CN101825016B - 用于操作联合循环动力装置的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例可提供可变速度调压器(208),其通过中间冷却器(204)从燃气轮机(20)的压缩机(28)接收空气,以便以相对恒定的压力将空气供应给空气处理单元(14)。本发明的实施例可提供外部功率源(242)为可变速度调压器(208)提供能量;可变速度调压器(208)以相对恒定的压力将空气提供给空气处理单元(14)。

Description

用于操作联合循环动力装置的方法和系统
技术领域
本发明大致涉及发电系统以及,更具体地说,涉及包括大型可变速度过程设备的联合循环动力装置。
背景技术
一些已知的整体气化联合循环(IGCC)动力装置使用空气分离单元产生用于气化工艺的氧化剂流。通常,空气分离单元需要相对恒定的流量以及压力的压缩空气源。电动机驱动的压缩机通常用来提供必要的流量和压力的压缩空气。然而,电动机驱动的压缩机是一种使用大量电功率的昂贵设备。此外,电动机驱动的压缩机可以认为是IGCC动力装置的寄生负载,导致总效率的降低。
用于空气处理单元的另一空气源是与IGCC动力装置关联的燃气轮机的压缩机。然而,由压缩机提供的空气的压力和流量是基于燃气轮机的负载而变化的。
一些已知的系统结合一种装置,该装置从压缩机接收变化的压力的空气并且以接近恒定的压力排出空气。通常,该装置由与IGCC动力装置结合的涡轮机驱动和/或提供能量。由于该涡轮机由IGCC动力装置的部件驱动和/或提供能量,这个涡轮机可以认为是从属的能量源。例如,但不限于,该涡轮机可包括从IGCC动力装置的热回收蒸汽发生器(HRSG)接收蒸汽的蒸汽轮机。然而,提取来自HRSG的蒸汽可能不是在经济上优选的或商业上允许的。IGCC动力产生动力装置的运营者能够从提取的蒸汽获得更高的收入。此外,运营者可能在合同上有责任将一定量的蒸汽提供给工艺。
由于上述原因,需要一种对空气处理单元提供相对恒定的流量和压力的压缩空气源的系统和方法。该系统和方法不应是IGCC动力装置的寄生负载。该系统和方法应当跨越燃气轮机的负载范围提供相对恒定的压力和可调节流量的压缩空气的源。该系统和方法应使用独立的能量源来驱动和/或激励用来从压缩机接收变化的压力的空气并且以接近恒定的压力排出空气的装置。
发明内容
根据本发明的实施例,联合循环动力装置系统包括:燃气轮机(20),该燃气轮机包括:压缩机(28)、燃烧室以及驱动地联接到压缩机(28)的涡轮段;来自压缩机(28)的流连通地联接可变导向叶片调压器(208)入口的放气源;外部功率源(240);流连通地联接可变导向叶片调压器(208)的出口的空气分离单元(14),可变导向叶片调压器(208)与外部功率源(240)结合,其中外部功率源(240)为可变导向叶片调压器(208)的操作提供动力。
根据本发明的另一个实施例,一种整体气化联合循环(IGCC)动力装置(10)包括:燃气轮机(20),该燃气轮机包括:压缩机(28)、燃烧室以及驱动地联接到压缩机(28)的涡轮段;外部功率源(240);以及流连通地联接在压缩机(28)和空气分离单元(14)之间的可变导向叶片调压器(208),可变导向叶片调压器(208)构造成接收变化的流量和压力的压缩空气流并且利用一个或多个可变的叶片产生匹配要求的流量和至空气分离单元的基本上恒定的压力的压缩空气流,可变导向叶片调压器(208)驱动地联接到外部功率源(240)。
附图说明
本发明的这些和另外的特征、方面和优点在参考附图阅读下列详细说明时将变得更好理解,在附图中同样的标号表示同样的元件。
图1是显示已知的整体气化联合循环(IGCC)发电系统的示意图。
图2是显示根据本发明实施例的图1中所示系统一部分的示意图。
图3是显示根据本发明实施例的控制IGCC系统一部分的方法的流程图。
图4是根据本发明的实施例用于操作联合循环动力装置的示例性系统的方框图。标号列表
  10   IGCC动力装置
  12   主空气压缩机
  14   空气分离单元(ASU)
  16   气化器
  18   合成气冷却器
  20   燃气轮机
  22   蒸汽轮机
  24   燃气轮机压缩机
  26   燃气轮机燃烧室
  28   压缩机
  30   燃料供应
  32   净化装置
  34   发电机
