CN102691531A - 用于启动联合循环动力系统的设备及其组装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于启动联合循环动力系统的设备及其组装方法。一种蒸汽管道加热系统(200)包括联接到蒸汽管道(112)的至少一部分上的至少一个电加热元件(220)。该系统还包括至少一个管道加热控制器(230)，其操作性地联接到该至少一个加热元件上，并且被编程来改变蒸汽管道的该部分中的温度变化速率，其中，该至少一个控制器进一步被编程来根据蒸汽管道的该部分的质量和蒸汽管道的该部分的形状中的至少一个来改变蒸汽管道的该部分中的温度变化速率。

Description

用于启动联合循环动力系统的设备及其组装方法
技术领域
本文描述的实施例大体涉及联合循环动力发生系统，并且更具体而言，涉及促进启动这样的系统的方法和设备。
背景技术
至少一些已知的联合循环动力系统包括一个或多个燃气轮机、至少一个热回收蒸汽发生器(HRSG)和至少一个蒸汽轮机。HRSG和蒸汽轮机通过蒸汽导管以流连通的方式联接。通过将蒸汽从HRSG引导到蒸汽轮机来充分地对蒸汽导管加温会促进在通往蒸汽轮机的入口处获得恰当的蒸汽状况。已知的联合循环系统启动程序要求从HRSG中产生的蒸汽最初绕过蒸汽轮机，直到压力和温度在预定的过热参数内，或在适于准许蒸汽进入蒸汽轮机的范围内。
在这个旁通操作期间，在旁通线路和关闭的蒸汽轮机入口隔离阀之间的蒸汽导管的区段不接收暖的蒸汽流。因此，旁通操作无法促进将蒸汽导管的这个区段加温到预定的温度范围。这些闭塞头(dead-headed)区段充满不动的或滞止的流体，该流体会冷却到适于进入蒸汽轮机的那些参数以下的温度。因此，在旁通操作完成之后，在蒸汽进入蒸汽轮机之前，蒸汽线路的这个区段需要被加热到那些预定参数内的范围。在旁通操作之后加热蒸汽线路的这个区段会使蒸汽进入蒸汽轮机延迟。这个延迟可超过20分钟，从而进一步延长总的联合循环启动时间。此外，其中具有滞止流体的导管的长度可为很长的，从而延长与对受影响的导管的相关联的区段加温相关联的延迟。此外，这样的延迟会促使有额外的燃料消耗，从而降低联合循环动力系统的效率，以及增加其排放。此外，准许热的流通蒸汽进入含有滞止的较冷的流体的导管的区段可在相关联的蒸汽导管中引起额外的应力，从而促使导管的期望寿命减少。
一些已知的联合循环动力系统已经使用了这样的传统启动程序，这至少部分是因为这样的系统带有基本负荷，并且启动可能是不频繁的。此外，可能没有紧急的感觉，因为在不频繁的启动期间将考虑到任何已知的启动延迟。但是，由于增加的且更频繁的日夜功率价格波动，这样的意外启动就变得更频繁。例如，由于电功率需求和燃料价格的周期性变化，越来越趋向于使用联合循环动力装置作为日常调峰单元。而且，一些再生能源(例如风力涡轮机)在风方面可经历突然减少，从而促使联合循环动力系统的意外启动。上面描述的蒸汽线路加热延迟可降低联合循环动力系统产生的电功率的及时商业输送。
一些已知的联合循环动力系统包括定位成较靠近蒸汽轮机入口隔离阀的额外的导管和阀。额外的导管和阀安装起来成本高，维护起来成本高，促使在启动期间有额外的失效点，并且难以在蒸汽轮机改型期间安装。
发明内容
在一方面，提供了一种用于组装联合循环动力发生系统的方法。该方法包括将燃气轮机联接成与热回收蒸汽发生器(HRSG)处于流连通。该方法还包括通过至少一个蒸汽管道来将蒸汽轮机联接成与HRSG处于流连通。该方法进一步包括将至少一个加热元件联接到该至少一个蒸汽管道的一部分上。该方法还包括将至少一个控制器操作性地联接到该至少一个加热元件上。该方法进一步包括将该至少一个控制器编程来改变该至少一个蒸汽管道的该部分中的温度变化速率。
在另一方面，提供了一种蒸汽管道加热系统。该蒸汽管道加热系统包括联接到蒸汽管道的至少一部分上的至少一个电加热元件。该系统还包括操作性地联接到该至少一个加热元件上的至少一个管道加热控制器。该控制器被编程来改变蒸汽管道的该部分中的温度变化速率。该至少一个控制器进一步被编程来根据下者中的至少一个来改变蒸汽管道的该部分中的温度变化速率：蒸汽管道的该部分的质量和蒸汽管道的该部分的形状。
