机械驱动应用中的燃气轮机和操作方法_4

文档序号:9816103阅读:来源:国知局
供了配备燃气轮机3的步骤,将至少一个压缩机21机械地联接到燃气轮机3的步骤,将电动机/发电机23机械地联接到压缩机21的步骤,其中所述电动机/发电机23是关于所述压缩机与所述燃气轮机3相对地布置的,利用燃气轮机3产生机械能的步骤,以及利用燃气轮机3产生的机械能给压缩机供以动力的步骤。当燃气轮机3产生的机械能超过驱动压缩机21所需的机械能时,该方法提供以发生器模式操作电动机/发电机23的步骤,从燃气轮机传送过量的机械能到电动机/发动机23的步骤,以及在电动机/发电机23中将所述过量的机械能转换为电能的步骤。当燃气轮机3产生的机械能不是零但小于驱动负载所需的功率(意思是说汽轮机没有停用)时,该方法提供以发动机模式操作所述电动机/发电机23的步骤,向电动机/发电机23电地供能的步骤,在电动机/发电机23中将电能转换为补充机械能的步骤,将来自电动机/发电机23的补充机械能输送到压缩机的步骤,以及联合燃气轮机3产生的功率和电动机/发电机23产生的补充机械能来驱动压缩机的步骤。当燃气轮机3产生的机械能为零或燃气轮机停用时,该方法提供将燃气轮机从压缩机断开的步骤(使得燃气轮机和压缩机没有扭转联接以及没有机械能被传送),以发动机模式操作所述电动机/发电机23的步骤,在电动机/发电机中将电能转换为机械能的步骤,将来自电动机/发电机23的机械能传递给压缩机的步骤,利用电动机/发电机产生机械能驱动压缩机的步骤。
[0119]根据上述内容,本发明还提供了一种用于在气体管道中存储压力能的系统,包括:布置在管道18中并且设计成压缩管道18中的所述气体的至少一个压缩机21,构造并布置成用于驱动所述至少一个压缩机21的燃气轮机3,电连接到电网G的电动机/发电机23,连接17-19燃气轮机3到所述至少一压缩机的第一负载联接器,连接压缩机21到电动机/发电机23的第二负载联接器,其中电动机/发电机适于作为发生器起作用以用于将来自所述然气轮机的过量的机械能转换为电能并且将电能输送至电网,以及作为发动机起作用以用于给所述至少一个压缩机补充驱动功率。因此,系统包括断开装置以从燃气轮机3可逆地断开压缩机21,使得所述至少一个压缩机能仅被所述电动机驱动。系统提供压缩机从燃气轮机的断开的阶段,以及在管道18中的气体仅通过用电动机23操作压缩机的压缩的阶段。管道中气体被压缩至高于管道中气体的服务值的压力值。
[0120]尽管本文中描述的主题的公开的实施例已经在附图中示出并在上面用结合若干示例性实施例的特殊点和细节来充分地描述,但对本领域技术人员来说显而易见的是许多修改、改变、以及省略在不本质上脱离新颖性教导和本文中阐述的原理和法则以及附加权利要求叙述的本发明主题的优点的情况下是可能的。因此,本公开的创新的正确范围将仅由附加权利要求的广泛解释来确定,以便包括所有这样的修改、改变和省略。而且,根据备选实施例,任何过程和方法步骤的次序或顺序是可以改变或再排列的。
【主权项】
1.一种用于驱动负载的驱动系统,包括: 燃气轮机,其构造并布置成用于驱动所述负载, 电动机/发电机,其电连接至电网, 第一负载联接器,其将所述燃气轮机连接到所述负载, 第二负载联接器,其将所述负载连接到所述电动机/发电机,其中所述电动机/发电机适于作为发生器起作用以用于将来自所述燃气轮机的过量的机械能转换为电能并将所述电能输送到所述电网,以及作为发动机起作用以用于为所述负载补充驱动功率, 以及其中所述驱动系统包括断开装置以将所述负载从所述燃气轮机可逆地断开,使得所述负载能仅由所述发动机驱动。2.根据权利要求1所述的驱动系统,其特征在于,通过所述断开装置造成的断开或连接是由操作者手动地或通过机械化自动地操作的。3.根据权利要求1或2所述的驱动系统,其特征在于,所述断开装置包括在所述负载和所述燃气轮机之间的离合器。4.根据权利要求1或2所述的驱动系统,其特征在于,所述断开装置包括可移除的联接器或液压转矩转换器。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的驱动系统,其特征在于,所述第二联接器是关于所述负载与所述第一联接器相对地布置的,使得所述负载布置在所述燃气轮机和所述电动机/发电机之间。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的驱动系统,其特征在于,所述负载包括至少一个压缩机。7.根据权利要求6所述的驱动系统,其特征在于,在所述至少一个压缩机和所述电动机/发电机之间设有直接联接器,优选地所述至少一个压缩机和所述电动机/发电机具有公共轴。8.根据权利要求6所述的驱动系统,其特征在于,在所述至少一个压缩机和所述电动机/发电机之间设有包括离合器的联接器。9.根据权利要求1至8中的任一项所述的驱动系统,其特征在于,所述燃气轮机包括: 燃气发生器,其包括燃气发生器转子, 以及动力涡轮,其包括动力涡轮转子, 所述动力涡轮的所述转子与所述燃气发生器转子机械地分开或未转矩地联接至所述燃气发生器转子。