用于使燃?xì)廨啓C(jī)以低于其額定功率操作的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于使燃?xì)廨啓C(jī)以低于其額定功率操作的方法，其中燃?xì)廨啓C(jī)的廢氣中的一氧化碳排放量隨著輸出燃?xì)廨啓C(jī)功率的減小而增大，其中，如果達(dá)到了一氧化碳排放量的預(yù)定閾值或者如果輸出燃?xì)廨啓C(jī)功率的預(yù)定閾值下沖，燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室中的燃燒溫度將升高。
【背景技術(shù)】
[0002]在燃?xì)廨啓C(jī)用于產(chǎn)生電能的情況中，已知這些不僅在額定負(fù)載下工作還低于額定負(fù)載操作。然而，所謂的部分負(fù)載操作可以導(dǎo)致在燃料燃燒過(guò)程中遇到明顯過(guò)量的空氣；于是燃燒空氣比率遠(yuǎn)大于I。如果發(fā)生負(fù)載減小，通常是壓縮機(jī)流率減小的情況，因此壓縮機(jī)的壓力比以及燃燒室中的燃料空氣混合物的燃燒溫度減小，其在與一氧化碳排放量有關(guān)的主要區(qū)域溫度上具有類似的影響。如果這時(shí)溫度未達(dá)到最小值，產(chǎn)生增大的一氧化碳排放量。在進(jìn)一步減小的主要區(qū)域溫度的情況中，一氧化碳排放量可以增大到超過(guò)一般法律規(guī)定的排放量閾值的程度，由此，燃?xì)廨啓C(jī)不再工作在符合有關(guān)一氧化碳排放量的部分負(fù)載范圍中。如果法定一氧化碳排放量閾值有效，該狀態(tài)可以強(qiáng)制燃?xì)廨啓C(jī)的操作員關(guān)閉燃?xì)廨啓C(jī)除非可以進(jìn)一步減小其燃?xì)廨啓C(jī)的功率并且同時(shí)一氧化碳排放量閾值下沖。
[0003]為了進(jìn)一步增強(qiáng)上述燃?xì)廨啓C(jī)的部分負(fù)載能力，現(xiàn)有技術(shù)已知的文獻(xiàn)DE 10 2008044442 Al提出了配備有旁路系統(tǒng)的燃?xì)廨啓C(jī)，可以通過(guò)旁路系統(tǒng)引導(dǎo)壓縮機(jī)出氣的一部分經(jīng)過(guò)燃燒室并饋送至燃?xì)廨啓C(jī)的廢氣管道。這樣，可以減小用于燃燒所供給的空氣流率，并且因此提高了燃燒溫度以及相關(guān)的主要區(qū)域溫度。這種提高將導(dǎo)致一氧化碳排放量的減小，使得燃?xì)廨啓C(jī)可以以符合有關(guān)一氧化碳排放量的方式工作而不管進(jìn)一步減小的負(fù)載操作。然而，缺點(diǎn)在于:由于被引導(dǎo)通過(guò)旁路的壓縮空氣不利于燃?xì)廨啓C(jī)的性能，現(xiàn)有技術(shù)已知的操作模式不必要地降低了燃?xì)廨啓C(jī)的效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此，本發(fā)明的目的在于提供用于操作燃?xì)廨啓C(jī)的方法，其顯示了不論部分負(fù)載操作在符合有關(guān)一氧化碳排放量的操作中相對(duì)高的效率而。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供其中燃?xì)廨啓C(jī)操作符合有關(guān)排放量的方法在更低的負(fù)載方面中的擴(kuò)展。
[0005]該目的涉及通過(guò)權(quán)利要求1所述的特征裝置實(shí)現(xiàn)的方法。從屬權(quán)利要求中規(guī)定的有利改進(jìn)，其技術(shù)教導(dǎo)可以根據(jù)需要相互結(jié)合。
[0006]根據(jù)本發(fā)明，在用于使燃?xì)廨啓C(jī)以低于其額定功率操作的方法中，其中燃?xì)廨啓C(jī)的廢氣中的一氧化碳排放量隨著輸出燃?xì)廨啓C(jī)功率的減小而增大，其中，如果達(dá)到一氧化碳排放量的預(yù)定閾值(其可以根據(jù)需要選擇)或者如果在相對(duì)或絕對(duì)條件中規(guī)定的，輸出燃?xì)廨啓C(jī)功率的預(yù)定閾值下沖，燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室中的燃燒溫度將升高，這規(guī)定了，對(duì)于恒定功率輸出，作為燃燒溫度增加的結(jié)果，在燃?xì)廨啓C(jī)出口處產(chǎn)生的廢氣溫度增加，至少部分通過(guò)液體或氣體介質(zhì)補(bǔ)償。
