[发明专利]用于运行联合循环动力设备的方法及系统

说明书

技术领域

本发明大体上涉及发电系统，并且更具体地涉及包括大型 变速工艺装备的联合循环动力设备。

背景技术

至少一些公知的一体式气化联合循环动力设备使用空气分 离单元来产生用于气化工艺的氧化剂流。为了正确运行，空气分离单 元需要流量和压力相对恒定的压缩空气源。马达驱动式压缩机通常用 于提供处于所需流量和压力的压缩空气。然而，马达驱动式压缩机是 一种使用大量电能的昂贵装备。燃气涡轮发动机的压缩机为另一种压 缩空气源。然而，由燃气涡轮发动机的压缩机所供送的空气流量和压 力基于发电机上的负载是可变的。

发明内容

在一个实施例中，一种用于运行燃气涡轮发动机动力系统 的系统包括燃气涡轮发动机系统，该燃气涡轮发动机系统包括通过第 一轴联接到发电机上的燃气涡轮发动机，其中，该燃气涡轮发动机包 括压缩机、燃烧室，以及传动地联接到压缩机和发电机上的涡轮。该 系统还包括通过第二轴联接到负载上的变速驱动机，例如但不限于涡 轮驱动器或电动马达。该系统还包括变速驱动系统，其可选地在燃气 涡轮发动机系统的启动顺序期间可联接到燃气涡轮发动机动力系统 的第一构造中的变速驱动机上，以及可联接到燃气涡轮发动机动力系 统的第二构造中的变速驱动机上。

在另一个实施例中，一种运行发动机驱动型发电机系统的 方法，包括：将变速驱动装置的输出电性联接到发动机驱动型发电机 上，使用变速驱动装置将发动机驱动型发电机驱动到预定转速来启动 发动机，以及当发动机已启动至一定负载时从发动机驱动型发电机切 换变速驱动装置的输出，以便使用变速驱动装置来控制负载的启动和 变速运行。

在又一个实施例中，一种一体式气化联合循环(IGCC)动力 系统包括燃气涡轮发动机驱动型发电机系统，其包括压缩机以及传动 地联接到燃气涡轮机上的发电机。该系统还包括流动连通地联接在压 缩机与空气分离单元之间的变速增压器，其中该变速增压器构造成用 以接收处于可变流量和压力的压缩气流，以及用以产生流向空气分离 单元的流量大致恒定且压力大致恒定的压缩气流。变速增压器传动地 联接到变速驱动马达上。该系统还包括变速驱动装置，其在启动燃气 涡轮发动机驱动型发电机系统期间可联接到发电机上，而在未启动燃 气涡轮发动机驱动型发动机系统时可联接到变速驱动马达上。

附图说明

图1至图3示处了本文所述方法及系统的示例性实施例。

图1为示例性一体式气化联合循环(IGCC)发电系统的简 图；

图2为图1中所示的根据本发明示例性实施例的系统的一 部分的示意性框图；以及

图3为运行发动机驱动型发电机系统的示例性方法的流程 图。 零件清单 10一体式气化联合循环(IGCC)系统 12主空气压缩机 14空气分离单元(ASU) 16气化器 18合成气冷却器 20燃气涡轮发动机 22蒸汽涡轮机 24燃气涡轮发动机压缩机 26燃气涡轮发动机燃烧器 28压缩机 30燃料源 32净化装置 34发电机 35启动器 36热回收蒸汽发生器 37功率系统总线 38发电机 40泵 42断路器 44电力变压器 46断开开关 48启动器控制装置 202第一流动通道 204中间冷却器 206第二流动通道 208可变导叶增压器 210变速电动马达 212开关 214处理器 300示例性方法 302将变速驱动装置的输出电性联接到发动机驱动型发电机上 304使用变速驱动装置将发动机驱动型发电机驱动至预定转速 来启动发动机 306当发动机已启动至一定负载时从发动机驱动型发电机切换 变速驱动装置的输出，以便使用变速驱动装置来控制负载的启动和变 速运行

具体实施方式

以下详细描述通过举例而非限制的方式示出了本发明的实 施例。设想到的是，本发明对于在工业、商业和居住应用中运行包括 电力驱动装备的变速机器具有普遍的适用性。

如本文所用，以单数形式描述的且冠以用词“一个”或“一种” 的元件或步骤应当理解为并未排除复数个元件或步骤，除非明确地指 出这种排除。此外，参照本发明的“一个实施例”并非意图理解为排除 了同样结合所述特征的其它实施例的存在。