技术领域
[0001] 本
发明涉及联合循环功率发生装置，并且更特别地，涉及用于增强冷蒸汽涡轮的联合循环装置起动的方法。
背景技术
[0002] 在电功率生产中，联合循环是一组热
力发动机，它们使用同一热源共同工作，将热的
热能转换成机械能，机械能又用来驱动一个或多个发
电机。在联合循环中，在
工作流体在第一热力发动机中完成其循环之后，工作流体的熵仍然足够低，使得后面的第二热力发动机还可从第一热力发动机的工作流体的废热能中
抽取能量。通过在机械轴使发电机转动之后结合这多个工作流，系统的总净效率可显著提高。
[0003] 在联合循环功率发生装置中，普通联合是布雷顿循环燃气涡轮(GT)，其热排气对兰金循环蒸汽涡轮(ST)功率装置提供功率，ST功率装置驱动发电机。这称为联合循环燃气涡轮(CCGT)装置。在联合循环功率装置中，燃气涡轮的排气的热用来通过将蒸汽传送通
过热回收
蒸汽发生器(HRSG)来产生蒸汽，HRSG是回收来自热气体流的热的能量回收
热交换器。它产生蒸汽，蒸汽可用来驱动蒸汽涡轮。HRSG典型地包括以下构件，即，节热器、
蒸发器、再热器和
过热器。可通过用
锅炉中的额外的辅助燃烧式或“
导管”喷燃器增加总蒸汽流，来获得额外的蒸汽涡轮功率。
[0004] 由于来自存在的多个HRSG单元中的各个的喷燃器的额外的蒸汽流的原因，具有辅助燃烧的多轴联合循环装置中的蒸汽涡轮可变得非常大。因而，为了成功地启动蒸汽涡轮和达到最小稳定负载，这些蒸汽涡轮可需要大得多的最小蒸汽流量。在一些情况下，蒸汽涡轮
转子惯量高是因为设计要求，而且这也可能难以启动。冷(或暖)蒸汽涡轮启动需要
温度较低的蒸汽来实现
应力控制。因此燃气涡轮单元必须在低负载下停置，以产生所需蒸汽条件；但是，在低负载蒸汽下，生产受限，而且对蒸汽涡轮起动可为不够的。根据本发明，锅炉的辅助燃烧可用来添加所需蒸汽流，同时保持装备帮助和低排放。
[0005] 由于装置操作和维护需要的原因，大小针对(N)多个辅助燃烧式锅炉设置而成的蒸汽涡轮能够以来自单个(或N-1个)燃气涡轮的蒸汽启动。单个燃气涡轮可能没有产生冷蒸汽涡轮单元启动的所需蒸汽流所需的排气能量。因此，用这种方式启动一些蒸汽涡轮单元时可能有困难。
[0006] 双燃气涡轮装置可提供使蒸汽涡轮
冷启动所需的蒸汽流；但是，双燃气涡轮装置不可始终具有两个可用来启动蒸汽涡轮的燃气涡轮，并且因此蒸汽涡轮可能受到妨碍而无法操作。装置所有者需要以数量降低的燃气涡轮来进行启动的能力，即，N-1个(或N -更多个)燃气涡轮单元，其中，N是燃气涡轮单元的总数。启
动能力可由于单元可用性、维护需要、
电网条件、排放限制或者只是所有者便利而降低。
发明内容
[0007] 本发明涉及一种用于增强辅助燃烧式单或多燃气涡轮联合循环装置中的冷或暖蒸汽涡轮启动的方法。
[0008] 在本发明的第一示例性
实施例中，一种用于辅助燃烧式多燃气涡轮联合循环装置的冷或暖蒸汽涡轮启动的方法，辅助燃烧式多燃气涡轮联合循环装置包括至少一个燃气涡轮、蒸汽涡轮和至少一个热回收蒸汽发生器(HRSG)，HRSG包括在HRSG的入口导管中的至少一个导管喷燃器，该方法包括：启动燃气涡轮且使其
加速到全速，然后使燃气涡轮同步到使燃气涡轮排放降低到核准排放
水平的负载水平；将来自燃气涡轮的排气引导到HRSG，以加热HRSG，使得HRSG产生蒸汽流；当来自HRSG的蒸汽流超过使HRSG保持为预定压力水平所需的流量水平时，将多余蒸汽流引导到废热沉，并且增加在恒定燃气涡轮负载下的燃气涡轮空气流，从而降低燃气涡轮排气温度，使得蒸汽流温度降低到蒸汽涡轮金属温度水平；以及当蒸汽流温度降低到蒸汽涡轮金属温度水平时，点燃导管喷燃器和使导管喷燃器加载；将蒸汽流调节成预定增加流量水平、预定压力水平和预定降低温度水平，并且然后允许蒸汽流进入蒸汽涡轮，以起动蒸汽涡轮的操作；当蒸汽涡轮的起动操作完成时，通过使在恒定燃气涡轮负载下的燃气涡轮空气流降低到预定降低流量水平，来使蒸汽流温度升高到预定升高温度水平，从而使燃气涡轮排气温度升高到预定升高温度水平；通过增加
