Cómo operar grupo de turbina de gas
Descripción general
 Elimine las desventajas de los métodos de manipulación de grupos de turbinas de gas convencionales, aumente la economía y minimice las emisiones nocivas de sustancias. ] Incorpora un grupo turbina de gas (34) del circuito de vapor (20) o equipo de depósito de aire (33), o en el caso de un método de funcionamiento a la exclusión, está conectado operativamente a la corriente de masa del grupo de turbina de gas (34) (16, 17) del mismo aire para enfriar la una o más estructuras (15, 18, 19).
Campo técnico
La presente invención se refiere a un método para hacer funcionar un grupo de turbina de gas de acuerdo con el concepto de orden superior de la reivindicación 1.
Antecedentes de la técnica
Pueden ocurrir problemas especiales con la refrigeración de la turbina en las centrales térmicas, particularmente en las instalaciones de sumideros de aire. Es decir, es un problema que se satisfagan los depósitos de aire comprimido económicamente compatibles y la relación de presión extremadamente alta de aproximadamente 70: 1 de 70: 1. Debido a estas altas relaciones de presión y por razones económicas, se requiere al menos una etapa de calentamiento intermedio. En tales turbinas de alta presión, se produce un gradiente térmico o gradiente de temperatura que es significativamente menor que el de la turbina de baja presión. Cuando el compresor es una turbina de gas de la piscina de aire que tiene un intercooler, se suministra aire comprimido a la cavidad del sumidero de aire mediante una máquina eléctrica que funciona como un motor. El intercambiador de calor aire / agua enfría el aire comprimido caliente de la unidad final del compresor para reducir su volumen específico y transferir calor al depósito hidráulico. En ese momento, durante esta operación de carga, abra la unidad de cierre correspondiente. Ahora, en el caso de la obtención de la energía eléctrica de nuevo agrupado en el aire comprimido, el grupo compresor a través del dispositivo de control se detiene, por ejemplo, una turbina de alta presión y la turbina de baja presión, el grupo de turbina que consta de máquina eléctrica que funciona como un generador , Se activa al abrir la unidad de bloqueo correspondiente. Esta puesta en marcha se precalienta primero con agua tibia en el intercambiador de calor y se realiza mediante aire comprimido del sumidero de aire. Después de la ignición en la cámara de combustión, se produce energía eléctrica. Sin embargo, al disponer de manera apropiada la unidad de ruptura y el acoplamiento, también es posible operar la planta como una turbina de gas conectada. En ese caso, puede almacenar algo de aire al mismo tiempo o sangrar desde la cavidad. Sin embargo, este tipo de instalación no concuerda con el punto de vista económico actual de reducir el consumo de combustible. Además, este tipo de equipo no puede satisfacer el requisito del máximo valor máximo permisible de liberación de sustancias nocivas en la actualidad. Es ventajoso que una caldera de calor residual pueda conectarse adicionalmente para la generación de vapor. El vapor resultante se puede enviar al grupo de la turbina de vapor, pero también se puede enviar directamente al grupo de la turbina de gas de una manera conocida. El método de utilización del vapor que es ventajoso depende del tiempo de operación de la operación de la turbina. Si es menos de aproximadamente 24 horas por día, la inyección de vapor será apropiada. Ahora, mediante la realización de la optimización de este tipo de plantas de energía térmica, cuando la temperatura del gas caliente que corresponde a la técnica anterior, ya que la temperatura de salida del gas de combustión de los aumentos de la turbina en la entrada a la turbina de alta presión inmediatamente de baja presión el gas No puede usarse como un medio de enfriamiento de turbina. Por lo tanto, la turbina normalmente se enfría mediante aire de refrigeración sangrado en frente de la cavidad de la instalación del depósito de aire. Este es el camino que se suele hacer con el enfriamiento de la turbina. En el caso de a través de operación de conexión de la turbina de gas, aire de refrigeración por supuesto, con el fin de evitar la pérdida de abertura, se podría sangró enviado a la turbina de un lugar compresor adecuado en términos de presión. Si se define la temperatura de mezcla en la entrada de la turbina, cuando el consumo de turbina de aire de refrigeración, las pérdidas de mezcla, especialmente mientras se hace la eficacia de la turbina a disminuir, cuando se consume el aire de refrigeración a la turbina de baja presión, el aire de refrigeración Pasa a través de la turbina de alta presión, es decir, porque no hace nada allí, hay una influencia muy desfavorable.
