[发明专利]用于将燃气轮机在其额定功率以下运行的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于将燃气轮机在其额定功率以下运行的方法，具有如下步骤：

-将燃气轮机的下功率边界值确定为这样的功率边界值，从该功率边界值起，燃气轮机输出功率的进一步降低导致偏离燃气轮机的CO排放合规的部分负荷范围；

-提供燃气轮机输出功率的预先给出的边界值，其中，该预先给出的边界值小于燃气轮机的额定功率；

-在燃气轮机输出功率在预先给出的边界值以上的情况下，以恒定的平均废气温度、或者从中计算出的调整量(下面称作废气温度)运行燃气轮机，其中，将燃气轮机的压缩机的进气导叶进一步闭合以降低燃气轮机输出功率。

背景技术

在用于电能产生的燃气轮机中已知的是，其不仅以额定负荷运行，还以更低的负荷运行。所谓的部分负荷运行却会导致在燃烧燃料时出现显著的空气过量；于是燃烧用空气比例比1小得多。在此，待由燃气轮机提供的功率越低，则空气过量就越大。在该情况下，燃烧室中燃料-空气混合物的燃烧温度下降，这类似地作用于与CO排放有关的主区温度。当该温度低过最小值时，则CO排放的生成增多。在主区温度进一步下降的情况下，则CO排放上升至使得它经常超过法定排放边界值，由此偏离了CO排放合规的部分负荷范围。通过该事实，只要法定CO排放边界值存在，燃气轮机的运营商就被迫关断其燃气轮机，除非其燃气轮机的功率进一步降低和同时能够低过CO排放边界值。

为了进一步提高刚才描述的燃气轮机的部分负荷能力，现有技术中已知的DE102008044442A1提出了为了这种燃气轮机装备旁路系统，通过该旁路系统可以使得一部分压缩机最终气体绕过燃烧室运输，并且可以馈入燃气轮机的废气通道。由此可以降低输送给至燃烧的空气量，这提高了燃烧温度和由此提高了相关的主区温度。该提高然后又避免了CO排放，从而尽管燃气轮机的负荷运行进一步降低，仍可以CO排放合规地运行燃气轮机。然而不利之处在于，该在现有技术中已知的运行方式不必要地降低了燃气轮机的效率，因为被旁路的压缩空气未用于燃气轮机中的功转换。

发明内容

因此，本发明的任务是提供一种用于运行燃气轮机的方法，它即使在部分负荷运行下，也在CO排放合规的运行方式下具有较高的效率。本发明的另一任务是提供一种方法，在该方法中排放合规的燃气轮机运行向更低的负荷扩展。

针对该方法的任务以权利要求1的特征解决。有利的构型在从属权利要求中说明，其技术教导可以按照任意方式彼此组合。

根据本发明，在负荷要求降低时降低所述燃气轮机输出功率，其中，当燃气轮机输出功率低过预先给出的边界值时，将燃气轮机的废气温度随着燃气轮机功率的逐渐降低而逐渐提高，直至最大值，其中，预先给出的边界值被选择得大至使得废气温度的温度提高在燃气轮机的尽可能大的CO排放合规的部分负荷范围上延伸。

通常，区分所测量的废气温度和所谓的所校正的废气温度。所测量的废气温度理解为在涡轮机输出端在废气中实际出现的温度。详细而言，通过位于穿流平面中的传感器测量多个废气温度，其值然后被综合成唯一的温度。与其相反地，所校正的废气温度理解为调整量，其是在考虑所吸入的空气的温度和涡轮机转数的情况下从所测量的废气温度中导出的。在本专利申请的意义下，平均废气温度既可以理解为所测量的废气温度、所校正的废气温度，也可以理解为以其它方式确定的废气温度。

本发明的一个有利的实施形式是，将废气温度的提高实现为使得在达到允许的最高废气温度时才达到CO排放边界值。

优选地，预先给出的边界值接近燃气轮机的额定负荷。然而，预先给出的边界值总是小于额定负荷的100％。相对的负荷信息是相对于燃气轮机的额定负荷而言的。特别优选的这样的扩展设计，其中，预先给出的边界值大于额定负荷的70％、尤其大于额定负荷的80％和特别优选大于额定负荷的90％。

通过前面描述的措施，进行对废气温度的比较温和的改变，以尽可能小地为与该温度变化相关的燃气轮机构件和下游的、连接在后的部件添负担。