CN104204465A - 具有不均匀输入气体的燃气涡轮发电站 - Google Patents

具有不均匀输入气体的燃气涡轮发电站 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于运行燃气涡轮(6)的方法，燃气涡轮包括具有环形入口区的压缩机(1)、至少两个喷燃器、燃烧室(4，14，15)和涡轮(7，16，17)。根据该方法，由具有比压缩机进气流的平均氧浓度低的氧浓度的氧减少气体(21)构成的至少一个第一部分进气流和由新鲜空气(2)构成的至少一个第二部分进气流以沿入口区的周向方向交替的方式供给到压缩机(1)。另外，本发明涉及具有燃气涡轮(6)的燃气涡轮发电站，燃气涡轮的压缩机入口(3)包括至少一个第一节段(51)和至少一个第二节段(52)，它们围绕压缩机入口沿周向方向以交替方式布置，其中氧减少气体(21)的供给连接到第一节段(51)上而新鲜空气的供给连接到压缩机入口(3)的第二节段(52)上。

Description

具有不均匀输入气体的燃气涡轮发电站
技术领域
本公开涉及一种用于以不同的气体成分的两个进气流运行燃气涡轮的方法，以及还涉及具有被分割的压缩机入口的燃气涡轮。
背景技术
在传统上，将尽可能均匀的气体供给到燃气涡轮的压缩机，以进行压缩。在提供具有不同的成分的气体的应用中，这些气体首先混合且然后供给到压缩机。例如，在烟道气再循环的情况下，利用了具有与新鲜空气的成分不同的气体成分的烟道气。再循环是可基本上在燃气涡轮中用于各种目标的技术，例如用于控制排放，减少烟道气量，分离二氧化碳等。在烟道气在燃气涡轮中再循环期间，大部分烟道气从整个烟道气流中分流，并且在冷却和洗涤之后，通常再次供给到涡轮的进气质量流或涡轮的压缩机。烟道气成分显著不同于新鲜环境空气的成分。再循环的烟道气流传统上与来自环境的新鲜空气混合，并且这个混合物然后供给到压缩机。
借助于烟道气再循环，可有利地增加烟道气中的二氧化碳分压，以便减少具有二氧化碳分离的发电站的功率损失和效率损失。另外，提出了烟道气再循环，目标是减少燃气涡轮的进气气体中的氧含量，以便从而减少NOx排放。
在现有技术中，为了在可燃烧气体的氧含量低的情况下确保有满意的燃烧，新鲜空气与再循环的烟道气尽可能完全地混合，以在燃烧室入口处提供均匀的气体混合物。适于新鲜空气与再循环的烟道气的低压损失混合的混合器在例如WO 2010/142573 A2中已知。
取决于运行状况，在具有预混合喷燃器的燃气涡轮中燃烧期间可能会出现稳定性问题、特别是脉动(也称为热声振动)。为了减少脉动，从WO2005095864知道以节流的方式对单独的喷燃器供应燃料，因此，所述预混合喷燃器具有与所有其它未节流的预混合喷燃器的燃烧温度不同的燃烧温度。这导致在预混合喷燃器组件中有不对称的温度分布，因此，可有效地抵消燃烧室内部出现的脉动。
受节流的喷燃器在相对于平均热气温度降低的热气温度下运行，但是这可导致不完全燃烧。另外，未节流的喷燃器在升高的热气温度下运行，这可导致较高的NOx排放，并且可对使用寿命有不良影响。
不完全燃烧可导致增加的CO排放(一氧化碳排放)，特别是在具有烟道气再循环的发电站中，其中，燃气涡轮的进气气体与新鲜空气相比具有较低的氧含量。
发明内容
本公开的目标是详细描述用于可靠、清洁和低脉动地运行燃气涡轮的方法，并且还涉及用于执行该方法的燃气涡轮。在公开的方法中提出了燃气涡轮发电站，其具有不同的气体成分的至少两个部分进气流，其中，使用不同的氧浓度的部分进气流来稳定燃烧。
公开的方法的区别在于在燃气涡轮中单独地供给氧减少气体和新鲜空气，使得由氧减少气体构成的至少一个第一部分进气流和由新鲜空气构成的至少一个第二部分进气流以沿入口区的周向方向交替的方式供给到压缩机。
燃气涡轮包括具有入口横截面的压缩机、连接在压缩机下游的燃烧室，以及涡轮，压缩气体与燃料在燃烧室中燃烧，热的燃烧气体在涡轮中膨胀。
