[发明专利]用于运行燃烧设备的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于运行燃烧设备的方法，所述燃烧设备带有燃烧室，燃料在燃烧室内预热且以预热状态供给到燃烧室内的燃烧中。

背景技术

在燃烧设备中，气体或液体燃料供给到燃烧室内的燃烧器，且在燃烧器中燃烧以加热工质，所述工质可提供做功功率。如果例如在压缩机内将燃气轮机环境空气压缩到一个较高压力，则环境空气例如在燃烧室内与燃烧气体混合且然后燃烧。由燃烧产生的具有很高压力的热废气被引导到透平，该透平通过废气的降压驱动。透平的轴与发电机的轴连接，用于产生电能。

因为燃气轮机产生高的废热，所以燃气轮机特别地有效地与蒸汽轮机在组合过程中使用，其中由燃气轮机产生的废热用于驱动蒸汽轮机。燃气轮机设备和蒸汽轮机设备在此融合为带有总效率的发电厂单元。

为改进燃气轮机以及发电厂单元的效率，例如从EP 0 918 151 B1中已知，将燃料在燃烧前预热。为此，从过程步骤中获取热量，其中由此导致的效率降低低于由于燃料预热实现的效率改进。因为效率降低随所获取的预热介质的温度而升高，所以总体效率改进随预热介质的温度升高而降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于给出燃烧设备和用于运行燃烧设备的方法，以其可实现高的运行效率。

针对方法的技术问题通过前述类型的方法解决，其中根据本发明，根据从燃烧导出的量来设定燃料的预热温度。也能够在燃烧设备的部分载荷下进行针对效率的预热。

本发明在此出于如下考虑，即燃料的最大预热温度由燃烧的稳定性标准给出。燃料仅能够加热到保证稳定燃烧的程度。为确定最佳预热温度，确定对于燃烧设备主要运行于的基本载荷的稳定性标准，且相应地设定燃料的预热。

本发明出于另外的考虑，即发电厂根据不断增加的电力市场灵活性而以增加的程度要求可变的功率输出。在燃烧设备中，因此总是重要的是在部分载荷时也以有利于效率的预热温度工作。因为燃烧的稳定性也取决于燃烧设备的瞬时功率或载荷，所以在设定预热温度时对于功率的考虑也能够用于在燃烧设备的宽载荷范围内将预热温度关于效率进行优化。

以此方式，能够通过根据运行情况设定预热温度而即使也在与基本载荷运行不同的运行类型中保持燃烧设备的效率。

在此，由燃烧导出的量能够是燃烧设备的功率或载荷，它们随燃烧强度而增加。因为载荷或功率通常规则地确定，所以通过载荷提供对于预热温度的控制。功率在此是绝对量，它能够例如根据力来测定，或能够根据发电机上的电量来确定。载荷是等价的但相对的量，它涉及瞬时给定的条件，例如燃料类型、空气湿度以及可实现的功率。

在旋转机器中，由燃烧导出的量能够是通过燃烧驱动的部件的转速。特别地，该量是瞬时量，其中时间上邻近的偏差可直至1分钟，从而使燃料例如针对载荷降低而在载荷降低前的短时间已被更强烈地预热。此量在此不是燃烧设备的额定量，而是直接或间接地由燃烧导出的量，例如由测量值确定的量。

燃烧设备有利地为带有燃气透平的燃气轮机设备。也可想到的是燃气轮机设备或蒸汽轮机设备或蒸汽发电厂。燃烧设备的运行合适地为与燃烧设备的起动运行不同的常规运行。燃料合适地为气体燃料或液体燃料。

在本发明的有利的构造中，在燃烧设备的部分载荷下将燃料的预热温度设定得更高。与燃烧设备的完全载荷或基本载荷相比，在部分载荷下在更高的燃料温度时的燃烧仍是稳定的。因此，在部分载荷下预热温度能够升高，且以此将部分载荷下的燃烧设备的效率升高。

在本发明的另一种有利实施形式中，根据燃烧室内的火焰稳定性设定燃料的预热温度。以此方式，预热温度例如能够总是在高效率的方向上设定，使得燃烧刚好尚稳定。由燃烧导出的量在此能够为燃烧室内的火焰稳定性或压力波动，所述量能够作为所述燃烧室的压力波动或作为燃烧室的振动(Brummen)测量。

如果存在能够仅以低的效率损失来将燃料预热到高的温度的热源可供使用，则有利的是总具有最高可能的预热温度。因此，燃料的预热温度在本发明的另外的有利的变体中基本上在保持预定的火焰稳定性下设定为尽可能高的值。在此陈述中，“基本上”意味着总是在常规的运行中，总是在时间上不变的运行中，或总是在无运行不规则性的其它运行中。

在燃烧设备的灵活使用中，燃烧设备根据瞬时能量要求经常性地起动和关闭。因为起动是较长的过程，所以有利的是在起动时已能够以高效率工作。根据本发明的按照运行情况设定预热温度也可用于起动过程，使得因此建议另外的发明变体，使燃料在燃烧设备起动时已被加热，且由燃烧导出的量是燃烧设备的起动参数的量。此量能够是设备温度或特别地在燃气轮机中是其转子的转速。