專(zhuān)利名稱(chēng)：提高發(fā)電設(shè)備、尤其是燃?xì)夂驼羝啓C(jī)運(yùn)行靈活性的方法和裝置的制作方法
提高發(fā)電設(shè)備、尤其是燃?xì)夂驼羝?輪機(jī)運(yùn)行靈活性的方法和裝置
本發(fā)明涉及一種提高發(fā)電設(shè)備運(yùn)行靈活性的方法，該發(fā)電設(shè)備有包括滿(mǎn) 輪和與渦輪連接的發(fā)電機(jī)的渦輪機(jī)組。此外本發(fā)明還涉及一種裝置，它尤其 允許實(shí)施此方法。此外本發(fā)明還涉及一種燃?xì)廨啓C(jī)和一種汽輪機(jī)。
電力市場(chǎng)除了正常用電外尤其受用戶(hù)引起的峰值負(fù)荷的影響。它們部分 往往不可預(yù)見(jiàn)。季節(jié)性可預(yù)見(jiàn)的波動(dòng)，例如由于規(guī)定節(jié)假日和大買(mǎi)主，如工 業(yè)，在這里通常認(rèn)為是一種特殊情況，因?yàn)楹碾姷臋C(jī)器設(shè)備何時(shí)起動(dòng)或停車(chē) 常常是已知的。為了盡管如此仍能保證覆蓋面積廣的用電，發(fā)電設(shè)備，如燃 氣和蒸汽電廠，需從大買(mǎi)主處獲得有關(guān)在期望的目標(biāo)時(shí)刻所需電量的信息。 為了在按合同約定的目標(biāo)時(shí)刻燃?xì)夂驼羝啓C(jī)發(fā)電廠能輸出期望的功率，電 廠的渦輪機(jī)組必須由操作人員提前起動(dòng)。因此期望的功率大多過(guò)早達(dá)到。由 此因過(guò)早起動(dòng)造成電廠業(yè)主不必要的開(kāi)支，這些費(fèi)用必須由大買(mǎi)主，如工業(yè) 和小買(mǎi)主，如各個(gè)家庭負(fù)擔(dān)。這在自由化的用電市場(chǎng)上恰好是不利的。
因此本發(fā)明的目的是提供一種提高具有渦輪機(jī)組的發(fā)電設(shè)備運(yùn)行靈活 性的方法。另一個(gè)目的是提供一種尤其允許實(shí)施此方法的裝置。所述方法和 裝置應(yīng)既能應(yīng)用于汽輪機(jī)也能應(yīng)用于燃?xì)廨啓C(jī)。
涉及方法的目的按本發(fā)明通過(guò)提供一種提高發(fā)電設(shè)備運(yùn)行靈活性的方 法達(dá)到，該發(fā)電設(shè)備有包括渦輪和與渦輪連接的發(fā)電機(jī)的渦輪機(jī)組，其中， 給定功率額定值和給定未來(lái)的目標(biāo)時(shí)刻，在這一未來(lái)的目標(biāo)時(shí)刻所述渦輪機(jī) 組應(yīng)有所述功率額定值，從而借助所述功率額定值和目標(biāo)時(shí)刻確定功率曲 線，其中，渦輪機(jī)組從實(shí)時(shí)的一個(gè)實(shí)際功率出發(fā)，沿所述功率曲線以這樣的 方式運(yùn)行，即，在所述給定的目標(biāo)時(shí)刻達(dá)到所述給定的功率額定值。
本發(fā)明從下列認(rèn)識(shí)出發(fā)過(guò)早達(dá)到功率額定值和與之相關(guān)聯(lián)的運(yùn)行成本 基于系統(tǒng)的人工操作。由于這種人工操作，渦輪機(jī)組過(guò)早或以錯(cuò)誤的加速度 提升功率。本發(fā)明的出發(fā)點(diǎn)是，不僅給定功率額定值，而且給定未來(lái)渦輪機(jī) 組應(yīng)當(dāng)有此額定功率的目標(biāo)時(shí)刻。這可以隨時(shí)由操作人員通過(guò)例如控制臺(tái)輸 入。此外，通過(guò)運(yùn)行數(shù)據(jù)可知實(shí)際功率和實(shí)際時(shí)刻。借助這些參數(shù)現(xiàn)在可以確定功率曲線。此功率曲線含有渦輪機(jī)組開(kāi)始提升功率的起始點(diǎn)，或在某個(gè) 目標(biāo)時(shí)刻減小功率時(shí)也開(kāi)始下降功率。此外，功率曲線還含有加速度，渦輪
