DE102005005472B4

DE102005005472B4 - Verbessertes Anfahrverfahren für Kraftwerke

Info

Publication number: DE102005005472B4
Application number: DE102005005472A
Authority: DE
Inventors: Gregory E. Cooper; James H. Moore; Jatila Ranasinghe
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2004-02-09
Filing date: 2005-02-04
Publication date: 2012-07-05
Anticipated expiration: 2025-02-05
Also published as: KR20060041741A; KR101162769B1; JP2005220915A; DE102005005472A1; US20050172633A1; US6978620B2; FR2868120B1; FR2868120A1; JP4624819B2

Abstract

Verfahren zum Starten einer Vielzahl von Gasturbinen (GT 1, GT 2), die in einem Kraftwerk zur Elektrizitätserzeugung verwendet werden. Eine erste Gasturbine wird gestartet und in einem Zustand einer Mindestleistung betrieben. Die Turbine wird auf diesem Lastniveau gehalten, während eine zweite Gasturbine gestartet und in ihren Zustand der Mindestleistung hochgefahren wird. Das Hochfahren einer Dampfturbine (ST), mit der die Gasturbinen betrieblich gekoppelt sind, wird eingeleitet, während beide Gasturbinen in ihren Zuständen der Mindestleistung gehalten werden. Die Leistung beider Gasturbinen wird danach auf ein vorbestimmtes Niveau gesteigert, welches größer ist als ihre Mindestleistungsniveaus, sobald die Betriebstemperaturen innerhalb der Dampfturbine vorbestimmte Niveaus erreichen. Anschließend werden beide Gasturbinen als eine Funktion der Last an der Dampfturbine, mit der die Gasturbinen gekoppelt sind, belastet. Die von dem Verfahren der Erfindung geschaffene Anfahrsequenz vermindert die Menge an NO2, das während des Anfahrvorgangs der Turbinen erzeugt wird, und verkürzt das Auftreten einer sichtbaren Gelbrauchwolke an dem Kraftwerk.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG:
Diese Erfindung bezieht sich auf den Betrieb von Gas- und Dampfturbinen(GuD)-Kraftwerken bzw. Kombikraftwerken und spezieller auf ein verbessertes Verfahren zum Starten des Kraftwerks, wobei das Verfahren eine variable Belastungsverlaufsstrategie verwendet, um Emissionen einschließlich sichtbarer Emissionen, wie z. B. einer Gelbrauchwolke oder Yellow Plume zu verringern.
An vielen Orten besitzen Elektrizitätsversorgungsunternehmen Kraftwerke, die sich in der Nähe städtischer Gebiete befinden. Wenn das Versorgungsunternehmen zur Energieerzeugung Gasturbinen verwendet, kommt es gewöhnlich zu sichtbaren Verschmutzungen, die üblicherweise als Yellow Plume oder Gelbrauchwolke bezeichnet werden und die von den Schornsteinen des Kraftwerks emittiert werden, wenn die Gasturbinen gestartet werden. Eine Gelbrauchwolke entsteht, wenn der während eines Anfahrvorgangs erzeugte Anteil von NO₂ 20 ppm (Parts per million) überschreitet. Eine Gelbrauchwolke ist ein sichtbarer Ausstoß aus den Schornsteinen an dem Kraftwerk, und, weil die Schornsteine typischerweise ziemlich hoch sind, ist die Gelbrauchwolke in einem weiten Bereich gut sichtbar. Der Betriebszustand mit Gelbrauchwolke tritt typischerweise nur zeitweilig auf, und die Wolke verteilt sich, sobald die Gasturbinen in dem Kraftwerk ihren Nennbetriebszustand erreichen. Es ist jedoch üblich, dass die sichtbare Wolke für mehr als eine Stunde oder länger besteht, was zu Beschwerden von Personen in der Umgebung des Kraftwerks führen kann.
