專利名稱：利用壓縮機(jī)級間抽氣減輕進(jìn)口抽氣加熱系統(tǒng)的熱滯后的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的方面涉及在燃?xì)廨啓C(jī)中利用進(jìn)口抽氣(bleed)加熱系統(tǒng)(IBH)和壓縮機(jī) 級間抽氣來減輕熱滯后。
背景技術(shù)：
通常，在包括壓縮機(jī)、燃燒器和渦輪的燃?xì)廨啓C(jī)中，起動抽氣或級間抽氣的空氣在 起動操作期間為調(diào)節(jié)壓縮機(jī)負(fù)荷而從壓縮機(jī)去除并且將其泄放到在渦輪下游的燃?xì)廨啓C(jī) 排氣中。同樣，在起動操作后期采用IBH系統(tǒng)以從壓縮機(jī)的后部去除熱空氣并且隨后將熱 空氣傳送到在壓縮機(jī)上游的過濾器罩殼(housing)，以經(jīng)過壓縮機(jī)再循環(huán)。
—般而言，IBH系統(tǒng)包括較大數(shù)量的管道、閥、歧管等，所有這些通常都是金屬的。 由此，當(dāng)IBH系統(tǒng)很冷時，一旦啟用IBH系統(tǒng)就可能需要對IBH系統(tǒng)加熱相當(dāng)長的時間，并 且盡管IBH系統(tǒng)從壓縮機(jī)氣流吸收熱量，但壓縮機(jī)空氣的進(jìn)入溫度隨著時間變化。對于一 些單元而言， 一旦已啟用冷的IBH系統(tǒng)，就可能需要將近30分鐘來使壓縮機(jī)進(jìn)入空氣達(dá)到 穩(wěn)定的溫度。當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)置于極冷的環(huán)境中時此問題變得更為突出。在這些情形中，可能 需要改變起動方案來解決熱滯后，且因此必須隨著降低(turndown)能力下降而增加控制 復(fù)雜性。實(shí)際上，近來已經(jīng)看到，控制策略已由于不得不解決IBH系統(tǒng)中的熱滯后而明顯地 受到牽制。 作為另一個問題，已注意到的是，一旦起動抽氣的空氣被重新引導(dǎo)到排氣流中，則 在排氣流中就缺乏混合。這種混合的缺乏導(dǎo)致例如相關(guān)聯(lián)的熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)中 的溫度梯度可能變得不利。同樣，IBH系統(tǒng)和起動抽氣的分級趨于在燃燒器中導(dǎo)致不希望 的瞬時氣流漂移(shift)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種用以減輕燃?xì)廨啓C(jī)的起動操作的熱滯后的系 統(tǒng)，并且該系統(tǒng)包括罩殼，其布置在燃?xì)廨啓C(jī)的壓縮機(jī)的上游并且與壓縮機(jī)成流體聯(lián)接； 第一系統(tǒng)，其聯(lián)接到壓縮機(jī)的后部并且聯(lián)接到罩殼上，當(dāng)啟用時該第一系統(tǒng)從壓縮機(jī)接收 第一供給空氣(air supply)并且將第一供給空氣傳送到罩殼；以及第二系統(tǒng)，其聯(lián)接到第 一系統(tǒng)上，該第二系統(tǒng)從壓縮機(jī)的中部去除第二供給空氣并且在啟用第一系統(tǒng)前將第二供 給空氣傳送到第一系統(tǒng)。 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用以減輕燃?xì)廨啓C(jī)的起動操作的熱滯后的系 統(tǒng)，該燃?xì)廨啓C(jī)包括壓縮機(jī)和布置在壓縮機(jī)的上游并且與壓縮機(jī)成流體聯(lián)接的罩殼，并且 該系統(tǒng)包括進(jìn)口抽氣加熱(IBH)系統(tǒng)，該IBH在其第一端聯(lián)接到處在壓縮機(jī)后部的抽取點(diǎn) 上并且在其第二端聯(lián)接到罩殼上，當(dāng)啟用時該IBH系統(tǒng)從壓縮機(jī)接收第一供給空氣并且將 第一供給空氣傳送到罩殼；以及級間抽氣系統(tǒng)，其鄰近IBH系統(tǒng)的第一端聯(lián)接到該IBH系統(tǒng) 