輪機(jī)組從實(shí)時(shí)的實(shí)際功率出發(fā)沿所述功率曲線以這樣的方式運(yùn)行，即在給定 的目標(biāo)時(shí)刻渦輪機(jī)組達(dá)到給定的功率額定值。其結(jié)果是促使節(jié)省有效能，因 為功率基本上準(zhǔn)時(shí)提供。避免由于人工提升功率或下降功率提前到達(dá)功率額 定值。這使成本降低。此外可以制備出更準(zhǔn)確的負(fù)荷剖面。通過(guò)更準(zhǔn)確的負(fù) 荷剖面可以更好地計(jì)量電流消耗并換算到大客戶(hù)和小客戶(hù)上，這又可減少小 客戶(hù)的負(fù)擔(dān)。另 一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是由于減輕操作人員負(fù)擔(dān)使操作更加輕松友好。
按優(yōu)選的設(shè)計(jì)，功率曲線選擇為，使它對(duì)發(fā)電機(jī)和渦輪起延長(zhǎng)壽命的作 用。由此還可以降低維護(hù)費(fèi)用和檢修費(fèi)用。
優(yōu)選地，功率曲線的計(jì)算自動(dòng)完成。全自動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)一步減輕操作人員負(fù) 擔(dān)。此外避免操作失誤。
按另一項(xiàng)優(yōu)選的設(shè)計(jì)，功率曲線在考慮到最大功率曲線和最小功率曲線 的情況下計(jì)算。因此避免在提升功率或下降功率時(shí)損害渦輪機(jī)組。
優(yōu)選地，對(duì)于在燃?xì)廨啓C(jī)內(nèi)使用的渦輪機(jī)組，功率曲線選擇為保持燃?xì)?輪機(jī)的NOx排放量盡可能小。這取決于渦輪機(jī)組的效率。避免了由于不恰
當(dāng)?shù)靥嵘β驶蛳陆倒β室鸩槐匾腘Ox排放。
涉及裝置的目的按本發(fā)明通過(guò)提供一種提高發(fā)電設(shè)備運(yùn)行靈活性的裝 置達(dá)到，該發(fā)電設(shè)備有包括渦輪和與渦輪連接的發(fā)電機(jī)的渦輪機(jī)組，所述裝 置包括功率額定值輸入裝置、目標(biāo)時(shí)刻輸入裝置、以及實(shí)際功率讀出裝置和 實(shí)時(shí)讀出裝置，其中，所述讀出裝置和輸入裝置與一個(gè)用于計(jì)算功率曲線的 計(jì)算裝置連接。此裝置尤其適用于實(shí)施上述方法。因此，本發(fā)明方法的優(yōu)點(diǎn) 也適用于本發(fā)明裝置。
由對(duì)實(shí)施例的說(shuō)明和由其他的從屬權(quán)利要求，給出本發(fā)明另 一些特征、 特性和優(yōu)點(diǎn)。
下面借助附圖作為范例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
附圖簡(jiǎn)化和未按尺寸比例地表示，其中
圖1借助功率曲線說(shuō)明本發(fā)明方法；以及 圖2說(shuō)明裝置。
在所有的圖中相同部分采用同 一個(gè)附圖標(biāo)記。圖1表示先有技術(shù)的曲線20,包括發(fā)電機(jī)和渦輪的渴輪機(jī)組借助此曲 線由操作人員手動(dòng)操作提升功率。曲線針對(duì)時(shí)間t和功率P繪制。為了簡(jiǎn)化 和^L圖清晰起見(jiàn)，在圖1中只表示線性的功率曲線。在這里，實(shí)時(shí)通過(guò)時(shí)間 to表征，實(shí)際功率通過(guò)Po表征。在目標(biāo)時(shí)刻t,應(yīng)提供功率額定值P!。渦輪機(jī)
組的人工加速通過(guò)曲線20表征。該曲線20應(yīng)這樣開(kāi)始，以便在目標(biāo)時(shí)刻t,