[0007]廢氣溫度的增加提供了用于一氧化碳排放量減小的有效設(shè)備。然而，所述的測(cè)量目前是被燃?xì)廨啓C(jī)部件以及燃?xì)廨啓C(jī)出口下游的部件的最大容許工作溫度限制的。這種限制廢氣溫度的部件的示例包括鍋爐，其作為用于位于燃?xì)廨啓C(jī)下游的蒸汽輪機(jī)的余熱回收蒸汽發(fā)生器工作，燃?xì)廨啓C(jī)的廢氣殼體，和/或燃?xì)廨啓C(jī)的廢氣擴(kuò)散器。由于廢氣溫度通過(guò)燃?xì)廨啓C(jī)出口處或下游處的額外的液體或氣體介質(zhì)減小，在產(chǎn)生附加物的位置的上游占主導(dǎo)的廢氣溫度遠(yuǎn)大于位于其下游的廢氣引導(dǎo)部件的最大容許工作溫度。因此，以高于所述部件的工作溫度的廢氣溫度執(zhí)行燃?xì)廨啓C(jī)中產(chǎn)生的周期，其中限制廢氣溫度的部件仍然使廢氣的溫度低于最大容許工作溫度。因此，不論提高的燃燒溫度，保證了燃?xì)廨啓C(jī)出口下游的部件不會(huì)變得太熱。這減小了在部分負(fù)載操作中的一氧化碳排放量的發(fā)生或者使燃?xì)廨啓C(jī)可能工作在其它更低的功率范圍而不損害部件。
[0008]在本申請(qǐng)的上下文中，燃燒溫度可以理解為燃燒器的主要區(qū)域中產(chǎn)生的火焰的溫度。所述溫度也已知為理論火焰溫度。
[0009]在本發(fā)明的情況中，必須保證霧狀的或液體的介質(zhì)不加入到火焰中而是加入到火焰產(chǎn)生的廢氣中。前者是傳統(tǒng)的，并且還用在較早的時(shí)間點(diǎn)，使其可能去控制和減小目前常見(jiàn)的擴(kuò)散燃燒器的NOx排放量。優(yōu)選地，介質(zhì)直接加入至燃?xì)廨啓C(jī)的最后渦輪級(jí)的下游或者其中燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)子通常是放射狀安裝的燃?xì)廨啓C(jī)的軸承星形的下游。這些用于執(zhí)行所述方法的結(jié)構(gòu)相比于直接添加介質(zhì)至火焰下游的結(jié)構(gòu)而言是比較簡(jiǎn)單的，例如，第一渦輪級(jí)的上游或第二渦輪級(jí)的上游。然而，后者可能具有功率優(yōu)勢(shì)，因此效率比添加點(diǎn)設(shè)置在其它下游處的情況高。
[0010]預(yù)定一氧化碳排放量閾值可能具有任意的期望值，超出該預(yù)定一氧化碳排放量閾值，燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室的燃燒溫度將增大。所述閾值獨(dú)立于針對(duì)一氧化碳排放量的法律規(guī)定的排放量閾值。選擇根據(jù)本發(fā)明的針對(duì)一氧化碳排放量的預(yù)定閾值，使得其根據(jù)期望的操作模式啟動(dòng)根據(jù)本發(fā)明的方法的起始。
[0011]還可能在根據(jù)本發(fā)明的方法的啟動(dòng)中考慮除了一氧化碳排放量之外的參數(shù)，這也是不言而喻的。其它參數(shù)可以額外地或可選地用于具有低一氧化碳排放量的部分負(fù)載操作的起始。例如，僅僅當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)功率在相對(duì)或絕對(duì)條件下規(guī)定的閾值下沖時(shí)，可以執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法?？梢曰跓崃W(xué)數(shù)據(jù)或者還可以基于發(fā)電機(jī)終端功率確定輸出燃?xì)廨啓C(jī)功率。
[0012]在特定的優(yōu)選改進(jìn)中，霧狀介質(zhì)是混合氣體和汽輪機(jī)發(fā)電廠的生產(chǎn)用蒸汽，為了所述生產(chǎn)用蒸汽能夠冷卻該廢氣，在非常小負(fù)載輸出的情況下，其必須不能釋放任何生產(chǎn)用蒸汽。
[0013]在本方法的一個(gè)特定優(yōu)選改進(jìn)中，提高了燃燒溫度，并且選擇添加的介質(zhì)流率，使得在添加介質(zhì)后占主導(dǎo)的廢氣溫度大約等于或僅僅略微偏離于沒(méi)有添加介質(zhì)的額定功率的情況下在相同位置產(chǎn)生的廢氣溫度。改進(jìn)是基于以下推論的:
[0014]通常，對(duì)于額定負(fù)載下進(jìn)行的負(fù)載的減小，壓縮機(jī)的進(jìn)氣量流率首先通過(guò)在閉合方向旋轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)的入口導(dǎo)流葉片減小。采用該措施，減小燃?xì)廨啓C(jī)的壓力比，并且因此，在燃燒溫度保持恒定的情況下，廢氣溫度升高。如上文已經(jīng)進(jìn)一步描述的，渦輪出氣口處的最大容許廢氣溫度由燃?xì)廨啓C(jī)和位于下游的任何鍋爐(用于蒸汽產(chǎn)生)的材料溫度來(lái)預(yù)定。如果在負(fù)載減小的情況下，通過(guò)壓縮機(jī)質(zhì)量流率減小的方式，廢氣到達(dá)最大溫度，其在現(xiàn)有技術(shù)中是必須的，隨著負(fù)載的進(jìn)一步減小，還可以進(jìn)一步減小燃燒溫度。