在又一个方面，提供了一种联合循环动力发生系统。该系统包括联接到第一发电机上的燃气轮机。该系统还包括联接到第二发电机上的蒸汽轮机。该系统进一步包括联接到蒸汽轮机和燃气轮机上的热回收蒸汽发生器(HRSG)。HRSG通过至少一个蒸汽管道以流连通的方式联接到蒸汽轮机上。该系统还包括联接到该至少一个蒸汽管道的一部分上的管道加热系统。该管道加热系统包括至少一个电加热元件。管道加热系统还包括操作性地联接到该至少一个加热元件上的至少一个控制器。该控制器被编程来改变该至少一个蒸汽管道的该部分中的温度变化速率。
附图说明
通过结合附图来参照以下描述，可更好地理解本文描述的实施例。
图1是示例性联合循环动力系统的示意图。
图2是可用于图1中显示的联合循环动力系统的示例性高压蒸汽管道的示意图；
图3是可用于图1中显示的联合循环动力系统的示例性热的再热(HRH)蒸汽管道的示意图；
图4是具有示例性管道加热系统的一部分的、图2中显示的高压蒸汽管道的等距视图；
图5是图4中显示的示例性管道加热系统的一部分联接到其上的、图2和4中显示的高压蒸汽管道的一部分的横截面示意图；
图6是可用于图1中显示的联合循环动力系统的管道加热系统的一部分的示意图；以及
图7是组装图1中显示的联合循环动力发生系统的示例性方法的流程图。
部件列表
100  联合循环动力系统
102  燃气轮机
104  蒸汽轮机
106  第一发电机
108  第二发电机
110  热回收蒸汽发生器(HRSG)
111  排气管道
112  蒸汽管道
122  冷凝器
124  低压蒸汽排出管道
126  高压(HP)过热器区段
128  再热器/中压(RH/IP)区段
130  低压区段(LP)
132  蒸汽轮机HP区段
134  蒸汽轮机IP区段
136  蒸汽轮机LP区段
138  HP过热蒸汽管道
140  冷的再热(CRH)蒸汽管道
142  热的再热(HRH)蒸汽管道
144  LP蒸汽管道
145  蒸汽跨接管道
148  HP旁通管道
149  调温器
150  IP旁通管道
151  主截止阀(MSV)
152  主控制阀(MCV)
153  中间截止阀(ISV)
154  中间控制阀(ICV)
156  HP旁通阀
158  IP旁通阀
160  流通蒸汽(第一)部分
162  闭塞头(第二)部分
164  流通蒸汽(第一)部分
166  闭塞头(第二)部分
167  HP区段装备组
168  IP区段装备组
169  LP区段装备组
170  旁通蒸汽流控制系统
172  第一控制器
174  第二控制器
176  第三控制器
180  蒸汽
182  蒸汽
184  滞止液体
186  主蒸汽温度传感器
190  蒸汽
192  蒸汽
194  滞止液体
196  再热蒸汽温度传感器
200  管道加热系统
202  环形加热元件层
T1   导管厚度
T2   加热元件层厚度
204  环形绝缘层
T3   绝缘层厚度
205  导管区段
206  直管路
208  第一弯部
210  第二弯部
212  第三弯部
220  加热元件
222  电功率供应
224  热能
226  温度反馈装置
228  热电偶接线盒
230  温度控制系统
232  温度反馈信号
234  电功率需求信号
236  电功率反馈信号
300  方法
302  将燃气轮机联接成与...处于流连通
304  将蒸汽轮机联接成与...处于流连通
306  将至少一个加热元件联接到...的一部分上
308  将至少一个控制器操作性地联接到...上
310  将该至少一个控制器被编程来改变...的速率
具体实施方式
图1是示例性联合循环动力系统100的示意图。系统100包括分别可旋转地联接到第一发电机106和第二发电机108上的燃气轮机102和蒸汽轮机104。系统100还包括通过排气管道111而联接成与燃气轮机102处于流连通的热回收蒸汽发生器(HRSG)110。