  35   起动器
  36   热回收蒸汽发生器
  37   功率系统总线
  38   发电机
  40   泵
  42   断路器
  44   电力变压器
  46   断路开关
  48   起动器控制器
  202   第一流路径
  204   中间冷却器
  206   第二流路径
  208   可变导向叶片调压器
  240   外部功率源
  242   处理器
 244   电动机
 300   示例性方法
 302   燃气轮机正在产生废气
 304   启动外部功率源的操作
 306   将外部功率源与可变导向叶片调压器联接
 308   用外部功率源驱动可变导向叶片调压器
具体实施方式
优选实施例的以下详细描述参考附图,其示出了本发明的特定实施例。具有不同结构和运行方式的其它实施例不偏离本发明的范围。
本文仅出于方便读者的目的使用了某些术语,且这些术语不应视为对本发明的范围的限制。例如,诸如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶部”、“底部”、“水平的”、“垂直的”、“上游”、“下游”、“前面”、“后面”等词语仅描述附图所示的构造。实际上,本发明的实施例的元件可按任何方向定向,且术语因此应当理解为包括这种变型,除非另作说明。
如在本文中使用的,陈述单个以及单词“一”在前的元件或步骤应当理解为不排除多个元件或步骤,除非这样的排除被明确地陈述。此外,提及本发明的“一个实施例”不应解释为排除同样结合所陈述的特征的另外的实施例的存在。
本发明的实施例可提供可变速度调压器,可变速度调压器通过中间冷却器从燃气轮机的压缩机接收空气,以相对恒定的压力将空气供应给空气处理单元。本发明的实施例可提供外部功率源为可变速度调压器提供能量;可变速度调压器以相对恒定的压力将空气提供给空气处理单元。
现在参考附图,其中同样标号在若干视图中表示同样的元件,图1是已知的整体气化联合循环(IGCC)发电系统10的示意图。IGCC动力装置10大致包括主空气压缩机12,流连通地联接到压缩机12的空气分离单元(ASU)14,流连通地联接到ASU14的气化器16,流连通地联接到气化器16的合成气冷却器18,流连通地联接到合成气冷却器18的燃气轮机20,以及流连通地联接到合成气冷却器18的蒸汽轮机22。在一些IGCC发电系统10中,气化器16和合成气冷却器18可组合到单个整体的容器中。
在操作中,压缩机12压缩周围空气,然后可将周围空气引入ASU14。在一些IGCC发电系统10中,来自燃气轮机压缩机24的压缩空气也可被引入ASU14。或者,将来自燃气轮机压缩机24的压缩空气供应给ASU14,而不将来自压缩机12的压缩空气供应给ASU14。在这里,ASU14可使用压缩空气以产生氧气以便由气化器16使用。更具体地说,ASU14将压缩空气分成单独的氧气(O2)流和气体副产物,有时称为“过程气体”。O2流被引入气化器16以便用于产生部分燃烧的气体,在本文中称为“合成气”以便由燃气轮机20用作燃料,如在下面进一步介绍的。
由ASU14产生的过程气体包括氮并且在本文中将称为“氮过程气体”(NPG)。NPG还可能包括另外的气体诸如,但不限于,氧气和/或氩。例如,NPG可包括在大约95%和大约100%之间的氮。在一些IGCC发电系统10中,至少一些NPG流被从ASU14排放到大气中。一些NPG流被注入燃气轮机燃烧室26内的燃烧区(未示出)以促进发动机20的排放的控制。这可促进降低燃烧温度并且降低来自燃气轮机20的一氧化二氮的排放。在一些IGCC发电系统10中,压缩机28可用于在NPG流注入燃气轮机燃烧室26的燃烧区之前压缩NPG流。
在一些IGCC发电系统10中,气化器16将从燃料供应30供应的燃料、由ASU14供应的O2、蒸汽和/或石灰石的混合物转化成合成气输出,以便由燃气轮机20用作燃料。尽管气化器16可使用任何燃料,但气化器16的实施例可使用煤、石油焦炭、残油、油品乳化液、沥青砂和/或其它类似的燃料。此外,在一些IGCC发电系统10中,由气化器16产生的合成气包括二氧化碳。气化器16可包括固定床气化器、流化床气化器和/或全输送(fully entrained)气化器的形式。