上，該級間抽氣系統(tǒng)從壓縮機(jī)的中部去除第二供給空氣，該中部處在壓縮機(jī)后部的前方，并 且在啟用IBH系統(tǒng)前鄰近抽取點(diǎn)將第二供給空氣傳送到IBH系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供了一種減輕燃?xì)廨啓C(jī)的起動操作的熱滯后的方法， 該燃?xì)廨啓C(jī)包括壓縮機(jī)和布置在壓縮機(jī)上游并與其成流體聯(lián)接的罩殼，該方法包括啟動 壓縮機(jī)的運(yùn)行；從壓縮機(jī)的中部去除加溫空氣；鄰近進(jìn)口抽氣加熱(IBH)系統(tǒng)的第一端將 加溫空氣傳送到該IBH系統(tǒng)，該IBH系統(tǒng)在其第一端聯(lián)接到壓縮機(jī)的后部上并且在其第二 端聯(lián)接到罩殼上；以及啟用IBH系統(tǒng)，用以從壓縮機(jī)接收熱的供給空氣并且將熱的供給空 氣傳送到罩殼。 根據(jù)以下結(jié)合附圖的描述，這些和其它的優(yōu)點(diǎn)和特征將變得更加明顯。


視為本發(fā)明的主題在權(quán)利要求書中具體指出并清楚地主張權(quán)利。根據(jù)以下結(jié)合附 圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述及其它特征和優(yōu)點(diǎn)變得明顯，在附圖中
圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的示例性燃?xì)廨啓C(jī)的示意圖。 詳細(xì)描述參照附圖舉例說明了本發(fā)明的實(shí)施例以及優(yōu)點(diǎn)和特征。零件清單10 系統(tǒng)20 燃?xì)廨啓C(jī)30 壓縮機(jī)31 進(jìn)口32 中部33 后部40 燃燒器50 渦輪60 罩殼61 進(jìn)口62 出口70 第一系統(tǒng)71 第一端72 第二端80 第二系統(tǒng)81，82 分支部83，84 軸向位置90第一管道100 第二管道
具體實(shí)施例方式
參照圖1，提供了用以減輕燃?xì)廨啓C(jī)20的起動操作的熱滯后的系統(tǒng)10。燃?xì)廨啓C(jī) 20可具有各種結(jié)構(gòu)和構(gòu)造，但通常包括壓縮機(jī)30，進(jìn)入空氣在其中被壓縮和加熱；處于壓 縮機(jī)30下游的燃燒器40，其從壓縮機(jī)30接收壓縮的加熱空氣用于燃燒運(yùn)行；以及處在燃 燒器40下游的渦輪50，在其中，通過燃燒器40中的燃燒而受到驅(qū)動的渦輪葉片旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生 動力。來自渦輪50的排氣被排出并且在多數(shù)情形中被引導(dǎo)到熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)，在 其中，排氣的熱量用于產(chǎn)生蒸汽且由此產(chǎn)生額外的動力。 系統(tǒng)10包括罩殼60，該罩殼60布置在壓縮機(jī)30的上游且與壓縮機(jī)30成流體聯(lián) 接。第一系統(tǒng)70在其第一端71聯(lián)接到位于壓縮機(jī)30的后部33處的抽取點(diǎn)(位于第一系 統(tǒng)70和壓縮機(jī)30的相交處)上，并且在其第二端72處聯(lián)接到罩殼60上。當(dāng)啟用時，第一 系統(tǒng)70從壓縮機(jī)30接收第一供給空氣，例如熱的供給空氣，并且將第一供給空氣傳送到罩 殼60。 第二系統(tǒng)80聯(lián)接到第一系統(tǒng)70的第一端71上。第二系統(tǒng)80從壓縮機(jī)30的中 部32去除第二供給空氣，例如供給的加溫空氣，并且在啟用第一系統(tǒng)70前將第二供給空氣 傳送到第一系統(tǒng)70。在一個實(shí)施例中，第二供給空氣鄰近壓縮機(jī)30的后部33的抽取點(diǎn)被 傳送到第一系統(tǒng)70的第一端71。 