在该示例性实施例中，单个燃气轮机102联接到单个HRSG 110上，HRSG 110联接到单个蒸汽轮机104上。备选地，多个燃气轮机102联接到多个HRSG 110上，该多个HRSG 110联接到单个蒸汽轮机104上。而且，备选地，联合循环动力系统100包括使系统100能够如本文描述的那样运行的任何数量的燃气轮机102、任何数量的HRSG 110和任何数量的蒸汽轮机104。
在该示例性实施例中，蒸汽轮机104通过多个蒸汽管道112而联接成与HRSG 110处于流连通。如本文所用，蒸汽管道112包括使系统100能够如本文描述的那样运行的任何材料和任何规格的导管和/或管道系统。蒸汽轮机104还通过低压蒸汽排出管道124而联接成与冷凝器122处于流连通。在该示例性实施例中，HRSG 110包括高压(HP)过热器区段126、再热器/中压(RH/IP)区段128和低压(LP)区段130。类似地，蒸汽轮机104包括HP区段132、IP区段134和LP区段136。在该示例性实施例中，蒸汽管道112包括将HP过热器区段126联接成与HP区段132处于流连通的HP过热蒸汽管道138。蒸汽管道112还包括将HP区段132联接成与RH/IP区段128处于流连通的冷的再热(CRH)蒸汽管道140。蒸汽管道112进一步包括将RH/IP区段128联接成与IP区段134处于流连通的热的再热(HRH)蒸汽管道142。蒸汽管道112还包括将LP区段130联接成与LP区段136处于流连通的LP蒸汽管道144。此外，蒸汽轮机104包括将IP区段134联接成LP区段136处于流连通的蒸汽跨接管道145。在系统100的许多实施例中，包括HP过热蒸汽管道138、CRH蒸汽管道140、HRH蒸汽管道142以及LP蒸汽管道144的蒸汽管道112具有在大约100米(m)(大约328英尺(ft))至大约200m(656ft)的范围中的长度。
联合循环动力系统100进一步包括将HP过热蒸汽管道138联接成与CRH蒸汽管道140处于流连通的HP旁通管道148。HP旁通管道148包括至少一个调温器149。系统100还包括将HRH蒸汽管道142联接成与冷凝器122处于流连通的IP旁通管道150。系统100进一步包括在HP区段132的正上游(例如在大约2m(大约6ft)至大约4m(大约12ft)的范围中)定位在HP过热蒸汽管道138中的主截止阀(MSV)151和主控制阀(MCV)152。系统100还包括在IP区段134的正上游(例如在大约2m(大约6ft)至大约4m(大约12ft)的范围中)定位在HRH蒸汽管道142中的中间截止阀(ISV)153和中间控制阀(ICV)154。系统100进一步包括定位在HP旁通管道148内的HP旁通阀156，以及定位在IP旁通管道150内的IP旁通阀158。
在该示例性实施例中，HP过热蒸汽管道138包括第一部分，即联接成与HRSG 110和HP旁通管道148处于直接的流连通且在它们之间延伸的流通蒸汽(live steam)部分160。HP过热蒸汽管道138还包括第二部分，即联接成与流通蒸汽部分160、HP旁通管道148和主截止阀MSV 151处于直接的流连通且在它们之间延伸的闭塞头部分162。在该示例性实施例中，流通蒸汽部分160的长度在大约15m(大约50ft)至大约30m(大约100ft)的范围中。而且，在该示例性实施例中，闭塞头部分162的长度在大约91m(大约300ft)至大约122m(大约400ft)的范围中。备选地，流通蒸汽部分160和闭塞头部分162具有使联合循环动力系统100能够如本文描述的那样运行的任何长度。
而且，在该示例性实施例中，HRH蒸汽管道142包括第一部分，即联接成与HRSG 110和IP旁通管道150处于直接的流连通且在它们之间延伸的流通蒸汽部分164。HRH蒸汽管道142还包括第二部分，即联接成与流通蒸汽部分164、IP旁通管道150和中间截止阀ISV 153处于直接的流连通且在它们之间延伸的闭塞头部分166。在该示例性实施例中，流通蒸汽部分164的长度在大约91m(大约300ft)至大约122m(大约122ft)的范围中。而且，在该示例性实施例中，闭塞头部分166的长度在大约61m(大约200ft)至大约76m(大约250ft)的范围中。备选地，流通蒸汽部分164和闭塞头部分166具有使联合循环动力系统100能够如本文描述的那样运行的任何长度。