燃料流来使燃气涡轮加载，使得蒸汽流达到其额定温度；当蒸汽流达到其额定温度时，关闭导管喷燃器；将燃气涡轮加载到最终预定功率生产水平；以及当燃气涡轮达到最终预定功率生产水平时，再次点燃导管喷燃器和使导管喷燃器加载，以使蒸汽流提高到最终预定功率生产水平，并且从而提高到蒸汽涡轮功率水平，其中当燃气涡轮负载水平且因此有关的HRSG蒸汽生产能力在满足蒸汽涡轮启动所需的蒸汽流量和温度方面受到限制时，将进行冷或暖蒸汽涡轮启动。
[0009] 在本发明的另一个示例性实施例中时，一种用于增强辅助燃烧式多燃气涡轮联合循环装置中的冷或暖蒸汽涡轮启动的方法，辅助燃烧式多燃气涡轮联合循环装置包括多个燃气涡轮、蒸汽涡轮和至少一个热回收蒸汽发生器(HRSG)，HRSG包括在HRSG的入口导管中的至少一个导管喷燃器和至少一个蒸汽鼓，该方法包括启动燃气涡轮且使其加速到全速，然后使燃气涡轮同步到使燃气涡轮排放降低到核准排放水平的负载水平；将来自燃气涡轮的排气引导到HRSG，以加热HRSG，使得HRSG产生蒸汽流；当来自HRSG的蒸汽流超过使HRSG保持为预定压力水平所需的流量水平时，将多余蒸汽流引导到
冷凝器，并且增加在恒定燃气涡轮负载下的燃气涡轮空气流，从而降低燃气涡轮排气温度，使得蒸汽流温度降低到蒸汽涡轮金属温度水平；以及当蒸汽流温度降低到蒸汽涡轮金属温度水平时，点燃导管喷燃器和使导管喷燃器加载；调节蒸汽鼓压力和导管喷燃器燃料输入中的至少一个，以将蒸汽流调节成预定增加流量水平、预定压力水平和预定降低温度水平，并且然后允许蒸汽流进入蒸汽涡轮，以起动操作蒸汽涡轮；当蒸汽涡轮起动操作完成时，通过使在恒定燃气涡轮负载下的燃气涡轮空气流降低到预定降低流量水平，来使蒸汽流温度升高到预定升高温度水平，从而使燃气涡轮排气温度升高到预定升高温度水平；使燃气涡轮回到正常操作，并且通过增加燃料流来使燃气涡轮加载，使得蒸汽流达到其额定温度；当蒸汽流达到其额定温度时，关闭导管喷燃器；使燃气涡轮加载到最终预定功率生产水平；以及当燃气涡轮达到预定功率生产水平时，再次点燃导管喷燃器和使导管喷燃器加载，以增加蒸汽流，并且从而提高整体蒸汽涡轮功率水平，其中当燃气涡轮负载水平且因此有关的HRSG蒸汽生产能力在满足蒸汽涡轮启动所需的蒸汽流量和温度方面受到限制时，将进行冷或暖蒸汽涡轮启动。
[0010] 在本发明的另一个示例性实施例中，一种用于增强辅助燃烧式多燃气涡轮联合循环装置中的冷或暖蒸汽涡轮启动的方法，辅助燃烧式多燃气涡轮联合循环装置包括预定数量N个燃气涡轮、驱动发电机的蒸汽涡轮和至少一个热回收蒸汽发生器(HRSG)，HRSG包括在HRSG的入口导管中的至少一个入口喷燃器，该方法包括点燃N个燃气涡轮中的至少一个且使其加速到全速，然后使燃气涡轮同步到使燃气涡轮排放降低到核准排放水平的负载水平；将来自燃气涡轮的排气引导到HRSG，以使HRSG变暖，使得HRSG启动，从而产生蒸汽流；当来自HRSG的蒸汽流超过使HRSG保持为预定压力水平所需的流量水平时，将多余蒸汽流引导到废热沉，并且增加在恒定燃气涡轮负载下的燃气涡轮空气流，从而降低燃气涡轮排气温度，使得蒸汽流温度降低到蒸汽涡轮金属温度水平；以及当蒸汽流温度降低到蒸汽涡轮金属温度水平时，点燃导管喷燃器和使导管喷燃器加载；当来自HRSG的蒸汽流超过使HRSG保持为预定压力水平所需的流量水平时，将多余蒸汽流引导到废热沉，并且增加在恒定燃气涡轮负载下的燃气涡轮空气流，从而降低燃气涡轮排气温度，使得蒸汽流温度降低到蒸汽涡轮金属温度水平；调节鼓压力设定和喷燃器燃料输入，以将蒸汽流调节到预定增加流量水平、预定压力水平和预定降低温度水平，并且然后允许蒸汽流进入蒸汽涡轮的中压区段，以使蒸汽涡轮的起动操作开始；当蒸汽涡轮加速，以便同步到和发电机附连的电网，并且建立最小
