[发明专利]利用压缩机级间抽气减轻进口抽气加热系统的热滞后

说明书

技术领域

本发明的方面涉及在燃气轮机中利用进口抽气(bleed)加热系统(IBH)和压缩机级间抽气来减轻热滞后。

背景技术

通常，在包括压缩机、燃烧器和涡轮的燃气轮机中，起动抽气或级间抽气的空气在起动操作期间为调节压缩机负荷而从压缩机去除并且将其泄放到在涡轮下游的燃气轮机排气中。同样，在起动操作后期采用IBH系统以从压缩机的后部去除热空气并且随后将热空气传送到在压缩机上游的过滤器罩壳(housing)，以经过压缩机再循环。

一般而言，IBH系统包括较大数量的管道、阀、歧管等，所有这些通常都是金属的。由此，当IBH系统很冷时，一旦启用IBH系统就可能需要对IBH系统加热相当长的时间，并且尽管IBH系统从压缩机气流吸收热量，但压缩机空气的进入温度随着时间变化。对于一些单元而言，一旦已启用冷的IBH系统，就可能需要将近30分钟来使压缩机进入空气达到稳定的温度。当燃气轮机置于极冷的环境中时此问题变得更为突出。在这些情形中，可能需要改变起动方案来解决热滞后，且因此必须随着降低(turndown)能力下降而增加控制复杂性。实际上，近来已经看到，控制策略已由于不得不解决IBH系统中的热滞后而明显地受到牵制。

作为另一个问题，已注意到的是，一旦起动抽气的空气被重新引导到排气流中，则在排气流中就缺乏混合。这种混合的缺乏导致例如相关联的热回收蒸汽发生器(HRSG)中的温度梯度可能变得不利。同样，IBH系统和起动抽气的分级趋于在燃烧器中导致不希望的瞬时气流漂移(shift)。

发明内容

根据本发明的一方面，提供了一种用以减轻燃气轮机的起动操作的热滞后的系统，并且该系统包括：罩壳，其布置在燃气轮机的压缩机的上游并且与压缩机成流体联接；第一系统，其联接到压缩机的后部并且联接到罩壳上，当启用时该第一系统从压缩机接收第一供给空气(airsupply)并且将第一供给空气传送到罩壳；以及第二系统，其联接到第一系统上，该第二系统从压缩机的中部去除第二供给空气并且在启用第一系统前将第二供给空气传送到第一系统。

根据本发明的另一方面，提供了一种用以减轻燃气轮机的起动操作的热滞后的系统，该燃气轮机包括压缩机和布置在压缩机的上游并且与压缩机成流体联接的罩壳，并且该系统包括：进口抽气加热(IBH)系统，该IBH在其第一端联接到处在压缩机后部的抽取点上并且在其第二端联接到罩壳上，当启用时该IBH系统从压缩机接收第一供给空气并且将第一供给空气传送到罩壳；以及级间抽气系统，其邻近IBH系统的第一端联接到该IBH系统上，该级间抽气系统从压缩机的中部去除第二供给空气，该中部处在压缩机后部的前方，并且在启用IBH系统前邻近抽取点将第二供给空气传送到IBH系统。

根据本发明的再一方面，提供了一种减轻燃气轮机的起动操作的热滞后的方法，该燃气轮机包括压缩机和布置在压缩机上游并与其成流体联接的罩壳，该方法包括：启动压缩机的运行；从压缩机的中部去除加温空气；邻近进口抽气加热(IBH)系统的第一端将加温空气传送到该IBH系统，该IBH系统在其第一端联接到压缩机的后部上并且在其第二端联接到罩壳上；以及启用IBH系统，用以从压缩机接收热的供给空气并且将热的供给空气传送到罩壳。

根据以下结合附图的描述，这些和其它的优点和特征将变得更加明显。

附图说明

视为本发明的主题在权利要求书中具体指出并清楚地主张权利。根据以下结合附图的详细描述，本发明的上述及其它特征和优点变得明显，在附图中：

图1是根据本发明的实施例的示例性燃气轮机的示意图。

详细描述参照附图举例说明了本发明的实施例以及优点和特征。零件清单10系统20燃气轮机30压缩机31进口32中部33后部40燃烧器50涡轮60罩壳61进口62出口70第一系统71第一端72第二端80第二系统81，82分支部83，84轴向位置90第一管道100第二管道

具体实施方式

参照图1，提供了用以减轻燃气轮机20的起动操作的热滞后的系统10。燃气轮机20可具有各种结构和构造，但通常包括：压缩机30，进入空气在其中被压缩和加热；处于压缩机30下游的燃烧器40，其从压缩机30接收压缩的加热空气用于燃烧运行；以及处在燃烧器40下游的涡轮50，在其中，通过燃烧器40中的燃烧而受到驱动的涡轮叶片旋转并产生动力。来自涡轮50的排气被排出并且在多数情形中被引导到热回收蒸汽发生器(HRSG)，在其中，排气的热量用于产生蒸汽且由此产生额外的动力。