具有比压缩机进气流的平均氧浓度低的氧浓度的气体在这个情况下称为氧减少气体。氧减少气体的氧浓度典型地比压缩机入口流的平均氧浓度低至少1%。氧减少气体的氧浓度优选比压缩机进气流的平均氧浓度低至少2%。
由于沿周向交替地供给新鲜空气和氧减少气体，在燃烧室的相邻的喷燃器中的燃料的反应性是不同的。燃料在新鲜空气中的反应性高于燃料在氧减少气体中的反应性，使得氧减少气体流到其中的燃烧室(或燃烧室区段)中的火焰位置与被供应新鲜空气的燃烧室相比向下游移动。不同的反应速度且尤其是移动的火焰位置会改变火焰的热声特性，并且可使这些特性稳定，这尤其导致减少或抑制脉动。
根据方法的一个实施例，氧减少气体和新鲜空气的交替供给相对于的压缩机的旋转轴线通过入口横截面的内部扇区执行，另外，相对于压缩机的旋转轴线通过入口横截面的外部扇区供给新鲜空气。
供给到外部扇区中的新鲜空气作为冷却空气至少部分地被引导到燃烧室周围。将氧减少气体供给到外部扇区中因此将对燃料没有影响或很少影响。通过将氧减少气体的供给限于内部扇区，可利用少量氧减少气体来优化对燃烧的影响。因此，提供了减少的氧减少气体来获得期望的作用。对应地减小发电站大小和其建设和供给成本。
根据方法的备选实施例，氧减少气体和新鲜空气的交替供给相对于的压缩机的旋转轴线通过入口横截面的内部扇区进行，并且另外，相对于压缩机的旋转轴线通过入口横截面的外部扇区供给氧减少气体。在要最大程度地减小烟道气中的氧浓度时，这个方法是特别有利的。通过外部扇区供给的氧减少气体作为冷却空气至少部分地被引导到燃烧室周围，并且作为冷却空气与热的可燃烧气体混合，与作为冷却气体的新鲜空气的传统混合相比，这导致减少烟道气中的氧含量或不增加氧含量。
根据方法的一个实施例，由氧减少气体构成的第一部分进气流在各个情况下被引导到压缩机的下游的一个喷燃器中或整体式多个相邻的喷燃器中。
根据方法的进一步实施例，由新鲜空气构成的第二部分进气流在各个情况下被引导到压缩机的下游的一个喷燃器中或整体式多个相邻的喷燃器中。
由于以受控制的方式交替地将氧减少气体和新鲜空气引入相邻的喷燃器中，实现了气体中的氧含量的最大的可能差异。当部分进气流被引入时，要考虑压缩机中的流典型地被旋转，也就是说以围绕压缩机的旋转轴线旋转一定角度的方式从压缩机排出。
根据方法的进一步实施例，新鲜空气的第二部分进气流在各个情况下被引导到压缩机的下游的两个相应地相邻的喷燃器中，以及/或者氧减少气体的第一部分进气流在各个情况下被引导到压缩机的下游的两个相应地相邻的喷燃器中。
来自两个相邻的喷燃器的热气在燃烧室中的混合典型地足够好，以便来自燃烧室的排出气体实际上是均匀的。
根据方法的又一个实施例，通往被供应氧减少气体的喷燃器的燃料供给与通往被供应新鲜空气的喷燃器的燃料供给相比在各个情况下被减少，使得在燃烧室的出口处的热的燃烧气体具有相同氧浓度。当相邻的喷燃器的热气的混合被阻止或当具有不同的氧浓度的部分进气流被引导到不止两个相邻的喷燃器时，这个方法特别有利。
为了对通往喷燃器的燃料供给进行节流，可在至少一个喷燃器上游的燃料分配系统中布置固定或可变节流元件，其确定通往至少一个喷燃器的燃料质量流量。这可为例如孔口板或阀。在这个情况下，例如，节流元件的横截面的减少量可选择成使得在燃料分配系统中关于通往单独的喷燃器的燃料质量流量实现期望的不一致性。
另外，对于通往燃烧室的喷燃器(例如，预混合喷燃器)或喷燃器组的燃料供给，可提供例如环形干线，其在各个情况下连接到各个单独的喷燃器的燃料管线上。在这个情况下，在第一组喷燃器(其数量优选选择成少于设置在喷燃器组件中的总数量的一半)中，在用于控制单元的至少一个燃料管线中提供了例如影响燃料供给的节流阀或孔口板。借助于关于选定的喷燃器组而控制燃料供应的节流，一方面能够沿着环形喷燃器组件以受控制的方式(例如在环形燃烧室组件的限制内)产生不对称热供给，并且因此有效地抵消喷燃器引起的热声振动。另外，可控制的燃料节流允许喷燃器行为单独地匹配基本所有影响燃烧过程的参数。结合氧减少气体和新鲜空气的对应地匹配的供给，可增强对燃烧的有益作用，NOx排放可保持较低，并且当需要时，可在燃烧室出口处实现均匀氧浓度。