断路器闭合负载时，允许蒸汽流进入蒸汽涡轮的高压区段；在此之后，允许蒸汽流进入蒸汽涡轮的低压区段，以完成蒸汽涡轮起动操作；当蒸汽涡轮起动操作完成时，通过使在恒定燃气涡轮负载下的燃气涡轮空气流降低到预定降低流量水平，来使蒸汽流温度升高到预定升高温度水平，从而使燃气涡轮排气温度升高到预定升高温度水平；使燃气涡轮回到正常操作控制曲线，并且通过增加燃料流来使燃气涡轮加载，使得蒸汽流达到其额定温度；当蒸汽流达到其额定温度时，使导管喷燃器跳脱；将燃气涡轮加载到最终预定功率生产水平，使得蒸汽涡轮负载跟着加载，因为来自燃气涡轮的较高的排气热产生更多蒸汽；以及当燃气涡轮达到其全负载时，再次点燃导管喷燃器和使导管喷燃器加载，以提高整体蒸汽涡轮功率水平，其中当燃气涡轮负载水平且因此有关的HRSG蒸汽生产能力在满足蒸汽涡轮启动所需的蒸汽流量和温度方面受到限制时，将进行冷或暖蒸汽涡轮启动。
[0011] 技术方案1. 一种用于辅助燃烧式单或多燃气涡轮联合循环装置中的冷或暖蒸汽涡轮启动的方法，所述辅助燃烧式单或多燃气涡轮联合循环装置包括至少一个燃气涡轮、蒸汽涡轮和至少一个热回收蒸汽发生器(HRSG)，所述HRSG包括在至少一个HRSG入口导管中的至少一个导管喷燃器，所述方法包括：
[0012] 启动所述燃气涡轮且使其加速到全速，然后使所述燃气涡轮同步到使燃气涡轮排放降低到核准排放水平的负载水平，
[0013] 将来自所述燃气涡轮的排气引导到所述HRSG，以加热所述HRSG，使得所述HRSG产生蒸汽流，
[0014] 当来自所述HRSG的蒸汽流超过使所述HRSG保持为预定压力水平所需的流量水平时，将多余蒸汽流引导到废热沉，并且增加在恒定燃气涡轮负载下的燃气涡轮空气流，从而降低燃气涡轮排气温度，使得蒸汽流温度降低到蒸汽涡轮金属温度水平，
[0015] 当所述蒸汽流温度降低到所述蒸汽涡轮金属温度水平时，点燃所述导管喷燃器且使所述导管喷燃器加载，
[0016] 将所述蒸汽流调节到预定增加流量水平、预定压力水平和预定降低温度水平，并且然后允许所述蒸汽流进入所述蒸汽涡轮，以起动所述蒸汽涡轮的操作，
[0017] 当所述蒸汽涡轮的起动操作完成时，通过使在恒定燃气涡轮负载下的燃气涡轮空气流降低到预定降低流量水平，来使蒸汽流温度升高到预定升高温度水平，从而使燃气涡轮排气温度升高到预定升高温度水平，
[0018] 通过增加燃料流来使所述燃气涡轮加载，使得所述蒸汽流达到其额定温度，[0019] 当所述蒸汽流达到其额定温度时，关闭所述导管喷燃器，
[0020] 将所述燃气涡轮加载到最终预定功率生产水平，以及
[0021] 当所述燃气涡轮达到所述最终预定功率生产水平时，再次点燃所述导管喷燃器和使所述导管喷燃器加载，以使蒸汽流提高到最终预定功率生产水平，并且从而提高到蒸汽涡轮功率水平，
[0022] 其中当所述燃气涡轮负载水平且因此相关的HRSG蒸汽生产能力在满足所述蒸汽涡轮启动所需的蒸汽流量和温度方面受到限制时，将进行所述冷或暖蒸汽涡轮启动。
[0023] 技术方案2. 根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述至少一个燃气涡轮包括多个燃气涡轮，以及其中，在所述冷蒸汽涡轮启动中使用所述多个燃气涡轮中的仅一个。
[0024] 技术方案3. 根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述至少一个燃气涡轮包括N个燃气涡轮，以及其中， 在所述冷蒸汽涡轮启动中使用所述N个燃气涡轮中的N-1个。
[0025] 技术方案4. 根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述废热沉是冷凝器。
[0026] 技术方案5. 根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述燃气涡轮回到正常操作，同时通过增加燃料流来使所述燃气涡轮加载，使得所述蒸汽流达到其额定温度。