Tarea de solución
La presente invención proporciona una solución a la misma. El problema que subyace a la invención descrita en las reivindicaciones es que, en el caso del método descrito al principio, es posible aumentar la economía y minimizar la liberación de sustancias nocivas, Para eliminar las desventajas de los problemas mencionados anteriormente.
Solución
Las ventajas importantes de la presente invención son las siguientes. Es decir, el aire de refrigeración extraído del tubo de aire a alta presión aguas abajo del grupo de compresores durante la operación de descarga del depósito de aire tiene un nivel de temperatura de aproximadamente 200ºC. Este valor generalmente está muy por debajo del nivel de temperatura de enfriamiento de 360 ​​400 ° C. Por lo tanto, el aire de refrigeración, una pluralidad de estructuras se someten a carga térmica, por ejemplo una cámara de combustión, alimentado por efecto tándem a la turbina, etc., con el fin de enfriar estas estructuras, primero con el camino de flujo cerrado, y luego abierto Se usa en una ruta de flujo o una ruta de flujo cerrada. Al hacer esto, por ejemplo, se reducen las pérdidas de mezcla en la turbina, mejorando así la eficiencia de la turbina.
Otras configuraciones ventajosas de la solución de acuerdo con la presente invención se describen en la reivindicación 2 y los párrafos siguientes.
Las realizaciones de la presente invención se describirán a continuación con referencia a los dibujos. Los materiales no directamente necesarios para la comprensión de la presente invención no se muestran en los dibujos. La dirección de flujo del medio está indicada por una flecha.
La figura 1 muestra una turbina de gas de piscina de aire que comprende un grupo de turbina de gas 34, una instalación de depósito de aire 33 y un circuito de vapor 20. unidad de compresor del grupo de turbina de gas 34, un primer compresor 1a, el segundo compresor 1b, consiste intercooler 2, que está dispuesta entre ellos, para comprimir el aire aspirado 3, un conducto 4 En la cavidad 5 en el depósito de aire 33. La introducción de aire comprimido en la cavidad 5 tiene lugar a través de otro conducto 6 que se bifurca desde el primer conducto 4. Al mismo tiempo, el conducto 4 forma una línea de suministro al primer calentador 7 del grupo de turbina de gas 34. En este caso, una serie de actuadores sirven para conectar operativamente los conductos 4, 6 entre sí. En primer lugar, el conducto 6 a la cavidad 5 tiene un accionador 8 justo detrás del punto de ramificación desde el conducto 4. En los lados aguas arriba y aguas abajo del accionador 8, diferentes accionadores 9, 10 aseguran la conexión de los respectivos conductos 4, 6. suministro de aire a la cavidad 5, permite mediante la apertura de un segundo actuador 8 de la mitad de la primera actuador 9 y el conducto 6 del conducto de medio 4, están cerrados el segundo actuador 10 en el medio del conducto 4 . Cerrando el accionador 8 y al mismo tiempo abriendo los accionadores 9, 10, el depósito de aire se conecta y opera como una turbina de gas puro. Un intercambiador de calor 11 está dispuesto en el medio del conducto 6 a la cavidad 5 y corriente abajo del accionador 8. El intercambiador de calor 11 está conectado al regenerador 13 a través de un tubo 12. Este acumulador de calor 13 absorbe la entalpía de compresión del compresor final 1 b. En ese momento, el compresor es impulsado por la máquina eléctrica 14 que funciona como un motor, y extrae la energía para ser almacenada desde la red actual. entalpía de compresión contenida en el acumulador de calor 13, de modo dado de nuevo para el aire del depósito de frío durante la operación de descarga, se incrementa la capacidad de la obra del aire. Se ha encontrado que aumentar aún más la temperatura del medio de trabajo a través, por ejemplo, de un calentador que funciona con combustible gaseoso aumenta significativamente la capacidad de trabajo. Esto tiene grandes ventajas económicas. Esto se debe a que el beneficio del trabajo es grande en proporción a la inversión adicional. De esta manera, la operación de la instalación de generación de energía del depósito de aire puede generar beneficios por primera vez. Sin embargo, el punto que debe ser tenido en cuenta al mismo tiempo, con el fin de suprimir la cantidad pequeña como sea posible el costo de la cavidad 5, no se debe estimar lo más alto posible la presión del aire, por lo general es que es necesario que haya 50 70 bar. Tal alta presión, sin embargo, promueve la generación de NOx en el primer calentador 7 dispuesto aguas arriba de la turbina de alta presión 15 cargada con este gas a alta temperatura. Este punto no puede ser tolerado desde el punto de vista de la ecología. Este problema se puede resolver, por ejemplo, inyectando amoniaco en un lugar apropiado por medios adecuados.
