[发明专利]用于操作联合循环动力装置的方法和系统

说明书

技术领域

本发明大致涉及发电系统以及，更具体地说，涉及包括大 型可变速度过程设备的联合循环动力装置。

背景技术

一些已知的整体气化联合循环(IGCC)动力装置使用空气分 离单元产生用于气化工艺的氧化剂流。通常，空气分离单元需要相对 恒定的流量以及压力的压缩空气源。电动机驱动的压缩机通常用来提 供必要的流量和压力的压缩空气。然而，电动机驱动的压缩机是一种 使用大量电功率的昂贵设备。此外，电动机驱动的压缩机可以认为是 IGCC动力装置的寄生负载，导致总效率的降低。

用于空气处理单元的另一空气源是与IGCC动力装置关联 的燃气轮机的压缩机。然而，由压缩机提供的空气的压力和流量是基 于燃气轮机的负载而变化的。

一些已知的系统结合一种装置，该装置从压缩机接收变化 的压力的空气并且以接近恒定的压力排出空气。通常，该装置由与 IGCC动力装置结合的涡轮机驱动和/或提供能量。由于该涡轮机由 IGCC动力装置的部件驱动和/或提供能量，这个涡轮机可以认为是从 属的能量源。例如，但不限于，该涡轮机可包括从IGCC动力装置的 热回收蒸汽发生器(HRSG)接收蒸汽的蒸汽轮机。然而，提取来自 HRSG的蒸汽可能不是在经济上优选的或商业上允许的。IGCC动力 产生动力装置的运营者能够从提取的蒸汽获得更高的收入。此外，运 营者可能在合同上有责任将一定量的蒸汽提供给工艺。

由于上述原因，需要一种对空气处理单元提供相对恒定的 流量和压力的压缩空气源的系统和方法。该系统和方法不应是IGCC 动力装置的寄生负载。该系统和方法应当跨越燃气轮机的负载范围提 供相对恒定的压力和可调节流量的压缩空气的源。该系统和方法应使 用独立的能量源来驱动和/或激励用来从压缩机接收变化的压力的空 气并且以接近恒定的压力排出空气的装置。

发明内容

根据本发明的实施例，联合循环动力装置系统包括：燃气 轮机(20)，该燃气轮机包括：压缩机(28)、燃烧室以及驱动地联接到压 缩机(28)的涡轮段；来自压缩机(28)的流连通地联接可变导向叶片调压 器(208)入口的放气源；外部功率源(240)；流连通地联接可变导向叶片 调压器(208)的出口的空气分离单元(14)，可变导向叶片调压器(208)与 外部功率源(240)结合，其中外部功率源(240)为可变导向叶片调压器 (208)的操作提供动力。

根据本发明的另一个实施例，一种整体气化联合循环(IGCC) 动力装置(10)包括：燃气轮机(20)，该燃气轮机包括：压缩机(28)、燃 烧室以及驱动地联接到压缩机(28)的涡轮段；外部功率源(240)；以及 流连通地联接在压缩机(28)和空气分离单元(14)之间的可变导向叶片 调压器(208)，可变导向叶片调压器(208)构造成接收变化的流量和压力 的压缩空气流并且利用一个或多个可变的叶片产生匹配要求的流量 和至空气分离单元的基本上恒定的压力的压缩空气流，可变导向叶片 调压器(208)驱动地联接到外部功率源(240)。

附图说明

本发明的这些和另外的特征、方面和优点在参考附图阅读 下列详细说明时将变得更好理解，在附图中同样的标号表示同样的元 件。

图1是显示已知的整体气化联合循环(IGCC)发电系统的示 意图。

图2是显示根据本发明实施例的图1中所示系统一部分的 示意图。

图3是显示根据本发明实施例的控制IGCC系统一部分的 方法的流程图。