在该示例性实施例中，HRSG 110包括HP区段装备组167。HRSG110还包括IP区段装备组168。HRSG 110进一步包括LP区段装备组169。装备组167、168和169包括使HRSG 110和系统100能够如本文描述的那样运行的任何装备，包括(无限制)温度、压力和流量测量装置。
在该示例性实施例中，联合循环动力系统100还包括旁通蒸汽流控制系统170。系统170包括操作性地联接到HP旁通阀156上的第一控制器172。系统170还包括操作性地联接到MSV 151、MCV 152、ISV 153和ICV 154上的第二控制器174。系统170还包括操作性地联接到IP旁通阀158上的第三控制器176。备选地，旁通蒸汽流控制系统170可包括操作性地联接到任何阀上的、使系统170和联合循环动力系统100能够如本文描述的那样运行的任何数量的控制器。
而且，在该示例性实施例中，旁通蒸汽流控制系统170(包括第一控制器172、第二控制器174和第三控制器176)包括构造成执行控制算法和控制逻辑的一个或多个处理器(未显示)。如本文所用，用语“控制器”、“控制系统”和“处理器”包括任何可编程的系统(包括多个系统)，包括微控制器、简精指令集电路、专用集成电路、可编程的逻辑电路，以及能够执行本文描述的功能的任何其它电路。以上实例仅是示例性的，并且因此不意图以任何方式限制用语处理器的定义和/或含义。此外，控制器172、174和176可包括足够的处理能力来执行支持应用程序，包括(无限制)监督、控制和数据采集(SCADA)程序和数据采集系统(DAS)。此外，在一些实施例中，旁通压力控制系统170的至少一部分和额外的部分(未显示)可在使联合循环动力系统100能够如本文描述的那样运行的较宽泛的控制系统(未显示)内实施，包括(无限制)驻留在个人计算机、远程服务器、可编程的逻辑控制器(PLC)、分布式控制系统柜和手持式互联网被激活的装置内的那些处理器。
另外，在该示例性实施例中，旁通蒸汽流控制系统170调节HP旁通阀156，以促进在加温期间对流通蒸汽部分160和HP旁通管道148中的高压蒸汽流的控制。类似地，旁通蒸汽流控制系统170调节IP旁通阀158，以促进在加温期间对流通蒸汽部分164和IP旁通管道150中的中压蒸汽流的控制。此外，旁通蒸汽流控制系统170通过包括(无限制)接收容许输入、传输容许输出和传输打开和关闭命令的特征，来促进对MSV 151、MCV 152、ISV 153和ICV 154的操作性打开和关闭控制特征。
图2是可用于联合循环动力系统100的HP过热蒸汽管道138的示意图。图3是可用于联合循环动力系统100的HRH蒸汽管道142的示意图。
在系统100的启动期间，蒸汽180通过HP旁通管道148经由HP过热蒸汽管道138的流通蒸汽部分160和HP旁通阀156而从HP过热器区段126中引导出来。MSV 151被关闭，以隔开蒸汽轮机104的HP区段132与可能还没有获得用于获准进入其中的预定热力学属性(由HRSG HP区段装备组167测得)的蒸汽。蒸汽182进入闭塞头部分162，并且在MSV 151处停止。热从蒸汽182中传递出来，并且蒸汽182冷却和冷凝而在闭塞头部分162中形成滞止液体184，而且部分162冷却到低于蒸汽180的温度的温度，这由主蒸汽温度传感器186指示。主蒸汽温度传感器186操作性地联接到旁通蒸汽流控制系统170上。
