專利名稱：用于運(yùn)行聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力設(shè)備的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及發(fā)電系統(tǒng)，并且更具體地涉及包括大型
變速工藝裝備的聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力設(shè)備。
背景技術(shù)：
至少一些公知的一體式氣化聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力設(shè)備使用空氣分 離單元來產(chǎn)生用于氣化工藝的氧化劑流。為了正確運(yùn)行，空氣分離單 元需要流量和壓力相對(duì)恒定的壓縮空氣源。馬達(dá)驅(qū)動(dòng)式壓縮機(jī)通常用 于提供處于所需流量和壓力的壓縮空氣。然而，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)式壓縮機(jī)是 一種使用大量電能的昂貴裝備。燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)為另一種壓 縮空氣源。然而，由燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)所供送的空氣流量和壓 力基于發(fā)電機(jī)上的負(fù)載是可變的。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施例中， 一種用于運(yùn)行燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng) 的系統(tǒng)包括燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，該燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)包括通過第 一軸聯(lián)接到發(fā)電機(jī)上的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，該燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)包 括壓縮機(jī)、燃燒室，以及傳動(dòng)地聯(lián)接到壓縮機(jī)和發(fā)電機(jī)上的渦輪。該 系統(tǒng)還包括通過第二軸聯(lián)接到負(fù)載上的變速驅(qū)動(dòng)機(jī)，例如但不限于渦 輪驅(qū)動(dòng)器或電動(dòng)馬達(dá)。該系統(tǒng)還包括變速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其可選地在燃?xì)?渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的啟動(dòng)順序期間可聯(lián)接到燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng) 的第一構(gòu)造中的變速驅(qū)動(dòng)機(jī)上，以及可聯(lián)接到燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力系 統(tǒng)的第二構(gòu)造中的變速驅(qū)動(dòng)機(jī)上。在另 一個(gè)實(shí)施例中， 一種運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的 方法，包括將變速驅(qū)動(dòng)裝置的輸出電性聯(lián)接到發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)上，使用變速驅(qū)動(dòng)裝置將發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)到預(yù)定轉(zhuǎn)速來啟動(dòng) 發(fā)動(dòng)機(jī)，以及當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)已啟動(dòng)至一定負(fù)載時(shí)從發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電才幾切 換變速驅(qū)動(dòng)裝置的輸出，以便使用變速驅(qū)動(dòng)裝置來控制負(fù)載的啟動(dòng)和 變速運(yùn)行。在又一個(gè)實(shí)施例中， 一種一體式氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)動(dòng)力 系統(tǒng)包括燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，其包括壓縮機(jī)以及傳動(dòng) 地4關(guān)4妄到燃?xì)鉁u4侖才幾上的發(fā)電機(jī)。該系統(tǒng)還包括流動(dòng)連通地聯(lián)接在壓 縮機(jī)與空氣分離單元之間的變速增壓器，其中該變速增壓器構(gòu)造成用 以接收處于可變流量和壓力的壓縮氣流，以及用以產(chǎn)生流向空氣分離 單元的流量大致恒定且壓力大致恒定的壓縮氣流。變速增壓器傳動(dòng)地 聯(lián)接到變速驅(qū)動(dòng)馬達(dá)上。該系統(tǒng)還包括變速驅(qū)動(dòng)裝置，其在啟動(dòng)燃?xì)?渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)系統(tǒng)期間可聯(lián)接到發(fā)電機(jī)上，而在未啟動(dòng)燃 氣渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)時(shí)可聯(lián)接到變速驅(qū)動(dòng)馬達(dá)上。