這樣，包括管道、閥、歧管等的第一系統(tǒng)70由第二供給空氣的加溫空氣進(jìn)行加溫。 因此，在啟用第一系統(tǒng)70后需要對其加熱而導(dǎo)致的熱滯后得到減輕，并且可在其啟用后較 快地通過第一系統(tǒng)70將較溫?zé)岬目諝饣驘峥諝鈧魉偷秸謿?0。此外，由于第一系統(tǒng)70通 常隔熱良好，所以通過加溫空氣對其提供的溫?zé)峥杀３州^長的時間。此外，第一系統(tǒng)70和 第二系統(tǒng)80各者的啟用可采取諸如顯著地減少將在壓縮機(jī)30中產(chǎn)生瞬時氣流漂移的趨向 的方式進(jìn)行分級。
罩殼60可包括過濾器罩殼或任何其它適當(dāng)?shù)恼謿?gòu)造。在任一情形中，罩殼60 還可包括進(jìn)口 61，第一系統(tǒng)70的第二端72與該進(jìn)口 61相聯(lián)接，以及從大氣進(jìn)入該進(jìn)口 61 中的進(jìn)入空氣進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)IO。此外，罩殼60還可包括出口 62，罩殼60通過該出口 62與 壓縮機(jī)30的進(jìn)口 31成流體連通。 第一系統(tǒng)70可包括進(jìn)口抽氣加熱(IBH)系統(tǒng)，該IBH系統(tǒng)如上所述包括較大數(shù)量 的管道、閥、歧管等。在此情形中，當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)IO以其預(yù)先選定的額定速度的百分比、例如 其額定速度的約95%運(yùn)行時，IBH系統(tǒng)可被啟用。當(dāng)然，如上所述，IBH系統(tǒng)的啟用可按照 當(dāng)?shù)睾?或當(dāng)前要求在各種燃?xì)廨啓C(jī)10運(yùn)行速度下進(jìn)行。 第二系統(tǒng)80可構(gòu)造有多個分支部，例如分支部81和82(如圖l所示)，并且從壓 縮機(jī)30的中部32的多個軸向位置83和84去除第二供給空氣。雖然壓縮機(jī)30的中部32 可位于壓縮機(jī)30的各種軸向位置，但應(yīng)該理解，中部32總體上將沿著壓縮機(jī)30的軸線處 在壓縮機(jī)30的后部33的前方。 第二系統(tǒng)80可包括起動系統(tǒng)，或更確切而言為級間抽氣系統(tǒng)，其構(gòu)造成用以從壓 縮機(jī)30的中部32去除第二供給空氣以便調(diào)節(jié)壓縮機(jī)30的壓縮機(jī)負(fù)荷。當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)10以 0至其至少預(yù)先選定的額定速度的百分比、例如再次為其額定速度的至少約95%運(yùn)行時， 級間抽氣系統(tǒng)可以運(yùn)行。當(dāng)然，再次而言，級間抽氣系統(tǒng)的運(yùn)行可按照當(dāng)?shù)睾?或當(dāng)前要求 在各種燃?xì)廨啓C(jī)10運(yùn)行速度下進(jìn)行。 此外，按照本發(fā)明的實(shí)施例，在燃?xì)廨啓C(jī)10的相應(yīng)運(yùn)行速度(IBH系統(tǒng)和級間抽氣 系統(tǒng)分別在該速度下啟用和/或停用)相似的情況下，系統(tǒng)啟用/停用的分級可配置成以 便顯著減少將在壓縮機(jī)30中產(chǎn)生瞬時氣流漂移的趨向。 —旦傳送到第一系統(tǒng)70，第二供給空氣便可經(jīng)由第一系統(tǒng)70的第二端72通過第 一管道90在例如進(jìn)口 61處傳送到罩殼60。在一個備選實(shí)施例中，第二供給空氣可通過第 二管道100排放到燃?xì)廨啓C(jī)10周圍的大氣。 按照本發(fā)明的另一個實(shí)施例，提供一種減輕燃?xì)廨啓C(jī)10的起動操作的熱滯后的 方法，該燃?xì)廨啓C(jī)10包括壓縮機(jī)30和布置在壓縮機(jī)30的上游并且與壓縮機(jī)30成流體聯(lián) 接的罩殼60。該方法包括啟動壓縮機(jī)30的運(yùn)行；從壓縮機(jī)30的中部32去除加溫空氣； 鄰近其第一端71將加溫空氣傳送到進(jìn)口抽氣加熱(IBH)系統(tǒng)，該IBH系統(tǒng)在第一端71處 聯(lián)接到壓縮機(jī)30的后部33上并且在其第二端72處聯(lián)接到罩殼60上；以及啟用IBH系統(tǒng)， 以從壓縮機(jī)30接收熱的供給空氣并且將熱的供給空氣傳送到罩殼60。