[0027] 技术方案6. 根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述蒸汽涡轮包括在多个不同的压力和温度水平下操作的多个单独的涡轮模
块。
[0028] 技术方案7. 根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述蒸汽涡轮包括高压(HP)涡轮模块、联接到所述高压涡轮模块上的中压(IP)涡轮模块，以及两个低压(LP)涡轮模块，第一低压涡轮模块联接到所述中压涡轮模块上，而第二低压涡轮模块联接到发电机上。
[0029] 技术方案8. 根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述两个低压涡轮模块包括：第一低压涡轮模块，其借助于第二机械轴联接到所述中压涡轮模块上；以及第二低压涡轮模块，其借助于第三机械轴直接联接到发电机上，所述第三机械轴使所述发电机旋转，以产生电功率。
[0030] 技术方案9. 根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述HRSG由低压(LP)区段、再热/中压(IP)区段和高压(HP)区段组成。
[0031] 技术方案10. 根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述至少一个HRSG是多个HRSG，它们各自包括在所述HRSG的入口导管中的至少一个导管喷燃器。
[0032] 技术方案11. 根据技术方案1所述的方法，其特征在于，在所述HRSG的入口导管中的所述至少一个导管喷燃器是在所述HRSG的入口导管中的多个导管喷燃器。
[0033] 技术方案12. 根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述HRSG还包括至少一个蒸汽鼓，以及其中，调节蒸汽鼓压力和导管喷燃器燃料输入中的至少一个，以将所述蒸汽流调节到所述预定增加流量水平、所述预定压力水平和所述预定降低温度水平。
[0034] 技术方案13. 一种用于增强辅助燃烧式多燃气涡轮联合循环装置中的冷或暖蒸汽涡轮启动的方法，所述辅助燃烧式多燃气涡轮联合循环装置包括多个燃气涡轮、蒸汽涡轮和至少一个热回收蒸汽发生器(HRSG)，所述HRSG包括在至少一个HRSG入口导管中的至少一个导管喷燃器和至少一个蒸汽鼓，所述方法包括：
[0035] 启动所述燃气涡轮且使其加速到全速，然后使所述燃气涡轮同步到使燃气涡轮排放降低到核准排放水平的负载水平，
[0036] 将来自所述燃气涡轮的排气引导到所述HRSG，以加热所述HRSG，使得所述HRSG产生蒸汽流，
[0037] 当来自所述HRSG的蒸汽流超过使所述HRSG保持为预定压力水平所需的流量水平时，将多余蒸汽流引导到冷凝器，并且增加在恒定燃气涡轮负载下的燃气涡轮空气流，从而降低燃气涡轮排气温度，使得蒸汽流温度降低到蒸汽涡轮金属温度水平，
[0038] 当所述蒸汽流温度降低到所述蒸汽涡轮金属温度水平时，点燃所述导管喷燃器且使所述导管喷燃器加载，
[0039] 调节蒸汽鼓压力和导管喷燃器燃料输入中的至少一个，以将蒸汽流调节到预定增加流量水平、预定压力水平和预定降低温度水平，并且然后允许所述蒸汽流进入所述蒸汽涡轮，以起动所述蒸汽涡轮的操作，
[0040] 当所述蒸汽涡轮的起动操作完成时，通过使在恒定燃气涡轮负载下的燃气涡轮空气流降低到预定降低流量水平，来使蒸汽流温度升高到预定升高温度水平，从而使燃气涡轮排气温度升高到预定升高温度水平，
[0041] 使所述燃气涡轮回到正常操作，并且通过增加燃料流，来使所述燃气涡轮加载，使得所述蒸汽流达到其额定温度，
[0042] 当所述蒸汽流达到其额定温度时，关闭所述导管喷燃器，
