CN1159509A - 电站设备的操作方法 - Google Patents

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Abstract

电站设备的操作方法和装置，电站设备主要由燃气涡轮机组(40，41，46)，余热蒸汽发生器(8)和连接在一起的蒸汽消耗设备(例如带有发电机(2)的汽轮机(1))构成，由燃气涡轮机组(40，41，46)产生的热废气馈入余热蒸汽发生器(8)，并且与由给水管管线(15)供给单程流入其中的水流方向相逆馈入，在余热蒸汽发生器中产生的蒸汽通过至少一根蒸汽管道(6)送入蒸汽消耗设备(1)中。在燃气涡轮机组(40，41，46)每次运行工况中产生的废气送入余热蒸汽发生器(8)中。当蒸汽消耗设备(1)关机时，在余热蒸汽发生器(8)中产生的蒸汽则经由一喷雾蒸汽管道(23)送入燃气涡轮机组(40，41，46)中。

Description

电站设备的操作方法
本发明涉及一种操作电站设备的方法和装置，主要包括一台燃气涡轮机组、一台余热蒸汽发生器和一个串接在其后的蒸汽消耗装置，例如一个带有发电机的蒸汽透平，其中由燃气涡轮机组产生的热能中的余热输送到一条给水管线，并且逆流地通过流水的余热蒸汽发生器，由至少一条蒸汽管道产生的蒸汽输送至蒸汽消耗装置中。
目前已存在这样的操作电站设备的方法和装置，即在余热蒸汽发生器内，取出由燃气涡轮机组的余热中荻得的热能，用其将水变为蒸汽，再将这些蒸汽输送到蒸汽消耗设备中。这里蒸汽消耗设备是指发出电功率的发电机及其涡轮机，或者是指工业设备。如果蒸汽消耗设备处于停机状态，例如正在检修阶段，这里不再需要供给蒸汽。于是在汽轮机和余热蒸汽发生之间的废气管线上分支出一条旁通管线，用于将废气直接从烟囱排出。采用一个分配阀—例如一个活门—可以将废气流送入余热蒸汽发生器中，也可以直接引到烟囱中排出。汽轮机也可以开环运行，即不产生蒸汽，处于空载运行状态。废热于是没有经过余热回收直接排到环境中。这表明大量热能白白浪费掉了，并且显著增加了烟囱和分配阀等的设备投资费用。况且废气流的分配阀不可能实现完全的密封，一般会产生百分之几的废气流损失，导致汽轮机的功率损失。用于分配阀的保养费用相当贵，因为它是高热负荷易损件。
本发明的目的是提高本文开头所述的操作电站设备的方法和装置的可用性和电站设备的效率。
本发明的目的是这样实现的，由给水管线提供的水在其行程中经过余热蒸汽发生器，在每个点燃时间点，汽轮机组的废热通过余热蒸汽发生器加工，当蒸汽消耗设备停机时，在余热蒸汽发生器中所产生的蒸汽可经过一个喷雾蒸汽管道输送到燃气涡轮机组中。
本发明的优点在于，在废气管道中不再需要加装分配阀，因为对于燃气涡轮组的每个点燃时间点而言，都能实现蒸汽的能量回收。这样可减小设备投资，和避免有关使用分配阀的缺陷。当蒸汽消耗设备停机时，废气能量可部分回收，其中蒸汽送回燃气涡轮机组中。所导入的蒸汽转变成去矿质作用的水。由此提高了燃气涡轮机组的效率。在此过程中的水由余热蒸汽发生器加热，蒸汽量和蒸汽温度可以通过在给水管线内的水量加以调节。
值得一提的是，如果在喷雾蒸汽管道内加装测量光缆及在给水管线内加装调节阀的话，则利用调节阀可调整水量，从而调节了流入燃气涡轮机内的蒸汽量。
在表示的本发明实施例的唯一的附图中图示说明了一种汽轮机和涡轮机设备组合装置。
图中只表示了有助于理解本发明的主要部件。图中未示出的部件例如余热蒸汽发生器的详细构造以及水/蒸汽循环的调节。工作液体的流向是用箭头表示的。
图中所示的燃汽涡轮机组主要由一压缩机40，一涡轮机41和一发电机46组成，它们三者通过一根轴相连接，以及还包括一个燃烧室43。空气从进气口44被吸入压缩机40中，经过压挤处理后，被压缩的空气输送到燃烧室43内，在那里还投入燃料45，于是燃料和空气混合燃烧。燃烧所产生的烟气送入涡轮机41中，在那里膨胀，使一部分烟气能量转变成转动能量，这些转动能量通过轴42带动发电机46工作。
仍然处于高温状态的废气经由废气管道47直接送入余热蒸汽发生器8。在燃气涡轮41的每个点燃时间点，这些热废气被送入余热蒸汽发生器8中，这就是说，没有为废气提供旁通管道。在余热蒸汽发生器8中回收热废气中的热能，用于使流过其中的水蒸发，变成蒸汽，之后，已被回收热能的废气从烟囱48排出到大气中。水流则与气流逆向地通过(英语意指单循环流过)余热蒸汽发生器8。在余热蒸所发生器8中产生的高热蒸汽经由蒸汽管道6送入汽轮机1中。这些蒸汽在汽轮机1内作功膨胀，所获得的能量通过轴3带动发电机2转动。从废气管道4中输出的废蒸汽送入冷凝器5中冷凝，然后存入有关的热井内。冷凝后的水经由泵10和冷凝液管11输送到一个除气罩(Entgaserdom)12内。添加的去矿质的水经由水管17送入除气罩12中，这个除气罩12安装在给水储箱13之上。冷凝液通过一个图中未示出的分配阀喷射入除气罩12中。采用一根供气管道16将来自汽轮机1的废气送入除气罩12内，加热在除气罩12内的冷凝液，并且进行除气处理。惰性的和未冷凝的气体可以从冷凝液中被析出。被加热的冷凝液在给水储箱13内暂存，用作存水。这些水将通过给水泵14和给水管线15送入余热蒸汽发生器8中。如果要求汽轮机1能快速退出运行，一般应装有旁管线18。在蒸气管道6中的阀门7关闭，同时在旁通管道18中的阀门19打开。蒸汽直接送入冷凝器5中。在启动汽轮机1时也可使用这个旁通并行管道18，以便防止湿蒸汽进入汽轮机。
从蒸汽管道6或如图所示从旁通管道18分支出一条喷雾蒸汽管道23。蒸汽可从这个喷雾蒸汽管道23喷入涡轮机的燃烧室43中，或直接喷入涡轮机41内。在喷雾蒸汽管道23内，还接有一个节流阀22和一个测量光缆21。采用测量光缆21可控制装在给水管线15上的位于余热蒸汽发生器8之前的调节阀20的工作。
当带有汽轮机1的电站设备正常运行时，阀门7打开，而阀门19以及节流阀20关闭。蒸汽管道6中的温度和蒸汽量通过调节阀20调节，所述调节是根据位于蒸汽管道6中的余热蒸汽发生器8出口侧的蒸汽状态进行的。如果在蒸汽管道6中的蒸汽温度上升超过了预定的数据，调节阀20则打开，于是流过余热蒸汽发生器8的给水通流量加大，从而降低了蒸汽管道6中蒸汽的温度。当蒸汽的温度下降到一个确定值以下时，调节阀20再次关闭，如此往复操作。当要求汽轮机1脱离运行时，例如检修，关闭阀门7，打开节流阀22。对喷入燃气涡轮机组的蒸汽量的调节现在通过测量光缆21和调节阀20实现。当喷雾蒸汽管道23中的蒸汽量超过预定值时，调节阀20则关闭，这时流过余热蒸汽发生器8的水流量减小，使喷雾蒸汽管道23中的蒸汽量下降。当这一蒸汽量下降到一确定值以下时，再次打开调节阀20，如此往复操作。喷入燃气涡轮机组内的蒸汽自然丢失掉了，因此必须从水管17注入去矿质的水。
本发明的方法是通过余热蒸汽发生器8实现的，水流一次性通过(英语意指单循环流)该余热蒸汽发生器8。在每次运行工况时可用调节阀20调节蒸汽量，当只需少量蒸汽时，未被利用的热能简单地从余热蒸汽发生器8的出口侧排出，这时的废气具有较高的温度。
显然，本发明不仅局限于图示的和所描述的实施例的情况。如果去掉旁通管道，同样不影响本发明的效果。在汽轮机工作时，节能阀22也可打开，这样可提高燃气涡轮机组的功率。本文中的汽轮机及其相关的附件可以采用任意的蒸汽消耗设备代替。