类似地，在系统100的启动期间，蒸汽190通过IP旁通管道150经由HRH蒸汽管道142的流通蒸汽部分164和IP旁通阀158而从RH/IP区段128中引导出来。ISV 153被关闭，以隔开蒸汽轮机104的IP区段134与可能还没有获得用于获准进入其中的预定的热力学属性(由HRSG IP区段装备组168测得)的蒸汽。蒸汽192进入闭塞头部分166，并且在ISV 153处停止。热从蒸汽192中传递出来，并且蒸汽192冷却和冷凝而在闭塞头部分166中形成滞止液体194，而且部分166冷却到低于蒸汽190的温度的温度，这由再热蒸汽温度传感器196指示。再热蒸汽温度传感器196操作性地联接到旁通蒸汽流控制系统170上。
在该示例性实施例中，闭塞头部分162和166两者均包括管道加热系统200的一部分。
图4是具有示例性管道加热系统200的一部分的HP过热蒸汽管道138的等距视图。图5是示例性管道加热系统200的一部分联接到其上的HP过热蒸汽管道138的一部分的横截面示意图。在该示例性实施例中，管道加热系统200联接到闭塞头部分162上，并且从流通蒸汽部分160延伸到HP区段132，包括MSV 151和MCV 152部分。HP过热蒸汽管道138的闭塞头部分162具有导管厚度值T1。管道加热系统200包括在闭塞头部分162的周围沿周向延伸的环形加热元件层202。加热元件层202具有厚度值T2。管道加热系统200还包括具有厚度值T3的环形绝缘层204。在该示例性实施例中，根据包括(无限制)厚度T1和下面论述的金属质量的变量来确定厚度T2和厚度T3。
在该示例性实施例中，管道加热系统200是基于金属质量的，并且针对多个导管区段205中的各个而与别个不同地来构造。闭塞头部分162包括直管道206、第一弯部208、第二弯部210和第三弯部212。根据与其相关联的金属的质量来对直管路206和弯部208、210和212中的各个分配数值。在该示例性实施例中，对直管路206分配预定的金属质量值1.0，其中，直管路206的金属质量是基准值。第一弯部208和第二弯部210具有比直管路206大25％的金属质量，因此对弯部208和210分配金属质量值1.25。第三弯部212具有比直管路206大35％的金属质量，因此对弯部212分配金属质量值1.35。闭塞头部分162的各部分的任何形状、构造和定向会促进金属质量值的确定和分配。使用金属质量值来为相关联的导管部分确定热输入值。这种热输入值会促进确定加热元件(在图4和5中未显示)的位置、数量、加热值、间隔以及厚度T2和T3。大体上，具有更大的金属质量的那些导管区段将接收下者中的至少一个：更大数量和更大密度的加热元件，以及每个加热元件有更大的热输入值。
在一些实施例中，使用对“热质量”的确定来促进对管道加热系统200的构造。材料的“热质量”与材料的质量成比例。热质量是材料的特性，其基本等同于那个材料的热容或热容量，即物体存储热能的能力。例如，大体上，当循环动力装置中的导管温度经历由于蒸汽发生器的循环使用而引起的波动时，管路的绝缘部分内的大的热质量可促进导管温度波动“变平”。这是因为当被引导通过其中的蒸汽的温度高于导管的质量时，导管的热质量吸收热能，以及当蒸汽未被引导通过其中且周围环境比蒸汽导管更冷时，导管的热质量从中释放热能。在蒸汽导管的周围延伸的绝缘体会促进相关联的蒸汽导管保持高温，而不会在短的停机时期期间达到热均衡。
HRH蒸汽管道142的闭塞头部分166(在图3中显示了两者)包括类似构造的管道加热系统200。
图6是可用于联合循环动力系统100(在图1中显示)的管道加热系统200的一部分的示意图。在该示例性实施例中，管道加热系统200包括多个加热元件220。加热元件220联接到电功率供应222上。当通电时，加热元件220辐射热能224，热能224根据距加热元件220的距离而消散。
在该示例性实施例中，加热元件220类似于在热处理服务中使用的那些加热垫。加热元件220在闭塞头部分162和166的附近定位在加热元件层202中。绝缘层204在加热元件层202的上面延伸，以促进热传递到闭塞头部分162和166中。备选地，使用使管道加热系统200能够如本文描述的那样运行的任何加热装置。
大体上，为了对现有的动力装置改型，可通过这样的方式来执行加热元件220的安装：移除目标管路上的现有绝缘层204，使加热元件层202在该管路上延伸，并且然后使绝缘层204在加热元件层202的上面延伸。