圖1至圖3示處了本文所述方法及系統(tǒng)的示例性實(shí)施例。
圖1為示例性一體式氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)發(fā)電系統(tǒng)的簡
圖；圖2為圖1中所示的才艮據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的系統(tǒng)的一 部分的示意性框圖；以及圖3為運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的示例性方法的流程圖。
零件清單
10 —體式氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)系統(tǒng)
12主空氣壓縮機(jī)
14空氣分離單元(ASU)
16氣化器18合成氣冷卻器
20燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)
22蒸汽渦輪機(jī)
24燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮機(jī)
26燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒器
28壓縮才幾
30燃料源
32凈化裝置
34發(fā)電沖幾
35啟動(dòng)器
36熱回收蒸汽發(fā)生器
37功率系統(tǒng)總線
38發(fā)電機(jī)
40泵
42斷路器
44電力變壓器
46斷開開關(guān)
48啟動(dòng)器控制裝置
202第一流動(dòng)通道
204中間冷卻器
206第二流動(dòng)通道
208可變導(dǎo)葉增壓器
210變速電動(dòng)馬達(dá)
212開關(guān)
214處理器
300示例性方法
302將變速驅(qū)動(dòng)裝置的輸出電性聯(lián)接到發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)上 304使用變速驅(qū)動(dòng)裝置將發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)至預(yù)定轉(zhuǎn)速來啟動(dòng)發(fā)動(dòng)枳^
306當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)已啟動(dòng)至一定負(fù)載時(shí)從發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)切換 變速驅(qū)動(dòng)裝置的輸出，以便使用變速驅(qū)動(dòng)裝置來控制負(fù)栽的啟動(dòng)和變 速運(yùn)行
具體實(shí)施例方式以下詳細(xì)描述通過舉例而非限制的方式示出了本發(fā)明的實(shí)
施例。設(shè)想到的是，本發(fā)明對(duì)于在工業(yè)、商業(yè)和居住應(yīng)用中運(yùn)行包括 電力驅(qū)動(dòng)裝備的變速機(jī)器具有普遍的適用性。如本文所用，以單數(shù)形式描述的且冠以用詞"一個(gè)"或"一種"
的元件或步驟應(yīng)當(dāng)理解為并未排除復(fù)數(shù)個(gè)元件或步驟，除非明確地指 出這種排除。此外，參照本發(fā)明的"一個(gè)實(shí)施例"并非意圖理解為排除 了同樣結(jié)合所述特征的其它實(shí)施例的存在。圖1為示例性的一體式氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)發(fā)電系統(tǒng)10的 筒圖。IGCC系統(tǒng)10大體上包括主空氣壓縮才幾12、流動(dòng)連通地聯(lián)接到 壓縮機(jī)12上的空氣分離單元(ASU)14、流動(dòng)連通地聯(lián)接到ASU 14上 的氣化器16、流動(dòng)連通地聯(lián)接到氣化器16上的合成氣冷卻器18、流 動(dòng)連通地聯(lián)接到合成氣冷卻器18上的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)20，以及流動(dòng) 連通地聯(lián)接到合成氣冷卻器18上的蒸汽渦輪機(jī)22。在多個(gè)實(shí)施例中， 氣化器16和合成氣冷卻器18結(jié)合成單個(gè)的一體式容器。在運(yùn)行中，壓縮機(jī)12壓縮周圍空氣，之后將其引導(dǎo)到ASU 14中。在示例性實(shí)施例中，除了來自于壓縮機(jī)12的壓縮空氣之外， 來自于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)^U的壓縮機(jī)24的壓縮空氣也供送到ASU 14中。 作為備選，來自于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)24的壓縮空氣供送到ASU 14中，而非來自于壓縮機(jī)12的壓縮空氣供送到ASU 14中。在示例 性實(shí)施例中，ASU14使用壓縮空氣來產(chǎn)生氧氣，以備氣化器16使用。 