用于減少燃?xì)廨啓C的co排放的方法和燃?xì)廨啓C的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于減少燃?xì)廨啓C的CO排放的方法，該燃?xì)廨啓C具有壓氣機、渦輪和從該壓氣機在上游連接的空氣預(yù)熱器。本發(fā)明還涉及一種燃?xì)廨啓C，該燃?xì)廨啓C具有壓氣機，渦輪，從該壓氣機在上游連接的空氣預(yù)熱器，設(shè)置在壓氣機和空氣預(yù)熱器之間的、在數(shù)據(jù)輸出側(cè)連接至燃?xì)廨啓C的控制裝置的溫度測量裝置，在數(shù)據(jù)輸出側(cè)連接至控制裝置的容量測量裝置，以及用于調(diào)節(jié)空氣預(yù)熱器的傳熱容量的在控制輸入側(cè)連接至控制裝置的
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]固定式燃?xì)廨啓C通常用在發(fā)電廠中以發(fā)電。燃?xì)廨啓C發(fā)電廠可在電力網(wǎng)中非常靈活地被使用，因為它們提供負(fù)載快速變化的可能性。在當(dāng)存在可再生能源膨脹的這些時候，該可再生能源僅根據(jù)風(fēng)的強度和太陽輻射的量不規(guī)則地產(chǎn)生能量，由于其靈活性，燃?xì)廨啓C發(fā)電廠提供補償這些容量波動的可能性。
[0003]然而，據(jù)此不希望在不需要容量時關(guān)閉燃?xì)廨啓C并再次啟動它，因為，一方面這在能量方面是不利的，另一方面，由于出現(xiàn)的溫度波動它在燃?xì)廨啓C的部件上產(chǎn)生高的機械負(fù)載。這降低了它們的壽命。最后但并非最不重要的是，它花費一定的量的時間來啟動燃?xì)廨啓C，使得當(dāng)從電力網(wǎng)請求容量時，反應(yīng)時間減少。因此希望的是，當(dāng)不需要容量時，在部分負(fù)載模式下繼續(xù)以可能的最低容量運行燃?xì)廨啓C。
[0004]然而，在這里可能的最低容量經(jīng)常被需要，這不是因為技術(shù)情況，相反是因為關(guān)于對廢氣中的一氧化碳(CO)排放的限制的法律規(guī)定。當(dāng)容量下降時，燃燒室內(nèi)的燃燒溫度下降，使得燃燒僅不完全地發(fā)生并且CO的產(chǎn)生被促進。
[0005]為了補救這種情況，通常使用空氣預(yù)熱器，其被布置在壓氣機的入口。在它們的幫助下，壓縮入口溫度升高，其結(jié)果是燃燒溫度最終提高并且廢氣的CO含量因而下降。用于調(diào)節(jié)傳熱容量的對應(yīng)裝置被提供用于調(diào)節(jié)空氣預(yù)熱器，該對應(yīng)裝置在控制輸入側(cè)被連接至燃?xì)廨啓C的控制裝置。
[0006]空氣預(yù)熱器和它的傳熱容量的調(diào)節(jié)通常是相對復(fù)雜的，因為CO排放通常是燃?xì)廨啓C的相對容量的函數(shù):空氣預(yù)熱器的啟動和關(guān)閉點因此借助于燃?xì)廨啓C的相對容量，即關(guān)于其最大可能容量被限定。最大可能容量在此取決于當(dāng)前外部溫度，使得用于外部溫度的測量裝置必須被提供。如果空氣預(yù)熱器被接通，必須由所述空氣預(yù)熱器來實現(xiàn)的溫度增加通常被預(yù)先確定，即另外的溫度測量裝置被設(shè)置在壓氣機和空氣預(yù)熱器之間，其確定吸入空氣已通過空氣預(yù)熱器之前和之后的溫度差。針對這一溫度差，目標(biāo)值被預(yù)先確定，空氣預(yù)熱器的傳熱容量借助該目標(biāo)值被調(diào)節(jié)。在這里，該目標(biāo)值通常繼而依賴于外部溫度。