Es ist festgestellt worden, dass durch das Modifizieren des Anfahrvorgangs des Kraftwerks die Zeitspanne, in der das NO₂ 20 ppm überschreitet, wesentlich verringert wird. Dies verkürzt nicht nur die Zeitspanne, in der eine Gelbrauchwolke produziert werden kann, sondern verringert auch die Menge dieser Emissionen, die während des Anfahrvorgangs erzeugt werden.
Aus der DE 30 16 777 A1 ist ein Verfahren zum Starten einer Gasturbine bekannt, die in einem Kraftwerk zur Erzeugung von Elektrizität verwendet wird. Das Verfahren sieht vor, die Gasturbine zu starten und auf eine Niedriglast anzufahren und dann zu halten, eine Dampfturbine, die mit der Gasturbine betrieblich gekoppelt ist, anzufahren, während die Gasturbine in ihrem Zustand der konstanten Niedriglast gehalten wird, wonach die Leistung der Gasturbine auf ein vorbestimmtes Niveau erhöht wird, das größer ist als ihr Niedriglastniveau, sobald die Betriebstemperaturen innerhalb der Dampfturbine ein vorbestimmtes Niveau erreicht haben. Danach wird die Belastung der Gasturbine mit der Last an der Dampfturbine in Zusammenhang gestellt, wobei die Menge an Stickstoffoxid, das während dieses Anfahrvorgangs der Turbinen erzeugt wird, und damit das Auftreten einer sichtbaren Gelbrauchwolke an dem Kraftwerk verringert wird.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG:
Kurz gesagt ist die vorliegende Erfindung auf ein verbessertes Verfahren zum Anfahren eines Kombikraftwerks zum Erzeugen von Elektrizität gerichtet. Die Startsequenz ist zur Verwendung mit zwei Gasturbinen vorgesehen, die eine Dampfturbine speisen, kann aber auch mit einer oder mehr Gasturbinen angewandt werden. Speziell verwendet die vorliegende Erfindung eine variable Laständerungsgeschwindigkeit anstelle einer relativ konstanten Laständerungsgeschwindigkeit, um die Menge an NO₂-Emissionen aus dem Kraftwerk zu verringern.
Gemäß der Erfindung wird eine erste Gasturbine gestartet, und es wird ihr ermöglicht, in ihren Zustand der rotierenden Reserve oder Mindestleistung hochgefahren zu werden. Die erste Gasturbine wird dann in diesem Zustand gehalten, während eine zweite Gasturbine gestartet wird, und es ihr ermöglicht wird, in ihren Zustand der rotierenden Reserve hochgefahren zu werden. Die beiden Gasturbinen werden auf diesem Betriebsniveau gehalten, während eine Dampfturbine, mit der sie betrieblich gekoppelt sind, gestartet wird. Sobald das Dampfniveau mit Temperaturen innerhalb der Dampfturbine, die vorbestimmte Niveaus erreichen, ans Netz gebracht wird, werden die Leistungen an beiden Gasturbinen von ihrer Mindestleistung zu einem vorbestimmten Leistungsniveau erhöht. Dies wird mit einer maximalen Anstiegsgeschwindigkeit durchgeführt. Danach werden die Lasten an beiden Gasturbinen durch die Last an der Dampfturbine bestimmt. Während die gesamte Anfahrzeit mit derjenigen unter Verwendung gegenwärtiger Anfahrprotokolle vergleichbar ist, wird die Menge des erzeugten NO₂ wesentlich verringert. Und die Zeitspanne, während der eine sichtbare Gelbrauchwolke an dem Kraftwerk erzeugt werden kann, in dem die Turbinen installiert sind, wird um näherungsweise 90% reduziert. Auf diese Weise werden sowohl die Menge der Emissionen als auch das sichtbare Zeichen für solche Emissionen verringert.
Die Anfahrsequenz kann für Kalt-, Warm- und Heißstarts der Turbinen angewandt werden, wobei die Emissionen und die sichtbare Gelbrauchwolke in jeder Situation wesentlich verringert werden.
Das Vorangegangene und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden hierin anschließend zum Teil sichtbar und zum Teil erklärt.