更具體而言，ASU 14將壓縮空氣分成單獨(dú)的氧氣(02)流和氣體副產(chǎn) 物，有時(shí)稱作是"工藝氣體"。如下文更為詳細(xì)地描述，02流引入到氣化器16中用于產(chǎn)生部分燃燒的氣體，文中稱作"合成氣"，以便由燃?xì)?渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)20作為燃料使用。由ASU 14產(chǎn)生的工藝氣體包括氮?dú)?，并且在文中將稱作 "含氮工藝氣體"(NPG)。 NPG還可包括其它氣體，例如^f旦不限于氧氣 和/或氬氣。例如，在示例性實(shí)施例中，NPG包括大約95%至大約100% 之間的氮?dú)?。在示例性?shí)施例中，至少一些NPG流從ASU14排向大 氣，并且至少一些NPG流進(jìn)入到燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒器26內(nèi)的燃燒 區(qū)(未示出)中，以便于控制發(fā)動(dòng)機(jī)20的排放物，并且更具體而言，是 便于降低燃燒溫度以及減少從發(fā)動(dòng)機(jī)20排出的氮氧排放物。在示例 性實(shí)施例中，IGCC系統(tǒng)10包括用于在將含氮工藝氣流注入燃?xì)鉁u輪 發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒器26的燃燒區(qū)之前對(duì)其壓縮的壓縮機(jī)28。在示例性實(shí)施例中，氣化器16將從燃料源30供送的燃料、 由ASU 14供送的02、蒸汽和/或石灰石所組成的混合物轉(zhuǎn)化為合成氣 輸出，以便由燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)20作為燃料使用。盡管氣化器16可使 用任何燃料，但在示例性實(shí)施例中，氣化器16使用煤、石油焦、殘 油、油品乳化液、含油砂和/或其它類似燃料。此外，在示例性實(shí)施例 中，由氣化器16產(chǎn)生的合成氣包括二氧化碳。氣化器16可為固定床 氣化器、流化床氣化器和/或完全攜帶式氣化器。在示例性實(shí)施例中，將氣化器16所生成的合成氣引導(dǎo)到合 成氣冷卻器18中以便于冷卻合成氣，如下文更為詳細(xì)地描述。已冷 卻的合成氣從合成氣冷卻器18引導(dǎo)到凈化裝置32中，以便在將合成 氣引導(dǎo)到燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒器26中使其燃燒之前凈化該合成氣。
在凈化期間，可從合成氣中分離出二氧化碳(C02)，且在示例性實(shí)施例
中，二氧化碳(C02)可排放到大氣中。燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)20驅(qū)動(dòng)將電能 供送給電網(wǎng)(未示出)的發(fā)電機(jī)34。來自于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)20的排氣引
蒸汽渦輪機(jī)22產(chǎn)生的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)將電能提供給電網(wǎng)的發(fā)電機(jī)38。在示 例性實(shí)施例中，來自于熱回收蒸汽發(fā)生器36的蒸汽供送給氣化器16用于產(chǎn)生合成氣。在示例性實(shí)施例中，當(dāng)啟動(dòng)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)20時(shí)，諸如負(fù) 載換流逆變器(LCI)或靜止變頻器(SFC)的啟動(dòng)器35經(jīng)由斷路器42和 電力變壓器44從功率系統(tǒng)總線37接收AC電功率。啟動(dòng)器35將AC 功率整流成DC功率，然后將DC功率轉(zhuǎn)換成具有可變AC頻率的AC 功率，以經(jīng)由斷開開關(guān)46供送給發(fā)電才幾34。發(fā)電才幾34用作同步馬達(dá) 來提供啟動(dòng)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)20所需的轉(zhuǎn)矩控制。當(dāng)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī) 20獲得可保持其自身燃燒能量的自持速度時(shí)，斷開開關(guān)46斷開以將 啟動(dòng)器35與發(fā)電機(jī)34隔離開。還可斷開斷路器42，以切斷來自于功 率系統(tǒng)總線37的供電。啟動(dòng)器控制裝置48接收多種傳感和指令信號(hào)， 當(dāng)發(fā)電機(jī)34在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)20啟動(dòng)期間用作馬達(dá)時(shí)，啟動(dòng)器控制 裝置48處理該傳感和指令信號(hào)來調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)34的運(yùn)行。啟動(dòng)器35 為發(fā)電機(jī)34提供速度可調(diào)的運(yùn)行以及軟啟動(dòng)。軟啟動(dòng)減小了發(fā)電機(jī) 34和燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)20上的機(jī)械應(yīng)力，并且有助于消除AC功率系 統(tǒng)37上的電啟動(dòng)浪涌。