用于连续燃气涡轮的局部负载co减小操作的方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于具有连续燃烧的燃气涡轮的局部负载CO减小操作和低CO排放操作的方法。燃气涡轮基本上包括至少一个压缩机、在下游连接于压缩机的第一燃烧器，并且第一燃烧器的热气体至少允许进入中间涡轮，或直接或间接地允许进入第二燃烧器。第二燃烧器的热气体允许进入又一个涡轮，或直接或间接地允许进入能量回收装置。至少一个燃烧器在具有筒形构架(4,15)的热量燃烧通路下运行，并且其中至少第二燃烧器(15')的燃烧的空气比(λ)保持低于最大空气比(λmax)。
【专利说明】用于连续燃气涡轮的局部负载CO减小操作的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于操作具有连续燃烧的燃气涡轮的方法。此外，本发明涉及一种燃气涡轮，其用于实施用于操作具有连续燃烧和低CO排放的燃气涡轮的方法。
【背景技术】
[0002]为了保护环境，燃气涡轮发动机的CO排放需要减少。此类排放已知的是在燃烧室中没有足够的时间确保CO到CO2的氧化和/或该氧化由于与燃烧器中的冷区接触而局部急冷时出现。由于焚烧温度在局部负载条件CO下较小，故CO到CO2的氧化变得较慢，因此CO排放通常趋于在这些状态下增加。
[0003]CO排放减少继而可投入降低燃气涡轮的停机点处的燃气涡轮负载。这由于减少CO2排放而降低了环境影响，并且由于发动机停机期间的较低燃料消耗而降低了电力的总体成本。最终，CO排放减少可由于节省CO催化剂而投入降低原始成本。在该情况下，可避免(或至少减少)CO催化剂。同时，由于催化剂而出现的损失将被消除(或至少降低)，从而提闻了发电设备的总体效率。
[0004]根据US2012/0017601 Al，该现有技术的基础在于用于操作燃气涡轮的方法，其在部分负载操作期间保持第二燃烧器的操作焚烧器的空气比λ低于最大空气比λ_。该方法的特征基本上在于三个新元件，并且还在于可独立地或组合地实施的补充措施。
[0005]在该情况下，最大空气比λ max取决于待观察到的CO排放极限，取决于焚烧器和燃烧器的设计，并且还取决于操作条件，即是说，尤其是焚烧器入口温度。
[0006]第一要素为成排的可变压缩机入口导叶的操作原理的改变，这允许第二燃烧器仅在较高局部负载下操作。从空载操作开始，成排的可变压缩机入口导叶已经开启，同时仅第一燃烧器操作。这允许了在第二燃烧器必须操作之前负载增大至较高的相对负载。如果成排的可变压缩机入口导叶开启，并且高压涡轮的热气体温度或涡轮入口温度达到极限，则第二燃烧器供有燃料。
[0007]此外，成排的可变压缩机入口导叶迅速闭合。在高压涡轮的恒定涡轮入口温度TIT下闭合成排的可变压缩机入口导叶而没有对策将导致相对功率的显著减小。
[0008]为了避免该功率减小，引入第二燃烧器中的燃料质量流可增大。第二燃烧器操作所处的最小负载和进入第二燃烧器的最小燃料流因此显著地增大。
[0009]结果，第二燃烧器的最低热气体温度也提高，这减小了空气比λ，并且因此减少了CO排放。
[0010]用于减小空气比λ的第二要素为通过在部分负载操作期间增大高压涡轮的涡轮排气温度TATl和/或低压涡轮的涡轮排气温度ΤΑΤ2的操作原理的变化。该增大允许了成排的可变压缩机入口导叶的开启转移至较高负载点。
[0011]常规地，对于满负载情况确定了第二涡轮的最大涡轮排气温度，并且燃气涡轮和可能的下游废热锅炉根据该温度设计。这导致了第二涡轮的最高热气体温度在部分负载操作期间在成排的可变压缩机入口导叶闭合的情况下不由ΤΙΤ2(第二涡轮的涡轮入口温度)限制，但由TAT2(第二涡轮的涡轮排气温度)限制。由于在至少一排可变压缩机入口导叶闭合的情况下的局部负载下，横跨涡轮的质量流和因此压力比降低，故涡轮入口温度与涡轮排气温度之比也减小。
