用于运行固定式燃气轮机的方法和用于燃气轮机的吸入空气的吸入通道的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于固定式燃气轮机（10）的环境空气的吸入通道（30），所述固定式燃气轮机具有至少一个设置在吸入通道（30）中的过滤器（32，34）以用于净化能流过吸入通道（30）的环境空气（A）。此外，本发明涉及一种用于运行固定式燃气轮机（10）的方法，所述固定式燃气轮机装配有用于清洁环境空气（A）的过滤器（32，34）。为了短期地将更高的燃气轮机功率提供给发电机（20）而提出，借助于旁路或借助于设置在过滤器（32，34）下游的活门（36），部分地未过滤的至完全地未过滤的环境空气（A）能够暂时地流入到压缩机输入端（26）中。
【专利说明】用于运行固定式燃气轮机的方法和用于燃气轮机的吸入空气的吸入通道
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于运行固定式燃气轮机的方法，所述固定式燃气轮机装配有用于净化吸入空气的过滤器。此外，本发明涉及一种用于固定式燃气轮机的吸入空气的吸入通道，所述固定式燃气轮机具有至少一个设置在吸入通道中的过滤器以用于净化能流过吸入通道的吸入空气。
【背景技术】
[0002]固定式燃气轮机一般装配有设置在吸入通道中或设置在吸入室中的过滤器，以净化由压缩机吸入的环境空气。在此，通常，多个过滤器相继地连接，所述过滤器为吸入的环境空气、也称为吸入空气开始时清除较粗的灰尘颗粒和之后清除较小的灰尘颗粒。吸入空气的净化一方面是必须的，以便避免压缩机叶片上的沉积物进而避免压缩机的随之产生的老化过程，这可能导致压缩机效率的降低进而导致燃气轮机的效率的降低。同样地，对于装入在涡轮机中的热燃气构件必须的是，为所述热燃气构件提供特别纯的冷却空气，因为否则沉积物在那也可能危害构件的可靠的冷却。
[0003]此外已知的是，固定式燃气轮机除了用于直接产生电流所需的能量也通常必须准备好功率储备，以便能够以改变电网频率的方式来限制存在于配电网中的波动。在此已知的是，为了所谓的频率支持能够通过在压缩机输入端的上游引入液体的方式短期地调动且准备功率储备，由此能够短期地且在短的时间间隔内提高质量流进而燃气轮机的功率输出。所述方法已知作为通过湿压缩的频率支持。
[0004]此外已知的是，在燃气轮机的额定运行中进行燃气轮机的短期的过烧进而将燃气轮机的功率输出提高到超过100%的额定负载的值，以便进行所需的电网支持。通常，这种为该目的发动的频率支持措施持续不长于15分钟，因为同时引入或采取用于支持电网的其他的措施，使得能够取消运行的设备的快速的反应——湿压缩或过烧。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种替选的方法，借助于所述方法能够短期地实现燃气轮机的输出功率的提高，例如以用于频率支持。本发明的其他目的是提供用于燃气轮机的吸入通道，借助于所述吸入通道能够实现这种方法。
[0006]针对所述方法的目的借助于根据权利要求1的特征的方法来实现。针对所述装置的目的借助于根据权利要求3的特征的吸入通道来实现。本发明的有利的设计方案在从属权利要求中给出。
[0007]本发明基于的知识是，在燃气轮机运行期间由于在吸入通道中的空气过滤产生压力损耗。所述压力损耗降低由燃气轮机所产生的功率并且所述燃气轮机的效率降低。现在，根据本发明提出，短期地且短时间地消除压力损耗进而能够为所连接的发电机提供燃气轮机的更多功率。为了能够使其实现，在吸入通道的壁中设有用于绕开一个或多个过滤器的旁路和/或设置在一个或多个过滤器的下游的至少一个能关闭的开口，优选呈活门形式，以用于使环境空气进入。借助于旁路或能关闭的开口可能的是，环境空气流入到与燃气轮机相关联的压缩机中，所述环境空气至少部分地，然而优选完全地未被过滤。借助于打开活门或旁路可以消除在过滤器上的减少功率的压力损耗。因此，通过添加其他的燃料来提高燃气轮机的输出的功率，而在此不出现过烧。因此，尽管功率输出提高，但是能够避免降低引导热燃气的构件的寿命的过烧。
[0008]所述方法优选用于频率支持的情况。然而因为在环境空气中悬浮的颗粒随后流入到燃气轮机中，所以有利地在时间上对燃气轮机的所述运行阶段进行限制。优选地，在此提出，根据本发明的运行最大执行预设的时间间隔，例如15分钟。紧接着所述运行阶段，即在其之后立刻或在其之后短期内一在下一小时之内一优选执行压缩机的清洗。已知地，此外在压缩机的上游引入大量的滴状的清洁液体到吸入通道中，所述清洁液体随后流入压缩机中并且在那能够为压缩机的叶片清洁在未过滤的空气运行期间所沉积的颗粒。由此，能够消除在压缩机中的短时间出现的老化现象。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]本发明的其他优点和特征根据在附图中示出的实施例得到。
[0010]附图示出:
[0011]图1、图2示出具有设置在通道壁中的活门的吸入通道的侧视图；以及
[0012]图3示出根据本发明的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0013]在图1中示意性示出具有压缩机12、燃烧室14和涡轮单元16的固定式燃气轮机
10。燃气轮机10的转子18连接到发电机20上，所述发电机将由其产生的电能馈入到配电网22中。