[0043] 使所述燃气涡轮加载到最终预定功率生产水平，以及
[0044] 当所述燃气涡轮达到所述预定功率生产水平时，再次点燃所述导管喷燃器和使所述导管喷燃器加载，以增加蒸汽流，并且从而提高整体蒸汽涡轮功率水平，[0045] 其中当所述燃气涡轮负载水平和因此相关的HRSG蒸汽生产能力在满足所述蒸汽涡轮启动所需的蒸汽流量和温度方面受到限制时，将进行所述冷或暖蒸汽涡轮启动。
[0046] 技术方案14. 根据技术方案13所述的方法，其特征在于，所述多个燃气涡轮包括N个燃气涡轮，以及其中， 在所述冷蒸汽涡轮启动中使用所述N个燃气涡轮中的N-1个。
[0047] 技术方案15. 根据技术方案13所述的方法，其特征在于，所述燃气涡轮回到正常操作，同时通过增加燃料流来使所述燃气涡轮加载，使得所述蒸汽流达到其额定温度。
[0048] 技术方案16. 根据技术方案13所述的方法，其特征在于，所述蒸汽涡轮包括在多个不同的压力和温度水平下操作的多个单独的涡轮模块。
[0049] 技术方案17. 根据技术方案13所述的方法，其特征在于，所述两个低压涡轮模块包括：第一低压涡轮模块，其借助于第二机械轴联接到所述中压涡轮模块上；以及第二低压涡轮模块，其借助于第三机械轴直接联接到发电机上，所述第三机械轴使所述发电机旋转，以产生电功率。
[0050] 技术方案18. 根据技术方案13所述的方法，其特征在于，所述HRSG由低压(LP)区段、再热/中压(IP)区段和高压(HP)区段组成。
[0051] 技术方案19. 根据技术方案13所述的方法，其特征在于，当所述蒸汽流到在所述多个不同的压力和温度水平下操作的所述多个单独的涡轮模块中的各个时，所述蒸汽涡轮起动操作完成。
[0052] 技术方案20. 一种用于增强辅助燃烧式多燃气涡轮联合循环装置中的冷或暖蒸汽涡轮启动的方法，所述辅助燃烧式多燃气涡轮联合循环装置包括预定数量N个燃气涡轮、驱动发电机的蒸汽涡轮和至少一个热回收蒸汽发生器(HRSG)，所述HRSG包括在至少一个HRSG入口导管中的至少一个入口喷燃器，所述方法包括：
[0053] 点燃所述N个燃气涡轮中的至少一个且使其加速到全速，然后使所述燃气涡轮同步到使燃气涡轮排放降低到核准排放水平的负载水平，
[0054] 将来自所述燃气涡轮的排气引导到所述HRSG，以使所述HRSG变暖，使得所述HRSG启动产生蒸汽流，
[0055] 当来自所述HRSG的蒸汽流超过使所述HRSG保持为预定压力水平所需的流量水平时，将多余蒸汽流引导到废热沉，并且增加在恒定燃气涡轮负载下的燃气涡轮空气流，从而降低燃气涡轮排气温度，使得蒸汽流温度降低到蒸汽涡轮金属温度水平，
[0056] 当所述蒸汽流温度降低到所述蒸汽涡轮金属温度水平时，点燃所述导管喷燃器和使所述导管喷燃器加载，
[0057] 当来自所述HRSG的蒸汽流超过使所述HRSG保持为预定压力水平所需的流量水平时，将多余蒸汽流引导到废热沉，并且增加在恒定燃气涡轮负载下的燃气涡轮空气流，从而降低燃气涡轮排气温度，使得蒸汽流温度降低到蒸汽涡轮金属温度水平，
[0058] 调节鼓压力设定和喷燃器燃料输入，以将所述蒸汽流调节到预定增加流量水平、预定压力水平和预定降低温度水平，并且然后允许所述蒸汽流进入所述蒸汽涡轮的中压区段，以使所述蒸汽涡轮的起动操作开始，
[0059] 当所述蒸汽涡轮加速，以便同步到所述发电机附连的电网，并且建立最小断路器闭合负载时，允许蒸汽流进入所述蒸汽涡轮的高压区段，
[0060] 在此之后，允许蒸汽流进入所述蒸汽涡轮的低压区段，以完成所述蒸汽涡轮的起动操作，
[0061] 当所述蒸汽涡轮的起动操作完成时，通过使在恒定燃气涡轮负载下的燃气涡轮空气流降低到预定降低流量水平，来使蒸汽流温度升高到预定升高温度水平，从而使燃气涡轮排气温度升高到预定升高温度水平，
[0062] 使所述燃气涡轮回到正常操作控制曲线，并且通过增加燃料流来使所述燃气涡轮加载，使得所述蒸汽流达到其额定温度，
