專利名稱：全燃燒聯(lián)合設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及發(fā)電設備，例如全燃燒聯(lián)合設備，在這種設備的管道系統(tǒng)中，燃氣輪機的排氣管道連接在發(fā)電設備的另一裝置例如鍋爐的燃氣和空氣輸送管道上，具體涉及這樣一種全燃燒聯(lián)合設備，在這種設備中燃氣輪機受到保護免于進入高溫空氣，因而可安全地對燃氣輪機進行維修和檢測。
常規(guī)全燃燒設備有一個燃氣輪機專用的煙囪，裝在燃氣輪機的排氣管道上?？紤]到燃氣輪機在起動和停機時的操作以及燃氣輪機單獨的操作，安裝了這種裝置，用于將燃氣輪機的廢氣排入大氣而不經(jīng)凈化處理，在“Mitsubishi Jyuko技術報告”的Vol.28，No1(1991—1)中公布了這種裝置。但是這種裝置的價格很貴，而且很多的大氣污染物例如氮的氧化物被排放到大氣中。
在燃氣輪機停機期間，鍋爐的燃氣和空氣輸送管道與燃氣輪機的排氣管道由氣流調節(jié)器分開，但是在鍋爐操作期間，空氣通過氣流調節(jié)器漏出，漏出的氣體通過由燃氣輪機專用的煙囪排出。
為了滿足現(xiàn)在飛速增漲的電力需求，現(xiàn)在正在提出各種設計和結構的全燃燒聯(lián)合設備。由于全球性的環(huán)境惡化限制，安裝上述燃氣輪機專用的煙囪是困難的，因為燃氣輪機廢氣不經(jīng)凈化便從煙囪排出。
在全燃燒聯(lián)合設備中，燃氣輪機的廢氣被用作鍋爐的燃燒空氣。因此燃氣輪機的排氣管道與鍋爐的燃氣和空氣輸送管道連接。特別是，在燃氣輪機排氣管道與強力鼓風機出口側的鍋爐空氣管道或鍋爐空氣輸送管道連接的情況下，在使燃氣輪機停止操作而鍋爐獨自操作期間對燃氣輪機進行維修和檢測時，燃氣輪機的排氣管道和鍋爐的空氣輸送管道是用分離裝置例如氣流調節(jié)器分開的。但是，這種分離是不完善的。因此有可能漏過少量的空氣，漏過的空氣便通過分離裝置從鍋爐的一側流到燃氣輪機一側。另外，在鍋爐輸送管道上裝有空氣加熱器的情況下，漏出的空氣溫度達到約300℃，因而在維修和檢測燃氣輪機的安全得不到保證，而且由耐熱性低的材料作的燃氣輪機部件也可能受到損害。
本發(fā)明的目的是提供一種全燃燒聯(lián)合設備，在這種設備中，在鍋爐獨自操作期間，即在燃氣輪機停止操作而鍋爐操作期間，通過氣流調節(jié)器漏出的高溫空氣不能進入燃氣輪機。
本發(fā)明屬于全燃燒聯(lián)合設備，該設備包括鍋爐、鍋爐的空氣輸送管道、燃氣輪機、燃氣輪機的排氣管道、關閉裝置和排氣管，上述鍋爐的空氣傳輸管道上裝有空氣加熱器，以便將加熱的空氣送入鍋爐；上述燃氣輪機排氣管道連接于燃氣輪機和空氣加熱器下游的鍋爐空氣輸送管上，以便將燃氣輪機的廢氣導入鍋爐的空氣傳輸管道中；上述關閉裝置裝在上述燃氣輪機排氣管道上，用于在燃氣輪機停止操作時關閉該管道；上述排氣管相對于燃氣輪機廢氣流動方向裝在關閉裝置上游側的燃氣輪機排氣管道上，用于關閉裝置上游側的燃氣輪機排氣管道排氣。
本發(fā)明的一個方面是，排氣管包括一根管道和一個氣流調節(jié)器，該管道的一端連接于燃氣輪機的排氣管道，另一端通向大氣，由此實現(xiàn)自然排氣。