[0012]对应地，在恒定TAT2的情况下，TIT2也降低，并且在大多数情况下显著位于满负载值以下。提出的使TAT2略微增大超过满负载极限(典型地在10°C到30°C的大小范围内)公认导致TIT2的增大，但这保持在满负载值以下，并且实际上可在没有寿命损失或没有显著的使用寿命损失的情况下实现。设计或材料选择中的适应并未变成必要的，或可典型地限于排出气体侧。为了增大TIT2，热气体温度升高，这通过燃料质量流的增大和与其相关联的空气比λ的减小来实现。CO排放对应地减少。
[0013]用于减小操作中的焚烧器的空气比λ的又一个可能性为停用独立的焚烧器并且在恒定ΤΙΤ2下再分配燃料。
[0014]为了使ΤΙΤ2保持平均恒定，操作中的焚烧器必须与停用焚烧器的数量成比例地较热地操作。为此，燃料供应增加，并且因此局部空气比λ减小。
[0015]对于针对CO排放优化的操作，在具有分离平面的燃气涡轮中，邻近分离平面的焚烧器(例如，对于第二燃烧器)典型地首先停用。在该情况下，外壳典型地以其分成上半部和下半部的平面称为分离平面。例如，相应的外壳半部在分离平面中由凸缘连接。
[0016]其相邻的焚烧器随后接着停用，或者在燃烧器的相对侧上邻近分离平面的焚烧器停用，并且以交替顺序，从分离平面开始，在燃烧器的两侧上交替的相邻焚烧器停用。
[0017]邻近分离平面的焚烧器优选首先停用，因为燃气涡轮的分离平面典型地不是绝对防漏的，并且在大多数情况下，泄漏流导致可燃气体的略微冷却和稀释，并且因此导致局部增加的CO排放。由于停用邻近分离平面的焚烧器，故避免了这些局部CO排放。
[0018]减小空气比λ的又一个可能性为受控的〃分级〃。均一的燃烧过程可导致环形燃烧器中的脉动。在高负载下，这些典型地借助于所谓的"分级"来避免。限制燃料给送至至少一个焚烧器通过分级理解。为此，限流器或另一个节流元件固定地安装在待限制的至少一个焚烧器的燃料管线中。
[0019]至少一个限制的焚烧器的空气比λ与所有操作状态的减少的燃料量成比例变得更大。在高负载下，这导致了环形燃烧器中的期望的不均一性。然而，在低负载下，该不均一性导致了至少一个限制的焚烧器的CO产生的超过比例的增加。
[0020]将借助于分级来避免的燃烧不稳定性通常不再在低负载下发生，或为可忽略地小的。因此，在一个示例性实施例中，提出了不借助于固定节流器而是借助于至少一个控制阀来执行限制。该至少一个控制阀在低负载下开启，以使所有触动的焚烧器可实际上以低空气比λ均一地操作。在高负载下，至少一个控制阀节流，以便实现分级。
【发明内容】
[0021]本发明基于提出一种用于操作具有连续燃烧的燃气涡轮的方法以及实现以减少的CO排放操作的具有连续燃烧的燃气涡轮的目的。
[0022]下文所述的本发明针对燃气涡轮的CO减少，该燃气涡轮使用至少一个燃烧器，其包括在局部负载状态下具有连续燃烧的筒形构架。例如，图1中示出了此类燃气涡轮的大体图。其中，压缩机后接燃烧器区段，该燃烧器区段由一定数量的筒构成。在这些筒内，第一燃烧器后接第二燃烧器。稀释空气可喷射在这两个燃烧器之间，以便控制第二燃烧器的入口温度，并且因此控制喷射在其中的燃料的自点燃时间。最后，热燃烧气体给送到涡轮中。
[0023]当环形的第一和/或第二燃烧室具有或包括沿流动方向至各个焚烧器的独立筒或与相邻燃烧区域彼此壁隔离开的分离流动燃烧区域时，也给出了筒形构架。
[0024]为了匹配用于减少局部地发生的构件，提出了空气比λ。为此，测量各种构件的几何形状和/或流动系数，并且具有高流率的组分和具有低流率的组分在燃烧器筒内组合。
[0025]燃气涡轮基本上包括至少一个压缩机，其第一燃烧器在下游连接于压缩机。第一燃烧器的热气体至少允许进入中间涡轮，或直接或间接地允许进入第二燃烧器。第二燃烧器的热气体允许进入又一个涡轮，或直接或间接地允许进入能量回收装置，例如，蒸汽发生器。