在一些IGCC发电系统10中,由气化器16产生的合成气被引入合成气冷却器18以促进合成气冷却,如在下面更详细地介绍的。冷却的合成气从合成气冷却器18被引入净化装置32以便在合成气为了燃烧目的被引入燃气轮机燃烧室26之前净化合成气。二氧化碳(CO2)可在净化过程中与合成气分离开,并且可排放到大气中。燃气轮机20驱动发电机34,发电机34将电功率供应给电网(未显示)。来自燃气轮机20的废气可引入产生蒸汽来驱动蒸汽轮机22的热回收蒸汽发生器(HRSG)36。由蒸汽轮机22产生的功率可驱动发电机38,发电机38提供电功率给电网。在一些IGCC发电系统10中,来自HRSG36的蒸汽被供应给气化器16以便产生合成气。
在起动燃气轮机20时,起动器35诸如负载整流逆变器(load-commutated inverter,LCI)或者静态频率转换器(static-frequencyconverter,SFC)可通过断路器42和电力变压器44从功率系统总线37接收AC电功率。起动器35将AC功率整流为DC功率,然后将DC功率转化成具有可变AC频率的AC功率以通过断路开关46供应给发电机34。发电机34被作为同步电动机操作以提供对燃气轮机20起动必要的转矩控制。在燃气轮机20达到自保持时,速度断路开关46被打开以将起动器35与发电机34隔离。断路器42同样被打开以切断来自功率系统总线37的功率供应。起动器控制器48接收各种检测和指令信号,并且用来调整发电机34的操作,在燃气轮机20启动过程中起电动机的作用。起动器35提供发电机34的可调节速度操作和平稳起动。通常,平稳起动减少发电机34和燃气轮机20的机械应力,并且促进消除AC功率系统37上的电起动波动。输出变压器允许起动器35与任何电压机器一起操作。
此外,在一些IGCC发电系统10中,泵40可将沸水从HRSG36供应到合成气冷却器18以促进从气化器16引入的合成气的冷却。沸水可被引导通过合成气冷却器18,在此处水被转化成蒸汽。来自合成气冷却器18的蒸汽然后回到HRSG36以便在气化器16、合成气冷却器18和/或蒸汽轮机22内使用。
图2是显示根据本发明的实施例的图1中所示系统的一部分的示意图。在本发明的实施例中,来自燃气轮机压缩机24的压缩空气可通过中间冷却器204和可变导向叶片调压器208供应给ASU14。在这里,高温压缩空气可从燃气轮机压缩机24引导通过中间冷却器204的第一流路径202。冷却流体的流可流过穿过中间冷却器204的第二流路径206。ASU14可使用压缩空气以产生用于气化器16的氧气。更具体地说,ASU14可将压缩空气分成单独的氧气(O2)流和有时称为“过程气体”的气体副产物。为了促进系统10总效率的增加,供应给ASU14的压缩空气可从燃气轮机压缩机24放出,并且然后利用可变导向叶片调压器208保持在相对恒定的压力。可变导向叶片调压器208可包括轴向调压器、离心调压器及其结合中的至少一个。
在使用中,本发明的实施例可将压缩空气从燃气轮机压缩机24供应给燃烧室26和ASU14。从燃气轮机压缩机24排出的压缩机放出气流的压力是可变的并且与发电机34上的负载相关。作为将可变压力的压缩机放出气流直接引入ASU14的替代,可变导向叶片调压器208可通过利用调压器涡轮220调节可变导向叶片调压器208的速度而调整到ASU14的入口压力。可变导向叶片调压器208还可通过利用一组可变导向叶片调节到ASU14的气流,使得供应给ASU14的气流在燃气轮机20的操作负载的宽范围上处于基本恒定的压力。
为了调整导向到ASU14的气流的压力,可变导向叶片调压器208可以可变速度旋转来保持基本上恒定的出口压力。为了调节从燃气轮机压缩机24流动到ASU14的压缩空气的气流,可变导向叶片调压器208可将导向叶片定位成调节由于旋转速度的改变和ASU14的气流需要所引起的流量的波动。可变导向叶片调压器208的操作允许由于燃气轮机20上负载的改变而引起的宽范围的压缩机放出气体流量和/或压力,并且保持基本上恒定的出口空气压力,在ASU14的入口处具有需要量的气流。
在本发明的实施例中,外部功率源240可供应可变导向叶片调压器208操作所需要的能量。外部功率源240可相对于IGCC动力装置10独立地操作。外部功率源240不需要来自IGCC动力装置10的能量源。外部功率源240可提供多个好处,诸如但不限于,允许IGCC动力装置10将所有产生的功率用于商业和或经济上的利益。外部功率源240还可允许可变导向叶片调压器208的更快的操作。在这里,外部功率源240的启动时间可以显著地小于前面提到的已知系统的启动时间。