[0007]因此，空氣預(yù)熱器的調(diào)節(jié)總體上非常復(fù)雜。計算當(dāng)前相對容量，以便確定接通和切斷點單獨需要一定程度的計算復(fù)雜性，如經(jīng)由空氣預(yù)熱器確定將被獲得的當(dāng)前溫度差一樣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于減少燃?xì)廨啓C的CO排放的方法，以及一種燃?xì)廨啓C，其使技術(shù)規(guī)則更簡單，而沒有CO排放量的減少的質(zhì)量的任何下降。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，在所述方法的方面這個目的通過借助于用于壓氣機的入口溫度的最小值調(diào)節(jié)空氣預(yù)熱器的傳熱容量來實現(xiàn)，并且其中所述最小值被預(yù)先確定為燃?xì)廨啓C的絕對容量的函數(shù)。
[0010]在這里，本發(fā)明開始于這樣的考慮，技術(shù)規(guī)則可以通過去除對當(dāng)前外部溫度的依賴特別地被簡化。為了實現(xiàn)這一點，用于壓氣機入口溫度的固定最小值最初應(yīng)被預(yù)先確定，其不依賴于外部溫度。而且，依賴于燃?xì)廨啓C的相對容量的先前的接通和切斷點也應(yīng)不再是必要的。此外，對燃?xì)廨啓C的相對容量的調(diào)節(jié)的依賴性通常必須終止適用，因為最大容量也取決于外部溫度，在最大容量的基礎(chǔ)上計算相對容量為百分比。用于壓氣機入口溫度的最小值因此僅應(yīng)取決于燃?xì)廨啓C的絕對容量被預(yù)先確定。在此，它已令人驚奇地證明情況是這樣的，以這種方式調(diào)節(jié)的空氣預(yù)熱，其在技術(shù)上實現(xiàn)起來相當(dāng)簡單，至少與之前復(fù)雜的調(diào)節(jié)同等，無論是在燃?xì)廨啓C的效率方面，還是在CO減少的效率方面都是如此。
[0011]在本方法的一個有利實施例中，該函數(shù)借助于用于燃?xì)廨啓C的模型計算被確定。因此用于壓氣機入口溫度的最小值對燃?xì)廨啓C的絕對容量的依賴性在專門用于特定氣體輪機的理論基礎(chǔ)上被確定。這可以使用相應(yīng)的熱力學(xué)數(shù)據(jù)處理程序來執(zhí)行。該函數(shù)在此與相應(yīng)的燃?xì)廨啓C工廠的技術(shù)情況和其所安裝的地點處關(guān)于CO排放的法律規(guī)定一致。據(jù)此相應(yīng)的安全措施也有利地被結(jié)合，以便確保在任何時候都CO依從運行。
[0012]該函數(shù)在這里有利的是單調(diào)遞減，即對于較高的絕對容量值，用于壓氣機入口溫度的較低最小值也被預(yù)先確定。其結(jié)果是，可以確保在部分負(fù)載模式下，即當(dāng)絕對容量較低時，進入壓氣機的空氣被預(yù)熱。當(dāng)容量低時尤其如此，由于燃?xì)廨啓C的燃燒室內(nèi)的下降的燃燒溫度，CO排放確實增加。
[0013]在另一有利實施例中，該函數(shù)在低于用于燃?xì)廨啓C的容量的下限閾值和/或高于其上限閾值時是常數(shù)。事實上因為空氣預(yù)熱繼而影響燃?xì)廨啓C的容量，避免了在這些區(qū)域的反饋效應(yīng)。該調(diào)節(jié)從而是穩(wěn)定的。