为了尽可能地阻止新鲜空气和氧减少气体的混合，根据一个实施例，连接到压缩机的流道上的压缩机入口分成至少一个第一节段和至少一个第二节段，它们的出口围绕压缩机入口沿周向方向以交替方式布置。在这个情况下，以交替方式，在各个情况下通过至少一个第一节段供给新鲜空气，而通过至少一个第二节段供给氧减少气体。
根据方法的备选实施例，氧减少气体通过供给引入，供给布置在压缩机入口的上游，使得它们沿周向分布在入口管道的直径上，与压缩机的旋转轴线同心，并且新鲜空气通过实际压缩机入口引入。这允许控制供应的氧减少气体量，而在进入压缩机的入口处的流场不会由于分割入口横截面的刚性几何结构而受到强烈影响。
取决于运行概念和燃气涡轮，氧减少气体的供给在燃气涡轮的启动和部分负荷时被关闭或减少。这是必要的，以便确保例如稳定的CO(一氧化碳)耗尽的燃烧。取决于入口横截面的新鲜空气和氧减少气体的供给的分开，压缩机可由于氧减少气体的减少而有令人不满意的进入流。为了避免这个令人不满意的进入流，根据方法的进一步实施例，在燃气涡轮的部分负荷和/或启动期间，新鲜空气通过控制元件被引导到由氧减少气体构成的第一部分进气流中。
可靠的氧减少气体源为燃气涡轮本身。根据方法的一个实施例，燃气涡轮的烟道气分成再循环到燃气涡轮的进气流中的第一烟道气流和排出到环境的第二烟道气流。在这个情况下，供给到压缩机的氧减少气体包括燃气涡轮的再循环的第一烟道气流。
根据方法的进一步实施例，外部扇区和压缩机的流道的连接面积与内部扇区和压缩机的流道的连接面积的面积比率借助于控制元件来改变。在这个情况下，该面积比率改变成使得面积比率适于供应的新鲜空气和再循环的第一烟道气流之间的比率的变化。
除了方法之外，用于实现该方法的燃气涡轮发电站也是本公开的主题。这种燃气涡轮发电站包括燃气涡轮，燃气涡轮具有压缩机入口、具有环形入口区的压缩机、至少两个喷燃器、燃烧室和涡轮。根据本公开，连接到压缩机的流道上的压缩机入口包括至少一个第一节段和至少一个第二节段，它们围绕压缩机入口沿周向方向以交替方式布置，其中，用于氧减少气体的供给连接到压缩机入口的至少一个第一节段上，而新鲜空气的供给连接到压缩机入口的至少一个第二节段上。在这个情况下，氧减少气体为在燃气涡轮的运行期间具有比压缩机进气流的平均氧浓度低的氧浓度的气体。
在燃气涡轮发电站的一个实施例中，连接到压缩机的流道上的压缩机入口另外分成相对于压缩机的旋转轴线的内部扇区和相对于压缩机的旋转轴线的外部扇区。在这个情况下，交替的第一节段和第二节段相对于压缩机的旋转轴线布置在入口横截面的内部扇区中。
另外，新鲜空气供给管线可连接到压缩机入口的外部扇区上或备选地，用于氧减少气体的供给可连接到压缩机入口的外部扇区上。
在燃气涡轮发电站的备选实施例上，连接到压缩机的流道上的压缩机入口包括相对于压缩机的旋转轴线的内部扇区和相对于压缩机的旋转轴线的外部扇区，其中，交替的第一节段和第二节段相对于压缩机的旋转轴线布置在入口横截面的外部扇区中。
另外，新鲜空气供给管线可连接到压缩机入口的内部扇区上，或者备选地，氧减少气体的供给可连接到压缩机入口的内部扇区上。
在燃气涡轮发电站的一个实施例中，针对压缩机入口的每个第一节段布置了整体式多个喷燃器，并且针对每个第二节段布置了整体式多个喷燃器。在这个情况下，喷燃器优选布置成使得考虑在运行期间围绕压缩机轴线而经历的流旋转，喷燃器在各个情况下位于压缩机入口的第一或第二节段的下游。
根据燃气涡轮发电站的一个示例性实施例，至少一个第一节段和至少一个第二节段借助于入口隔板而分开。