加溫空氣可傳送到罩殼60，或作為備選傳送到燃?xì)廨啓C(jī)10周圍的大氣。同樣，當(dāng) 燃?xì)廨啓C(jī)10以0至其額定速度的至少約預(yù)先選定的百分比運(yùn)行時，分別進(jìn)行從壓縮機(jī)30 的中部32去除加溫空氣以及IBH系統(tǒng)的啟用。 雖然已結(jié)合僅有限數(shù)量的實(shí)施例詳細(xì)地描述了本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)容易理解的是，本 發(fā)明并不局限于這些公開的實(shí)施例。相反而言，可對本發(fā)明進(jìn)行修改以結(jié)合非此前所述但 與本發(fā)明的精神和范圍相稱的任一數(shù)量的變型、改型、替換或等同布置。此外，雖然已描述 了本發(fā)明的各種實(shí)施例，但是應(yīng)該理解的是，本發(fā)明的方面可僅包括所描述的實(shí)施例的一 部分。因此，本發(fā)明不應(yīng)視為由前述描述所限制，而是僅由所附權(quán)利要求的范圍來限制。
權(quán)利要求
一種用以減輕燃?xì)廨啓C(jī)(20)的起動操作的熱滯后的系統(tǒng)(10)，所述系統(tǒng)(10)包括罩殼(60)，其布置在所述燃?xì)廨啓C(jī)(20)的壓縮機(jī)(30)的上游并且與所述壓縮機(jī)(30)成流體聯(lián)接；第一系統(tǒng)(70)，其聯(lián)接到所述壓縮機(jī)(30)的后部(33)上并且聯(lián)接到罩殼(60)上，當(dāng)啟用時，所述第一系統(tǒng)(70)從所述壓縮機(jī)(30)接收第一供給空氣并且將所述第一供給空氣傳送到所述罩殼(60)；以及第二系統(tǒng)(80)，其聯(lián)接到所述第一系統(tǒng)(70)上，所述第二系統(tǒng)(80)從所述壓縮機(jī)(30)的中部(32)去除第二供給空氣并且在啟用所述第一系統(tǒng)(70)前將所述第二供給空氣傳送到所述第一系統(tǒng)(70)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)(IO)，其特征在于，所述罩殼(60)包括過濾器罩殼，所 述過濾器罩殼包括所述第一系統(tǒng)(70)聯(lián)接于其上的進(jìn)口 (61)和所述過濾器罩殼通過其與 所述壓縮機(jī)(30)成流體連通的出口 (62)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)(IO)，其特征在于，所述第一系統(tǒng)(70)包括在啟用所述 第一系統(tǒng)(70)前由所述第二供給空氣進(jìn)行加溫的管道。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)(IO)，其特征在于，所述第一系統(tǒng)(70)包括進(jìn)口抽氣加 熱(IBH)系統(tǒng)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)(IO)，其特征在于，所述第二系統(tǒng)(80)從所述壓縮機(jī) (30)的中部(32)的多個軸向位置(83,84)去除所述第二供給空氣，所述中部(32)位于后 部(33)的前方。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)(IO)，其特征在于，所述第二系統(tǒng)(80)包括級間抽氣系統(tǒng)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)(IO)，其特征在于，所述第二供給空氣經(jīng)由所述第一系 統(tǒng)(70)傳送到所述罩殼(60)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)(IO)，其特征在于，所述第二供給空氣經(jīng)由所述第一系 統(tǒng)(70)排放到所述燃?xì)廨啓C(jī)(20)周圍的大氣。