外部功率源240可包括:汽油发动机、柴油发动机或者任何类型的内燃机。外部功率源240可以允许外部功率源240直接或间接对可变导向叶片调压器208提供动力的方式与可变导向叶片调压器208结合。例如,但不限于,外部功率源240可机械地联接到可变导向叶片调压器208。在这里调压器涡轮220的速度可确定可变导向叶片调压器208的速度。
或者,外部功率源240可与电动机244联接。在这里,外部功率源240的操作可为电动机244提供能量,电动机244可电气式地联接到可变导向叶片调压器208。在这里,电动机244可为可变导向叶片调压器208提供动力。
如将被意识到的,本发明可体现为一种方法、系统或者计算机程序产品。因此,本发明可表现为全硬件实施例,全软件实施例(包括固件、驻留软件、微码等)或者结合所有大致在本文中称为“电路”、“模块”或者“系统”的软件和硬件方面的实施例的形式。此外,本发明可表现为存储在具有包含在介质中的计算机可用程序代码的计算机可用存储介质上的计算机程序产品的形式。如在本文中使用的,术语“软件”和“固件”是可互换的,并且包括存储在存储器内以便由处理器执行的任何计算机程序,存储器包括RAM存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器以及非易失RAM(NVRAM)存储器。上述存储器类型仅是示例性的,并且因此不限制为可用于计算机程序存储的存储器类型。
可使用任何适当的计算机可读介质。计算机可用或可读介质可为,例如但不限于,电子、磁性、光学、电磁、红外、或半导体系统、设备、装置或传播介质。计算机可读介质的更具体的实施例(未穷尽性列表)将包括以下装置:具有一个或多个线材的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、光学存储装置、诸如那些支持因特网或内部网络的传输媒体,或者磁存储装置。注意,计算机可用或计算机可读的介质甚至可以是程序印刷在其上的纸张或其它适当的介质,因为程序可通过以下方法以电子的方式获取,即:例如,对纸张或其它介质进行光扫描,然后编译、解释或以适当的方式进行其它处理,如果必要的话,然后存储在计算机存储器中。在本文的上下文中,计算机可用或计算机可读介质可为可以包含、存储、通信、传播或传输由指令执行系统、设备或装置使用或与指令执行系统、装置或设备结合起来使用的程序的任何介质。
如在本文中使用的术语处理器,指的是中央处理单元、微处理器、微控制器、精简指令集电路(RISC)、专用集成电路(ASIC)、逻辑电路以及能够执行在本文中所介绍的功能的任何其它电路或处理器。
可以用诸如Java7、Smalltalk或C++等的面向对象编程语言编写用于执行本发明的操作的计算机程序代码。但是,还可用传统的过程编程语言来编写用于执行本发明的操作的计算机程序代码,例如“C”编程语言或者类似的语言。程序代码可完全在用户的计算机上执行,可作为独立的软件包部分在用户的计算机上执行,部分在用户的计算机上且部分在远程计算机上执行或者完全在远程计算机执行。在后一种情况下,远程计算机可通过局域网(LAN)或广域网(WAN)连接到用户的计算机上,或者可连接到外部计算机上(例如,通过使用因特网服务提供商的因特网)。
参考根据本发明的实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图在以下对本发明进行描述。将理解的是流程图和/或框图的各个块,以及流程图和/或框图中的块的组合可由计算机程序指令实现。这些计算机程序指令可提供给公用计算机、专用计算机或者其它可编程数据处理设备的处理器来产生机器指令,从而使得通过计算机或其它可编程数据处理设备的处理器执行的指令建立用于实现流程图和/或框图块或块中特定的功能/动作的方法。
这些计算机程序指令还可存储在计算机可读存储器中,计算机可读存储器可引导计算机或其它可编程的数据处理设备以特定的方式起作用,从而使得存储在计算机可读存储器中的指令产生包括实现流程图和/或框图块或块中特定的功能/动作的指令方法的工业品。计算机程序指令也可加载到计算机或其它可编程数据处理设备上,以在计算机或其它可编程设备上执行一系列的操作步骤,以产生计算机实现的过程,从而使得在计算机或其它可编程设备上执行的指令提供用于实现流程图和/或框图块中特定的功能/动作的步骤。