KURZE BESCHREIBUNG DER VERSCHIEDENEN ANSICHTEN DER ZEICHNUNGEN:
In den beigefügten Zeichnungen, die einen Teil der Beschreibung bilden, zeigen:
Die 1A und 1B ein Flussdiagramm zur Benutzung des Anfahrverfahrens der vorliegenden Erfindung,
2 einen die NO₂-Emissionen einer Gasturbine darstellenden Graph,
die 3 bis 5 Graphen, die Zustände mit Gelbrauchwolke bei Kaltstart, Warmstart und Heißstart von Gasturbinen darstellen, die Techniken nach dem Stand der Technik verwenden, und
die 5 bis 8 ähnliche Graphen, die die verbesserten Zustände mit Gelbrauchwolke für Kaltstart, Warmstart und Heißstart von Gasturbinen darstellen, die das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung anwenden.
Die zugehörigen Bezugszeichnen kennzeichnen die zugehörigen Elemente durch die verschiedenen Figuren der Zeichnungen hindurch.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM:
Die folgende detallierte Beschreibung stellt die Erfindung zum Zweck eines Beispiels und nicht zum Zweck der Beschränkung dar. Die Beschreibung versetzt einen Fachmann klar in die Lage, die Erfindung zu verwirklichen und zu benutzen, beschreibt verschiedene Ausführungsformen, Anpassungen, Variationen, Alternativen und Verwendungen der Erfindung, einschließlich dessen, was gegenwärtig als die beste Art zum Ausführen der Erfindung angesehen wird.
Indem auf die Zeichnungen Bezug genommen wird, ist die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum Anfahren eines Kraftwerks in einer Weise gerichtet, das Gasturbinen und eine Dampfturbine, mit der sie betrieblich gekoppelt sind, in einer Weise an das Netz gebracht werden können, die die Menge des während dieses Zeitabschnittes erzeugten NO₂ und eine ausgestoßene Gelbrauchwolke wesentlich verringert, die entsteht, wenn ein bestimmtes Niveau an Emissionen auftritt. Weder die Konstruktion der Gas- oder Dampfturbinen, wie sie zusammengekoppelt sind, noch ihr Betrieb, nachdem die Anfahrsequenz abgeschlossen worden ist, bilden einen Teil dieser Erfindung.
In 2 ist ein typischer Graph gezeigt, der die NO₂-Konzentration in ppm über der Leistungsabgabe (in Megawatt) einer Gasturbine zeigt. Wie hierin gezeigt ist, tritt eine Gelbrauchwolke auf, wenn die NO₂-Konzentration > 20 ppm. Der Betriebsbereich der Gasturbine, indem dies geschieht, ist in 2 gezeigt und liegt zwischen ☐ 20 MW und 100 MW. Dies entspricht z. B. etwa 10–50% der Nennleistung der Gasturbine.
Bei einer Energieerzeugungsanordnung, die zwei mit einer Dampfturbine ST betrieblich gekoppelte Gasturbinen GT 1 und GT 2 aufweist, besteht die konventionelle Startsequenz darin, zunächst die Gasturbine GT 1 zu starten. Nachdem sie gestartet worden ist, ist die Dampftemperatur auf ein erstes Niveau angestiegen, das z. B. bei 371☐C (700☐F) beträgt. Sobald die Dampftemperatur dieses Eingangsniveau erreicht, wird die Temperatur bis auf 454☐C (850☐F) gesteigert. Wenn dieses zweite Temperaturniveau erreicht ist, wird mit der Belastung der Gasturbine GT 1 begonnen. Das Lastniveau ist eine Funktion der Betriebsbedingungen der Dampfturbine ST, und die Last an der Gasturbine GT 1 wird mit einer Änderungsgeschwindigkeit von ☐ 1% ihrer Nennleistung pro Minute erhöht, bis ein Grundlastniveau erreicht ist.