本發(fā)明的另一個方面是，排氣管包括管道、氣流調節(jié)器和通風機，由此實現(xiàn)強迫排氣。
本發(fā)明的再一個方面是，排氣管連接在燃氣輪機排氣管道上以及鍋爐的排氣煙囪上，將漏出的空氣引入到煙囪。
本發(fā)明的又一個方面是，排氣管包括壓力控制器，該控制器用于控制在關閉裝置和燃氣輪機之間的燃氣輪機排氣管道中的燃氣輪機廢氣壓力。
本發(fā)明的又一個方面是，排氣管包括控制關閉裝置和氣流調節(jié)器操作的控制器。
通過關閉裝置漏入到在關閉裝置和燃氣輪機之間的燃氣輪機排氣管道中的高溫空氣通過排氣管從燃氣輪機的排氣管道排出。因此高溫空氣不進入燃氣輪機，因而由低耐熱性材料作的燃氣輪機部不會受到損害，維修和檢測燃氣輪機時安全可得到保證。
下面簡要說明附圖。


圖1是本發(fā)明全燃燒聯(lián)合設備一個實施例的示意圖；圖2是本發(fā)明全燃燒聯(lián)合設備另一實施例的示意圖；圖3是本發(fā)明全燃燒聯(lián)合設備再一實施例的示意圖；圖4是本發(fā)明全燃燒聯(lián)合設備又一實施例的示意圖；圖5A是側視圖，示出裝在排氣管上的管道；圖5B和5C分別是排氣管的安裝結構透視圖；圖6是本發(fā)明全燃燒聯(lián)合設備又一實施例的示意圖；圖7A是本發(fā)明全燃燒聯(lián)合設備又一實施例的示意圖7B是說明在關閉裝置和排氣管之間的操作狀況的示意圖。
以下參考圖1說明本發(fā)明的實施例。
圖1示出帶有燃氣輪機保護裝置的全燃燒聯(lián)合設備。全燃燒聯(lián)合設備包括燃氣輪機1、鍋爐3、空氣加熱器6、煙囪8和各種流體管道。
鍋爐3通過鍋爐的空氣輸送管道4得到空氣。鍋爐的空氣傳輸管道4上具有吸進空氣并將其輸送到鍋爐3中的強力鼓風機5和加熱輸送空氣的空氣加熱器6。
鍋爐3的廢氣通過鍋爐排氣管道7進入煙囪8并從該煙囪8排放到大氣中?？諝饧訜崞?連接于鍋爐的排氣管道7上，因而通過鍋爐排氣管道中的廢氣與通過鍋爐空氣輸送管道4中的傳送空氣進行熱交換，輸送的空氣由廢氣加熱到預定的溫度并作為燃燒空氣輸送到鍋爐3。
燃氣輪機1的廢氣通過燃氣輪機排氣管道2和連接于燃氣輪機排氣管道2的鍋爐輸送管道4送入到鍋爐3，即廢氣同燃燒空氣一起被輸送到鍋爐3。燃氣輪機廢氣的溫度高到約500—600℃，包括13％—15％的氧含量。本發(fā)明的主要目的是，將燃氣輪機的廢氣輸送到鍋爐3中，利用這種方法降低鍋爐的燃耗，提高設備的效率。
全燃燒聯(lián)合設備裝有鍋爐旁通管道9，其作用是旁通鍋爐3，將燃氣輪機廢氣引到鍋爐排氣管道7中，以便在起動或關閉燃氣輪機1時進行鍋爐的燃燒調節(jié)。
燃氣輪機排氣管道2上裝有關閉裝置10，用于切斷從燃氣輪機1流到鍋爐空氣輸送管道4的燃氣輪機廢氣。關閉裝置10在鍋爐單獨運轉時關閉，可以在關閉裝置關閉時進行燃氣輪機的維修和檢測。
燃氣輪機排氣管道2上在關閉裝置10的下游側還裝有氣流調節(jié)器11。該調節(jié)器11用于調節(jié)燃氣輪機廢氣的流速。鍋爐旁通管道9上裝有兩個氣流調節(jié)器，其中一個12用于調節(jié)流速，另一個13用于切斷廢氣流，因而鍋爐廢氣返回到燃氣輪機排氣管道2中的可能性減少了。