本发明可包括控制系统等,其具有控制与本发明实施例结合的IGCC动力装置10的操作的技术效果。本发明实施例的控制系统可以构造成自动地和/或持续地监测IGCC动力装置10以确定外部功率源240是否应当操作。
或者,控制系统可以构造成要求使用者动作以启动外部功率源240的操作。本发明控制系统的一个实施例可作为单独的系统起作用。或者,该控制系统可集成为更广的系统,诸如涡轮控制系统或装置控制系统内的模块等。
图3是显示根据本发明的实施例的控制IGCC动力装置10的一部分的方法的示例的流程图。
在步骤302中,方法300可确定燃气轮机20是否在产生废气。在这里,方法300可将这个要求包括为在启动可变导向叶片调压器208的操作之前的许可等。
在步骤304中,方法300可启动外部功率源240的操作。在本发明的实施例中,处理器242可自动地启动该操作。或者,处理器242可提供外部功率源240的操作可起动的通知。在这里,操作人员可开始外部功率源240的启动序列,并且确保外部功率源240已准备好。
在步骤306中,方法300可将外部功率源240与可变导向叶片调压器208联接。在这里,例如但不限于,操作人员可机械地,和/或电气式地将外部功率源240的输出与可变导向叶片调压器208的输入连接。
在步骤308中,来自外部功率源240的能量可驱动可变导向叶片调压器208,如所介绍的。在这里,处理器242可协调外部功率源240、可变导向叶片调压器208以及ASU14的操作。此处的目标是满足ASU14和IGCC动力装置10上其它部件的操作需要。
图4是根据本发明实施例的控制联合循环动力装置空气的示例性系统400的方框图。方法300的元件可包含在系统400中并且由系统400执行。系统400可包括一个或多个用户或客户端通信装置402或者类似的系统或装置(在图4中显示了两个)。各通信装置402可以是例如但不限于,计算机系统、个人数字助理、蜂窝式电话或者能够发送和接收电子消息的任何装置。
通信装置402可包括系统存储器404或者本地文件系统。系统存储器404可包括例如,但不限于,只读存贮器(ROM)和随机存取存储器(RAM)。ROM可包括基本输入/输出系统(BIOS)。BIOS可包含有助于在通信装置402的元件或部件之间传送信息的基本例程。系统存储器404可包含操作系统406以控制通信装置402的整体操作。系统存储器404还可包括浏览器408或网络浏览器。系统存储器404还可包括数据结构410或计算机可执行代码,以便控制可类似或包括图3中方法300的元件的联合循环动力装置。
系统存储器404可进一步包括模板高速缓冲存储器412,其可结合图4中的方法400使用,以便控制联合循环动力装置。
通信装置402还可包括处理器或处理单元414以控制通信装置402的其它部件的操作。操作系统406、浏览器408和数据结构410可在处理单元414上操作。处理单元414可通过系统总线416联接到存储器系统404以及通信装置402的其它部件。
通信装置402还可包括多个输入装置(I/O),输出装置或组合输入/输出装置418。各输入/输出装置418可通过输入/输出接口(在图4中未示出)联接到系统总线416。输入和输出装置或者组合I/O装置418允许用户操作通信装置402以及与通信装置402交互,并且控制浏览器408和数据结构410的操作,以访问、操作和控制软件以利用联合循环动力装置。I/O装置418可包括键盘和计算机指示装置等,以执行在本文中论述的操作。
I/O装置418还可包括例如但不限于,磁盘驱动器,光学、机械、磁性或红外输入/输出装置,调制解调器等。I/O装置418可用于访问存储介质420。介质420可包含、存储、传送或传输计算机可读或计算机可执行的指令或者由诸如通信装置402的系统使用或与该系统结合使用的其它信息。
通信装置402还可包括或者连接到其它装置上,诸如显示器或监视器422。监视器422可允许用户与通信装置402交互。
通信装置402还可包括硬盘驱动器424。硬盘驱动器424可通过硬盘驱动器接口(在图4中未示出)联接到系统总线416上。硬盘驱动器424还可形成为本地文件系统或者系统存储器404的一部分。由于通信装置402操作,程序、软件和数据可在系统存储器404和硬盘驱动器424之间传送和交换。