輸出變壓器容許啟動(dòng)器35結(jié)合任何電壓機(jī)器 運(yùn)行。此外，在示例性實(shí)施例中，系統(tǒng)10包括泵40，泵40將來 自于蒸汽發(fā)生器36的沸水供送,哈合成氣冷卻器18，以便于冷卻從氣 化器16引入的合成氣。引導(dǎo)沸水經(jīng)過合成氣冷卻器18，在其中將水 轉(zhuǎn)變成蒸汽。來自于合成氣冷卻器18的蒸汽然后回到蒸汽發(fā)生器36， 以便在氣化器16、合成氣冷卻器18和/或蒸汽渦輪機(jī)22內(nèi)使用。圖2為才艮據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的系統(tǒng)IO的一部分的示意 性框圖。在示例性實(shí)施例中，來自于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)24的 壓縮空氣經(jīng)由中間冷卻器204以及例如可變導(dǎo)葉增壓器208供送給 ASU14。具體而言，在示例性實(shí)施例中，高溫壓縮空氣從燃?xì)鉁u輪發(fā) 動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)24引導(dǎo)穿過中間冷卻器204的第一流動(dòng)通道202。冷卻 流體流經(jīng)由第二流動(dòng)通道206流經(jīng)中間冷卻器204。 ASU 14使用壓縮 空氣來產(chǎn)生氧氣，以備氣化器16使用。更具體而言，ASU14將壓縮空氣分成單獨(dú)的氧氣(02)流和氣體副產(chǎn)物，有時(shí)稱作"工藝氣體"。ASU 14有助于提高系統(tǒng)10的總效率，供送給ASU 14的壓縮空氣從燃?xì)?渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)24中流出，并且使用可變導(dǎo)葉增壓器208來保 持在相對(duì)恒定的壓力。在運(yùn)行期間，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)24將壓縮空氣供送 給燃燒器26和ASU 14。從燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)24排出的壓縮 機(jī)流出氣流的壓力為可變的，并且與發(fā)電機(jī)34上的負(fù)載有關(guān)。代替 將可變壓力的壓縮;^幾流出氣流直接引導(dǎo)到ASU 14，可變導(dǎo)葉增壓器 208通過使用啟動(dòng)器35來調(diào)整可變導(dǎo)葉增壓器208的速度以及使用可 變導(dǎo)葉增壓器208上的一組可變導(dǎo)葉來調(diào)節(jié)通向ASU 14的具有變化 速度的氣流，用來調(diào)節(jié)通向ASU14的入口壓力，使得供送給ASU14 的氣流在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)20的運(yùn)行負(fù)載的較寬范圍內(nèi)處于大致恒定 的壓力。為了調(diào)節(jié)引向ASU14的氣流的壓力，可變導(dǎo)葉增壓器208 以可變速度旋轉(zhuǎn)來保持大致恒定的出口壓力。為了調(diào)整從燃?xì)鉁u輪發(fā) 動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)24流到ASU 14的壓縮空氣的氣流，可變導(dǎo)葉增壓器 208將導(dǎo)葉定位成用以調(diào)節(jié)由轉(zhuǎn)速和ASU 14的各氣流要求的變化所 引起的流動(dòng)中的波動(dòng)。可變導(dǎo)葉增壓器208的運(yùn)行容許因燃?xì)鉁u輪發(fā) 動(dòng)機(jī)20上的負(fù)載變化所引起的壓縮機(jī)流出空氣流量和/或壓力的較寬 波動(dòng)，同時(shí)在ASU 14的入口處保持大致恒定的氣壓和所需的氣流量。在示例性實(shí)施例中，可變導(dǎo)葉增壓器208由變速電動(dòng)馬達(dá) 210供以動(dòng)力。在用來啟動(dòng)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)20之后，啟動(dòng)器35停止 服務(wù)并在現(xiàn)有技術(shù)的功率系統(tǒng)中將保持在備用狀態(tài)，直到燃?xì)鉁u輪發(fā) 動(dòng)才幾20的下次啟動(dòng)。然而，在本發(fā)明的多種實(shí)施例中，啟動(dòng)器35切 換成用以在啟動(dòng)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)20之后的系統(tǒng)10運(yùn)行期間將變速功 率提供給可變導(dǎo)葉增壓器208。例如，開關(guān)212可選地將啟動(dòng)器35的 輸出連接到發(fā)電機(jī)34或可變導(dǎo)葉增壓器208上。在備選實(shí)施例中， 開關(guān)212可包括例如但不限于可聯(lián)接到變速功率總線上的兩個(gè)或多個(gè)斷路器。在示例性實(shí)施例中，控制裝置48包括處理器214，并且被構(gòu) 造成用以接收指令來控制連同發(fā)電機(jī)34或可變導(dǎo)葉增壓器208 —起 的啟動(dòng)器35的運(yùn)行。如本文所用，用語"處理器"是指中央處理器、微處理器、 微控制器、精簡指令集電路(RISC)、專用集成電路(ASIC)、邏輯電路， 以及能夠執(zhí)行本文所述功能的其它任何電路或處理器。