提供功率額定值p,。然而由于渦輪機(jī)組提前加速，所以功率額定值p,在時(shí)
刻t2已經(jīng)存在。因此，在表示時(shí)刻t2與目標(biāo)時(shí)刻t,之間差別的時(shí)間段24內(nèi)，
以不希望的功率額定值p,運(yùn)行，由此導(dǎo)致提高成本。與之相反，按本發(fā)明渦
輪機(jī)組30要在更晚的時(shí)刻，亦即時(shí)刻t3才開(kāi)始加速。由此避免以過(guò)高的功 率額定值P,運(yùn)行不必要的時(shí)間段24。渦輪機(jī)組30借助自動(dòng)計(jì)算的功率曲線 22提升功率。功率曲線22選擇為，不使渦輪機(jī)組30遭受損害，也就是說(shuō)， 此功率曲線22起延長(zhǎng)壽命的作用。對(duì)于燃?xì)廨啓C(jī)，功率曲線22選擇為，它 對(duì)NOx排放量起積極的作用。功率曲線22選擇為，使它處于渦輪機(jī)組30域42通過(guò)最大功率曲線40和最小功率曲線44表示。
圖2示意表示提高具有渦輪機(jī)組的發(fā)電設(shè)備運(yùn)行靈活性的裝置，它尤其 允許實(shí)施所述方法。該裝置包括功率額定值輸入裝置U和目標(biāo)時(shí)刻輸入裝 置14。此外，裝置還包括實(shí)際功率讀出裝置IO和實(shí)時(shí)讀出裝置16。讀出裝 置10、 16和輸入裝置12、 14為了數(shù)據(jù)交換與一個(gè)計(jì)算裝置18連接。在計(jì) 算裝置18內(nèi)借助這些數(shù)據(jù)以及運(yùn)行數(shù)據(jù)(它們例如包含最小功率曲線44和 最大功率曲線40)自動(dòng)計(jì)算功率曲線22。功率曲線22由計(jì)算裝置]8計(jì)算為， 使之不損害渦輪機(jī)組30，也就是說(shuō)，起延長(zhǎng)壽命的作用。如此算出的功率曲 線22引導(dǎo)渦輪機(jī)組30自動(dòng)提升功率或下降功率。
權(quán)利要求
1.一種提高發(fā)電設(shè)備運(yùn)行靈活性的方法，該發(fā)電設(shè)備有包括渦輪和與渦輪連接的發(fā)電機(jī)的渦輪機(jī)組(30)，其特征為-給定功率額定值(P1)；-給定未來(lái)的目標(biāo)時(shí)刻(t1)，在這一時(shí)刻渦輪機(jī)組(30)應(yīng)有所述功率額定值(P1)；-借助所述功率額定值(P1)和目標(biāo)時(shí)刻(t1)確定功率曲線(22)；以及-渦輪機(jī)組(30)從實(shí)時(shí)(t0)的一個(gè)實(shí)際功率(P0)出發(fā)沿所述功率曲線(22)以這樣的方式運(yùn)行，即，-在所述給定的目標(biāo)時(shí)刻(t1)達(dá)到所述給定的功率額定值(P1)。
2. 按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征為，所述功率曲線(22)選擇為， 使它對(duì)發(fā)電機(jī)和渦輪起延長(zhǎng)壽命的作用。
3. 按照前列諸權(quán)利要求之一所述的方法，其特征為，所述功率曲線(22)的計(jì)算自動(dòng)地尤其在計(jì)算機(jī)支持下完成。
4. 按照前列諸權(quán)利要求之一所述的方法，其特征為，所述功率曲線(22) 在考慮到最大功率曲線(40)和最小功率曲線(44)的情況下計(jì)算，其中'該最 大功率曲線通過(guò)最大允許功率梯度表征，該最小功率曲線則通過(guò)最小功率梯 度表征。
5. 按照前列諸權(quán)利要求之一所述的方法，其特征為，該方法用于汽輪 沐幾的渦4侖才幾組(30)。
6. 按照前列諸權(quán)利要求之一所述的方法，其特征為，該方法用于燃?xì)?輪機(jī)的渦輪機(jī)組(30)。
