[实用新型]用于增强燃气涡轮机功率输出的系统及燃气涡轮机

说明书

技术领域

本实用新型大体涉及一种用于增强燃气涡轮机性能的系统和方法。更具体地，本实用新型包括一种用于对燃气涡轮机的进气室进行加压的系统和方法。 

背景技术

典型的发电厂包括燃气涡轮机，该燃气涡轮机具有向多个燃烧器送入压缩空气的轴向压缩机。压缩空气与燃料混合以在各燃烧器内形成可燃混合物。该混合物燃烧，从而产生快速膨胀的热气。该热气通过热气路径传送到膨胀涡轮机。 

当热气流经涡轮机时，动能被传递到涡轮机叶片的一个或多个行或级，该涡轮机叶片联接到轴向延伸通过燃气涡轮机的轴，从而使该轴转动。热气通过排气扩压器从燃气涡轮机中排出。轴驱动压缩机以维持燃气涡轮机的运行。发电机/电动马达联接到位于压缩机入口上游处的轴。该发电机将轴的旋转运动转化为电能。发电机/电动马达在燃气涡轮机的启动期间驱动压缩机。 

由于燃气涡轮机是一种吸气式发动机，燃气涡轮机的输出受到影响进入压缩机的空气的密度的任何事物的影响。例如，诸如环境空气温度、大气压力(即，地点海拔高度)和相对湿度的发电厂位置条件对燃气涡轮机整体输出有影响。燃气涡轮机通常被设计为在约59华氏度的基准温度、约14.7psia的大气压力及约60％的相对湿度下运行。然而，很少有发电厂地点在一整天或全年都能实现这些标准条件。此外，大多数地点要求将空气过滤设备、消声设备、蒸 发冷却器或深冷器放置在压缩机的入口处，由此导致在燃气涡轮机系统内发生压力损失。结果，燃气涡轮机的功率输出降低。 

已经采用多种系统来增强/优化发电厂的效率以适应非基准的温度和压力运行条件。例如，一种这样的系统将来自诸如地下洞穴或其他储存容器的压缩空气存储系统的压缩空气注入燃气涡轮机的燃烧部段，特别是在高峰运行/高峰需求期间。通常，在非高峰运行期间压缩空气存储系统被装载有或加压有来自由马达驱动的次级压缩机的压缩空气。这种系统的一个问题是与安装及维护用于对压缩空气存储系统进行加压的独立压缩系统相关的额外成本。 

虽然通过利用注入燃气涡轮机的燃烧部段的压缩空气，发电厂整体输出提高并且总热率下降，但操作员继续寻求新的方法来进一步提高发电厂输出并同时降低成本。因此，用于增强并改进发电厂整体效率的改进系统和方法将是有益的。 

实用新型内容

本实用新型的方面和优点在下文的描述中进行了阐述，或可从该描述中变得显而易见，或可通过本实用新型的实践而习得。 

本实用新型的一个实施例是一种用于增强燃气涡轮机功率输出的系统，其包括：压缩空气供应，以及与所述压缩空气供应流体连通的压缩空气存储室。所述压缩空气存储室被构造成用于存储来自压缩空气供应的压缩空气以供以后使用。所述系统还包括密封地联接到所述燃气涡轮机入口的进气室。所述进气室与压缩空气存储室流体连通，以便在燃气涡轮机的增强运行期间将来自压缩空气存储室的压缩空气引导到压缩机入口内。 

其中，所述压缩空气供应包括流体连接到所述燃气涡轮机的压缩机，所述燃气涡轮机的所述入口对应于所述压缩机的入口。 

本实用新型的另一个实施例是一种燃气涡轮机。所述燃气涡轮机通常包括进气室、位于所述进气室下游的压缩机、位于所述压缩机下游的燃烧器、位于所述燃烧器下游的涡轮机、以及位于所述涡 轮机下游的排气部段。所述压缩机包括至少一个抽气端口。压缩空气存储室与所述压缩机流体连通，并且入口加压流动路径提供所述压缩空气存储室和进气室之间的流体连通，从而使得所述进气室接收来自所述压缩空气存储室的压缩空气以在燃气涡轮机的增强运行模式期间加压进气室。 

本实用新型的另一个实施例包括一种用于操作燃气涡轮机的方法。所述方法包括：对所述燃气涡轮机的压缩机内的空气进行压缩，以及在所述燃气涡轮机的加压运行模式期间将压缩空气引导到压缩空气存储室。所述方法还包括将所述压缩空气引导到设置在所述压缩机入口上游处的进气室，并通过所述压缩空气使所述进气室加压。所述方法还包括在所述燃气涡轮机的增强运行模式期间将所述压缩空气通过所述入口引导到所述压缩机内。 

所述方法包括将所述进气室加压到至少1.0bar。 

所述方法还包括在所述加压运行模式期间将所述压缩空气的一部分从所述压缩机直接引导到所述进气室。 

所述的方法还包括在所述加压运行模式期间，将一部分过量的压缩空气从次级排出空气流动路径引导到所述压缩空气存储室或所述进气室中的至少一个。 

在查阅本说明书之后，本领域技术人员将更好地理解这些实施例和其他实施例的特征和方面。 

附图说明