[0026]至少一个燃烧器在具有筒形构架的热量燃烧通路下运行，并且其中至少第二燃烧器的燃烧的空气比(λ)保持在最大空气比(λ_)以下。因此，第一燃烧器和/或第二燃烧器设计为筒形燃烧器，而其余燃烧器或两个燃烧器可设计为环形燃烧室。热量燃烧通路为其中热通过燃烧释放的流动通路。热量燃烧通路可由将压缩空气从压缩机出口引导至涡轮入口的导管包围。在筒形构架中，多个筒形燃烧器布置成围绕涡轮的轴线气体(axis gas)沿周向间隔开。各个筒的流动通路为热量燃烧流动通路的一部分。
[0027]当使用连续燃烧系统使燃气涡轮缓升时，第一燃烧器首先点燃，同时第二燃烧器还未点燃。第一燃烧器以相对低的相关负载达到其设计点。接着，第二燃烧器以最低燃料量开始点燃，该最低燃料量后来连续地增大，直到达到基本负载。在该点处，在第二燃烧器以相对少量燃料运行的情况下，燃烧器中的温度相对低。因此，CO氧化至CO2受限，导致增加的CO排放。
[0028]与常规构想相反，预知用于第二焚烧器的燃料将仅分配给几个焚烧器，而其它的保持关闭。在加载期间，开启的焚烧器的量增大，以免违反允许的涡轮入口参数。这样做，独立筒的再热焚烧器级关闭，导致对于这些筒没有CO产生。在此之上，接收燃料的第二级的那些焚烧器以显著较高的温度运行，并且因此，将比燃气涡轮的负载点处的标称平均涡轮入口温度放出较少的CO。在简单设置中，接收燃料的再热焚烧器的顺序是预先限定的。
[0029]此外，在常规构想中，所有筒形燃烧器旨在在相同的燃烧温度下运行，并且因此以相同的CO排放运行(采用相似的空气分布和泄漏状态)。由于筒之间的流动的分布不当、制造公差等，故这大体上是无效的。为了最有效地产生CO的减少，优选的是，那些筒形燃烧器应当关闭，这示出了第二燃烧器入口处的最低温度，因为那些燃烧器相比于其它焚烧器预计显示较大的CO排放。该最先进的设置预计导致甚至更低的CO排放，同时燃气涡轮操作构想和燃料分配系统变得更复杂。
[0030]对于上文所述的设置，来自第一级的其余CO将不在第二级的燃烧器中氧化，因为在添加稀释空气之后的温度对于有效CO氧化为低的。然而，这些CO排放通常为小的，因为预混焚烧器基本上在它们的设计点下操作。为了最小化甚至这些排放，附加的稀释空气可使用用于那些筒的阀关闭(或节流)，其中，第二燃烧器不管怎样也关闭(见以下图2)。这是可能的，因为对于这些筒，燃料自动点燃将需要的时间不相关。在该设置中，一定容积的混合区段和第二级可用于进一步氧化由第一燃烧器生成的CO。此外，该选择有助于减小涡轮入口处的周向温度梯度。这些益处由涡轮部分的寿命延长产生。当然，改变稀释空气的可能性使燃气涡轮构架复杂化。
[0031]基于这些发现，构想可预计用于对于发动机工作，该发动机以筒形构架在连续燃烧(具有或不具有高压涡轮)下运行，但不是唯一的。
[0032]提到的燃烧器的组合的连续燃烧可设置如下:
至少一个燃烧器构造为筒形构架，具有至少一个操作涡轮。
[0033]第一燃烧器和第二燃烧器两者构造为连续的筒-筒构架，具有至少一个操作涡轮。
[0034]第一燃烧器构造为环形燃烧室，并且第二燃烧器建立为筒形构造，具有至少一个操作涡轮。
[0035]第一燃烧器构造为筒形构架，并且第二燃烧器构造为环形燃烧室，具有至少一个操作涡轮。
[0036]第一燃烧器和第二燃烧器两者构造为环形燃烧室，具有至少一个操作涡轮。
[0037]第一燃烧器和第二燃烧器两者构造为环形燃烧室，具有中间操作涡轮。
[0038]因此，在筒形构架的CO排放方面，独立的筒之间的相互作用最小或不存在。在此之上，已知对于环形构想影响CO的分开平面处的该泄漏将不影响筒形发动机的CO，即，具有筒形构架的燃气涡轮，和具体是其中两个燃烧器处于筒形构架的燃气涡轮，因为对于该构架，进入燃烧器中的分开线泄漏仅在过渡件的最后端处存在。因此，对于筒形变型，所述构想将甚至比环形发动机构架更有效。
[0039]除该方法之外，用于实施该方法的燃气涡轮为本发明的主题。取决于选择的方法或方法组合，燃气涡轮的设计必须改变，并且/或者燃料分配系统和/或冷却空气系统必须改变，以便确保方法的可行性。
[0040]例如，一个实施例的特征在于确定用于减小局部发生的空气比λ的不同构件。燃气涡轮的所有构件位于可容许的公差的范围内。这些公差导致用于各个构件的略微不同的几何形状和特征。