7. 按照權(quán)利要求6所述的方法，其特征為，所述功率曲線(22)選擇為， 保持燃?xì)廨啓C(jī)的NOx排放量盡可能小。
8. —種提高發(fā)電設(shè)備運(yùn)行靈活性的裝置，該發(fā)電設(shè)備有包括渦輪和與 渦輪連接的發(fā)電機(jī)的渦輪機(jī)組(30)，所述裝置包括功率額定值(P,)輸入裝置 (12)、目標(biāo)時(shí)刻(t,)輸入裝置(14)、以及實(shí)際功率(Po)讀出裝置(10)和實(shí)時(shí)(to) 讀出裝置(16),其中，所述讀出裝置(IO、 16)和輸入裝置(12、 14)與一個(gè)用于 計(jì)算功率曲線(22)的計(jì)算裝置(18)連接。
9. 按照權(quán)利要求8所述的裝置，其特征為，在所述計(jì)算裝置(18)內(nèi)儲(chǔ)存在 一個(gè)特征曲線族中的運(yùn)行數(shù)據(jù)。
10. 按照權(quán)利要求9所述的裝置，其特征為，所述計(jì)算裝置(18)設(shè)計(jì)用 于在考慮所迷運(yùn)行數(shù)據(jù)的情況下自動(dòng)計(jì)算功率曲線(22)。
11. 一種包括燃?xì)廨啓C(jī)和按照權(quán)利要求8至10之一所述裝置的渦輪機(jī) 組(30)。
12. —種包括汽輪機(jī)和按照權(quán)利要求8至10之一所述裝置的渦輪機(jī)組(30)。
13. —種包括至少一個(gè)按照權(quán)利要求11至12之一所述渦輪機(jī)組(30)的 電廠設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種提高發(fā)電設(shè)備運(yùn)行靈活性的方法，發(fā)電設(shè)備有包括渦輪和與渦輪連接的發(fā)電機(jī)的渦輪機(jī)組(30)，其中，給定功率額定值(P<sub>1</sub>)；給定未來(lái)的目標(biāo)時(shí)刻(t<sub>1</sub>)，在這一時(shí)刻渦輪機(jī)組(30)應(yīng)有功率額定值(P<sub>1</sub>)；借助功率額定值(P<sub>1</sub>)和目標(biāo)時(shí)刻(t<sub>1</sub>)確定功率曲線(22)；以及渦輪機(jī)組(30)從實(shí)時(shí)(t<sub>0</sub>)的一個(gè)實(shí)際功率(P<sub>0</sub>)出發(fā)沿功率曲線(22)以這樣的方式運(yùn)行，即，在給定的目標(biāo)時(shí)刻(t<sub>1</sub>)達(dá)到給定的功率額定值(P<sub>1</sub>)。本發(fā)明涉及一種提高發(fā)電設(shè)備運(yùn)行靈活性的裝置，發(fā)電設(shè)備有包括渦輪和與渦輪連接的發(fā)電機(jī)的渦輪機(jī)組(30)，裝置包括功率額定值(P<sub>1</sub>)輸入裝置(12)、目標(biāo)時(shí)刻(t<sub>1</sub>)輸入裝置(14)、以及實(shí)際功率(P<sub>0</sub>)讀出裝置(10)和實(shí)時(shí)(t<sub>0</sub>)讀出裝置(16)，其中，讀出裝置和輸入裝置與一個(gè)用于計(jì)算功率曲線(22)的計(jì)算裝置(18)連接。此外本發(fā)明還涉及一種采用按本發(fā)明的方法和裝置的燃?xì)廨啓C(jī)和汽輪機(jī)。
文檔編號(hào)F02C9/00GK101300413SQ200680040584
公開(kāi)日2008年11月5日 申請(qǐng)日期2006年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月31日
發(fā)明者岡瑟·埃布納, 托拜厄斯·赫佐格 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司