[0014]有利的是該函數(shù)也在閾值之間線性延伸。這也提高了在燃?xì)廨啓C允許期間調(diào)節(jié)的穩(wěn)定性。
[0015]有利的是，低于下閾值，該函數(shù)具有大約20°至50°C的值，和/或高于上限閾值時，它有利地具有大約-20°C的值。其結(jié)果是，當(dāng)燃?xì)廨啓C的容量高于上限閾值并且外部溫度足夠時，在該系統(tǒng)的切斷被引發(fā)。當(dāng)容量低時，20°C至50°C的最小值足以獲得所希望的CO排放的減少。
[0016]使用所描述的方法在燃?xì)廨啓C中有利地減少了 CO排放。
[0017]在燃?xì)廨啓C方面，該目的是通過函數(shù)被存儲在控制裝置中來實現(xiàn)的，該控制裝置根據(jù)燃?xì)廨啓C的絕對容量預(yù)先確定用于壓氣機的入口溫度的最小值。
[0018]在一個有利的實施例中，空氣預(yù)熱器包括熱交換器。該熱交換器使熱量能夠特別有效并可容易控制地傳遞到進入壓氣機并另外離開而沒有任何質(zhì)量轉(zhuǎn)移的空氣中。其結(jié)果是，熱交換器被從空氣流密封，使得在熱交換器的回路內(nèi)可以使用最佳的熱傳導(dǎo)介質(zhì)，例如水/乙二醇混合物。熱交換器可以在此被設(shè)計為壓氣機的入口上游的管網(wǎng)(tube grid) ο
[0019]發(fā)電廠有利地包括如上所述的燃?xì)廨啓C。
[0020]發(fā)電廠在此有利地被設(shè)計成氣體和蒸汽輪機廠，并因此包括蒸汽輪機。燃?xì)廨啓C的廢氣在這里被傳導(dǎo)通過蒸汽發(fā)生器，由蒸汽發(fā)生器所產(chǎn)生的蒸汽被用于驅(qū)動蒸汽渦輪機。因此，廢氣的熱能被使用，這顯著地提高了整個工廠的效率。
[0021]在一個有利實施例中，熱交換器在這里是熱回路的一部分，所述熱回路在發(fā)電廠的與蒸汽輪機相關(guān)聯(lián)的部分中具有熱交換器。換句話說，用于預(yù)熱流入壓氣機中的空氣的熱能在蒸汽輪機中，例如在低壓區(qū)域被除去。其結(jié)果是，當(dāng)空氣預(yù)熱被接通時，整個工廠的效率得到優(yōu)化。
[0022]采用本發(fā)明所獲得的優(yōu)點特別包括以下事實，即由于預(yù)先確定了僅取決于燃?xì)廨啓C的絕對容量的用于入口溫度的最小值，使得有可能在技術(shù)上簡單得多地調(diào)節(jié)空氣預(yù)熱器。不再有對單獨的調(diào)節(jié)的接通和切斷限制的任何需要。同樣，對于調(diào)節(jié)不再需要外部溫度，從而降低了所需測量技術(shù)的復(fù)雜性。燃?xì)廨啓C的控制系統(tǒng)技術(shù)同樣可以被簡化，因為只有絕對燃?xì)廨啓C容量是作為輸入值所需的，其通常作為測量值存在于任何情況下。所需要的函數(shù)可以具體地針對相應(yīng)的燃?xì)廨啓C被迅速建立，同時還能夠進行比以前的方法更準(zhǔn)確的操作。
【附圖說明】
[0023]在附圖中所示的示例性實施例的幫助下，對本發(fā)明進行了詳細(xì)地說明，其中:
[0024]圖1示意性地示出了在氣體和蒸汽發(fā)電廠中的燃?xì)廨啓C，
[0025]圖2示出了針對相對燃?xì)廨啓C容量繪制的CO排放的函數(shù)曲線圖，以及
[0026]圖3示出了針對絕對燃?xì)廨啓C容量繪制的用于壓氣機的入口溫度的最小值的函數(shù)曲線圖。
[0027]在所有