管道加热系统200还包括多个温度反馈装置，例如热电偶226。备选实施例可使用任何其它温度测量装置，包括(无限制)电阻温度检测器(RTD)。管道加热系统200进一步包括热电偶接线盒228，热电偶226联接到热电偶接线盒228上。管道加热系统200还包括操作性地联接到热电偶接线盒228和电功率供应222上的温度控制系统230。热电偶接线盒228将温度反馈信号232传输给温度控制系统230。温度控制系统230将电功率需求信号234传输给电功率供应222。在该示例性实施例中，电功率需求信号234根据温度反馈信号232单独地确定被命令传输给各个加热元件220的可变的电流(未显示)的量。电功率供应222将电功率反馈信号236传输给温度控制系统230。
在该示例性实施例中，温度控制系统230是包括编程有多个管加温优化算法的至少一个处理器(如上面描述)的控制器。这样的管加温优化算法会促进确定加热闭塞头部分162和166以满足获准进入蒸汽轮机104所需的温度状况的最佳方法。管加温优化算法确定在闭塞头部分162和166中的各种位置处所需的加热量和使部分162和166的温度以预定的速率升高的加热速率。
而且，在该示例性实施例中，温度控制系统230编程有与各个导管区段205的金属质量和/或形状相关联的数据，并且温度控制系统230因此使这种数据来促进改变闭塞头部分162和166中的温度变化速率。
在运行中，在联合循环动力系统100的启动期间，并且参照图2、3、4、5和6，HRSG 110(在图1中显示)的HP过热器区段126产生蒸汽180，该蒸汽180不具有适于获准进入蒸汽轮机104的HP区段132的热力学属性。HP旁通阀156被打开，并且MSV 151被关闭，而且蒸汽180经由HP过热蒸汽管道138的流通蒸汽部分160被引导通过HP旁通管道148。蒸汽182进入闭塞头部分162，并且在MSV 151处停止。热从蒸汽182中传递出来，并且蒸汽182冷却和冷凝而在闭塞头部分162中形成滞止液体184。部分162冷却到低于蒸汽180的温度的温度，这由主蒸汽温度传感器186指示。
类似地，在运行中，在系统100的启动期间，蒸汽190经由HRH蒸汽管道142的流通蒸汽部分164和IP旁通阀158被从RH/IP区段128引导通过IP旁通管道150。ISV 153被关闭，以隔开蒸汽轮机104的IP区段134与可能还没有获得用于获准进入其中的预定的热力学属性的蒸汽。蒸汽192进入闭塞头部分166，并且在ISV 153处停止。热从蒸汽192中传递出来，并且蒸汽192冷却和冷凝而在闭塞头部分166中形成滞止液体194，而且部分166冷却到低于蒸汽190的温度的温度，这由再热蒸汽温度传感器196指示。
而且，在运行中，管道加热系统200的温度控制系统230产生电功率需求信号234，并且将该电功率命令信号234传输给电功率供应222。电功率供应222将电流(未显示)传输给加热元件220。各个加热元件220根据传输自各个热电偶226且经由热电偶接线盒228而被发送到温度控制系统230的温度反馈信号232来接收电流。热能224通过加热元件层202而传输到闭塞头部分162和166中。闭塞头部分162和166以预定的速率提高温度，并且这样的温度分别由主蒸汽温度传感器186和再热蒸汽温度传感器196测量。
通过各个单独的加热元件220的电流是不同的，并且可暂时中断，这取决于热电偶226测得的温度升高的实测速率。温度升高的速率受控制，以不在闭塞头部分162和166上引起过度的应力。在该示例性实施例中，温度升高的速率的上限参数为260摄氏度(℃)(500华氏度(°F))每小时。基于联合循环动力系统100的启动时间，可按在特定时刻满足所需的蒸汽状况的任何速率来对闭塞头部分162和166加温。在该示例性实施例中，被编程来在温度控制系统230中的管加温优化算法通过这样的方式来减少与加热闭塞头部分162和166相关联的延迟：控制部分162和166的加温速率，以与获得的从HRSG 110中引导出的蒸汽内的蒸汽准入状况相一致。备选地，使用使联合循环动力系统100和管道加热系统200能够如本文描述的那样运行的任何加热启动时间、任何加热停止时间和任何温度升高速率。