根据进一步示例性实施例，燃气涡轮发电站包括控制元件，借助于控制元件，可改变第一节段和压缩机的流道的连接面积与第二节段和压缩机的流道的连接面积的面积比率，以便使面积比率适于供应的新鲜空气和氧减少气体之间的比率的变化。
在进一步示例性实施例中，用于引入氧减少气体的多个供给通道以沿周向分布的方式布置成与燃气涡轮的轴线同心。这些供给通道可特别构造成管道。在一个示例中，这些供给通道布置在压缩机入口的内部扇区中。管道可单独地布置或布置成管束。它们也可由一型材包围，该型材优选具有带有低流阻的流动态形状。对于其布置，可使用在压缩机入口中的现有元件，诸如压缩机轴承的轴承支承件。
通过单独的管道或管束组进行的引入允许控制氧减少气体，而压缩机的入口处的流场不受分割入口横截面的刚性几何结构的强烈影响。
燃气涡轮发电站的一个或多个实施例包括控制元件，借助于控制元件，可改变或调节外部扇区和压缩机的流道的连接面积与内部扇区和压缩机的流道的连接面积的面积比率。备选地或以组合的方式，燃气涡轮发电站包括控制元件，借助于控制元件，可改变至少一个第一节段和压缩机的流道的连接面积的总和与至少一个第二节段和压缩机的流道的连接面积的总和的面积比率。由于这个改变或调节，面积比率可适于供应的新鲜空气和氧减少气体之间的比率的变化。根据供应的新鲜空气和氧减少气体的体积流量之间的比率来控制面积比率是特别有利的。
根据一个示例性实施例，燃气涡轮发电站包括排气分流器，以用于将燃气涡轮的烟道气流分成在燃气涡轮的运行期间再循环到燃气涡轮的进气流中的第一烟道气部分流，以及在燃气涡轮的运行期间排出到环境的第二烟道气部分流。另外，这种燃气涡轮发电站包括再循环管线，其从排气分流器通到压缩机入口的至少一个第一节段。
所有阐述的优点不仅适用于相应地规定的组合中而且适用于其它组合中或单独地适用，而不偏离本公开的范围。不作为限制，本公开可适用于具有一个燃烧室的燃气涡轮，而且还适用于具有顺序燃烧的燃气涡轮，如根据例如EP 0718470已知的那样。
附图说明
参照附图在以下文本中描述了本公开的优选的实施例，附图仅用于阐述，而不应当看作限制性的。在附图中：
图1显示根据现有技术的具有烟道气再循环的燃气涡轮发电站的示意图；
图2显示燃气涡轮发电站的示意图，该燃气涡轮发电站具有烟道气再循环，并且将烟道气和新鲜空气引入压缩机中，烟道气和新鲜空气沿入口区的周向方向以交替方式供给；
图3显示被分割的压缩机入口的透视图，该压缩机入口用于沿周向方向以交替方式引入再循环的烟道气和新鲜空气；
图4显示燃气涡轮发电站的示意图，该燃气涡轮发电站具有烟道气再循环，并且沿入口区的周向方向以交替方式且沿径向方向以分级的方式将再循环的烟道气和新鲜空气引入压缩机中；
图5显示通过压缩机入口的横截面的示意图，该压缩机入口具有用于新鲜空气和氧减少气体的供给的节段，所述节段沿周向方向以交替方式布置；
图6显示通过压缩机入口的横截面的示意图，该压缩机入口具有用于新鲜空气和氧减少气体的供给的节段，所述节段沿周向方向以交替方式布置，并且压缩机入口沿径向方向进行分级式引入；
图7显示燃气涡轮发电站的压缩机入口和压缩机的示意图，其中通过多个供给通道进行烟道气的再循环，供给通道围绕燃气涡轮轴线以交替方式布置在压缩机入口中；
图8显示燃气涡轮发电站的压缩机入口和压缩机的示意图，其中通过多个供给通道进行的烟道气再循环，供给通道布置在压缩机的上游的轴承支承件中。
具体实施方式
图1在示意图中显示燃气涡轮发电站的必需元件。燃气涡轮6包括压缩机1，在压缩机1中压缩的燃烧空气供给到燃烧室4，并且在那里与燃料5一起燃烧。热的燃烧气体然后在涡轮7中膨胀。在涡轮7中产生的可用能量然后被第一发电机25转化成电能，例如，第一发电机25布置在同一轴37上。