作為關閉裝置10，可以利用例如關閉性能極好的密封關閉型放氣氣流調節(jié)器、活門氣流調節(jié)器和氣密式氣流調節(jié)器等。但是它們中的任何一種都不可能完全關斷氣流，即因為結構關系，不可避免地有少量氣體流出。因此必需防止漏出的高溫空氣從鍋爐空氣輸送管道4反流到燃氣輪機的一側。
在圖1所示的本發(fā)明的實施例中，在關閉裝置10的上游側，即在關閉裝置10和燃氣輪機1之間的燃氣輪機的排氣管道2上安裝排氣管14。
排氣管14包括管道140和分別裝在管道140上的氣流調節(jié)器141和142，該管道140的一個端部流體相通地連接于關閉裝置10上游側的燃氣輪機排氣管道2上，其另一端部與大氣相通。在氣流調節(jié)器141和142之間排氣管具有管線15，用于將封閉的空氣輸送到管道140。
按照這種排氣結構，在燃氣輪機1停止操作而鍋爐3單獨操作期間，關閉裝置10是關閉的。即使空氣通過關閉裝置10漏入到在關閉裝置10上游側的燃氣輪機排氣管道中，漏入的空氣也不會進入燃氣輪機1，因為排氣管14的氣流調節(jié)器141和142是打開的，利用自然通風力可以進行自然排氣。
以下參照圖2說明本發(fā)明的另一實施例。該實施例與圖1實施例不同僅在于排氣管14的結構。
在圖2中，排氣管14包括管道140、裝在該管道140上的氣流調節(jié)器141與142和用于強迫排氣的排風扇16，管道140的一端連接于在關閉裝置10和燃氣輪機1之間的燃氣輪機排氣管道2上，另一端連接于空氣加熱器6下游的鍋爐排氣管道7上。排氣管14也具有管線15，用于將密封空氣輸送管道140中。
按照這種排氣管14，通過關閉裝置漏入的空氣被強制送入鍋爐排氣管道7中，然后通過煙囪8排出。在本實施例中，采用強制通風力來防止漏入的空氣進入燃氣輪機1。
在圖1和圖2的每個實施例中，可以裝上許多排氣管14，另外，通過關閉裝置10漏入的高溫空氣可以排入大氣，壓力低于大氣壓的裝置，例如鍋爐排氣管道7、強力鼓風機5的入口管道等。
以下參照圖3說明本發(fā)明的再一實施例。該實施例不同于圖1實施例之處在于，在燃氣輪機排氣管道2上裝有兩個關閉裝置，而且排氣管14連接于在兩個關閉裝置10之間的燃氣輪機排氣管道2上。在圖3中示出自然排氣的排氣管，但是也可以利用圖2所示的應用強制排風力的排氣管14來代替這一排氣管14。
以下參照圖4說明本發(fā)明的又一實施例。該實施例不同于圖1實施例之處在于，排氣管14連接在關閉裝置10上。關閉裝置10是密封關閉型氣流調節(jié)器，該調節(jié)器在其主體上具有一個開口。當氣流調節(jié)器關閉時，開口連通于排氣管的管道上，因而使漏入的高溫空氣通到排氣管14的管道中。高溫漏入空氣因而可以排入大氣。
圖5A、5B和5C分別示出配置排氣管14的例子，在該配置中，排氣管14配置在關閉裝置10和燃氣輪機1之間的燃氣輪機排氣管道2上，靠近關閉裝置10配置并配置在燃氣輪機排氣管道的上表面上。在圖5B中，排氣管14有許多連接于燃氣輪機排氣管道的入口。在圖5C中是排氣管有許多從管道開始分支的入口分支管，每個入口分支管上具有許多氣流調節(jié)器。