通信装置402可通过网络428与至少一个单元控制器426通信,且可访问类似于通信装置402的其它服务器或者其它通信装置。系统总线416可通过网络接口430联接到网络428。网络接口430可以是用于联接到网络428的调制解调器、以太网卡、路由器、网关等。该联接可以是有线或无线连接。网络428可以是互连网、专用网、内部网络等。
至少一个单元控制器426还可包括系统存储器432,其可包括文件系统、ROM、RAM等。系统存储器432可包括类似于通信装置402中的操作系统406的操作系统434。系统存储器432还可包括用于控制联合循环动力装置的数据结构436。数据结构436可包括类似于关于方法300所介绍的操作,以便控制联合循环动力装置。服务器系统存储器432还可包括其它文件438、应用程序、模块等。
至少一个单元控制器426还可包括处理器442或者处理单元,以控制至少一个单元控制器426中的其它装置的操作。至少一个单元控制器426还可包括I/O装置444。I/O装置444可类似于通信装置402的I/O装置418。至少一个单元控制器426可进一步包括其它装置446,诸如监视器等,以提供连接到至少一个单元控制器426的与I/O装置444一起的接口。至少一个单元控制器426还可包括硬盘驱动器448。系统总线450可连接至少一个单元控制器426的不同部件。网络接口452可通过系统总线450将至少一个单元控制器426联接到网络428。
附图中的流程图和步骤图示出了根据本发明的多种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能的实施方案的架构、功能和操作。在这点上,流程图或步骤图中的各个步骤可代表包括用于实现特定逻辑功能的一个或多个可执行指令的代码的模块、片段或部分。还应该注意的是,在一些备选实施例中,在步骤中所示的功能可不按照附图中所示的顺序发生。例如,取决于涉及的功能,连续示出的两个步骤实际上可基本同时执行,或者步骤有时可按相反的顺序执行。还将注意到的是,步骤图和/或流程图的各个步骤,以及步骤图和/或流程图的步骤的组合,可由执行特定的功能或动作的专用的基于硬件的系统,或者专用硬件和计算机指令的组合来实现。
本文使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的,且并不意图限制本发明。如本文所用,单数形式“一”、“一个”和“所述”意图包括复数形式,除非上下文清晰地另作说明。将进一步理解的是,当在本说明书中使用时,用语“包括”和/或“包含”指定所述特征、整体、步骤、操作、元件,以及/或者构件的存在,并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件,构件,以及/或者它们组合的存在或附加。
虽然本文已经对特定实施例进行了说明和描述,但是应当理解,计划实现相同目的的任何布置可代替所显示的特定实施例,而且本发明在其它环境中具有其它应用。本申请意图覆盖本发明的任何修改或变型。权利要求书决不意图将本发明的范围限于本文所描述的特定实施例。

Claims (19)

1.一种联合循环动力装置系统,包括:
燃气轮机,包括:压缩机、燃烧室以及驱动地联接到所述压缩机的涡轮段;
来自所述压缩机的与可变导向叶片调压器的入口流体连通地联接的放气源;
外部功率源,其中,所述外部功率源包括内燃机;
流体连通地联接到所述可变导向叶片调压器的出口的空气分离单元,所述可变导向叶片调压器与所述外部功率源结合,其中,所述外部功率源为所述可变导向叶片调压器的操作提供动力,所述可变导向叶片调压器是通到所述空气分离单元的单个空气供应源。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述外部功率源机械地联接到所述可变导向叶片调压器,并且所述外部功率源确定所述可变导向叶片调压器的速度。
3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述可变导向叶片调压器包括至少一行可变导向叶片,并且构造成调节通过所述可变导向叶片调压器的流量。
4.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述可变导向叶片调压器包括轴向调压器、离心调压器及其结合中的至少一个。