为了最佳地使用仍然包含在其中的能量，从涡轮7排出的热的烟道气8在热回收蒸汽发生器(HRSG)9中用于产生新鲜蒸汽30，以用于蒸汽涡轮13或其它装置。在蒸汽涡轮13中产生的可用能量然后例如被第二发电机26转化成电能，第二发电机26布置在同一轴37上。水-蒸汽循环在示例中被简化且仅示意性地显示。未显示各种压力级、给水泵等，因为这些不是本发明的主题。
在这种发电站中，来自热回收蒸汽发生器19的烟道气在热回收蒸汽发生器9的下游在排气分流器29(可受控制)中分成第一烟道气部分流21和第二烟道气部分流20。第一烟道气部分流21再循环到燃气涡轮6的入口管道中，并且在那里与新鲜空气2混合。未再循环的第二烟道气部分流20排出到环境，或在这个示例中，另外通过烟道气再循环冷却器23进行冷却且供给到CO2分离系统18。从这里，CO2耗尽的烟道气22通过排气烟囱32排出到环境。为了克服CO2分离系统18和烟道气管道的压力损失，可提供烟道气风机10。在CO2分离系统18中分离出的CO231典型地被压缩且排出，以进行存储或进一步处理。通过蒸汽抽取设施对CO2分离系统18供应从蒸汽涡轮13分流的蒸汽。
第二烟道气部分流还可直接通过具有旁路阀瓣12的烟道气旁路24被传送到排气烟囱32。
再循环的第一烟道气流21在烟道气再循环冷却器27中冷却到略高于环境温度，烟道气再循环冷却器27可配备有冷凝器。在这个烟道气再循环冷却器27下游，可针对再循环流21布置增压器或烟道气风机11。这个再循环的烟道气流21与新鲜空气2混合，之后混合物作为进气流通过压缩机入口3供给到燃气涡轮6。
图2中显示具有顺序燃烧的燃气涡轮。该方法可应用于具有一个燃烧室的燃气涡轮且还可应用于具有顺序燃烧的燃气涡轮。因此，具有一个燃烧室的燃气涡轮以及还有具有顺序燃烧的燃气涡轮的实施例也是可行的。
图2示意性地显示具有压缩机入口3的燃气涡轮发电站的示例性实施例，压缩机入口3分成至少两个节段，其中，烟道气流21的供给通到压缩机入口3的第一节段51中，这可在描绘的侧视图中看到。另外，新鲜空气2的供给通过压缩机入口3的第二节段52通到压缩机入口处，其中，这个第二节段52位于描绘的平面之外。
在压缩机入口3的面向压缩机的侧，两个节段51、52尽可能直接地连接到压缩机1的流道。用于再循环的烟道气的第一节段51和用于新鲜空气的第二节段52在这个情况下以交替的方式通到流道的环形区。在图5中显示节段在截面V-V中在压缩机入口3的周向方向上对应地分割。
图3以透视图显示被分割的压缩机入口的示意图，压缩机入口具有用于新鲜空气2的供给和氧减少气体21的供给的节段51、52，它们沿周向方向以交替方式布置。
在描绘的示例中，新鲜空气2从一侧供给到压缩机入口3的区域，在这里水平地偏转，并且在沿燃气涡轮轴线的方向进一步偏转之后供给到压缩机。另外，氧减少气体21(例如再循环的第一烟道气部分流21)沿轴向与燃气涡轮的主流方向相反地引导到压缩机入口3的上游的平面，在压缩机入口3的另一个区域中偏转，并且从燃气涡轮轴线上方的侧在入口的上游引导到燃气涡轮中。借助于第二偏转，氧减少气体21沿燃气涡轮轴线的高度的方向被引导，并且在进一步偏转之后，供给到压缩机。压缩机入口3的两个区域在压缩机入口上游借助于分割压缩机入口3的分隔件或入口隔板45分成用于氧减少气体21的供给的第一节段51和用于新鲜空气2的供给的第二节段52。节段51、52以环形方式围绕燃气涡轮的轴布置。
根据一个实施例，供给直接进入压缩机入口3的区域中，其中，由于压缩机引起的流速，静态压力减小，使得氧减少气体21被吸入压缩机1中，并且在具有烟道气再循环的发电站的情况下，例如，可省去用于烟道气再循环的风机。
图4的示例性实施例基于图2的实施例。除了沿周向交替地分成用于新鲜空气2的供给和再循环烟道气21的供给的节段52、51，在这个示例中，入口分成入口扇区3'、3"。这些扇区3'、3" 在压缩机入口3的面向压缩机的侧直接连接到压缩机1的流道上。外部扇区3'不被另外细分。新鲜空气供给在这个情况下通到流道的外部环形区。内部扇区3"分成交替的节段51、52，其中用于再循环的烟道气的第一节段51和用于新鲜空气或烟道气再循环的第二节段52连接到流道的内部环形区上。