[0063] 当所述蒸汽流达到其额定温度时，使所述导管喷燃器跳脱，
[0064] 使所述燃气涡轮加载到最终预定功率生产水平，使得所述蒸汽涡轮负载跟着加载，因为来自所述燃气涡轮的较高的排气热产生更多蒸汽，以及
[0065] 当所述燃气涡轮达到全负载时，再次点燃所述导管喷燃器和使所述导管喷燃器加载，以提高整体蒸汽涡轮功率水平，
[0066] 其中当所述燃气涡轮负载水平且因此有关的HRSG蒸汽生产能力在满足所述蒸汽涡轮启动所需的蒸汽流量和温度方面受到限制时，将进行所述冷或暖蒸汽涡轮启动。
附图说明
[0067] 图1是联合循环燃气涡轮(CCGT)功率装置的示意图，其中，燃烧
天然气或来自
煤的
合成气体的燃气涡轮(GT)的热排气产生蒸汽，以对蒸汽涡轮(ST)功率装置提供功率。
具体实施方式
[0068] 本发明涉及一种用于增强辅助燃烧式多燃气涡轮联合循环装置中的冷蒸汽涡轮启动的方法。
[0069] 锅炉辅助燃烧(通常在燃气涡轮处于最大负载时用来增加蒸汽流)现在用来提高部分负载的、温度匹配的燃气涡轮的蒸汽生产量。这么做是为了满足冷蒸汽涡轮启动的最小所需流量。
[0070] 通常用来增加处于高负载的燃气涡轮的蒸汽流的锅炉辅助燃烧(SF)用来提高低负载的、温度匹配的燃气涡轮的蒸汽生产量。这么做是为了满足冷蒸汽涡轮启动的最小所需流量，其中，燃气涡轮单元的数量在起动模式中降低。具有辅助燃烧的装置中的蒸汽涡轮单元可能难以启动。
[0071] 点燃锅炉中的辅助燃烧式喷燃器以及将它们设定为最小或低热负载，这用来添加处于恰当温度的足够蒸汽，以在燃气涡轮负载局限于匹配所需蒸汽温度时，确保成功的冷或暖蒸汽涡轮启动。本发明的方法避免了仅仅是为了使蒸汽涡轮启动就必须点燃装置中的所有燃气涡轮单元。与较高负载的燃气涡轮相比，本发明的方法还容许显著地降低烟囱排放。注意，蒸汽流需要的较高负载的燃气涡轮可能也无法匹配蒸汽温度，而且可超过具体消费者的环境排放
许可。
[0072] 本发明的方法特别是用于冷(暖)蒸汽涡轮启动(这与补充过程流的典型意图相反)和/或用于处于燃气涡轮全负载的最大蒸汽涡轮功率。本发明的方法还有创造性地使用了现有装置装备，无另外的
费用或影响，但对于循环装置使用而言，显著地降低了起动排放。该方法在燃气涡轮单元的数量降低的情况下保证成功的蒸汽涡轮启动。方法不显著地增加烟囱排放，而较高的燃气涡轮负载的一
氧化
碳(CO)将具有大幅度增加。因而，它容许装置运营者满足较严格的起动排放许可，因为与使用较高的燃气涡轮负载或者使用两个燃气涡轮来启动蒸汽涡轮相比，该方法具有显著地更低的烟囱排放。
[0073] 如上面提到的那样，图1是联合循环燃气涡轮(CCGT)功率装置10的示意图，其中，来自燃烧天然气或来自煤的合成气体的燃气涡轮12的热排气对蒸汽涡轮功率装置提供功率。这个“气体喷燃器”(燃气涡轮12)包括
压缩机18、
燃烧器16和燃烧涡轮14，燃烧涡轮14借助于机械轴22来驱动发电机20，燃气涡轮18使机械轴22旋转。
[0074] 通过使来自燃气涡轮的排气25的热传送通过热回收蒸汽发生器(HRSG)24，而使用热来产生蒸汽，HRSG是能量回收热交换器，它回收可在燃气涡轮排气25中获得的废热。这个“大型锅炉”(HRSG 24)填充有热交换器表面，使得它可使用来自排气25的回收废热来产生处于高压和高温的蒸汽。这个蒸汽然后在图1中显示的蒸汽涡轮/发电机功率装置26中用来在蒸汽涡轮中产生
旋转机械能量，以驱动发电机。
[0075] 在功率装置10中使用的蒸汽涡轮26包括在不同的压力和温度水平下操作的三个单独的涡轮模块。这些涡轮模块包括高压(HP)涡轮模块28、借助于机械轴40联接到高压涡轮模块28上的中压(IP)涡轮模块30，以及两个低压(LP)涡轮模块32和34。倒数第二个低压涡轮模块32借助于第二机械轴42联接到中压涡轮模块30上。最后一个低压涡轮模块34然后借助于第三机械轴38直接联接到发电机36上，第三机械轴38使发电机36旋转，发电机36然后产生电功率。