Während die Gasturbine GT 1 dabei ist, belastet zu werden, wird nun die Gasturbine GT 2 angefahren. Diese zweite Gasturbine wird nun simultan mit der Gasturbine GT 1 mit derselben Änderungsgeschwindigkeit von ☐ 1%/min belastet. Dieser Belastungsvorgang wird fortgesetzt, bis beide Gasturbinen GT 1 und GT 2 und die Dampfturbine ST ihre Grundlasten erreichen.
Indem nun auf die 3 bis 5 Bezug genommen wird, sind die Ergebnisse dieser Anfahrsequenz für drei Kraftwerkszustände gezeigt: Kaltstart, Warmstart und Heißstart. Fachleute werden verstehen, dass die in den 3 bis 5 gezeigten Graphen nur für ein Kraftwerk gelten, und dass die Zeitachsenbedingungen (einschließlich der Gelbrauchwolkenbedingungen) für andere Kraftwerke verschieden sein können.
3 stellt einen Kaltstart-Anfahrvorgang dar, bei dem die Turbinen für eine Zeitspanne von z. B. 72 Stunden oder länger außer Betrieb gewesen sind. Wie in 3 gezeigt erreicht die Gasturbine GT 1 100% ihrer Nenndrehzahl nach etwa 30 Minuten. Zu dieser Zeit wird begonnen, die Turbine zu belasten. Etwa eine Stunde nach dem Anfahren der Gasturbine GT 1 wird die Dampfturbine ST angefahren. Die Zeit, die die Dampfturbine zum Erreichen ihrer vollen Betriebsdrehzahl benötigt, beträgt ungefähr 45 Minuten. Zu diesem Zeitpunkt wird begonnen, die Dampfturbine zu belasten. Die zweite Gasturbine GT 2 wird etwa zweieinhalb Stunden nach dem Beginn der Anfahrsequenz gestartet, und etwa zum Zeitpunkt von drei Stunden beginnt die Last der zweiten Gasturbine zu steigen. Die Anfahrsequenz ist abgeschlossen, sobald die Dampfturbine ST bei 100% ihrer Nennleistung arbeitet, nämlich etwa vier Stunden nachdem der Vorgang begonnen hat.
In 3 ist der von Emissionen beider Gasturbinen verursachte Gelbrauchwolkenbereich gezeigt. Ein von der Gasturbine GT 1 verursachter Zustand mit Gelbrauchwolke besteht für etwa 20 Minuten, während der von der Gasturbine GT 2 verursachte etwa 50 Minuten dauert. Weil jedoch eine Überlappung der Zustände mit Gelbrauchwolke besteht, dauert die gesamte Zeitspanne mit Gelbrauchwolke eine Stunde.
4 stellt einen Warmstart-Anfahrvorgang dar, bei dem die Turbinen eine Stillstandszeit von z. B. 48 Stunden hatten. Wie in 4 gezeigt, erreicht die Gasturbine GT 1 100% ihrer Nenndrehzahl nun in weniger als 30 Minuten. Zu diesem Zeitpunkt wird mit der Belastung der Turbine begonnen. Etwa 48 Minuten nach dem Anfahren der Gasturbine GT 1 startet die Dampfturbine ST. Die Zeit, die die Dampfturbine zum Erreichen ihrer vollen Betriebsdrehzahl benötigt, beträgt nun nur 5 bis 10 Minuten, und zu diesem Zeitpunkt wird mit der Belastung der Dampfturbine begonnen. Die zweite Gasturbine GT 2 wird wieder etwa zur selben Zeit wie die Dampfturbine ST gestartet. Wieder wird die Gasturbine GT 2 sowohl hinsichtlich der Drehzahl als auch hinsichtlich der Last auf einem niedrigen Betriebszustand gehalten, bis die Dampfturbine ST 100% ihrer Nenndrehzahl erreicht und beginnt, belastet zu werden. Nun beginnt die Drehzahl der Gasturbine GT 2 etwa zum Zeitpunkt von 55 Minuten zu steigen, und die Belastung der zweiten Gasturbine beginnt etwa zum Zeitpunkt von 80 Minuten zu steigen. Die Anfahrsequenz ist abgeschlossen, wenn die Dampfturbine ST bei 100% ihrer Nennleistung arbeitet, knapp über zwei Stunden nachdem der Vorgang begonnen hat.
