燃气涡轮设备、其运行方法及其改造方法与流程

本发明涉及一种具备燃气涡轮的燃气涡轮设备、其运行方法及其改造方法。本技术主张基于2021年11月29日于日本技术的日本特愿2021-192907号的优先权，并将其内容援用于此。

背景技术：

1、燃气涡轮具备压缩空气的压缩机、在通过压缩机被压缩的空气中燃烧燃料来生成燃烧气体的燃烧器及通过燃烧气体驱动的涡轮。

2、以下专利文献1中公开了增加燃气涡轮输出的技术。在该技术中，利用液化装置对通过压缩机被压缩的空气进行液化，并将该经液化的空气即液态空气储存在罐中。而且，在燃气涡轮的高峰负荷时，加热罐内的液态空气来使其气化，将该空气导入到燃烧器。在该技术中，在燃气涡轮的高峰负荷时，由于除了来自压缩机的空气以外，还有液态空气气化而成的空气被导入燃烧器，因此能够增加燃气涡轮的高峰负荷时的燃气涡轮输出。

3、以往技术文献

4、专利文献

5、专利文献1：日本特开昭50-153120号公报

技术实现思路

1、发明要解决的技术课题

2、燃气涡轮设备的运营商要求根据电力系统的负荷变动来改变燃气涡轮输出。因此，希望能够灵活地调整燃气涡轮输出。

3、因此，本发明的目的在于提供一种能够灵活地调整燃气涡轮输出的技术。

4、用于解决技术课题的手段

5、作为用于实现所述目的的一方式的燃气涡轮设备具备：

6、燃气涡轮，具有可压缩空气的压缩机、能够在通过所述压缩机被压缩的空气即压缩空气中燃烧燃料来生成燃烧气体的燃烧器及能够用所述燃烧气体驱动的涡轮；液化设备，可液化气态空气；及液化控制器，控制所述液化设备。

7、所述压缩机具有：压缩机转子，能够以轴线为中心旋转；压缩机壳体，覆盖所述压缩机转子的外周；多个静叶片，设置于所述压缩机壳体的内周侧；及进气量调节器，通过进行开闭动作，可调节流入所述压缩机壳体内的空气的流量即进气量。所述液化设备具有：抽气管路，能够抽吸来自所述压缩机的所述压缩空气的一部分；液化系统，可液化流经所述抽气管路的所述压缩空气；抽气量调节阀，可调节流经所述抽气管路的所述压缩空气的流量；液态空气罐，可储存通过所述液化系统液化的所述压缩空气即液态空气；回气管路，能够将所述液态空气罐内的所述液态空气或所述液态空气气化而成的气化空气即回气导入所述燃气涡轮中空气或压缩空气流动的流路、或构成所述燃气涡轮的部件中与所述燃烧气体接触的高温部件；及回气量调节阀，可调节流经所述回气管路的所述回气的流量。所述液化控制器在所述进气量调节器的开度为第一开度时或与所述开度具有相关性的参数为相当于所述第一开度的值时打开所述抽气量调节阀并将所述压缩空气导入所述液化系统，在所述进气量调节器的开度为比所述第一开度大的开度即第二开度时或所述参数为相当于所述第二开度的值时打开所述回气量调节阀并将所述回气导入所述燃气涡轮。所述第一开度为使流入所述压缩机壳体内的进气量少于所述燃气涡轮的输出为额定输出时的进气量时的开度。

8、在本方式中，在使进气量少于燃气涡轮的输出为额定输出时的进气量时的第一开度的情况下，来自压缩机的压缩空气的一部分被液化设备抽吸。因此，从该中间壳体内流入燃烧器的压缩空气的流量变少。因此，在本方式中，在第一开度的情况下，与未抽吸来自压缩机的压缩空气时相比，燃烧器中生成的燃烧气体的流量变少，燃气涡轮输出降低。

9、并且，在本方式中，在比第一开度大的开度即第二开度的情况下，液态空气罐内的液态空气或液态空气气化而成的空气即回气被导入燃气涡轮中空气或压缩空气流动的流路、或构成燃气涡轮的部件中与燃烧气体接触的高温部件。例如，在第二开度的情况下，回气被导入燃气涡轮中空气或压缩空气流动的流路时，与回气未被导入该流路时相比，燃烧器中生成的燃烧气体的流量变多，燃气涡轮输出增加。并且，在第二开度的情况下，与回气未被导入高温部件时相比，回气被导入燃气涡轮的高温部件时，用于冷却高温部件的压缩空气的流量变少，流入燃烧器的空气的流量变多，燃气涡轮输出增加。