Claims (6)

1.一种电站设备的操作方法，该电站设备主要包括燃气涡轮机组(40，41，46)，余热蒸汽发生器(8)和接在一起的蒸汽消耗设备，例如带发电机(2)的汽轮机(1)，其中燃气涡轮机组(40，41，46)的热废气馈入余热蒸汽发生器(8)中，并且与经供水管线(15)供给的水流逆向地送入余热蒸汽发生器中，所产生的蒸汽通过至少一条蒸汽管道6输送至蒸汽消耗设备(1)中，
其特征在于，
由给水管线(15)供给的水单程地流入余热蒸汽发生器(8)内，
燃气涡轮机组(40，41，46)在每次运行时间产生的废气送入余热蒸汽发生器(8)内，
当汽轮机(1)停机时，在余热蒸汽发生器(8)内所产生的蒸汽经由一个喷雾蒸汽管道(23)送入燃气涡轮机组(40，41，46)内。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，利用一个装在喷雾蒸汽管道(23)内的测量光缆(21)和装在给水管线(15)中的阀门(20)可以调节馈入燃气涡轮机组(40，41，46)中的蒸汽量。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于，当蒸汽消耗设备(1)关机时，关闭在蒸汽管道(6)中的阀门(7)，打开在喷雾蒸汽管道(23)中的节流阀门(22)。
4.根据权利要求1的方法，其特征在于，蒸汽通过喷雾蒸汽管道(23)送入燃烧室(43)或燃气涡轮机组(40，41，46)的涡轮机(41)内。
5.一种实现根据权利要求1的方法的装置，其特征在于，燃气涡轮机(40，41，46)经过一喷雾蒸汽管道(23)与蒸汽管道(6)或与旁通管道(18)相连接，并且燃气涡轮机组(40，41，46)通过一废气管道(47)直接连接余热蒸汽发生器(8)。
6.根据权利要求5的装置，其特征在于，在喷雾蒸汽管道(23)内安装有一个节流阀(22)和一个测量光缆(21)。
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