在该示例性实施例中，管道加热系统200操作性地联接到旁通流控制系统170上(在图1中显示)。更具体而言，控制器172、174和176(全部都在图1中显示)操作性地联接到温度控制系统230上。因此，一旦闭塞头部分162和164的导管状况大致类似于分别在蒸汽180和190中的蒸汽状况，并且蒸汽180和190具有用于获准进入蒸汽轮机104的属性，则MSV 151、MCC 152、ISV 153和ICV 154打开。蒸汽被允许流到蒸汽轮机104，并且对加热元件220断电。通过流过其中的蒸汽180和190来进一步使闭塞头部分162和164加温。
图7是组装联合循环动力发生系统100(在图1中显示)的示例性方法的流程图。在该示例性实施例中，燃气轮机102(在图1中显示)联接302成与HRSG 110(在图1中显示)处于流连通。蒸汽轮机102(在图1中显示)通过HP过热蒸汽管道138、CRH蒸汽管道140、HRH蒸汽管道142和LP蒸汽管道144(全部都在图1中显示)而联接304成与HRSG 110处于流连通。至少一个加热元件220(在图6中显示)联接306到HP过热蒸汽管道138的闭塞头部分162(在图1中显示)和HRH蒸汽管道142的闭塞头部分166(在图1中显示)上。温度控制系统230(在图6中显示)操作性地联接308到加热元件220上。温度控制系统230被编程310来改变闭塞头部分162和166中的温度变化速率。
本文描述的是促进有优于已知的联合循环动力系统的商业运行的改进的商业运行的联合循环动力系统的示例性实施例。与已知的联合循环系统的启动和加载相比，上面描述的方法和设备促进减小在启动和加载期间的延迟。与已知的联合循环系统相比，这样的方法和设备还促进减少在启动和加载时期期间的燃料消耗。具体而言，与其它已知的启动方法和设备相比，上面描述的方法和设备使联合循环动力装置能够更迅速地启动，以及在更短的时间内达到期望的蒸汽轮机负载。更具体而言，本文描述的管道加热系统促进加热蒸汽导管的部分中的冷的滞止流体，使得相关联的导管和其中的流体适于获准进入蒸汽轮机。与已知的联合循环系统相比，本文描述的管道加热系统会减少启动联合循环系统的时间。此外，与已知的联合循环系统相比，本文描述的管道加热系统和过程的实施例显著地减少了保持蒸汽进入蒸汽轮机以对导管加温所需的时限。因此，与已知的联合循环系统相比，蒸汽可更早地获准进入蒸汽轮机，从而加快商业电功率发生。因而，本文描述的方法和设备促进减少燃料消耗和排放，同时提高动力装置的收入。
本文描述的方法、系统和设备的示例性技术效果包括下者中的至少一个：(a)减少联合循环动力系统的启动时间；(b)减少在联合循环动力系统的启动期间的燃料消耗；(c)减少在联合循环动力系统的启动期间所产生的排放；以及(d)减小联合循环动力系统中的蒸汽导管上的热应力，从而延长蒸汽导管的使用寿命。
本文描述的方法和系统不限于本文描述的具体实施例。例如，各个系统的构件和/或各个方法的步骤可独立地并且与本文描述的其它构件和/或步骤分开来使用和/或实践。另外，各个构件和/或步骤也可用于其它组件和方法，以及/或者也可用其它组件和方法来实践。
一些实施例包括使用一个或多个电子装置或计算装置。这样的装置典型地包括处理器或控制器，例如通用中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、微控制器、简精指令集计算机(RISC)处理器、专用集成电路(ASIC)、可编程的逻辑电路和/或能够执行本文描述的功能的任何其它电路或处理器。可将本文描述的方法编码成嵌在计算机可读介质(包括(无限制)存储装置和/或存储器装置)中的可执行指令。当由处理器执行时，这样的指令导致处理器执行本文描述的方法的至少一部分。上面的实例仅是示例性的，并且因此不意图以任何方式限制用语处理器的定义和/或含义。
虽然已经在多种具体实施例的方面来描述本发明，但是本领域技术人员将认可，可用在权利要求的精神和范围内的改良方案来实践本发明。

