[发明专利]控制燃气涡轮机的空气预热系统的方法

说明书

技术领域

本申请涉及2008年3月24日提交的共同受让的美国专利申请12/053,921[GE案号228828]。

本发明涉及燃气涡轮机的操作，且更特别地涉及用于操作与燃气涡轮机一体结合的空气预热系统的方法。

背景技术

例如燃气涡轮机、航改燃气涡轮机等的涡轮机械通常以联合循环和/或联合发电(cogeneration)模式操作。在联合循环操作中，产生蒸汽的余热蒸汽发生器(heat recovery steam generator)接收来自燃气涡轮机的废气，然后蒸汽流向产生额外电力的蒸汽涡轮机。在联合发电操作中，余热蒸汽发生器所产生的蒸汽的一部分被送到需要蒸汽的单独过程。

联合循环和联合发电设备在基本负载下操作时额定产生最大量的能量(机械能、电能等)。然而，基本负载操作尽管是操作员所期望的，但并不总是可行的。在能源市场(电网等)中，可能不需要基本负载下所产生的所有能量。这里，发电设备或者必须关闭，或者在部分负载下运行，此时产生的能量小于最大量。此外，部分负载操作倾向于降低总体效率并增加发电设备的耗热率。

燃气涡轮机典型地需要在产生功率的同时保持排放达标(emission compliance)。在部分负载下运行的燃气涡轮机可能不能在整个部分负载范围之上保持排放达标，(从热备用到接近基本负载)。调整范围(turndown range)可以被认为是燃气涡轮机保持排放达标的负载范围。宽的调整范围允许操作员保持排放达标，使燃料消耗率最小化，并避免与关闭发电设备相关的热瞬变。

空气预热系统可减轻与在部分负载下操作燃气涡轮机相关的前述缺点的程度。由于上述原因，需要一种操作结合有空气预热系统的燃气涡轮机的方法。该方法应该考虑到扩展调整范围。该方法应该考虑到以部分负载范围操作时减少燃气涡轮机所消耗的燃料。

发明内容

根据本发明的一个实施例，提供一种用于控制在部分负载下操作的燃气涡轮机的方法，该方法包括：提供包括压缩机的燃气涡轮机，该压缩机接收入口空气；燃烧系统；以及涡轮段；其中燃气涡轮机产生废气；提供包括至少一个热交换段的空气预热系统，其中空气预热系统在入口空气流至压缩机之前加热入口空气；接收运行目标；利用流体加热入口空气；其中，流体与至少一个热交换段连通，并且其中，流体从外部源流向燃气涡轮机；以及操作空气预热系统，以几乎满足运行目标；以及确定运行目标是否在范围内。

附图说明

图1是图示了根据本发明第一实施例的第一空气预热系统的示例的示意图；

图2是图示了根据本发明第二实施例的第二空气预热系统的示例的示意图；

图3是图示了根据本发明第三实施例的第三空气预热系统的示例的示意图；

图4是图示了根据本发明第四实施例的第三空气预热系统的示例的示意图；

图5是图示了根据本发明一个实施例的控制空气预热系统的方法的流程图；

图6是根据本发明一个实施例的控制空气预热系统的示例性系统的方块图。

部件列表