[0014]在连接在压缩机12的上游的吸入室24中设有吸入通道30，所述吸入通道将吸入室24的开口 28与压缩机12的输入端26连接。根据示出的实施例，在吸入通道30中设有两个相继连接的过滤器32、34。也能够设有更多或更少的过滤器。过滤器32、34用于为吸入的环境空气A清洁其中包含的悬浮微粒和颗粒。
[0015]在过滤器32、34的下游，在吸入通道30的通道壁中设有多个、大面积的活门36作为能关闭的开口，借助于所述活门能够将吸入通道30直接与环境连接并且与环境分离，也参见图2。对此，活门36以能够围绕纵轴线38枢转的方式支承。用于枢转活门36，即打开或关闭活门36的相关联的驱动单元未被示出。
[0016]此外，不具有压力损耗的粗大的保护格栅(未示出)能够设在活门36之前或设在开口 28上。所述保护格栅防止较大的物品或鸟类能够进入到吸入通道30中。总的来说，活门36设置为，使得穿过仍然存在的过滤器32、34的穿流不被干扰。
[0017]在图1和2中示出的实施例的不同之处在于，一方面，吸入室24可以以对齐安装(图1)和侧面安装(图2)的方式设置在燃气轮机10上。
[0018]在燃气轮机常规运行期间，将活门36关闭并且压缩机12通过开口 28将环境空气A吸入到吸入通道30中。所述环境空气穿过过滤器32、34并且在此期间首先被清除较大的、随后被清除较小的悬浮微粒和颗粒。随后，已过滤的吸入空气继续流过吸入通道30到达压缩机12的入口 26并且然后以已知的方式进行压缩并且在燃烧室14中与燃料F燃烧。
[0019]用于提高功率的方法39在图3中示出。在第一步骤40中，提出与至今为止输出到发电机20上的功率相比输出到燃气轮机调节器上更多的功率的要求。这例如能够当配电网22的电网频率下降进而存在频率支持事件时是这种情况。因此，在此情况下，在第二步骤42中，调节器控制驱动单元，以便打开活门36。由此，能够使至少部分地未过滤的或甚至完全地未过滤的环境空气A流入到燃气轮机10的压缩机输入端26中。通过打开活门36，环境空气绕过过滤器32、34，这也称为旁通。因此，燃气轮机10能够在没有过烧或湿压缩的情况下输出更多功率。在第三方法步骤44中，活门36又被关闭，由此由压缩机12吸入的环境空气A现在必须强制性地流过过滤器32、34。活门36的关闭或第三方法步骤44能够一方面通过终止频率支持事件或频率支持要求来触发。替选地，也能够在经过未过滤的吸入环境空气的最高运行时间之后关闭活门36。根据可选的第四步骤46在关闭活门36之后直接地或尽快地进行压缩机清洗。压缩机清洗能够实现为在线清洗或离线清洗。
[0020]原则上，本发明在于，对于短期的运行状态，如例如电网支持运行，通过旁路来最小化固定式燃气轮机10的吸入损耗进而提高燃气轮机功率。由于根据本发明的措施的简单性，在安装时并且还在维护活门36时仅产生少量额外成本，相反地，借助本发明装配的燃气轮机10的经济效益显著提高。
[0021]当然，代替活门36也能够设有其他机构如能移动的窗等。
[0022]因此，总的来说，本发明涉及一种用于固定式燃气轮机10的所吸入的环境空气的吸入通道30，所述燃气轮机具有至少一个设置在吸入通道30中的过滤器32、34以用于净化能流过吸入通道30的吸入空气A。此外，本发明涉及一种用于运行固定式燃气轮机10的方法，所述固定式燃气轮机装配有过滤器32、34以用于清洁吸入空气A。为了短期地为发电机20提供更高的燃气轮机功率而提出，借助于旁路或借助于设置在过滤器32、34的下游的活门36，部分地未过滤的至完全地未过滤的环境空气A能够暂时地流入到压缩机输入端26中。由此，短期地消除由于过滤器32、34所产生的压力损耗。
【权利要求】
1.一种用于运行固定式燃气轮机(10)的方法(39)，所述固定式燃气轮机装配有至少一个用于净化吸入空气(A)的过滤器(32，34)， 其特征在于，部分地未过滤的至完全地未过滤的环境空气(A)暂时地流入到所述固定式燃气轮机(10)中。
2.根据权利要求1所述的方法(39)， 所述方法实现用于频率支持和/或用于提高所述燃气轮机(10)的输出功率。
3.根据权利要求1或2所述的方法(39)， 其中流入的未过滤的环境空气(A)最大持续预设的时间间隔。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法(39)， 其中在终止吸入未过滤的环境空气A之后进行压缩机(12)的清洗。
5.一种用于固定式燃气轮机(10)的吸入空气(A)的吸入通道(30)， 所述固定式燃气轮机具有至少一个设置在所述吸入通道(30)中的过滤器(32，34)以用于净化能流过所述吸入通道(30)的吸入空气(A)， 其特征在于， 在所述吸入通道(30)的壁中设有用于绕开一个或多个所述过滤器(32，34)的旁路和/或至少一个设置在所述过滤器(32，34)的下游的能关闭的开口，以用于使环境空气(A)进入。
6.根据权利要求5所述的吸入通道(30)， 其中所述能关闭的开口构成为活门(36 )。
【文档编号】F02C7/052GK103703228SQ201280036198
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2012年7月13日 优先权日:2011年7月21日
【发明者】奥利佛·施奈德 申请人:西门子公司