[0041]这尤其还导致了操作期间的不同压力损失和流率。该公差选定成使得它们在正常操作期间对操作行为实际上没有影响，尤其是在高局部负载和满负载下。然而，在具有高空气比λ的局部负载下，燃烧器可在其中甚至小扰动可对CO排放有显著影响的状态下操作。例如，如果具有低流动系数的燃料枪安装在具有大截面面积的筒形焚烧器中，则该组合可导致局部空气比λ的增大，这导致了 CO的局部产量增加。
[0042]为了避免这一切，提出了用于减小局部发生的空气比λ的构件的匹配。为此，测量各种构件的几何形状和/或流动系数，并且具有高流率的组分和具有低流率的组分在燃烧器筒内组合。
[0043]与本发明相关联的优点如下:
CO排放尤其在较低的局部负载状态下减少。因此，燃气涡轮可在其中发电设备操作员追求低功率输出的时段期间以较低的值停机。
[0044]因此，发电设备操作员可节省燃料，并且因此降低电力的总成本。
[0045]环境益处由减少的CO排放、较低的停机点(因此较少燃料消耗和CO2产生)或两个优点的组合引起。
[0046]消除昂贵的CO催化剂的可能性。因此，降低了原始成本。
[0047]当使用包括筒之间的稀释空气切换/变化的设置时，出现了另外的优点:
由于增大了源于第一燃烧器中的CO氧化的量而进一步减少CO，具有上述所有优点。
[0048]不同筒形燃烧器之间的周向温度梯度的减小。因此，改进了涡轮入口轮廓，并且改进了涡轮部分的寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0049]本发明在图1到4中基于示例性实施例示意性地示出。
[0050]示意性地，在附图中:
图1示出了呈筒形构架的使用连续燃烧的普通燃气涡轮；
图2示出了呈筒形构架的使用连续燃烧的燃气涡轮，从而添加了用于调制稀释空气的阀；
图3示出了呈筒形/环形构架的使用连续燃烧的燃气涡轮；
图4示出了使用两个燃烧器之间的高压涡轮的、呈筒形/环形构架的使用连续燃烧的燃气涡轮；
图5详细示出了用于实施根据本发明的方法的具有连续燃烧的燃气涡轮；
图6示出了例如穿过具有焚烧器的第二燃烧器的截面。
[0051]部件列表 I压缩机
2进入空气 3压缩空气 4筒
5燃料进料口 6热气体 7第一涡轮 8部分膨胀的热气体 9第二燃烧器的焚烧器 10燃料进料口 11热气体 12第二涡轮
13排出气体(对于废热锅炉)
14可变压缩机入口导叶
15筒
16低压冷却空气控制阀
17载气控制阀
18轴
19发生器
21高压冷却空气控制阀
22高压冷却空气 23冷却空气 24载气
25防冰控制阀
26防冰管线
28燃料控制阀
29燃料进料口
30燃料环总管
35高压冷却空气冷却器
36低压冷却空气冷却器
37独立开/关阀
TAT涡轮排气温度
TATl第一涡轮的涡轮排气温度
TAT2第二涡轮的涡轮排气温度
TIT涡轮入口温度
TITl第一涡轮的涡轮入口温度
TIT2第二涡轮的涡轮入口温度
4’包括一定数量的筒的第一燃烧器
15’包括一定数量的筒的第二燃烧器
20燃气涡轮的外部本体壳体。
【具体实施方式】
[0052]图1到3示出了用于实施根据本发明的方法的具有连续燃烧的燃气涡轮。其包括压缩机、第一燃烧器筒、第二燃烧器筒和涡轮。典型地，其包括这里未示出的发电机，该发电机在燃气涡轮的冷端处，即在压缩机处，联接于燃气涡轮的轴。
[0053]图1示出了呈筒形构架的使用连续燃烧的普通燃气涡轮，从而添加了用于调制稀释空气的阀；
图2示出了呈筒形构架的使用连续燃烧的普通燃气涡轮，从而添加了用于调制稀释空气的阀；
图3示出了呈筒形/环形构架的使用连续燃烧的普通燃气涡轮，从而添加了用于调制稀释空气的阀；
在图1和图2中所示的发动机构架之上，构想预计为在图3中所示的发动机构架上工作。因此，基本上，筒形构架与环形构架之间的过渡在两个焚烧器之间转移。