10.根据权利要求9所述的驱动系统,其特征在于,所述燃气发生器由压缩机、燃烧室以及高压涡轮组成;所述燃气发生器转子包括所述压缩机的第一转子和所述高压涡轮的第二转子,所述压缩机的所述第一转子和所述高压涡轮的所述第二转子被安装在公共轴上。11.根据权利要求9或10所述的驱动系统,其特征在于,所述动力涡轮由可移动的喷嘴导流叶片组成,所述可移动的喷嘴导流叶片能被用来修改从所述燃气发生器进入所述动力涡轮的燃气的流动状态。12.根据权利要求11所述的驱动系统,其特征在于,所述燃气发生器压缩机设有可移动的进口导流叶片,其被控制以取决于所述燃气轮机和被驱动的所述负载的操作状态修改空气进口流量。13.根据权利要求1至12中的任一项所述的驱动系统,其特征在于,进一步包括频率转换器,其连接在所述电动机/发电机和所述电网之间,所述频率转换器构造成并被控制以用于调节从所述电网到所述电动机/发电机以及从所述电动机/发电机到所述电网的电频。14.根据权利要求1至13中的任一项所述的驱动系统,其特征在于,所述电动机/发电机是变频驱动(VFD)型。15.—种操作燃气轮机系统的方法,所述燃气轮机系统由燃气轮机和受所述燃气轮机驱动的负载组成,所述方法包括: 提供燃气轮机, 将负载机械地联接到所述燃气轮机, 将电动机/发电机机械地联接到所述负载,其中所述电动机/发电机关于所述负载与所述燃气轮机相对地布置, 通过所述燃气轮机生成机械能, 向所述负载提供由所述燃气轮机生成的所述机械能, 当由所述燃气轮机生成的所述机械能超过驱动所述负载所需的机械能时: 以发生器模式操作所述电动机/发电机; 将来自所述燃气轮机的过量的机械能传送到所述电动机/发电机; 以及在所述电动机/发电机中将所述过量的机械能转换为电能; 当由所述燃气轮机生成的所述机械能不为零并且少于驱动所述负载所需的功率时: 以发动机模式操作所述电动机/发电机; 给所述电动机/发电机电地供能; 在所述电动机/发电机中将电能转换为补充机械能; 将来自所述电动机/发电机的所述补充机械能传送至所述负载; 用联合的由所述燃气轮机生成的功率和由所述电动机/发电机生成的补充机械能来驱动所述负载; 当由所述燃气轮机生成的所述机械能为零或所述燃气轮机停用时: 将所述燃气轮机从所述负载断开; 以发动机模式操作所述电动机/发电机; 在所述电动机/发电机中将电能转换为机械能; 将来自所述电动机/发电机的机械能传送至所述负载; 用由所述电动机/发动机生成的所述机械能来驱动所述负载。16.根据权利要求15所述的方法,其特征在于,所述负载包括至少一个压缩机。17.根据权利要求15所述的方法,其特征在于,所述至少一个压缩机压缩在管道中的气体。18.—种用于在用于气体的管道中存储压力能的系统,包括: 至少一个压缩机,其布置在所述管道中并设计成压缩所述管道中的所述气体, 燃气轮机,其构造并布置成用于驱动所述至少一个压缩机, 电动机/发电机,其电连接至电网, 第一负载联接器,其将所述燃气轮机连接到所述至少一个压缩机, 第二负载联接器,其将所述至少一个压缩机连接到所述电动机/发电机,所述电动机/发电机适于作为发生器起作用以用于将来自所述燃气轮机的过量的机械能转换为电能并将所述电能输送到所述电网,以及作为发动机起作用以用于为所述至少一个压缩机补充驱动功率, 断开装置,以将所述至少一个压缩机从所述燃气轮机可逆地断开,使得所述至少一个压缩机能仅由所述发动机驱动; 其中所述系统提供所述至少一个压缩机从所述燃气轮机的断开的阶段,以及在所述管道中的气体仅通过用所述电动机操作所述至少一个压缩机的压缩的随后的阶段。
【专利摘要】一种用于驱动负载21的驱动系统,包括:构造并布置成用于驱动负载21的燃气轮机3,电连接到电网G的电动机/发电机23,将燃气轮机23连接到负载21的第一负载联接器19,将负载21连接到所述电动机/发电机23的第二负载联接器22。所述电动机/发电机23适于作为发生器起作用以用于将来自所述燃气轮机3的过量的机械能转换为电能并将电能输送至电网G,以及作为发动机起作用以用于为负载21补充驱动功率。驱动系统此外包括断开装置14以将负载21从所述燃气轮机3可逆地断开,使得负载可以仅由所述发动机23驱动。
【IPC分类】F02C7/36
【公开号】CN105579690
【申请号】CN201480031287
【发明人】M·桑蒂尼, M·德亚科
【申请人】诺沃皮尼奥内股份有限公司
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2014年5月29日
【公告号】CA2913022A1, EP3004601A1, US20160105078, WO2014191543A1
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