In 4 ist der Bereich mit Gelbrauchwolke wieder das Ergebnis von Emissionen beider Gasturbinen. Der von der Gasturbine GT 1 verursachte Zustand dauert etwa 13 Minuten, während der von der Gasturbine GT 2 verursachte etwa 35 Minuten dauert. Wegen der Überlappung dauert die gesamte Zeitspanne mit Gelbrauchwolke 45 Minuten.
5 stellt einen Heißstart-Anfahrvorgang dar, bei dem die Turbinen eine Stillstandzeit von nur etwa acht Stunden hatten. In 5 erreicht die Gasturbine GT 1 100% ihrer Nenndrehzahl in weniger als 30 Minuten. Zu diesem Zeitpunkt wird mit der Belastung der Turbine begonnen. Zwischen 35 und 40 Minuten nach dem Anfahren der Gasturbine GT 1 startet die Dampfturbine ST. Die Zeit, die die Dampfturbine zum Erreichen ihrer vollen Betriebsdrehzahl benötigt, beträgt jetzt nur etwa fünf Minuten. Etwa zu dem Zeitpunkt, an dem 45 Minuten vergangen sind, beginnt die Dampfturbine ST belastet zu werden. Die zweite Gasturbine GT 2 startet wieder etwa zur selben Zeit wie die Dampfturbine ST, und ihre Betriebsdrehzahl und Last werden in einer Weise erhöht, wie sie ähnlich im Hinblick auf die 3 und 4 beschrieben worden ist. Die Anfahrsequenz ist abgeschlossen, sobald die Dampfturbine ST bei 100% ihrer Nennleistung arbeitet, nämlich etwa 90 Minuten nachdem der Anfahrvorgang begonnen hat.
In 5 besteht keine Überlappung der Betriebszustände mit einer Gelbrauchwolke. Ein Zustand mit Gelbrauchwolke beginnt für die Gasturbine GT 1 etwa zum Zeitpunkt von 30 Minuten und dauert etwas länger als 25 Minuten. Ein Zustand mit Gelbrauchwolke, der von der Gasturbine GT 2 verursacht wird, beginnt einige zehn Minuten später (etwa nach einer Stunde innerhalb der Sequenz) und dauert etwas länger als 15 Minuten. Folglich beträgt die gesamte Zeitspanne, in der eine sichtbare Gelbrauchwolke besteht, etwas über 40 Minuten oder etwa die Hälfte des Anfahrvorgangs.
Indem auf die 1A und 1B Bezug genommen wird und gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein neues Anfahrverfahren verwendet, das die Emissionen erheblich reduziert und die Zustände mit Gelbrauchwolke minimiert. Gemäß dem Verfahren der Erfindung wird die Gasturbine GT 1 zuerst hochgefahren und in ihren Zustand der rotierenden Reserve oder Mindestleistung gebracht. Sobald die Gasturbine ihre rotierende Reserve erreicht, wird die zweite Gasturbine GT 2 gestartet, und sie wird auch in den Zustand der rotierenden Reserve gebracht.
Sobald beide Gasturbinen GT 1 und GT 2 in der rotierenden Reserve sind, wird die Rotorbohrungstemperatur in dem Hochdruck(HP)-Bereich der Dampfturbine ST berechnet. Wenn die Temperatur niedriger als 315☐C (600☐F) ist, werden die Einlassleitschaufeln (IGVs) der Gasturbine GT 1 geöffnet, um den Luftstrom anzupassen und die Abgastemperatur zu reduzieren. Zusätzlich zum Berechnen der Rotorbohrungstemperatur in dem HP-Stufen-Bereich der Dampfturbine ST, wird der Drosseldruck geprüft, um zu bestimmen, ob der Abhitzekessel (HRSG) oberhalb des Basisdrucks (Floor Pressure) ist. Fachleute werden bemerken, dass das Drosseldruckniveau sich abhängig davon ändern wird, ob der Startvorgang ein Kaltstart, Warmstart oder Heißstart ist.