[0054]图4示出了使用首先呈筒形构架随后呈环形构架的使用连续燃烧的普通燃气涡轮，其使用两个燃烧器之间的高压涡轮。系统预计针对构造工作，其中添加了高压涡轮，其更换稀释空气。在该设置中，优选使用用于第二燃烧器的环形发动机构架，而第一燃烧器可以以筒形运行。
[0055]图5示出了用于实施根据本发明的方法的具有连续燃烧的详细的燃气涡轮。其包括压缩机1、第一燃烧器4’、第一涡轮7、第二燃烧器15’，以及第二涡轮12。典型地，其包括发电机19，发电机19在燃气涡轮的冷端处，即在压缩机I处，联接于燃气涡轮的轴18。第一燃烧器4’和第二燃烧器15’以筒形构架运行，而第一涡轮7是可选的。
[0056]各个图1到6中的筒形构架包括以环形阵列围绕涡轮轴(图6)的周边布置的多个筒，这实现了各个筒4，15的独立燃烧操作，并且这将在燃烧过程期间没有独立的筒之间的有害的相互作用。
[0057]燃料、气体或油经由燃料进料口 5引入第一燃烧器4’的筒4中，与在压缩机I中压缩的空气混合，并且燃烧。热气体6在随后的第一涡轮7中部分地膨胀，从而执行功。
[0058]一旦第二燃烧器操作，则附加燃料经由燃料进料口 10添加至第二燃烧器15’的筒15的焚烧器9中的部分膨胀的气体8，并且在第二燃烧器15’的筒15中燃烧。热气体11在随后的第二涡轮12中膨胀，从而执行功。排气13可有益地给送至联合循环发电设备的废热锅炉，或至另一个废热应用。
[0059]为了控制进入质量流，压缩机I具有至少一排可变的压缩机入口导叶14。
[0060]为了能够提高进入空气2的温度，提供了防冰管线26，通过防冰管线26，压缩空气3中的一些可添加至进入空气2。为了控制，提供了防冰控制阀25。这通常在环境空气中的相对空气湿度较高的冷天采用，以便预防压缩机I结冰的风险。
[0061]压缩机空气3中的一些放出作为高压冷却空气22，经由高压冷却空气冷却器35再冷却，并且作为冷却空气22给送至第一燃烧器4 (未示出冷却空气管线)，并且至第一涡轮。
[0062]给送至高压涡轮7的高压冷却空气22的质量流可借助于实例中的高压冷却空气控制阀21来控制。
[0063]高压冷却空气22中的一些作为所谓的载气24给送至第二燃烧器15’的筒15的焚烧器9的焚烧器枪。载气24的质量流可借助于载气控制阀17来控制。
[0064]空气中的一些从压缩机I放出，部分被压缩，经由低压冷却空气冷却器36再冷却，并且作为冷却空气23给送至第二燃烧器15’的筒15，并且至第二涡轮。冷却空气23的质量流可借助于实例中的冷却空气控制阀16来控制。
[0065]燃烧器中的一个或更多个可构建为环形燃烧器，例如，具有大量独立的焚烧器9(见图5)，如在图4中经由第二燃烧器的实例大体示出的。象征性地根据图6，这些焚烧器9中的各个经由燃料分配系统和燃料进料口 10供有燃料。
[0066]图6示出了例如穿过第二燃烧器15’的截面，第二燃烧器15’具有带连续燃烧的燃气涡轮的筒形构架15的环形设置，以及具有至每个筒15的焚烧器9 (见图5)的燃料环总管30的燃料分配系统，并且例如，八个独立开/关阀37，用于停用八个焚烧器9，以及为此八个筒15。相同的筒形构架可布置成用于第一燃烧器4’。通过闭合独立的开/关阀37，对每个筒15和对应地筒4的独立焚烧器9的燃料进料停止，并且其分配至其余焚烧器，并且为此至其余的筒，其中总体燃料质量流经由控制阀28控制。结果，减小了操作中的焚烧器9的空气比λ。单个焚烧器9可设有独立的控制阀(未示出)，用于控制至相应焚烧器9的燃料进料口 10中的燃料流。
[0067]项目20示出了燃气涡轮的外部本体壳体，其包括关于压缩机和涡轮的定子布置(未示出)。
[0068]如果提供用于筒的燃烧的预混焚烧器，则这些应当优选由根据文献ΕΡ0321809Α1和/或EP O 704 657 Al的燃烧过程和目的形成，其中这些文献形成本描述的组成部分。
[0069]具体而言，所述预混焚烧器可利用所有类型的液体和/或气态燃料操作。因此，可容易提供独立筒内的不同燃料。这还意味着预混焚烧器还可以以不同燃料同时操作。