Una consideración adicional a esto es el enfriamiento de cada conjunto que se carga con calor en la instalación. Para este fin, como se muestra, el estator 25 de la turbina de alta presión y el estator y el rotor de la turbina de baja presión 19 están conectados en tándem. El aire de refrigeración extraído del conducto 4 a través de la tubería de aire refrigerante 16 tiene un nivel de temperatura de aproximadamente 200ºC durante la operación de descarga de la instalación de sumidero de aire 33. Este valor está significativamente por debajo del nivel de temperatura del aire de refrigeración normal 360 400 ° C. Por lo tanto, el aire de refrigeración, a través del tubo de continuidad 24 del tubo de aire de refrigeración 16, utilizado por primera vez en la trayectoria de flujo cerrado para enfriar el estator 25 de la turbina de alta presión 15, se siguió a través de la tubería de retorno 26 de la turbina de baja presión 19 de baja presión Y se usa para enfriar la turbina 19. De esta forma, la pérdida de mezcla en la turbina de alta presión se reduce y se mejora su eficacia. Durante el funcionamiento de la turbina de gas conectada al caudal, el aire de refrigeración se extrae ventajosamente del punto de presión del compresor 1b desde un punto de purga 27 adecuado. Si la temperatura del aire de refrigeración en el interior del tubo de retorno 26, tal como demasiado alta, como una contramedida contra eso, y ningún tubo de aire de refrigeración 16 el aire de refrigeración, según sea necesario a través del tubo de derivación 23 se mezcla con purga de 17. En este caso, la medición se realiza apropiadamente a través del miembro de medición 22 en el tubo de derivación 23. Como un conjunto que requiere refrigeración, existen otros elementos de calentamiento 7, 18. Esta refrigeración también requiere aire de refrigeración. Refrigeración del calentador 7 en el lado de alta presión, cuando se define la temperatura de mezcla en la entrada de la turbina de alta presión 15, mientras que ningún efecto sobre la producción y la eficiencia, el aire de refrigeración para la refrigeración del lado de baja presión del generador de calor 18 , La velocidad de flujo del medio de trabajo de la turbina de alta presión 15 disminuye, causando un efecto nocivo. Como se describió anteriormente, esta instalación puede operarse como una turbina de gas pura mediante la conexión adecuada de los actuadores. No hay restricciones sobre la efectividad del método para reducir la emisión de NOx y el método de enfriamiento efectivo sin causar la caída de la eficiencia. Además, la relación descrita anteriormente también se aplica al caso en el que los grupos de compresor 1a, 1b, 2 y los grupos de turbina 15, 19 están dispuestos de manera distribuida. En ese caso, el depósito 5 de aire comprimido del tipo de cavidad tiene la forma de un conducto de conexión alargado para el transporte de energía. Para mejorar aún más la eficiencia y permitir la salida del grupo de turbina de gas, por ejemplo, es ventajoso conectar el circuito de vapor secundario 20 según el documento EP 0150340 B1. Este circuito 20 utiliza completamente el calor del gas residual de la turbina de baja presión 19 de una manera conocida. En lugar de este circuito de vapor 20, puede disponerse otro dispositivo de utilización de calor residual, por ejemplo, un dispositivo de calentamiento remoto. Combustible 21 que debe suministrarse al dispositivo de calentamiento 7, a fin de reducir las pérdidas de energía a un mínimo, en la caldera de calor residual del circuito de vapor 20, precalentado por fluya de vuelta sólo para los gases de combustión posibles.