内部扇区3"和外部扇区3'的两个节段51、52在压缩机入口3的面向压缩机的侧尽可能直接地连接到压缩机1的流道。用于再循环的烟道气的第一节段51和用于新鲜空气的第二节段52在这个情况下以交替的方式通到内部扇区3"中的流道的环形区。在描绘的侧视图中，可看到进入压缩机入口3的第一节段51中的烟道气流21的供给。另外，新鲜空气2的供给通过压缩机入口3的第二节段52通到压缩机入口，其中，这个第二节段52位于描绘的平面之外。
在图6中显示了在截面VI-Vi中的压缩机入口3的节段51、52和扇区3'、3"的对应的分割。
低压和中压冷却气体33、34从压缩机1的径向外壁分流，并且供给到燃气涡轮的热气部件，以进行冷却。另外，在压缩机的端部处，高压冷却气体28从压缩机或相邻的扩散器的径向外壁分流，并且供给到燃气涡轮的热气部件，以进行冷却。在图2和4中，为了进行简化，显示了通到高压涡轮16的仅一个冷却气体供给和通往低压涡轮17的两个冷却气体供给。为了进行简化，未显示通往燃烧室14、15的冷却气体供给，其中，高压燃烧室14典型地利用高压冷却空气28来冷却，而低压燃烧室15典型地利用中压冷却空气34来冷却。因为富氧新鲜空气被引导到压缩机的外部区域中，所以这大部分作为冷却气体33、34、28引导到燃烧室14、15的周围，而直到压缩机出口，在压缩机1的核心区域中的氧耗尽的再循环烟道气被压缩，并且进入高压燃烧室14中。因为气体供给在压缩机入口3中分开，氧耗尽的再循环烟道气的大部分被引导到高压燃烧室14中。
为了在燃气涡轮的不同的运行状态期间通过改变再循环的烟道气21的比例和与其相关联的压缩机入口容积来实现通往压缩机的进入流的均匀速度分布，在图2至6中描绘的示例性实施例中可提供控制元件42，通过控制元件，可将新鲜空气2添加到第一烟道气部分流21，之后将其通过第一节段51引入压缩机1中。
图5显示通过压缩机入口3的横截面的示意图，压缩机入口3具有用于新鲜空气2和氧减少气体21的供给的节段51、52，它们沿周向方向以交替方式布置。在各个情况下提供第一节段51来用于供给氧减少气体21，而在各个情况下提供第二节段52来用于供给新鲜空气2。节段51、52以环形方式围绕燃气涡轮的轴37布置，并且借助于入口隔板45彼此分开。
图6显示通过压缩机入口3的横截面的示意图，压缩机入口3沿径向方向分级。内部扇区3"和外部扇区3'在各个情况下沿着第一节段51借助于入口隔板45分开。通过外部扇区3'，在整个圆周上供给新鲜空气。通过内部扇区3"，沿周向方向以交替方式供给新鲜空气和氧减少气体。氧减少气体在各个情况下通过第一节段51供给，并且新鲜空气在各个情况下通过第二节段52供给。第一和第二节段51、52借助于入口隔板45沿周向方向分开。内部扇区3"和外部扇区3'在相应的第二节段52的区域中未以机械的方式分开。扇区边界由仅用于示出目的的虚线指示。
图7显示氧减少气体21的备选供给。使用未分割的压缩机入口3，而非通过压缩机入口3的第二节段52单独地供给再循环烟道气21，第二节段52借助于板来分割开。氧减少气体21通过多个供给通道39引入，供给通道39沿轴向以环状方式布置且通到压缩机入口3中，其中，相邻的供给通道39之间的距离选择成对于新鲜空气供给到其中的压缩机入口3的第二节段52足够大，以在各个情况下，保持在两个相邻的供给通道39之间。例如管道或短管的出口端定向成在压缩机入口的方向上平行于主要流，管道或短管适于作为供给通道39。在描绘的示例中，短管直接进入压缩机1的入口喷嘴(钟形口)中，以便最大程度地减少与新鲜空气2的混合。可在截面A-A中看到沿周向交替地供给氧减少气体21和新鲜空气2。
短管还可终止在实际压缩机入口3中或甚至终止在压缩机入口3的壁上。优选，端部应当以环形方式围绕燃气涡轮的轴线布置。