5.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述外部功率源驱动地联接到所述可变导向叶片调压器,其中,利用所述外部功率源来控制所述可变导向叶片调压器的转动速度使所述可变导向叶片调压器构造成以基本上恒定的压力将压缩空气流输送到所述空气分离单元。
6.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述系统进一步包括联接到所述外部功率源的电动机,其中,所述外部功率源为所述电动机提供能量,并且其中,所述电动机为所述可变导向叶片调压器提供能量。
7.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述外部功率源和所述可变导向叶片调压器与整体气化联合循环动力装置结合。
8.一种操作联合循环动力装置系统的方法,所述方法包括:
提供包括压缩机的燃气轮机,所述燃气轮机产生废气;
将来自所述压缩机的放气源与可变导向叶片调压器的入口联接;以及
将所述可变导向叶片调压器的出口与空气分离单元联接,并且利用外部功率源为所述可变导向叶片调压器提供动力,其中,所述外部功率源包括内燃机,并且所述可变导向叶片调压器是通到所述空气分离单元的单个空气供应源。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述方法进一步包括将所述压缩机构造成给所述空气分离单元供应压缩空气流;所述方法进一步包括利用所述外部功率源维持通到与所述压缩机流体连通地联接的所述空气分离单元的压缩空气流以基本上恒定的压力接近要求。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述方法进一步包括将所述可变导向叶片调压器机械地联接到所述外部功率源。
11.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述方法进一步包括将电动机联接到所述外部功率源,利用所述外部功率源为所述电动机提供能量,并且利用所述电动机为所述可变导向叶片调压器提供能量。
12.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述方法进一步包括以下步骤:
确定所述燃气轮机是否在产生废气;
启动所述外部功率源的操作;
将所述外部功率源与所述可变导向叶片调压器联接;以及
利用所述外部功率源驱动所述可变导向叶片调压器。
13.一种整体气化联合循环动力装置,包括:
燃气轮机,包括:压缩机、燃烧室以及驱动地联接到所述压缩机的涡轮段;
外部功率源,其中,所述外部功率源包括内燃机;以及
流体连通地联接在所述压缩机和空气分离单元之间的可变导向叶片调压器,所述可变导向叶片调压器构造成接收变化的流量和压力的压缩空气流,并且利用一个或多个可变的叶片产生匹配要求的流量和至所述空气分离单元的基本上恒定的压力的压缩空气流,所述可变导向叶片调压器驱动地联接到所述外部功率源,其中,所述可变导向叶片调压器是通到所述空气分离单元的单个空气供应源。
14.根据权利要求13所述的整体气化联合循环动力装置,其特征在于,所述整体气化联合循环动力装置进一步包括构造成接收燃料流和氧化剂流的气化容器,所述气化容器构造成利用所述氧化剂流部分地氧化所述燃料流以产生合成气体。
15.根据权利要求13所述的整体气化联合循环动力装置,其特征在于,所述外部功率源包括处理器,所述处理器构造成协调所述外部功率源和所述可变导向叶片调压器的操作。
16.根据权利要求13所述的整体气化联合循环动力装置,其特征在于,所述整体气化联合循环动力装置进一步包括流体连通地联接在所述压缩机和所述可变导向叶片调压器之间的中间冷却器,所述中间冷却器构造成降低来自所述压缩机的压缩空气流的温度。
17.根据权利要求13所述的整体气化联合循环动力装置,其特征在于,所述整体气化联合循环动力装置进一步包括联接到所述外部功率源的电动机。
18.根据权利要求17所述的整体气化联合循环动力装置,其特征在于,所述外部功率源为所述电动机提供能量。
19.根据权利要求18所述的整体气化联合循环动力装置,其特征在于,所述电动机为所述可变导向叶片调压器提供能量。
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