[发明专利]扩大燃气轮机排放符合性的系统和方法

说明书

技术领域

[0001]本申请一般性地涉及燃气轮机，更具体地，涉及在较低负载下扩大燃气轮机排放符合性(emissions compliance)的方法和系统。

背景技术

[0002]由于燃料费用不断上升，曾经设计成主要以全功率输出来运行的燃烧天然气的发电厂现在依据间歇式原则来运行。煤和核能现在一般提供了大部分的稳定功率输出。燃气轮机日益广泛地用来补充峰值需求期间的差别。例如，燃气轮机可以仅仅在白天使用，然后在电力需求较低的夜间停机。

[0003]在负载降低或“低落”期间，燃气轮机一般可保持排放符合性直至降到全额定负载输出的大约百分之四十五(45％)。在该负载以下，一氧化碳(CO)排放物可能出现指数性增加，并造成系统在总体上超出排放符合性。一般来说，排放符合性要求涡轮机总体上产生小于保证的或预定的最小排放水平。这种水平可随环境温度、系统尺寸及其它变量而变化。

[0004]如果燃气轮机因为由于低电力需求而不能保持排放符合性，其就必须停止运转，组合式循环应用中的其它设备也可能需要停机。这一设备可包括热回收蒸汽发生器、蒸汽轮机以及其它装置。在燃气轮机停止运转后使这些其它系统再次联机会不但费钱而且费时。

[0005]这样的启动要求可能妨碍发电厂有效地在需求量高时产生电力。若能够在低电力需求期间保持燃气轮机联机且保持排放符合性以避免启动时间和费用将具有重大的操作性优点。

[0006]因此，需要一种在降低负载期间扩大燃气轮机排放符合性的方法。降低燃气轮机上的负载而同时保持排放符合性可以使操作者能够利用这些峰值需求的机会。

发明内容

[0007]因此，本申请提供了一种以低负载运转的燃气轮机系统。燃气轮机系统可包括多个进口导向叶片、压缩机、涡轮机、和用于维持燃气轮机系统的排放物低于预定水平的空气运动系统。

[0008]本申请还描述了一种以低负载运转的燃气轮机。燃气轮机可包括多个进口导向叶片、压缩机、和提高离开压缩机的出口空气流的温度的空气再循环系统。

[0009]本申请还描述了一种以低负载运转的燃气轮机系统。燃气轮机系统可包括多个进口导向叶片、压缩机、涡轮机、和从压缩机抽出空气的抽气系统。

[0010]在结合多幅附图和所附权利要求仔细阅读以下详细说明后，本申请的这些及其它特征对于本领域技术人员来说将变得显而易见。

附图说明

[0011]图1是进口放气加热结构的示意图；

[0012]图2是压缩机再循环结构的示意图；

[0013]图3是压缩机抽气结构的示意图；

[0014]图4是压缩机排气箱结构的示意图。

附图标记

100   燃气轮机

110   压缩机

120   压缩机排气箱

130   燃烧室

140   涡轮机

150   进口导向叶片

155   进口放气加热结构

160   进口放气加热管路

170   阀门

175   压缩机再循环结构

180   压缩机抽气结构

190   压缩机冷却管路

200   阀门

210   压缩机排气箱抽气结构

220  压缩机排气箱冷却管路

230  阀门

具体实施方式

[0015]现在参照附图，其中，在多幅附图中，相同的附图标记表示相同的组件，图1是燃气轮机系统100的示意图。燃气轮机系统100可包括带有压缩机排气箱120的压缩机110、燃烧室130和涡轮机140。一般来说，燃气轮机系统100通过一组进口导向叶片150接收周围空气。周围空气被压缩机110压缩并输送到燃烧室130，在燃烧室130处，周围空气用来与燃料流燃烧以产生热的燃烧气体。热的燃烧气体被输送到涡轮机140，在涡轮机140处，热的燃烧气体被膨胀以经由多个叶片和转轴产生机械能。涡轮机140和压缩机110一般连接到公共转轴，该公共转轴还可以连接到发电机或其它类型的负载。通过提高燃烧反应区温度以抑制CO(一氧化碳)的形成以及提供火焰稳定性就可能扩大排放符合性。排放符合性的意思是将燃气轮机系统100的排放物总体上维持在预定水平以下。