[0076] 从燃气涡轮12的端部排出的排气25传送通过HRSG 24中的各种构件，并且通过烟囱(未显示)
泄漏到大气。燃气涡轮12的排气25被HRSG 24的入口导管27引导到HRSG 24构件。
[0077] 图1中显示的HRSG 24是采用三个蒸汽鼓的多压力HRSG(三重压力)。因而，三重压力HRSG 24由三个区段组成，即，低压(LP)区段、再热/中压(IP)区段和高压(HP)区段。各个区段都具有蒸汽鼓和
蒸发器区段，在蒸发器区段中，水转
化成蒸汽。然后这个蒸汽传送通过过热器和/或再热器，以提高蒸汽的温度。因而，HRSG 24包括在下面描述的三个压力区段中的一系列节热器(预热器、EC)、蒸发器(EV)、再热器(HR)和过热器(SH)。HRSG 24还在导管27中具有呈导管喷燃器29形式的补充燃烧，导管喷燃器29提高气体温度和
质量流量。排气25流经导管喷燃器29，导管喷燃器29典型地位于高压过热器53和再热器区段58之间。
[0078] HRSG 24的低压、再热/中压和高压区段共同包括高压节热器50、中压节热器48和低压节热器46，其功能是提高水温来产生蒸汽。HRSG 24的这些区段还包括高压蒸汽鼓47、中压蒸汽鼓49和低压蒸汽鼓51，它们用作蒸汽/水蒸发器、存储箱和用于控制蒸汽纯度的
水处理场所。这些区段进一步包括高压蒸发器区段52、中压蒸发器区段54和低压蒸发器区段56，在这里发生
沸腾过程或产生蒸汽。随着来自排气流的热能被水吸收，水温提高。当水达到其沸点或饱和温度时，一些水蒸发或蒸发成蒸汽。蒸汽在与操作压力相关联的饱和温度下产生。
[0079] 最后，HRSG 24的低压、再热/中压和高压区段包括高压过热器区段53、中压过热器区段55和低压过热器区段57，并且再热/中压区段还包括再热器58，其功能是提高蒸汽温度。高的蒸汽温度最大程度地减少水作为液体引入到蒸汽涡轮，并且提高蒸汽效率。过热器和再热器吸收来自燃气涡轮12的排气25的热能，并且将这个能量传送到来自蒸发器区段52、54和56的蒸汽。将蒸汽过热能量水平测量为蒸汽温度超过在蒸发器区段中实现的蒸汽温度的升高量。高压过热器53将蒸汽从 650℃的温度加热到1050℃，以产生蒸汽62，蒸汽62~
馈送到高压蒸汽涡轮28。高压过热器53和再热器58还配备有
调温器60，其功能是最终控制蒸汽温度，以防止可能损害
管道系统和下游装备，诸如蒸汽涡轮28、30、32和34。
[0080] 典型地，蒸汽涡轮26较大，使得它可用于大得足以满足常用的大型夏季电需求的发电机36。典型地，存在两个或更多个气体喷燃器，如燃气涡轮12，它们在联合循环燃气涡轮功率装置10中存在，以产生排气，可从排气中回收废热，废热用来产生足够的蒸汽，以使大型蒸汽涡轮旋转，诸如蒸汽涡轮26。具有辅助燃烧的装置中的蒸汽涡轮单元可能难以启动。如上面提到的那样，双气体喷燃器装置可能不总是具有两个可用来启动大型蒸汽涡轮的燃气涡轮，并且因此蒸汽涡轮可能受到妨碍无法操作。
[0081] 因而，本发明涉及一种用于增强辅助燃烧式多燃气涡轮联合循环装置中的冷蒸汽涡轮启动的方法。根据本发明的方法，在燃气涡轮处于高负载时通常用来增加蒸汽流量的锅炉辅助燃烧(SF)用来提高HRSG 24中的低负载的、温度匹配的燃气涡轮12的蒸汽生产量。这么做是为了满足冷蒸汽涡轮启动的最小所需蒸汽流量，燃气涡轮单元的数量在起动模式中减少。使用导管喷燃器29来完成锅炉辅助燃烧。
[0082] 点燃HRSG锅炉24中的辅助燃烧喷燃器29并且将它们设定成最小或低热负载，这用来添加处于恰当温度的足够蒸汽，以在燃气涡轮负载在匹配所需蒸汽温度方面受到限制时，确保成功的冷或暖蒸汽涡轮启动。