9. 一種用以減輕燃?xì)廨啓C(jī)的起動操作的熱滯后的系統(tǒng)，所述燃?xì)廨啓C(jī)包括壓縮機(jī) (30)和布置在所述壓縮機(jī)(30)的上游并且與所述壓縮機(jī)(30)成流體聯(lián)接的罩殼(60)，所 述系統(tǒng)(10)包括:進(jìn)口抽氣加熱(IBH)系統(tǒng)(70)，所述IBH系統(tǒng)在其第一端(71)處聯(lián)接到位于所述壓縮 機(jī)(30)的后部(33)處的抽取點(diǎn)上并且在其第二端(72)處聯(lián)接到所述罩殼(60)上，當(dāng)啟 用時，所述IBH系統(tǒng)(70)從所述壓縮機(jī)(30)接收第一供給空氣并且將所述第一供給空氣 傳送到所述罩殼(60);以及級間抽氣系統(tǒng)(80)，其鄰近所述IBH系統(tǒng)(70)的第一端(71)聯(lián)接到所述IBH系統(tǒng) (70)上，所述級間抽氣系統(tǒng)(80)從所述壓縮機(jī)(30)的中部(32)去除第二供給空氣，所述 中部(32)位于所述壓縮機(jī)(30)的后部(33)的前方，并且在啟用所述IBH系統(tǒng)(70)前鄰 近所述抽取點(diǎn)將所述第二供給空氣傳送到所述IBH系統(tǒng)(70)。
10. —種減輕燃?xì)廨啓C(jī)(20)的起動操作的熱滯后的方法，所述燃?xì)廨啓C(jī)(20)包括壓縮 機(jī)(30)和布置在所述壓縮機(jī)(30)的上游并且與所述壓縮機(jī)(30)成流體聯(lián)接的罩殼(60)，所述方法包括啟動所述壓縮機(jī)(30)的運(yùn)行；從所述壓縮機(jī)(30)的中部(32)去除加溫空氣；鄰近其第一端(71)將所述加溫空氣傳送到進(jìn)口抽氣加熱(IBH)系統(tǒng)(70)，所述IBH系 統(tǒng)(70)在所述第一端(71)處聯(lián)接到所述壓縮機(jī)(30)的后部(33)上并且在其第二端(72) 處聯(lián)接到所述罩殼(60)上；以及啟用所述IBH系統(tǒng)(70)，以從所述壓縮機(jī)(30)接收熱的供給空氣并且將所述熱的供給 空氣傳送到所述罩殼(60)。
全文摘要
本發(fā)明涉及利用壓縮機(jī)級間抽氣減輕進(jìn)口抽氣加熱系統(tǒng)的熱滯后。具體而言，提供了一種用以減輕燃?xì)廨啓C(jī)(20)起動操作的熱滯后的系統(tǒng)(10)，該系統(tǒng)(10)包括罩殼(60)，其布置在燃?xì)廨啓C(jī)(20)的壓縮機(jī)(30)上游并且與壓縮機(jī)(30)成流體聯(lián)接；第一系統(tǒng)(70)，其聯(lián)接到壓縮機(jī)(30)的后部(33)并且聯(lián)接到罩殼(60)上，當(dāng)被啟用時該第一系統(tǒng)(70)從壓縮機(jī)(30)接收第一供給空氣并且將第一供給空氣傳送到罩殼(60)；以及聯(lián)接到第一系統(tǒng)(70)上的第二系統(tǒng)(80)，該第二系統(tǒng)(80)從壓縮機(jī)(30)的中部(32)去除第二供給空氣并且在啟用第一系統(tǒng)(70)前將第二供給空氣傳送到第一系統(tǒng)(70)。
文檔編號F02C7/26GK101793194SQ20101000513
公開日2010年8月4日 申請日期2010年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月14日
發(fā)明者S·W·蒂爾里 申請人:通用電氣公司