如本文所用，用語"軟件"和"固件"是可互換的，并且包括存 儲(chǔ)于存儲(chǔ)器中用來由處理器214執(zhí)行的任何計(jì)算機(jī)程序，存儲(chǔ)器包括 RAM存儲(chǔ)器、ROM存儲(chǔ)器、EPROM存儲(chǔ)器、EEPROM存儲(chǔ)器，以 及非易失性RAM(NVRAM)存儲(chǔ)器。上述存儲(chǔ)器類型僅為示例性的， 且因此不限制可用來存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序的存儲(chǔ)器類型。圖3為運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的示例性方法300的 流程圖。在示例性實(shí)施例中，方法300包括將變速驅(qū)動(dòng)裝置的輸出 電性聯(lián)接302到發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)上，使用變速驅(qū)動(dòng)裝置將發(fā)動(dòng)機(jī) 驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)到預(yù)定轉(zhuǎn)速來啟動(dòng)304發(fā)動(dòng)機(jī)，以及當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)已啟 動(dòng)至一定負(fù)載時(shí)從發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)切換306變速驅(qū)動(dòng)裝置的輸 出，以便使用變速驅(qū)動(dòng)裝置來控制負(fù)載的啟動(dòng)和變速運(yùn)行。如基于前述說明將認(rèn)識(shí)到的那樣，實(shí)現(xiàn)本文的上述實(shí)施例 可使用計(jì)算機(jī)編程或工程技術(shù)，包括計(jì)算機(jī)軟件、固件、硬件或它們 的任何組合或子集，其中，技術(shù)效果在于控制變速驅(qū)動(dòng)裝置，該變速 驅(qū)動(dòng)裝置可聯(lián)接到多個(gè)不同類型的變速負(fù)載上，例如但不限于用作馬 達(dá)的發(fā)電機(jī)以及同步和異步馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置。具有計(jì)算機(jī)可讀代碼手段 的任何這類最終的程序可嵌入或提供在一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì) 內(nèi)，從而根據(jù)本文所述的實(shí)施例來制作計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，即制品。計(jì) 算機(jī)可讀介質(zhì)可為例如但不限于固定(硬盤)驅(qū)動(dòng)器，磁盤、光盤、磁 帶、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器如只讀存儲(chǔ)器(ROM)，以及/或者任何傳送/接收介 質(zhì)如國際互聯(lián)網(wǎng)或其它通信網(wǎng)絡(luò)或鏈路。包含計(jì)算機(jī)代碼的制品可通 過執(zhí)行直接來自于一個(gè)介質(zhì)上的代碼，通過將代碼從一個(gè)介質(zhì)復(fù)制到另 一個(gè)介質(zhì)上，或通過在網(wǎng)絡(luò)上傳輸代碼來制作和/或使用。運(yùn)行聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力設(shè)備的方法及系統(tǒng)的上述實(shí)施例提供了 一種用于將可調(diào)流量和大致恒定的壓力提供給空氣分離單元的成本 效益合算且可靠的手段。更具體而言，本文所述的方法及系統(tǒng)便于使 用流量和壓力可變的壓縮機(jī)流出空氣來供給空氣分離單元。此外，上 述方法及系統(tǒng)容許使用較為便宜的增壓器來調(diào)整燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)壓 縮機(jī)的壓縮機(jī)流量乃至壓力變化，而不是必須由相對(duì)更貴的獨(dú)立的馬 達(dá)驅(qū)動(dòng)式壓縮機(jī)來向空氣分離單元提供可調(diào)的流量和大致恒定的壓 力。因此，本文所述的方法及系統(tǒng)便于以成本效益合算且可靠的方式 來運(yùn)行動(dòng)力設(shè)備。上文詳細(xì)地描述了用于運(yùn)行聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力設(shè)備的示例性方 法及系統(tǒng)。所示系統(tǒng)并不限于本文所述的特定實(shí)施例，而是相反，各