[0070]第二或随后的燃烧器可优选由EP0620362A1或DE10312971A1执行，其中这些文献形成本描述的组成部分。
[0071]此外，下文提到的文献还形成了本描述的组成部分:
EP0321809A和B涉及焚烧器，其由构成整个本体的中空部分圆锥体构成，具有切向空气入口槽口和气态燃料和液体燃料的给送通道，其中中空部分圆锥体的中心轴线具有沿流动方向的锥角增大，并且以相互偏移沿纵向方向行进。燃料喷嘴(其燃料喷射位于部分圆锥体的相互偏移的中心轴线的连接线的中间)在由部分圆锥体形成的圆锥形内部中置于焚烧器头部处。
[0072]EP0704657A和B涉及用于热发生器的焚烧器布置，其大致由大致根据EP0321809A和B的涡旋发生器构成，用于燃烧空气流，以及用于喷射燃料的器件，以及设在所述涡旋发生器的下游的混合通路，其中所述混合通路包括处理导管，其在通路的第一部分内沿流动方向延伸，用于将形成在所述涡旋发生器中的流传递到连结在所述过渡导管下游的所述混合通路的流的截面中。
[0073]此外，提出了燃料喷射器，其用于在燃气涡轮再热燃烧器内使用，利用了燃料的自动点燃，以便在给定停留时间内改进燃料空气混合。构想了该喷射器的特定实施例:
振荡气体燃料在错流构造的意义上正交于氧化剂流喷射。
[0074]振荡气态燃料在联线构造的意义上平行于氧化剂流喷射。
[0075]振荡气态燃料与氧化剂流成O°到90°之间的倾角来喷射。
[0076]EP0646705A和B，其涉及建立具有连续燃烧的燃气涡轮组中的局部负载操作的方法。
[0077]EP0646704A和B，其涉及用于控制配备有两个燃烧器室的燃气涡轮设备的方法。
[0078]EP0718470A和B，其涉及提供部分负载操作时操作配备有两个燃烧器室的燃气涡轮组的方法。
[0079]包括上文识别的文献的一个或更多个改进的其它相关公告文献也形成本描述的组成部分。
[0080]本公开在流动实施例中概括。
[0081]一种用于具有连续燃烧的燃气涡轮的局部负载CO减少操作和低CO排放操作的方法，其中燃气涡轮基本上包括至少一个压缩机、在下游连接于压缩机的第一燃烧器，并且第一燃烧器的热气体至少允许进入中间涡轮，或直接或间接地允许进入第二燃烧器，其中第二燃烧器的热气体允许进入又一个涡轮，或直接或间接地允许进入能量回收装置，其中至少一个燃烧器在具有筒形构架的热量燃烧通路下运行，并且其中至少第二燃烧器的燃烧的空气比λ保持低于最大空气比λ_。
[0082]在该方法的又一个实施例中，第一燃烧器和第二燃烧器在具有筒形构架的热量燃烧通路下运行。
[0083]一种用于具有连续燃烧的燃气涡轮的局部负载CO减少操作和低CO排放操作的方法，其中燃气涡轮基本上包括至少一个压缩机、在下游连接于压缩机的第一燃烧器，并且第一燃烧器的热气体至少允许进入中间涡轮，或直接或间接地允许进入第二燃烧器，其中第二燃烧器的热气体允许进入又一个涡轮，或直接或间接地允许进入能量回收装置，其中第一燃烧器在具有环形构架的热量燃烧通路下运行，并且第二燃烧器在具有筒形构架的热量燃烧通路下运行，并且其中至少第二燃烧器的燃烧的空气比λ保持低于最大空气比λ_。
[0084]一种用于具有连续燃烧的燃气涡轮的局部负载CO减少操作和低CO排放操作的方法，其中燃气涡轮基本上包括至少一个压缩机、在下游连接于压缩机的第一燃烧器，并且第一燃烧器的热气体至少允许进入中间涡轮，或直接或间接地允许进入第二燃烧器，其中第二燃烧器的热气体允许进入又一个涡轮，或直接或间接地允许进入能量回收装置，其中第一燃烧器在具有筒形构架的热量燃烧通路下运行，并且第二燃烧器在具有环形构架的热量燃烧通路下运行，并且其中至少第二燃烧器的燃烧的空气比λ保持低于最大空气比λ_。
[0085]一种用于具有连续燃烧的燃气涡轮的局部负载CO减少操作和低CO排放操作的方法，其中燃气涡轮基本上包括至少一个压缩机、在下游连接于压缩机的第一燃烧器，并且第一燃烧器的热气体至少允许进入中间涡轮，或直接或间接地允许进入第二燃烧器，其中第二燃烧器的热气体允许进入又一个涡轮，或直接或间接地允许进入能量回收装置，其中至少一个燃烧器在具有环形构架的热量燃烧通路下运行，并且其中至少第二燃烧器的燃烧的空气比λ保持低于最大空气比λ_。
