[发明专利]控制发电机组中燃气轮机的方法及执行该方法的发电机组

说明书

技术领域

本发明涉及发电机组技术领域以及涉及一种控制发电机组的燃气轮机的方法，用该方法，针对每种负荷，涡轮进口温度TIT或涡轮排出口温度TAT以及一个或多个可变进口导向叶片栅VIGV的位置的一个预先指定的级别或变量被确定。用于执行该方法的发电机组也在于本发明的范围内。

背景技术

可以通过改变涡轮进口温度，压缩机进口质量流量或两个参数来调节燃气轮机的输出。为了调节压缩机进口质量流量，例如通过可变进口导向叶片栅来改变压缩机进口几何结构。

涡轮进口温度的水平基本上决定了燃气轮机的使用寿命消耗或检查时间间隔的长短。

燃气轮机的效率基本上由压力比来决定，该压力比具有固定涡轮进口温度，其与压缩机进气量成比例地进行。

燃气轮机的输出基本上由涡轮进口温度来决定。涡轮排出口温度与涡轮进口温度水平成正比，并与燃气轮机的压力比成反比。

组合的燃气－蒸汽轮机发电机组也就是所谓的联合循环发电机组的效率取决于涡轮排出口温度的水平以及燃气轮机的效率。由此，于是联合循环发电机组的总效率和输出基本上取决于涡轮进口温度。

目前，燃气轮机被控制成使得涡轮进口或排出口温度的一个预先指定级别/压缩机进口导向叶片栅位置，或者对预先指定的压缩机进口导向叶片栅位置而言的温度的变化与每种负荷有关。

在涡轮进口温度和/或压缩机进口导向叶片栅位置的灵活适配方面，最小化电力生产成本仅仅在重新试车的情况下是可能的，其中在重新试车期间，为了达到指定的最大或最小负荷值或是负荷的函数，建立了涡轮进口温度或涡轮排出口温度以及压缩机进口导向叶片栅位置的相应级别或变量。如果，例如在燃油价格增长的情况下，对于固定的电力输出，将希望降低效率同时延长使用寿命以及由此延长维护周期，因为这个，将需要对燃气轮机重新试车。

发明内容

因此，本发明的目的在于建立控制发电机组的方法，其中，所述发电机组以燃气轮机为基础，并且即使不重新试车也能够使涡轮进口温度和/或压缩机进口导向叶片栅位置进行灵活适配。

根据本发明，通过多条燃气轮机的运行线来实现目的，其中，对不同的涡轮进口温度TIT或涡轮排出口温度TAT以及对压缩机进口导向叶片栅VIGV的位置，所述多条运行线被指定为负荷的函数，而且为了在操作期间最小化电力生产成本，在发电机组的固定的或变化的电力输出期间，在不同的运行线之间执行任意切换。

本发明的运行原理给出了发电机组操作员在任何时候根据需求来最小化电力生产成本的可能性。

电力生产成本基本上取决于随后的花费和收入，这些都源于发电机组的运行结果，具体地源于每生产1度电发电机组支付的燃油费用，这些费用由发电机组支付，其水平取决于燃气轮机的效率，由电力销售带来的发电机组收入，以及使用寿命损耗，例如燃气轮机使用和维修的成本。

根据本发明，灵活的燃气轮机运行原理能够使最小化电力生产成本得到优化。这样，在操作期间，在固定的或变化的电力输出期间，能够在不同涡轮进口温度和压缩机进口导向叶片栅位置之间执行切换。

附图说明

从优选实施例能得出本发明进一步的优点和特点以及细节，其中优选实施例源自下面的考虑以及参见附图。在附图中示意地：

图1示出了具有燃气轮机的发电机组的简单框图；以及

图2以负载的函数形式示出了燃气轮机的在不同的涡轮进口温度（TIT）以及不同的压缩机进口导向叶片栅（VIGV）的位置下的不同运行线。

具体实施方式

燃气轮机10，包括压缩机12、燃烧室20、涡轮14，在图1所示发电机组中，能看出所述燃气轮机是重要组成部分。压缩机12和涡轮14布置在共同的轴16上，其中轴16驱动发电机18。经由进气口28、过滤器26和一个可调导向叶片装置24，压缩机12从环境吸入空气，将其压缩并通过高压将由此被压缩的空气输送至燃烧室20，在燃烧室中，压缩空气被用于燃料（液态的或气态的）的燃烧，其中经由燃料供给线路22供给燃料。产生的热气在涡轮14内膨胀，实施作业，并此后能用于例如后续的余热回收蒸汽发生器以生成生产用蒸汽或用于蒸汽汽轮机的蒸汽。

为了控制整个设备（燃气轮机和其它组成部分），提供了在图中用具有输出端的简单块表示的控制单元30，但实际上可以配置为非常复杂的形式并且对不同的设备元件带有许多输出。