具有多个供给通道39的实施例具有的优点是，不需要入口隔板45来分开压缩机入口3。
在运行期间，这个的优点是，可独立于入口扇区的面积比率而改变新鲜空气与再循环的烟道气的比率。
如图8中示意性地显示，通过压缩机1的轴承支承件48引入也是可行的，而非通过单独的供给通道39供给氧减少气体21。如细节B中显示的那样，轴承支承件48具有至少一个供给孔49，氧减少气体21从供给孔49流过排出通道47，在压缩机入口的方向上平行于主要流。在截面C-C中可看到氧减少气体21和新鲜空气2的沿周向交替的供给。
对于新鲜空气2供给到其中的压缩机入口3的第二节段，用来引入氧减少气体21的轴承支承件48的间距在这个情况下选择成足够大，以在各个情况下保持在两个相邻的供给之间。
标号列表
1压缩机
2新鲜空气
3压缩机入口
3'外部扇区
3''内部扇区
4燃烧室
5燃料
6燃气涡轮
7涡轮
8燃气涡轮的热的烟道气
9热回收蒸汽发生器(HRSG)
10用于第二部分烟道气流(通往CO2分离系统)的烟道气风机
11用于第一烟道气部分流(烟道气再循环)的烟道气风机
12旁路阀瓣或阀
13蒸汽涡轮
14高压燃烧室
15低压燃烧室
16高压涡轮
17低压涡轮
18CO2分离系统
19来自热回收蒸汽发生器的烟道气
20第二烟道气部分流(通往CO2分离系统的烟道气管道)
21第一烟道气部分流(烟道气再循环)
22CO2耗尽的烟道气
23烟道气再循环冷却器(用于第二烟道气部分流)
24通往排气烟囱的烟道气旁路
25第一发电机
26第二发电机
27烟道气再循环冷却器(用于第一烟道气部分流)
28高压冷却气体
29排气分流器
30新鲜蒸汽
31分离出的CO2
32排气烟囱
33低压冷却气体
34中压冷却气体
37轴(也称为转子)
39供给通道
42新鲜空气控制元件
43压缩机定子叶片
44压缩机转子叶片
45入口隔板
47排出通道
48轴承支承件
49供给孔
51第一节段
52第二节段。

Claims (15)

1. 一种运行燃气涡轮(6)的方法，所述燃气涡轮包括具有环形入口区的压缩机(1)、至少两个喷燃器、燃烧室(4，14，15)和涡轮(7，16，17)，其特征在于，由具有比压缩机进气流的平均氧浓度低的氧浓度的氧减少气体(21)构成的至少一个第一部分进气流和由新鲜空气(2)构成的至少一个第二部分进气流以沿入口区的周向方向交替的方式供给到所述压缩机(1)。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，氧减少气体(21)和新鲜空气(2)的交替供给相对于所述压缩机(1)的旋转轴线通过入口横截面的内部扇区(3")进行，并且相对于所述压缩机(1)的旋转轴线通过所述入口横截面的外部扇区(3')供给新鲜空气(2)。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，氧减少气体(21)和新鲜空气(2)的交替供给相对于所述压缩机(1)的旋转轴线通过所述入口横截面的内部扇区(3")进行，而氧减少气体(21)相对于所述压缩机(1)的旋转轴线通过所述入口横截面的外部扇区(3')供给。
4. 根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其特征在于，由氧减少气体(21)构成的第一部分进气流在各个情况下被引导到在所述压缩机(1)的下游的一个喷燃器中或整体式多个相邻的喷燃器中。
5. 根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其特征在于，由新鲜空气(2)构成的第二部分进气流在各个情况下被引导到在所述压缩机(1)的下游的一个喷燃器中或整体式多个相邻的喷燃器中。