[0086]在该方法的又一个实施例中，第一燃烧器和第二燃烧器在具有环形构架的热量燃烧通路下运行。
[0087]在该方法的另一个实施例中，第二燃烧器的燃烧的空气比λ保持低于最大空气比 X max。
[0088]在该方法的另一个实施例中，负载在接合第二燃烧器之前增大，第一涡轮的涡轮入口温度TITl首先增大至部分负载极限，并且成排的可变压缩机入口导叶开启，并且为了接合或在接合第二燃烧器时，成排的可变压缩机入口导叶闭合，并且燃料引入第二燃烧器中。
[0089]在该方法的再一个实施例中，其特征在于，在卸载时，在解除接合第二燃烧器之前，成排的可变压缩机入口导叶闭合，并且其在第二燃烧器解除接合时再次开启。
[0090]在该方法的另一个实施例中，当卸载燃气涡轮，以便产生滞后时，第二燃烧器仅在如下负载下关闭，该负载位于在操作期间以第一燃烧器在第一涡轮的涡轮入口温度TITl的局部负载极限下实现的负载以下，并且其中成排的可变压缩机入口导叶开启。
[0091]在该方法的另一个实施例中，第二燃烧器的筒的至少一个焚烧器的燃料进料口在部分负载下关闭，以使在第二涡轮的不变的涡轮入口温度下，氧操作中的焚烧器的空气比减小。
[0092]在该方法的另一个实施例中，对应的燃烧器的停用筒的数量与负载成反比，或者与负载基本上成反比。
[0093]在该方法的另一个实施例中，其特征在于，第一涡轮的涡轮排气温度TATl和/或第二涡轮的涡轮排气温度TAT2的局部负载极限在局部负载范围内增大，以便将成排的可变压缩机入口导叶的开启转移至较高负载。
[0094]在该方法的另一个实施例中，压缩或部分压缩的压缩机空气的分流至少添加至第二燃烧器的上游。
[0095]在该方法的另一个实施例中，至少一个冷却空气温度和/或至少一个冷却空气质量流随负载变化而受控制。
[0096]在该方法的另一个实施例中，第一燃烧器和/或第二燃烧器的燃料温度随负载变化而受控制。
[0097]另外的实施例涉及用于实施上述方法的燃气涡轮，其包括压缩机、连接于压缩机下游并且其热气体允许进入第一涡轮或第二燃烧器的第一燃烧器，以及连接于第一涡轮下游或直接至第一燃烧器并且其热气体分别允许进入第一涡轮或第二涡轮的第二燃烧器，其中至少第一燃烧器或第二燃烧器以筒形构架运行。
[0098]在燃气涡轮的又一个实施例中，独立的开/关阀布置在至第一燃烧器和/或第二燃烧器的单个筒的至少一个焚烧器的至少一个燃料管线中。
[0099]在燃气涡轮的又一个实施例中，独立控制阀布置在至第一燃烧器和/或第二燃烧器的单个筒的至少一个焚烧器的至少一个燃料管线中，并且/或者燃料分配系统包括第一燃料控制阀，以及用于将燃料分配至第一筒子组的焚烧器的第一燃料环总管，并且包括至少一个第二燃料控制阀，以及用于将燃料分配至至少一个第二筒子组的焚烧器的至少一个第二燃料环总管。
[0100]在燃气涡轮的又一个实施例中，高压压缩机设计用于高于满负载下可靠操作所需的压力比。
[0101]在燃气涡轮的又一个实施例中，涡轮排气和排出气体管线设计用于高于最大满负载排出气体温度的第一涡轮的涡轮排气温度TATl或第二涡轮的涡轮排气温度TAT2。
【权利要求】
1.一种用于具有连续燃烧的燃气涡轮的局部负载CO减少操作和低CO排放操作的方法，其中所述燃气涡轮基本上包括至少一个压缩机、在下游连接于所述压缩机的第一燃烧器，并且所述第一燃烧器的热气体允许进入第二燃烧器，其中所述第二燃烧器的热气体允许进入涡轮，其中至少一个燃烧器在具有筒形构架(4，15)的热量燃烧通路下运行，并且其中至少所述第二燃烧器(15’)的燃烧的空气比(λ)保持低于最大空气比(λ_)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一燃烧器和所述第二燃烧器在具有筒形构架的热量燃烧通路下运行，或者所述第一燃烧器在具有环形构架的热量燃烧通路下运行，并且所述第二燃烧器在具有筒形构架的热量燃烧通路下运行，或者所述第一燃烧器在具有筒形构架的热量燃烧通路下运行，并且所述第二燃烧器在具有环形构架的热量燃烧通路下运行。