圖6示出本發(fā)明的又一實施例。在圖6中裝在關閉裝置10和燃氣輪機1之間的燃氣輪機排氣管道2上的排氣管14包括連接于在關閉裝置10上游側的燃氣輪機排氣管道2上的管道140、氣流調節(jié)器17與142、連接于在關閉裝置10和燃氣輪機1之間燃氣輪機排氣管道2上的壓力傳感器18和電連接于氣流調節(jié)器17與壓力傳感器18的壓力控制器19。壓力控制器19輸入由壓力傳感器18傳感的壓力并控制氣流調節(jié)器17，因而壓力將是預定的壓力。
本發(fā)明的又一個實施例示于7A和7B。在圖7A中排氣管14包括連接于關閉裝置10上游側的燃氣輪機排氣管道2上的管道140、氣流調節(jié)裝置17與142和連接于關閉裝置與氣流調節(jié)器17、21的控制器20。當關閉關閉裝置的指令傳到控制器20時，該控制器20控制關閉裝置10和氣流調節(jié)器17、142，如圖7B所示。即控制器20如此控制，使得關閉裝置10完全關閉從而關斷燃氣輪機排氣管道2以后，在運轉排氣管14時氣流調節(jié)器17和142打開，而在停止排管14操作時關閉。當控制器20收到燃氣輪機起動的指令時，控制器20使氣流調節(jié)器17和142完全關閉而關閉裝置10打開。當排氣管14上裝有如圖2所示的排風扇16時，該排風扇16與氣流調節(jié)器17、142同步地操作。
按照本發(fā)明，在燃氣輪機停機時，在維修和檢測期間泄漏的高溫空氣不能反向流入燃氣輪機內，因而維修和檢測燃氣輪機時的安全得到保證，而且燃氣輪機的低溫部件也不會受到損害。
另外，為了防止燃氣輪機在每天停機時的高溫空氣反向流動，可以自動地控制與關閉裝置的關、開操作狀態(tài)連鎖的排氣管，因而可以減小操作者的手工操作。
與常規(guī)的由燃氣輪機專用的煙囪裝置相比，實現(xiàn)本發(fā)明裝置的成本大約僅為常規(guī)的1/10或更低，與燃氣輪機的廢氣流速相比，漏出空氣的流速大約為該廢氣的1/100或更低，因而要求的管道排氣面積大約僅為燃氣輪機排氣管道的管道面積的1/100或更低。
權利要求
1.一種全燃燒聯(lián)合設備，它包括鍋爐；鍋爐排氣管道，用于將上述鍋爐的廢氣送入煙囪；鍋爐的空氣輸送管道，用于將空氣輸送到上述鍋爐；空氣加熱器，它安裝在上述鍋爐空氣傳送管道上和上述鍋爐排氣管道上，使得可以利用排放廢氣加熱傳送的空氣；燃氣輪機；燃氣輪機排氣管道，它連接于上述燃氣輪機和上述鍋爐的空氣傳送管道上，用于將上述燃氣輪機的廢氣送入到上述鍋爐空氣傳送管道中；關閉裝置，安裝在上述燃氣輪機排氣管道上，用于在上述燃氣輪機停止操作時關斷上述燃氣輪機排氣管道；排氣管，安裝在上述關閉裝置上游側的上述燃氣輪機的排氣管道上，用于上述關閉裝置上游側的上述燃氣輪機排氣管道的排氣。
2.如權利要求1所述的全燃燒聯(lián)合設備，其特征在于，上述排氣管包括管道和氣流調節(jié)器，該管道的一端與在上述關閉裝置上游一側的上述燃氣輪機排氣管道連接，另一端通向大氣；上述氣流調節(jié)器裝在上述管道上，使得通過上述氣流調節(jié)器的操作可以實現(xiàn)自然排氣。