6. 根据权利要求1至5中的任一项所述的方法，其特征在于，与通往被供应新鲜空气(2)的喷燃器的燃料供给相比，通往被供应氧减少气体(21)的喷燃器的燃料供给被减少，使得所述喷燃器的出口处的热的燃烧气体具有相同氧浓度。
7. 根据权利要求1至6中的任一项所述的方法，其特征在于，连接到所述压缩机(1)的流道上的压缩机入口(3)分成至少一个第一节段(51)和至少一个第二节段(52)，它们的出口围绕所述压缩机入口沿周向方向以交替方式布置，其中，以交替方式，在各个情况下通过所述至少一个第一节段(51)供给新鲜空气(2)，并且通过所述至少一个第二节段(52)供给氧减少气体(21)。
8. 根据权利要求1至7中的任一项所述的方法，其特征在于，所述燃气涡轮(6)的烟道气分成再循环到所述燃气涡轮(6)的进气流(3)中的第一烟道气流(21)和排出到环境的第二烟道气部分流(20)，并且其中，所述氧减少气体(21)包括所述燃气涡轮的再循环的第一烟道气流(21)。
9. 一种燃气涡轮发电站，其包括燃气涡轮(6)，所述燃气涡轮(6)具有压缩机入口(3)、具有环形入口区的压缩机(1)、至少两个喷燃器、燃烧室(4)和涡轮(7)，
其特征在于，
连接到所述压缩机(1)的流道上的压缩机入口(3)包括围绕所述压缩机入口沿周向方向以交替方式布置的至少一个第一节段(51)和至少一个第二节段(52)，其中，具有比压缩机进气流在所述燃气涡轮(6)的运行期间的平均氧浓度低的氧浓度的氧减少气体(21)的供给连接到所述压缩机入口(3)的所述至少一个第一节段(51)上，并且新鲜空气的供给连接到所述压缩机入口(3)的所述至少一个第二节段(52)上。
10. 根据权利要求9所述的燃气涡轮发电站，其特征在于，连接到所述压缩机(1)的流道上的压缩机入口(3)相对于所述压缩机(1)的旋转轴线包括内部扇区(3")且相对于所述压缩机(1)的旋转轴线包括外部扇区(3')，其中，交替的第一节段(51)和第二节段(52)相对于所述压缩机(1)的旋转轴线布置在入口横截面的内部扇区(3")中。
11. 根据权利要求9所述的燃气涡轮发电站，其特征在于，连接到所述压缩机(1)的流道上的压缩机入口(3)相对于所述压缩机(1)的旋转轴线包括内部扇区(3")且相对于所述压缩机(1)的旋转轴线包括外部扇区(3')，其中交替的第一节段(51)和第二节段(52)相对于所述压缩机(1)的旋转轴线布置在所述入口横截面的外部扇区(3')中。
12. 根据权利要求9至11中的任一项所述的燃气涡轮发电站，其特征在于，针对所述压缩机的每个第一节段(51)布置了整体式多个喷燃器，并且针对每个第二节段(52)布置了整体式多个喷燃器。
13. 根据权利要求10至12中的任一项所述的燃气涡轮发电站，其特征在于，所述燃气涡轮发电站包括控制元件，借助于所述控制元件，可改变所述至少一个第一节段(51)和所述压缩机(1)的流道的连接面积的总和与所述至少一个第二节段(52)和所述压缩机(1)的流道的连接面积的总和的面积比率，以便使所述面积比率适于供应的新鲜空气(2)和氧减少气体(21)之间的比率的变化。
14. 根据权利要求9所述的燃气涡轮发电站，其特征在于，源自所述压缩机(1)的轴承支承件(48)中的供给孔(49)的、用于引入所述氧减少气体(21)的多个供给通道(39)以沿周向分布方式布置在所述压缩机入口(3)中，与所述燃气涡轮(6)的轴线同心。
15. 根据权利要求10至14中的任一项所述的燃气涡轮发电站，其特征在于，所述燃气涡轮发电站包括排气分流器(29)，其将所述燃气涡轮(6)的烟道气流分成再循环到所述燃气涡轮(6)的进气流中的第一烟道气部分流(21)和排出到环境中的第二烟道气部分流(20)，并且所述燃气涡轮发电站还包括再循环管线，其将所述排气分流器(28)连接到所述压缩机入口(3)的至少一个第一节段(51)上。
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