3.一种用于具有连续燃烧的燃气涡轮的局部负载CO减少操作和低CO排放操作的方法，其中所述燃气涡轮基本上包括至少一个压缩机、在下游连接于所述压缩机的第一燃烧器，并且所述第一燃烧器的热气体允许进入第二燃烧器，其中所述第二燃烧器的热气体允许进入涡轮，其中所述第一燃烧器和所述第二燃烧器在具有环形构架的热量燃烧通路下运行，并且其中至少所述第二燃烧器的燃烧的空气比(λ)保持低于最大空气比(λ_)。
4.根据权利要求1至权利要求3中的一项所述的方法，其特征在于，负载在接合所述第二燃烧器(15’)之前增大，所述第一燃烧器的出口温度首先增大至局部负载极限，并且成排的可变压缩机入口导叶开启，并且为了接合或在接合所述第二燃烧器时，所述成排的可变压缩机入口导叶闭合，并且燃料引入所述第二燃烧器中。
5.根据权利要求1至权利要求4中的一项所述的方法，其特征在于，在卸载时，在解除接合所述第二燃烧器之前，所述成排的可变压缩机入口导叶闭合，并且其在所述第二燃烧器解除接合时再次开启。
6.根据权利要求1至权利要求5中的一项所述的方法，其特征在于，当卸载所述燃气涡轮时，为了产生滞后，所述第二燃烧器仅在如下负载下关闭，所述负载位于在操作期间以所述第一燃烧器在第一燃烧器的出口温度的部分负载极限下实现的负载以下，并且其中所述成排的可变压缩机入口导叶开启。
7.根据权利要求1至权利要求6中的一项所述的方法，其特征在于，至所述第二燃烧器的筒(15)的至少一个焚烧器的燃料进料口在部分负载下关闭，以使在第二燃烧器的不变出口温度的情况下，所述焚烧器在氧操作中的空气比(λ)减小。
8.根据权利要求1至权利要求7中的一项所述的方法，其特征在于，所述第一燃烧器和/或所述涡轮的出口温度的局部负载极限针对局部负载范围增大，以便将所述成排的可变压缩机入口导叶的开启转移至较高负载。
9.根据权利要求1至权利要求8中的一项所述的方法，其特征在于，压缩或部分地压缩的压缩机空气的分流至少添加至所述第二燃烧器的上游。
10.一种用于实施根据权利要求1至权利要求9中的一项所述的方法的燃气涡轮，其包括压缩机、在下游连接于所述压缩机并且其所述热气体允许进入第二燃烧器的第一燃烧器，以及直接连接于所述第一燃烧器的下游并且其所述热气体允许进入涡轮的所述第二燃烧器，其中至少所述第一燃烧器或所述第二燃烧器以筒形构架运行。
11.根据权利要求10所述的燃气涡轮，其特征在于，独立开/关阀布置在至所述第一燃烧器和/或所述第二燃烧器的单个筒的至少一个焚烧器的至少一个燃料管线中。
12.根据权利要求10或权利要求11所述的燃气涡轮，其特征在于，稀释空气喷射布置在所述第一燃烧器与所述第二燃烧器之间。
13.根据权利要求10至权利要求12所述的燃气涡轮，其特征在于，独立控制阀布置在至所述第一燃烧器和/或所述第二燃烧器的单个筒的至少一个焚烧器的至少一个燃料管线中，并且/或者 燃料分配系统包括第一燃料控制阀，以及用于将所述燃料分配至第一筒子组的焚烧器的第一燃料环总管，并且包括至少一个第二燃料控制阀，以及用于将所述燃料分配至至少一个第二筒子组的所述焚烧器的至少一个第二燃料环总管。
14.根据权利要求10至权利要求13中的一项所述的燃气涡轮，其特征在于，所述高压压缩机设计用于高于在满负载下可靠操作所需的压力比。
15.根据权利要求10至权利要求14中的一项所述的燃气涡轮，其特征在于，所述涡轮排气和所述排出气体管线设计用于高于所述最高满负载排出气体温度的所述涡轮的涡轮排气温度。
【文档编号】F23C6/04GK104379905SQ201380034570
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2013年6月24日 优先权日:2012年6月29日
【发明者】M.杜伊辛, A.埃罗格鲁 申请人:阿尔斯通技术有限公司