[0083] 本发明的方法避免了仅仅是为了启动蒸汽涡轮就必须点燃装置中的所有燃气涡轮单元。与较高负载的燃气涡轮相比，本发明的方法还容许显著地降低烟囱排放。注意，蒸汽流所需要的较高负载的燃气涡轮可能也无法匹配蒸汽温度。
[0084] 本发明的方法特别是用于冷(或暖)蒸汽涡轮启动(这与补充过程流相反)或者用于处于全燃气涡轮负载的最大蒸汽涡轮功率。本发明的方法还有创造性地使用现有装置装备，无另外的费用或影响，但对于循环装置使用，显著地降低起动排放。该方法保证成功的蒸汽涡轮启动，燃气涡轮单元的数量减少。方法不显著地添加烟囱排放，而较高的燃气涡轮负载的
一氧化碳(CO)将有大幅度增加。因而，它容许装置运营者满足更严格的起动排放许可，因为与使用较高的燃气涡轮负载或者使用两个燃气涡轮来启动蒸汽涡轮相比，该方法具有显著地更低的烟囱排放。
[0085] 根据本发明的方法的装置10的操作和使用如下。正常情况下满足装置10启动先决条件，诸如鼓水平和启动的
泵。点燃燃气涡轮12且使其加速到全速，并且使其同步到 30 MW~以下的负载，以便最大程度地降低环境排放。燃气涡轮12的负载有任何进一步的升高都产生较高的一氧化碳水平。燃气涡轮排气25使锅炉/HRSG 24变暖，并且由HRSG 24产生的任何蒸汽都使装置蒸汽管道系统加压和变暖。超过保持锅炉压力设定点所需的任何蒸汽流都经由蒸汽被传送系统引向冷凝器(废热沉)。这个蒸汽此时不合蒸汽涡轮使用，因为温度可能过高，而且流量太低，以至于无法启动蒸汽涡轮26。在这时，装置
控制器启用对燃气涡轮空气流的改变(增加)，以降低处于恒定燃气涡轮负载的燃气涡轮排气温度。这么做是为了满足所需蒸汽涡轮金属温度匹配
信号。蒸汽温度将降低。它现在将满足所需温度，但流量对于完全蒸汽涡轮启动来说仍然太低；流全部被引向冷凝器。假设蒸汽涡轮26是冷的，并且燃气涡轮功率低于30 MW，导管喷燃器29启动许可得到满足，并且先导喷燃器和主喷燃器、导管喷燃器29现在被点燃。蒸汽温度最初可提高，但热到达下游蒸发器区段将产生更多蒸汽流，然后蒸汽流会降低温度。鼓压力设定和喷燃器燃料输入可用来调节系统性能。由于存在恰当的蒸汽条件(流量增加、压力恰当且温度降低)，中压涡轮控制
阀打开，以启动蒸汽涡轮
26。旁通系统阀略微关闭，以保持系统压力。蒸汽涡轮26加速，同步到电网，并且建立最小断路器闭合负载。现在允许流进入高压区段，以完成起动。为了起动，仍然抑制蒸汽温度。由于所有涡轮区段都接收蒸汽流，现在可通过减少处于恒定燃气涡轮负载(这是来自温度匹配的出口路径)的燃气涡轮空气流来降低蒸汽温度。燃气涡轮排气温度25以蒸汽涡轮控制器可接受的速率升高。燃气涡轮回到正常操作控制曲线。通过增加燃料流来使燃气涡轮12加载现在将允许蒸汽达到额定温度。导管喷燃器29在此时期期间已经保持处于恒定负载。保护系统会监视过高的系统温度。当蒸汽达到额定温度时，喷燃器29可跳脱。燃气涡轮12现在加载到最终期望功率生产水平。蒸汽涡轮负载将跟着加载，因为较高的排气热产生更多蒸汽。当燃气涡轮12达到全负载时，导管喷燃器29现在可再次点燃且进行加载，以提高整体蒸汽涡轮功率水平。为了降低蒸汽涡轮功率，在使燃气涡轮12从全负载卸载之前，使喷燃器卸载且关闭。如果出现高温警报，保护系统使气体阀不进一步打开。高-高(两个(2)高)温警报将使喷燃器气体流量降低到最小，而高-高-高(三个(3)高)温警报将使其跳脱。在喷燃器打开时卸载燃气涡轮12将使它们跳脱。
[0086] 应当注意，本发明的方法会增加高压且热的再热蒸汽流，然后蒸汽流可用来使蒸汽涡轮冷启动。结果是蒸汽涡轮功率可有大约5 MW的提高，同时燃气涡轮功率保持不变。当燃气涡轮负载(以及因此其蒸汽生产能力)在匹配所需蒸汽温度方面受到限制时，本发明的方法确保成功的冷或暖蒸汽涡轮启动。
[0087] 虽然结合目前认为最实际和优选的实施例来描述本发明，但要理解的是，本发明不限于公开的实施例，而是相反，本发明意于
覆盖包括在所附
权利要求的范围内的各种
修改和等效布置。
