再一方面，本发明的某些构造提供了控制余热蒸汽发 生器(HRSG)的热吹扫的方法。HRSG是包括了控制系统处理器和系统 存储器的联合循环发电系统的一部分。该方法包括计算用于能量系统 的燃料的自燃温度，以及将该自燃温度存储在系统存储器中，将与能 量系统相关联的燃气涡轮机卸载至运行的热吹扫范围，以及控制燃气 轮机的多个进气导流叶片的运行以控制燃气涡轮机排气的温度。当排 气到达适当的温度时，排气旁路风门打开到热吹扫位置以使得预定体 积的空气进入余热蒸汽发生器。经过预定量的时间后，发电系统释放 以正常运行。

附图说明

图1是示范性控制系统的方框图，该系统可用于热吹扫联合循环 发电系统中使用的余热蒸汽发生器(HRSG)；以及

图2是流程图，其图示了用于开始和控制HRSG的热吹扫的示范 性方法，诸如可用于图1中所示的控制系统。

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