[发明专利]用于频率保持运行燃气和蒸汽涡轮机设备的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃气和蒸汽涡轮机设备的频率保持运行方法。

背景技术

当今能源市场越来越多地需求高灵活性的发电厂设备，这些设备除了快速的启动和关闭时间外还能够覆盖较大的功率范围，并且为频率保持运行(Frequenzstützbetrieb)做良好的准备。

此外，还要求其它能力，在有较高电流需求的情况下额外地释放功率(所谓的高峰负荷运行)。为此，在将来期待，在正常时段运行的发电厂也能够参与高峰负荷覆盖和频率保持。

现今的解决方案是使用在部件内的备用功率，或者基于只能够提供非常少的备用功率的技术。不仅用于频率保持也用于高峰负荷覆盖，燃气涡轮机能够被过度燃烧，这能够通过基本负荷的提供来打开压缩机涡轮叶片，或者能够将水喷入吸入空气通道。只是涉及高峰负荷覆盖的要求能够通过蒸汽喷入燃气涡轮机燃烧室、通过燃气涡轮机吸入空气例如借助蒸发吸热或者冷却机器(所谓的制冷机)的冷却来满足或者通过废热蒸汽产生装置(AHDE)装备附加燃烧室的方法，以便提高蒸汽涡轮机功率。为了频率保持，可以积聚新蒸汽或者来自中间过热(改进的滑压运行)的蒸汽，并且随后迅速地打开涡轮机调节阀。

EP 1 164 254 B1记载一种用于高峰负荷覆盖的、即在满负荷情况下用于额外功率的具有蒸汽旁通通路的燃气和蒸汽涡轮机设备。在此，在废热蒸汽产生装置内产生的蒸汽的一部分通过旁通通路经过涡轮机进口和安置在该涡轮机进口下方的其它进口输送到涡轮机部件内，由此在废热蒸汽产生装置内的压力能够基本上保持恒定，并且蒸汽涡轮机的通流能力并因此输出功率也得以提高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于燃气和蒸汽涡轮机的频率保持运行的方法，该方法提供更好的备用功率。

解决本发明技术问题的方式是，在具有燃气涡轮机、蒸汽涡轮机和废热蒸汽产生装置(在其内与来自燃气涡轮机的废气热交换时产生用于蒸汽涡轮机的蒸汽)的燃气和蒸汽涡轮机设备运行时，为了在稳定运行的电网内的频率保持，增大蒸汽涡轮机的通流能力，并且降低在废热蒸汽产生装置内的压力，以便使用废热蒸汽产生装置内的备用储备来提高蒸汽产生量，并且这样地迅速地将热能输送到废热蒸汽产生装置，使得燃气和蒸汽涡轮机设备的功率曲线由于蒸汽涡轮机的通流能力的增大和在废热蒸汽产生装置内的压力降低而大于等于不久之前存在的稳定运行功率。

本发明还具有这样的思路，在废热蒸汽产生装置内使用备用储备，以便在突然打开阀门的情况下额外产生蒸汽。通过在废热蒸汽产生装置内的压力降低，额外产生蒸汽，并且足够大小和快速的热能输送应该避免在功率曲线上通常的凹点。通过这种方法，在部分负荷和满负荷的情况下提供额定功率。

通过根据本发明的方法，发电厂设备的灵活性和经济性被明显地提高了，因为在有较高的功率需求时额外能量可供使用，该额外能够尤其在用电市场电价较高时会使收入提高，并且运行设备(高峰负荷能力)更经济。这适用于频率保持运行，尤其用于二级保持和三级保持。因此，对于一级频率保持或高峰负荷运行没必要将高压件还有中间过热件设计为比用于额定运行时能承载更高的压力。此外，不需要在所谓的改进的滑压运行中运行设备，这种滑压运行通过蒸汽涡轮机调节阀的节流降低设备在备用运行时的功率和效率损失。借助根据本发明的方法，发电厂的负荷范围能够被扩展，因为还能够更灵活地调节低负荷运行。

以有利的方式打开至少一个在用于绕开蒸汽涡轮级或者蒸汽涡轮模块的旁通通路的阀，以便提高蒸汽涡轮机的通流能力。

在此适宜的是，蒸汽通过旁通通路从高压进口向下游导入蒸汽涡轮机。

特别有利的是，蒸汽可选地或者附加地通过旁通通路从中压进口向下游导入蒸汽涡轮机。

作为补充或备选会有利的是，打开在高压涡轮机和/或中压涡轮机上的调节轮的至少一个阀以便提高蒸汽涡轮机的通流能力。

通过燃气涡轮机的过剩功率并因此通过提高的废气流有利地输送热能。

此外，当通过附加燃烧室输送热能时，能够是有利的。但是，该附加燃烧室必须被设计为相应的尺寸。

为了进一步提高备用储备能力，适宜的是，在稳定运行中通过为频率保持而打开的阀积聚汽包压力。

附图说明

下面结合附图示例性地详细阐述本发明。附图是示意性的，而非按比例的：

图1示出具有高压和中压过载导入以及在蒸汽涡轮机内的调节轮和在废热蒸汽产生装置内的附加燃烧室的燃气和蒸汽涡轮机设备的简化示图，