構(gòu)件還可結(jié)合其它系統(tǒng)構(gòu)件一起使用。盡管已根據(jù)多種特定實(shí)施例描述了本發(fā)明所公開的內(nèi)容， 但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明所公開的內(nèi)容可使用屬于權(quán)利要求精神和范圍 內(nèi)的變型來實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)，包括燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其包括通過第一軸聯(lián)接到發(fā)電機(jī)(34)上的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)(20)，所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括壓縮機(jī)(28)、燃燒室，以及傳動(dòng)地聯(lián)接到所述壓縮機(jī)和所述發(fā)電機(jī)上的渦輪；流動(dòng)連通地與變速增壓器的入口相聯(lián)接的來自于所述壓縮機(jī)的流出空氣源；以及流動(dòng)連通地與所述變速增壓器的出口相聯(lián)接的空氣分離單元(14)，所述變速增壓器(208)通過第二軸聯(lián)接到變速驅(qū)動(dòng)機(jī)上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所迷的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括變 速驅(qū)動(dòng)裝置，其可選地在所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的啟動(dòng)順序期間可 聯(lián)接到所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的第 一構(gòu)造中的所述發(fā)電機(jī)(34) 上，以及可聯(lián)接到所述燃?xì)鉁u4侖發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的第二構(gòu)造中的變速 電動(dòng)馬達(dá)(210)上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所迷的系統(tǒng)，其特征在于，所述變速驅(qū)動(dòng)裝置 包括電力變頻器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述變速驅(qū)動(dòng)裝置 包括負(fù)載換流逆變器(LCI)和靜止啟動(dòng)裝備(SSE)中的至少一種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述變速增壓器(208) 包括構(gòu)造成用以調(diào)整穿過所述變速增壓器的流量的一排或多排可變 導(dǎo)葉。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述變速增壓器(208) 包括軸向增壓器和離心增壓器中的至少 一種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括構(gòu) 造成用以將壓縮空氣流以大致恒定的壓力輸送到空氣分離單元(114) 上的壓縮空氣供送系統(tǒng)，所述壓縮空氣供送系統(tǒng)包括來自于所述壓縮 機(jī)(24)的流出空氣源，中間冷卻器(204)，以及串聯(lián)流動(dòng)連通地聯(lián)接的變速增壓器(208)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述變速馬達(dá)(210) 傳動(dòng)地聯(lián)接到所述變速增壓器(208)上，所述增壓器還構(gòu)造成使用所述 變速馬達(dá)控制所述變速增壓器的轉(zhuǎn)速，以將壓縮空氣流以大致恒定的 壓力輸送到所述空氣分離單元(14)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述變速驅(qū)動(dòng)裝置 包括負(fù)載換流逆變器。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述變速馬達(dá)(210) 包括同步馬達(dá)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于運(yùn)行聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力設(shè)備的方法及系統(tǒng)。具體而言，本發(fā)明提供了一種燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)。該燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)包括燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其包括通過第一軸聯(lián)接到發(fā)電機(jī)(34)上的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)(20)，該燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括壓縮機(jī)(28)、燃燒室以及傳動(dòng)地聯(lián)接到壓縮機(jī)和發(fā)電機(jī)上的渦輪；流動(dòng)連通地與變速增壓器的入口相聯(lián)接的來自于壓縮機(jī)的流出空氣源；以及流動(dòng)連通地與變速增壓器的出口相聯(lián)接的空氣分離單元(14)，變速增壓器(208)通過第二軸聯(lián)接到變速驅(qū)動(dòng)機(jī)上。
文檔編號(hào)F02C6/00GK101639011SQ20091015921
公開日2010年2月3日 申請日期2009年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月28日
發(fā)明者P·余 申請人:通用電氣公司