Sobald die Rotorbohrungstemperatur des HP-Bereiches 315☐C (600☐F) erreicht oder überschreitet und der Drosseldruck den Basisdruck erreicht oder überschreitet, wird der Anfahrvorgang der Dampfturbine unter der Steuerung eines Steuerungssystems, wie z. B. des Mark V-Systems eingeleitet, dessen Ausführung und Betrieb in der Fachwelt bekannt sind.
Sobald die Dampfturbine ST am Netz ist, wird die Rotorbohrungstemperatur des HP-Bereiches der Turbine wieder überprüft, um festzustellen, ob sie nun 177☐C (350☐F) erreicht oder überschreitet. Wenn dies der Fall ist, wird die Dampfturbine in einen Eintrittsdrucksteuerungs(IPC)-Betriebsmodus versetzt. In diesem Betriebsmodus ist die von den Gasturbinen GT 1 und GT 2 an die Dampfturbine gelieferte Dampfmenge eine Funktion der Gasturbinenlast.
Zu diesem Zeitpunkt ist die Dampfturbine ST am Netz, die Einlassleitschaufeln der Gasturbine GT 1 werden auf ihre Minimalposition gestellt, und die Gasturbine GT 2 wird überwacht, um festzustellen, ob sie in der rotierenden Reserve arbeitet. Wenn dies der Fall ist, werden die heißen und kalten Nacherwärmungs-Absperrventile für den Abhitzekessel der Gasturbine GT 2 geöffnet. Dies dient zum Zusammenführen des Dampfes von GT 2 mit GT 1, der der Dampfturbine ST zugeführt wird.
Als nächstes wird die Rotorbohrungstemperatur des Hochdruckabschnitts der Dampfturbine überprüft, um festzustellen, ob sie 260☐C (500☐F) erreicht oder überschreitet. Wenn dies der Fall ist, werden die Absperrventile des Hochdruckabschnittes für den Abhitzekessel der Gasturbine GT 2 geöffnet. Wenn dies geschehen ist, werden die Rotorbohrungstemperaturen sowohl für die Hochdruck- als auch für den Mitteldruck(IP)-Stufen der Dampfturbine überwacht, bis beide 413☐C (775☐F) erreichen oder überschreiten. Wenn diese Temperaturniveaus in diesen Stufen erreicht sind, wird die Leistung beider Gasturbinen GT 1 und GT 2 von ihrer Mindestleistung (rotierende Reserve) auf 50% ihrer Nennleistung erhöht. Dies wird mit der maximalen Laständerungsgeschwindigkeit für jede Gasturbine durchgeführt. Wenn ihre Leistungen beide gleich 50% ihrer Nennleistungen sind, wird die Steuerung ihrer Leistungen an die Steuerung der Dampfturbine übergeben und anschließend von dieser gesteuert.
In dem auf die 6 bis 8 Bezug genommen wird, wird die Wirkung dieses Anfahrvorgangs mit variabler Laständerungsgeschwindigkeit auf die Zustände mit Gelbrauchwolke für Kaltstart-, Warmstart- und Heißstartbedingungen der Turbinen leicht gesehen.
In 6 verkürzt die Verringerung des NO₂, das während eines Kaltstartvorgangs unter Verwendung des oben beschriebenen Verfahrens gemäß der Erfindung erzeugt wird, die Zeitspanne, in der eine sichtbare Gelbrauchwolke auftreten kann, von etwa einer Stunde, wie in 3 gezeigt, auf etwa fünf Minuten. Ein Zustand mit Gelbrauchwolke, der etwa fünf Minuten dauert, kann für beide Gasturbinen auftreten, aber die Zeiten, in denen dies auftritt, überlappen sich im Wesentlichen, wie in 6 dargestellt. Demgemäß ergibt sich eine Verringerung bzw. Verkürzung der Gelbrauchwolke von etwa 90%.
