RU2015149550A

RU2015149550A - Газовые турбины в системах с механическим приводом и способы управления

Info

Publication number: RU2015149550A
Application number: RU2015149550A
Authority: RU
Inventors: Марко САНТИНИ; ЯКО Марко ДЕ
Original assignee: Нуово Пиньоне СРЛ
Priority date: 2013-05-31
Filing date: 2014-05-29
Publication date: 2017-07-06
Also published as: RU2703189C2; CA2913022C; JP2016522347A; CN105579690A; ITFI20130130A1; BR112015028860A2; AU2014273017A1; KR20160013052A; US20160105078A1; JP6537191B2; RU2015149550A3; BR112015028860B1; AU2014273017B2; BR112015028860A8; CN105579690B; US9876412B2; CA2913022A1; WO2014191543A1; EP3004601A1; EP3004601B1

Claims

1. Приводная установка для приведения в действие нагрузки, содержащая:

газовую турбину, расположенную и выполненную с возможностью приведения в действие нагрузки,

электрический двигатель/генератор, электрически соединенный с сетью распределения электрической энергии,

первую нагрузочную муфту, соединяющую газовую турбину с нагрузкой,

вторую нагрузочную муфту, соединяющую нагрузку с указанным электродвигателем/генератором, причем указанный электродвигатель/генератор выполнен с возможностью работы в качестве генератора для преобразования избыточной механической мощности газовой турбины в электрическую мощность и доставки электрической энергии к сети распределения электрической энергии, и в качестве двигателя для добавления движущей силы к нагрузке,

при этом указанная приводная установка содержит отсоединяющее устройство для обратимого отсоединения нагрузки от указанной газовой турбины с обеспечением возможности приведения в действие нагрузки только с помощью указанного двигателя.

2. Приводная установка по п. 1, в которой отсоединение или соединение, осуществляемое с помощью указанного отсоединяющего устройства, управляется вручную оператором или автоматически с помощью электропривода.

3. Приводная установка по п. 1, в которой указанное отсоединяющее устройство между нагрузкой и газовой турбиной содержит сцепление.

4. Приводная установка по п. 1, в которой указанное отсоединяющее устройство содержит съемную муфту или гидротрансформатор.

5. Приводная установка по п. 1, в которой указанная вторая муфта установлена с противоположной стороны указанной первой муфты по отношению к нагрузке, так что нагрузка расположена между указанной газовой турбиной и указанным электродвигателем/генератором.

6. Приводная установка по п. 1, в которой нагрузка содержит по меньшей мере один компрессор.

7. Приводная установка по п. 6, в которой между указанным по меньшей мере одним компрессором и указанным электродвигателем/генератором предусмотрена муфта прямой передачи, и предпочтительно, указанный по меньшей мере один компрессор и указанный электродвигатель/генератор имеют общий вал.

8. Приводная установка по п. 6, в которой между указанным по меньшей мере одним компрессором и указанным электродвигателем/генератором предусмотрена муфта, содержащая сцепление.

9. Приводная установка по п. 1, в которой газовая турбина содержит газогенератор с ротором и силовую турбину с ротором, причем ротор силовой турбины механически отделен от указанного ротора газогенератора или не связан с ним по крутящему моменту.

10. Приводная установка по п. 9, в которой газогенератор содержит компрессор, камеру сгорания и турбину высокого давления, причем указанный ротор газогенератора содержит первый ротор указанного компрессора и второй ротор указанной турбины высокого давления, при этом указанный первый ротор указанного компрессора и указанный второй ротор указанной турбины высокого давления установлены на общем валу.

11. Приводная установка по п. 9, в которой силовая турбина содержит подвижные сопловые направляющие лопатки, которые могут использоваться для изменения условий потока газообразных продуктов сгорания, поступающих в силовую турбину из газогенератора.

12. Приводная установка по п. 11, в которой компрессор газогенератора содержит подвижные впускные направляющие лопатки, установленные с возможностью изменения скорости потока впускаемого воздуха, в зависимости от условий работы газовой турбины и приводимой в действие нагрузки.