10、因此，在本方式中，能够灵活地调整燃气涡轮输出，并能够灵活地应对电力系统的负荷变动。

11、作为用于实现所述目的的一方式的燃气涡轮设备的运行方法适用于以下燃气涡轮设备。

12、该燃气涡轮设备具备燃气涡轮。所述燃气涡轮具有可压缩空气的压缩机、能够在通过所述压缩机被压缩的空气即压缩空气中燃烧燃料来生成燃烧气体的燃烧器及能够用所述燃烧气体驱动的涡轮。所述压缩机具有：压缩机转子，能够以轴线为中心旋转；压缩机壳体，覆盖所述压缩机转子的外周；多个静叶片，设置于所述压缩机壳体的内周侧；及进气量调节器，通过进行开闭动作，可调节流入所述压缩机壳体内的空气的流量即进气量。

13、上述运行方法包括：抽气工序，抽吸来自所述压缩机的所述压缩空气的一部分；液化工序，对在所述抽气工序中抽吸的所述压缩空气进行液化来生成液态空气；及回气工序，将所述液态空气或所述液态空气气化而成的气化空气即回气导入所述燃气涡轮中空气或压缩空气流动的流路、或构成所述燃气涡轮的部件中与所述燃烧气体接触的高温部件。在所述进气量调节器的开度为第一开度时或与所述开度具有相关性的参数为相当于所述第一开度的值时执行所述抽气工序及所述液化工序，在所述进气量调节器的开度为比所述第一开度大的第二开度时或所述参数为相当于所述第二开度的值时执行所述回气工序。所述第一开度为使流入所述压缩机壳体内的进气量少于所述燃气涡轮的输出为额定输出时的进气量时的开度。

14、通过执行本方式的运行方法，与所述一方式中的燃气涡轮设备同样地，能够灵活地调整燃气涡轮输出，并能够灵活地应对电力系统的负荷变动。

15、作为用于实现所述目的的一方式的燃气涡轮设备的改造方法适用于以下燃气涡轮设备。

16、该燃气涡轮设备具备燃气涡轮。所述燃气涡轮具有可压缩空气的压缩机、能够在通过所述压缩机被压缩的空气即压缩空气中燃烧燃料来生成燃烧气体的燃烧器及能够用所述燃烧气体驱动的涡轮。所述压缩机具有：压缩机转子，能够以轴线为中心旋转；压缩机壳体，覆盖所述压缩机转子的外周；多个静叶片，设置于所述压缩机壳体的内周侧；及进气量调节器，通过进行开闭动作，可调节流入所述压缩机壳体内的空气的流量即进气量。

17、上述改造方法包括：追加工序，追加可液化气态空气的液化设备和控制所述液化设备的液化控制器。所述工序中追加的所述液化设备具有：抽气管路，能够抽吸来自所述压缩机的所述压缩空气的一部分；液化系统，可液化流经所述抽气管路的所述压缩空气；液态空气罐，可储存通过所述液化系统液化的所述压缩空气即液态空气；抽气量调节阀，可调节流经所述抽气管路的所述压缩空气的流量；回气管路，能够将所述液态空气罐内的所述液态空气或所述液态空气气化而成的气化空气即回气导入所述燃气涡轮中空气或压缩空气流动的流路、或构成所述燃气涡轮的部件中与所述燃烧气体接触的高温部件；及回气量调节阀，可调节流经所述回气管路的所述回气的流量。所述工序中追加的所述液化控制器在所述进气量调节器的开度为第一开度时或与所述开度具有相关性的参数为相当于所述第一开度的值时打开所述抽气量调节阀并将所述压缩空气导入所述液化系统，在所述进气量调节器的开度为比所述第一开度大的开度即第二开度时或所述参数为相当于所述第二开度的值时打开所述回气量调节阀并将所述回气导入所述燃气涡轮。所述第一开度为使流入所述压缩机壳体内的进气量少于所述燃气涡轮的输出为额定输出时的进气量时的开度。

18、在通过本方式的改造方法改造的燃气涡轮设备中，与所述一方式中的燃气涡轮设备同样地，能够灵活地调整燃气涡轮输出，并能够灵活地应对电力系统的负荷变动。

19、发明效果

20、在本发明的一方式中，能够灵活地调整燃气涡轮输出，并能够灵活地应对电力系统的负荷变动。