3.如權利要求1所述的全燃燒聯(lián)合設備，其特征在于，上述排氣管包括管道、氣流調節(jié)器和排風扇，該管道與在上述關閉裝置上游側的上述燃氣輪機排氣管道流體相通；上述氣流調節(jié)器裝在上述管道上；上述排風扇裝在上述管道上，用于實現(xiàn)強制排氣。
4.如權利要求3所述的全燃燒聯(lián)合設備，其特征在于，上述管道連接于上述煙囪，因而可以實現(xiàn)通過上述煙囪的強制排氣。
5.如權利要求1所述的全燃燒聯(lián)合裝置，其特征在于，上述排氣管包括控制上述燃氣輪機排氣管中壓力的壓力控制器。
6.如權利要求1所述的全燃燒聯(lián)合裝置，其特征在于，上述排氣管包括控制上述排氣管操作的控制器，當上述關閉裝置打開時，上述排氣管停止操作，而在上述關閉裝置關閉后，上述排氣管開始操作。
7.如權利要求6所述的全燃燒聯(lián)合設備，其特征在于，上述排氣管包含與上述燃氣輪機排氣管道流體相通的管道和至少一個裝在上述管道上的氣流調節(jié)器，上述控制器電氣連接于上述關閉裝置和至少一個氣流調節(jié)器，用于控制上述關閉裝置和上述至少一個氣流調節(jié)器。
8.一種全燃燒聯(lián)合設備，它包括鍋爐；鍋爐排氣管道，用于將上述鍋爐的廢氣引到煙囪；鍋爐空氣傳送管道，用于將空氣輸送到上述鍋爐；空氣加熱器，安裝在上述鍋爐空氣輸送管道和上述鍋爐排氣管上，使得用排放的廢氣加熱輸送的空氣；燃氣輪機；燃氣輪機排氣管道，連接于上述燃氣輪機和空氣加熱器下游側的上述鍋爐空氣輸送管道，用于將上述燃氣輪機的廢氣引入到上述鍋爐空氣輸送管道中；鍋爐旁通管道，連接于上述燃氣輪機排氣管道和上述鍋爐排氣管道；關閉裝置，裝在上述鍋爐旁通管道連接器上游側的上述燃氣輪機排氣管道上，用于在停止操作上述燃氣輪機時關斷上述燃氣輪機排氣管道；排氣管，裝在上述關閉裝置上游側的上述燃氣輪機排氣管道上，用于使上述關閉裝置上游側的上述燃氣輪機排氣管道排氣。
9.如權利要求8所述的全燃燒聯(lián)合設備，其特征在于，上述排氣管包括連接于上述關閉裝置上游側的上述燃氣輪機排氣管道的管道和至少一個裝在上述管道上的氣流調節(jié)器。
10.如權利要求9所述的全燃燒聯(lián)合設備，其特征在于，上述排氣管包括控制器，該控制器按照上述關閉裝置和上述至少一個氣流調節(jié)器之間預定的操作關系控制上述關閉裝置和上述至少一個氣流調節(jié)器的操作。
全文摘要
全燃燒聯(lián)合設備包括鍋爐；裝有空氣加熱器的鍋爐空氣輸送管道，用于將加熱的空氣輸送到鍋爐；燃氣輪機；燃氣輪機排氣管道，它連接在燃氣輪機和空氣加熱器下游的鍋爐空氣輸送管道上，用于將燃氣輪機的廢氣送入鍋爐空氣輸送管道中；關閉裝置；裝在燃氣輪機排氣管道上，用于在燃氣輪機停機時關斷該排氣管道；排氣管，相對于燃氣輪機廢氣流方向裝在關閉裝置上游側的燃氣輪機排氣管道上。用于使關閉裝置上游側的燃氣輪機排氣管道排氣。
文檔編號F02C6/18GK1123364SQ9511690
公開日1996年5月29日 申請日期1995年8月30日 優(yōu)先權日1994年8月31日
發(fā)明者川內章弘 申請人:株式會社日立制作所