13. Приводная установка по любому из пп. 1-12, дополнительно содержащая преобразователь частоты, подсоединенный между электродвигателем/генератором и сетью распределения электроэнергии, причем указанный преобразователь частоты выполнен и управляется с возможностью регулирования электрической частоты от сети распределения электроэнергии к электродвигателю/генератору и от электродвигателя/генератора к сети распределения электроэнергии.

14. Приводная установка по любому из пп. 1-12, в которой электродвигатель/генератор имеет частотно-регулируемый привод (VFD).

15. Способ управления газотурбинной установкой, содержащей газовую турбину и нагрузку, приводимую в действие указанной газовой турбиной, причем способ включает:

использование газовой турбины,

механическое присоединение нагрузки к указанной газовой турбине,

механическое присоединение электрического двигателя/генератора к указанной нагрузке, причем указанный электродвигатель/генератор расположен с противоположной стороны указанной газовой турбины по отношению к указанной нагрузке,

генерирование механической мощности посредством газовой турбины,

запитывание нагрузки механической мощностью, генерируемой газовой турбиной;

причем когда механическая мощность, генерируемая газовой турбиной, превышает механическую мощность, необходимую для приведения в действие нагрузки, управляют электродвигателем/генератором в режиме генератора, передают избыточную механическую мощность от газовой турбины к электрическому двигателю/генератору, и преобразуют указанную избыточную механическую мощность в электрическую в электродвигателе/генераторе;

когда механическая мощность, генерируемая газовой турбиной, не равна нулю, и меньше, чем мощность, требуемая для приведения в действие нагрузки, управляют электродвигателем/генератором в режиме двигателя, запитывают электродвигатель/генератор электроэнергией, преобразуют электрическую мощность в дополнительную механическую мощность в электродвигателе/генераторе, передают дополнительную механическую мощность от электродвигателя/генератора к нагрузке, и приводят в действие нагрузку комбинированной мощностью, генерируемой газовой турбиной и дополнительной механической мощностью, генерируемой электродвигателем/генератором;

когда механическая мощность, генерируемая газовой турбиной, равна нулю, или газовая турбина выключена, отсоединяют газовую турбину от нагрузки, управляют электродвигателем/генератором в режиме двигателя, преобразуют электрическую мощность в механическую мощность в электрическом двигателе/генераторе, передают механическую мощность от электродвигателя/генератора к нагрузке, и приводят в действие нагрузку механической мощностью, генерируемой электродвигателем/генератором.

16. Способ по п. 15, в котором указанная нагрузка содержит по меньшей мере один компрессор.

17. Способ по п. 16, в котором указанный по меньшей мере один компрессор сжимает газ в трубопроводе.

18. Система для хранения энергии давления в трубопроводе для газа, содержащая:

по меньшей мере один компрессор, расположенный в трубопроводе и выполненный с возможностью сжатия указанного газа в трубопроводе,

газовую турбину, выполненную и расположенную с возможностью приведения в действие указанного по меньшей мере одного компрессора,

электродвигатель/генератор, электрически соединенный с сетью распределения электроэнергии,

первую нагрузочную муфту, соединяющую газовую турбину с указанным по меньшей мере одним компрессором,

вторую нагрузочную муфту, соединяющую указанный по меньшей мере один компрессор с указанным электродвигателем/генератором, причем указанный электродвигатель/генератор выполнен с возможностью работы в качестве генератора для преобразования избыточной механической мощности от указанной газовой турбины в электрическую мощность и доставки электрической энергии к сети распределения электроэнергии, и в качестве двигателя для добавления приводной мощности к указанному по меньшей мере одному компрессору,

отсоединяющее устройство для обратимого отсоединения указанного по меньшей мере одного компрессора от указанной газовой турбины с обеспечением возможности приведения в действие указанного по меньшей мере одного компрессора только указанным двигателем;

причем указанная система обеспечивает возможность выполнения этапа отсоединения указанного по меньшей мере одного компрессора от указанной газовой турбины и последующего этапа сжатия газа в указанном трубопроводе путем управления указанным по меньшей мере одним компрессором только при помощи указанного электродвигателя.