En la siguiente descripción con respecto a la figura 2, solo se tocará el método de conexión diferente del de la figura 1. En la figura 2, el generador 18 de calor del lado de baja presión y la turbina 19 están conectados en tándem en el lado del aire de refrigeración. A temperatura relativamente baja del aire de refrigeración desde el conducto 31, en el momento de la descarga de la operación a través del conducto de aire 4, también durante el funcionamiento de la turbina de gas se alimenta a través de un tubo de mezcla 17 que está conectado por un ubicaciones de extracción apropiado y compresor 1b, el lado de baja presión al ser precalentado a jugar a fines de refrigeración en la unidad de calentamiento 18, el enfriamiento de la turbina de baja presión 19 que funciona a una corriente abajo, mediante la realización de un formato normal, a través de otro conducto 32 que sale de la unidad de calentamiento 18 Tu puedes hacer Durante la operación de descarga, el ajuste de la tasa de flujo deseado se realiza mediante el elemento de medición 30 dispuesto en el tubo de aire de refrigeración 16. El miembro de medición 30 se proporciona corriente abajo de la ubicación de extracción del tubo de aire 4. Cuando es necesario bajar la temperatura del aire en el tubo de mezclado 17 durante el funcionamiento de la turbina de gas, se inyecta una cierta cantidad de agua o vapor 28 en el tubo.
Efecto de la invención
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es un diagrama que muestra que un estator de una turbina de alta presión y un estator y un rotor de una turbina de baja presión están conectados en tándem.
La figura 2 muestra un diagrama que muestra que una cámara de combustible y una turbina están conectadas en tándem en el lado del aire de refrigeración.
1a, compresor 1b, 2 intercooler, 3 aspirado aire, conducto de aire que emana de 4 compresor, 5 cavidad, conducto de aire que conduce a 6 cavidad 7, el generador 18 de calor, 8, 9, 10 actuador, 11 intercambiador de calor, tuberías de 12 regeneradores 13 del regenerador, 14 eléctrico, 15 turbina de alta presión, 16, 17 conducto de aire de enfriamiento, 19 una turbina de baja presión, 20 circuito de vapor, gas 21 residuos, 22, 30 miembro de medición, 23 tubo de derivación, 24,31,32 tubo de enfriamiento, 25 estator de la turbina, 26 tubo de retorno, sangrar punto de la en el 27 compresor, 28 un vapor / agua conducto 29 tubo de combustible, equipo de depósito 33 de aire, 34 un grupo de turbina de gas
Reclamo
En la reivindicación 1 sustancialmente al menos cada una un compresor, una turbina de gas, hecho Denki, un método de operar un proceso de vapor construido o grupo de turbina no incorporado-gas, el grupo de turbina de gas de una pluralidad de gas independiente de nuevo dividida en etapas de presión de la turbina, en el de aguas arriba de la primera turbina de gas en el generador primera dirección de flujo de calor, también en el de aguas arriba de la turbina de gas final del generador de calor diferente tipo es operado, el grupo de turbina de gas (34) Caracterizado porque una conexión en serie del mismo flujo de masa de aire (16, 17) se usa para enfriar el flujo de masa y la estructura o estructuras conectadas en acción con el flujo de masa Método de operación.
Notificación de grupo turbina 2 de gas (34) se complementan con refrigerador intermedio que actúa aguas arriba del compresor final, cuando pasa a través de la operación de conexión del grupo de turbina de gas (34), el aire comprimido final (17) necesaria para la refrigeración 2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque se extrae de la aeronave en su salida aguas arriba.
grupo de turbina 3. Gas se extiende por la instalación de depósito de aire durante la operación de descarga, el equipo de depósito de aire, esencialmente, consiste en un conducto y una pluralidad actuadores a esta instalación, además en el que el equipo de depósito de aire es el último compresor están conectados operativamente con el grupo de turbina de gas aguas arriba de la corriente abajo y el primer dispositivo de calentamiento, caracterizado porque el aire necesario para la refrigeración (16) se sangra desde aguas abajo de las instalaciones de depósito de aire (5), según la reivindicación 1, en el que Método.
4. trabajo generador de calor (11) aguas abajo de los equipos de depósito de aire (5), y también, el aire necesario para la refrigeración, caracterizado porque se purga de aguas abajo de la unidad de calentamiento (11), según la reivindicación 3 El método descrito.
5. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque la turbina de alta presión (15) y la turbina de baja presión (19) se enfrían en serie.
6. Método según la reivindicación 5, caracterizado porque el estator (25) de la turbina (15, 19) se refrigera en serie.
7. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el generador de calor del lado de baja presión (18) y la turbina de baja presión (19) se enfrían en serie.
Dibujo :
Application number :1994-010705
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