Claims (10)

1.一种蒸汽管道加热系统(200)，包括：
联接到蒸汽管道(112)的至少一部分上的至少一个电加热元件(220)；以及
至少一个管道加热控制器(230)，其操作性地联接到所述至少一个加热元件上，并且被编程来改变所述蒸汽管道中的所述部分中的温度变化速率，其中，所述至少一个控制器进一步被编程来根据下者中的至少一个来改变所述蒸汽管道的所述部分中的所述温度变化速率：
所述蒸汽管道的所述部分的质量；以及
所述蒸汽管道的所述部分的形状。
2.根据权利要求1所述的蒸汽管道加热系统(200)，其特征在于，所述至少一个管道加热控制器(230)进一步被编程来根据下者中的至少一个来改变所述蒸汽管道(112)的所述部分中的所述温度变化速率：
所述蒸汽管道的所述部分的温度；以及
从热回收蒸汽发生器(HRSG)(110)中引导出的蒸汽的温度。
3.根据权利要求1所述的蒸汽管道加热系统(200)，其特征在于，所述至少一个加热元件(220)包括多个加热元件(220)，所述多个加热元件中的各个所述加热元件大小设置成根据下者中的至少一个来改变所述蒸汽管道(112)的所述部分中的所述温度变化速率：
所述蒸汽管道的所述部分的质量；以及
所述蒸汽管道的所述部分的形状。
4.根据权利要求1所述的蒸汽管道加热系统(200)，其特征在于，所述至少一个加热元件(220)定位在其中包括至少一些滞止流体(184)的所述蒸汽管道(112)的所述部分上。
5.根据权利要求1所述的蒸汽管道加热系统(200)，其特征在于，所述至少一个管道加热控制器(230)操作性地联接到被编程来控制蒸汽对蒸汽轮机(104)的进入的至少一个蒸汽轮机入口阀控制器(174)上，所述至少一个管道加热控制器被编程来将容许信号传输给所述至少一个蒸汽轮机入口阀控制器。
6.根据权利要求5所述的蒸汽管道加热系统(200)，其特征在于，所述至少一个管道加热控制器(230)操作性地联接到被编程来控制绕过所述蒸汽轮机(104)的蒸汽的至少一个蒸汽轮机旁通阀控制器(172/176)上，所述至少一个管道加热控制器被编程来将容许信号传输给所述至少一个蒸汽轮机旁通阀控制器
7.一种联合循环动力发生系统(100)，包括：
联接到第一发电机(106)上的燃气轮机(102)；
联接到第二发电机(108)上的蒸汽轮机(104)；
联接到所述蒸汽轮机和所述燃气轮机上的热回收蒸汽发生器(HRSG)(110)，所述HRSG通过至少一个蒸汽管道(112)以流连通的方式联接到所述蒸汽轮机上；
联接到所述至少一个蒸汽管道的一部分上的管道加热系统(200)，所述管道加热系统包括：
至少一个电加热元件(220)；以及
至少一个控制器(230)，其操作性地联接到所述至少一个加热元件上，并且被编程来改变所述至少一个蒸汽管道的所述部分中的温度变化速率。
8.根据权利要求7所述的联合循环动力发生系统(100)，其特征在于，所述至少一个控制器(230)进一步被编程来根据下者中的至少一个来改变所述至少一个蒸汽管道(112)的所述部分中的所述温度变化速率：
所述至少一个蒸汽管道的所述部分的质量；以及
所述至少一个蒸汽管道的所述部分的形状。
9.根据权利要求7所述的联合循环动力发生系统(100)，其特征在于，所述至少一个控制器(230)进一步被编程来根据下者中的至少一个来改变所述至少一个蒸汽管道(112)的所述部分中的所述温度变化速率：
所述至少一个蒸汽管道的所述部分的温度；以及
从所述HRSG(110)中引导出的蒸汽的温度。
10.根据权利要求7所述的联合循环动力发生系统(100)，其特征在于，所述至少一个加热元件(220)包括多个加热元件(220)，所述多个加热元件中的各个所述加热元件大小设置成根据下者中的至少一个来改变所述至少一个蒸汽管道(112)的所述部分中的所述温度变化速率：
所述至少一个蒸汽管道的所述部分的质量；以及
所述至少一个蒸汽管道的所述部分的形状。
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