In 7 verkürzt die Verringerung des NO₂, das während eines Warmstarts unter Verwendung des oben beschriebenen Verfahrens erzeugt wird, wieder die Zeitspanne, in der eine sichtbare Gelbrauchwolke auftreten kann, von der in 4 gezeigten Zeitspanne von näherungsweise 45 Minuten auf wieder etwa fünf Minuten. Ein Betriebszustand mit Gelbrauchwolke, der fünf Minuten dauert, kann wieder für beide Gasturbinen auftreten, aber die Zeiten, in denen diese auftreten, überlappen sich wieder, wie in 7 gezeigt ist. Demgemäß ergibt sich eine Verringerung der Gelbrauchwolke um etwa 88%.
Schließlich verkürzt in 8 die Verringerung des NO₂, das während eines Heißstartvorgangs unter Verwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung erzeugt wird, die Zeitspanne, in der eine sichtbare Gelbrauchwolke auftreten kann, von etwa 42 Minuten, wie in 5 gezeigt, auf näherungsweise sieben Minuten. Wie sowohl in der Kaltstart- als auch in der Warmstartsituation kann ein Zustand mit Gelbrauchwolke, der sieben Minuten dauert, für beide Gasturbinen auftreten, aber die Zeiten, in denen dieser auftritt, überlappen sich immer noch größtenteils, wie in 8 gezeigt ist. Demgemäß ergibt sich eine Verringerung der Gelbrauchwolke von etwa 80%.
Die Verwendung des Anfahrverfahrens gemäß der Erfindung beeinflusst das Zeitintervall von dem ersten Anfahren bis zur Vollendung des Anfahrvorgangs nicht merklich. Folglich wird, indem die Gasturbinen GT 1 und GT 2 und die Dampfturbine ST in ihre Betriebszustände gebracht werden, eine erhebliche Verringerung des NO₂ erreicht und der Zeitabschnitt, in dem eine sichtbare Gelbrauchwolke erzeugt wird, signifikant verkürzt, wobei all dies ohne Beeinflussung der zum Anfahren benötigten Zeitspanne geschieht.
Verfahren zum Starten einer Vielzahl von Gasturbinen GT 1, GT 2, die in einem Kraftwerk zur Elektrizitätserzeugung verwendet werden. Eine erste Gasturbine wird gestartet und in einem Zustand einer Mindestleistung betrieben. Die Turbine wird auf diesem Lastniveau gehalten, während eine zweite Gasturbine gestartet und in ihren Zustand der Mindestleistung hochgefahren wird. Das Hochfahren einer Dampfturbine ST, mit der die Gasturbinen betrieblich gekoppelt sind, wird eingeleitet, während beide Gasturbinen in ihren Zuständen der Mindestleistung gehalten werden. Die Leistung beider Gasturbinen wird danach auf ein vorbestimmtes Niveau gesteigert, welches größer ist als ihre Mindestleistungsniveaus, sobald die Betriebstemperaturen innerhalb der Dampfturbine vorbestimmte Niveaus erreichen. Anschließend werden beide Gasturbinen als eine Funktion der Last an der Dampfturbine, mit der die Gasturbinen gekoppelt sind, belastet. Die von dem Verfahren der Erfindung geschaffene Anfahrsequenz vermindert die Menge an NO₂, das während des Anfahrvorgangs der Turbinen erzeugt wird, und verkürzt das Auftreten einer sichtbaren Gelbrauchwolke an dem Kraftwerk.
Im Hinblick auf das Vorangegangene wird erkannt, dass verschiedene Ziele der Erfindung erreicht und andere vorteilhafte Ergebnisse erzielt werden. Da vielfältige Veränderungen an den oben beschriebenen Konstruktionen vorgenommen werden könnten, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, ist es beabsichtigt, dass der gesamte Inhalt, der oben in der Beschreibung enthalten oder in den beigefügten Zeichnungen gezeigt ist, als darstellend und nicht in einem beschränkenden Sinne verstanden wird.

