[发明专利]发电设备

说明书

           发明领域和现有技术

本发明涉及发电设备，它包括供燃料燃烧，同时产生热烟道气的燃烧室、向该燃烧室下游烟道气通路中或离该烟道气通路较近的场所输送可燃气体的装置、和至少一个适合于使可燃气体在上述场所中燃烧的燃烧器，燃烧产生的气体与上述烟道气混合，以提高烟道气温度。

在这种发电设备中，向上述烟道气通路或靠近该烟道气通路输送可燃气体以及燃烧可燃气体，主要是为提高烟道气温度，以便能提高发电设备的效率，或仅仅提高其可能的输出功率。这可能是在燃料燃烧时产生烟道气的各种类型的发电设备所涉及的问题，例如具有如鼓泡型或循环型供微粒状燃料燃烧的流化床、燃油锅炉和碱槽等的发电设备。如上所述，在本公开中，“发电设备”定义不仅包括发电的设备，而且包括各种类型产生热或产生热和电的设备。

为阐明本发明的根本问题(但不因此以任何方式限制本发明)，将在下文说明PFBC-发电设备，即在高压流化床中燃烧微粒状燃料的发电设备。通过例如本申请人的SE专利公开号458955和瑞典专利申请9501097-1，这种类型的发电设备已为人们所了解，在这种发电设备中，可燃气体输入上燃烧室(topping combustor)，并在其中燃烧，燃烧产生的热气与烟道气混合，使烟道气在到达发电设备的气体涡轮机之前提高温度。在上述发电设备中，所述燃烧室中的燃料床化学过程不可能获得温度高于约950℃的烟道气，但是，随推进气(即烟道气)温度提高到这一温度以上，气体涡轮机可产生的功率将急剧增长，因此要求将烟道气温度提高到1200-1500℃，以获得更高的发电设备总效率。

当上述发电设备在部分负荷下运行时，即当从发电设备获得的功率低于它能产生的功率时，在发电设备压力容器和烟道气通路中的压力低于最大负荷时的压力。当从部分负荷运行起动和需要使负荷增长时，迄今为止，在这种类型的已知发电设备中，上述负荷增长已导致在短时间内整个发电设备的功率开始下降，因为压缩机由气体涡轮机驱动，而给压力容器加压立即需要更大功率，以便能将增大的气流压入压力容器中。最初，在气体涡轮机中不能实现上述功率的增长，因为燃烧过程在长时间内是恒定的。为此，压缩机所需增加的功率由进入发电机的那部分气体涡轮机的功率获得，由此降低有效功率。可燃气体大部分(但不是必需)由气化器产生，该气化器在由气体涡轮机驱动的压缩机输送空气的条件下气化燃料，结果在负荷增长时，由气化器向上述燃烧场所输送的气体流量最初也下降，且这种流量下降所需时间比希望的要长。在这种发电设备中，有时气化器也会出现问题，这意味着不得不将发电设备的发电功率迅速降低，可能降到“等待”状态，即不得不使发电设备产生所谓“跳闸”，而使发电设备再恢复到要求的功率需要相当长时间。因此，从资金观点看，在这种情况下，发电设备在相当长的时间内将不能输出需要的功率。

                        发明概述

本发明的目的是获得改善现已知发电设备中上述不便之处的方法，这些发电设备的类型在序言中已说明，上述方法包括提供一种发电设备，它具有更高的适应发电设备所需输出功率的机动性，并主要具有更高的迅速适应需要增长的输出功率的能力，在这种发电设备中，如果输送可燃气体的设备(如气化器)停止运转，可避免发电设备的功率迅速降低。

本发明目的的获得包括提供这样一种发电设备，它具有向上述燃烧场所输送附加燃料的配置设备，和适合于使这种燃料在燃烧场所燃烧的燃烧器，燃烧产生的气体同样与烟道气混合，以提高烟道气温度，所述配置设备包括可任选调节输送附加燃料的装置。由于该装置可以调节向燃烧场所输送附加燃料，当突然要求从部分负荷运行增加负荷时，用这种方式可使负荷非常快地增长，因此在负荷增长时，如果发电设备具有气体涡轮机，输入该气体涡轮机中的气体流量可立即增长，从而可加速功率的提高。这样，通过在燃烧场所中增加燃烧获得功率增长，在发电设备具有气体涡轮机时，上述增长的功率转移到气体涡轮机，因此气体涡轮机可更快地产生更多空气和更大功率。由于提供了上述配置设备，在出现问题时，或需要维修象气化器这样的向燃烧场所输送可燃气体的装置时，通过用上述装置适当调整，同样可保证向燃烧场所输送附加燃料，从而避免在这种情况下发电设备“跳闸”，或其功率再次迅速下降。