Claims

Verfahren zum Starten einer Vielzahl von Gasturbinen, die in einem Kraftwerk zur Erzeugung von Elektrizität verwendet werden, wobei das Verfahren enthält: Starten einer ersten Gasturbine (GT 1) und Hochfahren derselben, so dass sie in einem Zustand der Mindestleistung arbeitet, Halten der ersten Gasturbine in ihrem Zustand der Mindestleistung während des Startens einer zweiten Gasturbine (GT 2) und Hochfahren derselben, so dass sie in ihrem Zustand der Mindestleistung arbeitet, Einleiten des Anfahrens einer Dampfturbine (ST), mit der die Gasturbinen betrieblich gekoppelt sind, während beide Gasturbinen in ihren Zuständen der Mindestleistung gehalten werden, Erhöhen der Leistung an beiden Gasturbinen auf ein vorbestimmtes Niveau größer als ihre Mindestleistungsniveaus, sobald die Betriebstemperaturen innerhalb der Dampfturbine vorbestimmte Niveaus erreichen, und anschließend Belasten beider Gasturbinen als eine Funktion der Last an der Dampfturbine, mit der die Gasturbinen gekoppelt sind, wobei die Startsequenz die Menge an NO₂, das während eines Anfahrvorgangs der Turbinen erzeugt wird, und das Auftreten einer sichtbaren Gelbrauchwolke an dem Kraftwerk verringert.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Gasturbinen zu Beginn in einem Kaltstartzustand sind.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Gasturbinen zu Beginn in einem Warmstartzustand sind.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Gasturbinen zu Beginn in einem Heißstartzustand sind.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Starten der ersten Gasturbine das Hochfahren derselben in einen Betriebszustand der rotierenden Reserve enthält und die zweite Gasturbine nicht gestartet wird, bis die erste Gasturbine in ihrem Zustand der rotierenden Reserve ist.
Verfahren nach Anspruch 5, das weiterhin das Anfahren der Dampfturbine enthält, wenn eine Rotorbohrungstemperatur der Dampfturbine bei einer ersten vorbestimmten Temperatur liegt.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem das Anfahren der Dampfturbine weiterhin erfordert, dass ein Drosseldruck der Dampfturbine bei einem minimalen Basisdruckniveau liegt, das sich abhängig davon ändert, ob die Turbinen einen Kaltstart, Warmstart oder Heißstart durchlaufen.
Verfahren nach Anspruch 7, das weiterhin enthält, dass die Dampfturbine ans Netz gebracht und sie in einen Betriebsmodus der Eintrittsdrucksteuerung versetzt wird, wobei dieser Schritt das Einstellen der Einlassleitschaufeln (IGV) der ersten Gasturbine in eine Minimalstellung enthält.
Verfahren nach Anspruch 8, das weiterhin enthält: Öffnen der heißen und kalten Nacherwärmungs-Absperrventile für einen Abhitzekessel der zweiten Gasturbine, wenn die zweite Gasturbine ihre rotierende Reserve erreicht, wodurch die zweite Gasturbine von der ersten Gasturbine isoliert wird, Erhöhen der Rotorbohrungstemperatur der Dampfturbine auf eine zweite vorbestimmte Temperatur, Öffnen der Hochdruckabsperrventile in dem Abhitzekessel der zweiten Gasturbine, wenn die Rotorbohrungstemperatur der zweiten Gasturbine ihre zweite vorbestimmte Temperatur erreicht oder überschreitet, und Erhöhen sowohl einer Hockdruck-Rotorbohrungstemperatur als auch einer Mitteldruck-Rotorbohrungstemperatur der Dampfturbine auf eine vorbestimmte Temperatur und Belasten sowohl der ersten als auch der zweiten Gasturbine auf ein vorbestimmtes Lastniveau mit einer vorbestimmten Laständerungsgeschwindigkeit.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die Laständerungsgeschwindigkeit eine maximale Laständerungsgeschwindigkeit für die Gasturbinen ist, wobei die Leistungen der ersten und zweiten Gasturbine anschließend mit einer von der Leistung der Dampfturbine bestimmten Änderungsgeschwindigkeit gesteuert werden.