[發明專利]用以發電的系統和方法有效

申請號：	201110296333.X	申請日：	2011-09-23
公開（公告）號：	CN102563592A	公開（公告）日：	2012-07-11
發明（設計）人：	S·D·德雷珀	申請（專利權）人：	通用電氣公司
主分類號：	F22B1/18	分類號：	F22B1/18;F02C6/12;F01D15/10
代理公司：	中國專利代理(香港)有限公司 72001	代理人：	嚴志軍;譚祐祥
地址：	美國***	國省代碼：	美國;US
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摘要：
搜索關鍵詞：	用以發電系統方法
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【說明書】：

技術領域

本文所公開的主題涉及燃氣渦輪發動機，并且更特定而言涉及使用化學計量廢氣再循環的燃氣渦輪發動機。

背景技術

在燃氣渦輪(GT)發動機中，壓縮空氣和燃料混合在一起并燃燒以產生高能流體，該高能流體被引導至渦輪部段，在渦輪部段中流體與渦輪動葉相互作用以產生機械能，機械能可用于產生動力和發電。特別地，渦輪動葉可使軸(發電機聯接至該軸)旋轉。在發電機內，軸旋轉在電聯接至外部電路的線圈中感應電流。隨著高能流體離開渦輪部段，它們可被重新引導至熱回收蒸汽發生器(HRSG)，其中，來自該流體的熱量可用來產生蒸汽以用于蒸汽輪機發動機以及進一步的動力和電力產生。

然而，隨著空氣與燃料燃燒，產生諸如一氧化碳(CO)和氮氧化物(NOx)這樣的排放和/或污染物，并且它們可存在于燃氣渦輪發動機排放中。必須減少這些污染物來減輕燃氣渦輪發動機的不利環境影響并遵守法規。但是，通常減少污染物直接關系到效率損失，其影響發電的經濟價值。

發明內容

根據本發明的一方面，提供了一種分體式熱回收蒸汽發生器(HRSG)裝置，其用于減少從用以發電的渦輪機系統放出的廢氣中的排放，該渦輪機系統包括：壓縮機；燃燒器，其流體地聯接至壓縮機并布置在壓縮機下游；以及，渦輪，其流體地聯接至燃燒器并布置在燃燒器下游以接收燃燒氣體，并且流體地連接至壓縮機以接收冷卻和泄漏流體。該裝置包括：第一HRSG，其聯接至渦輪并由此能接收廢氣的一部分以輸送該廢氣的部分到壓縮機；第二HRSG，其聯接至渦輪并由此能接收廢氣的其余部分，其包括順序地布置在其中的NOx催化劑和CO催化劑以便從廢氣移除NOx和CO；以及，空氣噴射設備，其用以在NOx催化劑與CO催化劑之間噴射空氣到第二HRSG內以便于CO催化劑處的CO消耗。

根據本發明的另一方面，提供了一種用以發電的系統并且其包括渦輪機。該渦輪機包括：壓縮機；燃燒器，其流體地聯接至壓縮機并布置在壓縮機下游；以及，渦輪，其流體地聯接至燃燒器并布置在燃燒器下游以便接收燃燒氣體，并且流體地連接至壓縮機以便接收冷卻和泄漏流體。該系統還包括：第一熱回收蒸汽發生器(HRSG)，其聯接至渦輪并由此能接收從渦輪輸出的廢氣的一部分，第一HRSG被配置成輸送該廢氣的部分到壓縮機；第二HRSG，其聯接至渦輪并由此能接收從渦輪輸出的廢氣的其余部分，其包括順序地布置在其中的NOx催化劑和CO催化劑以便處理接收的廢氣；以及，空氣噴射設備，其用以在NOx催化劑與CO催化劑之間噴射空氣到第二HRSG內以便于CO催化劑處的CO消耗。

根據本發明的還有另一方面，提供了一種操作用以發電的渦輪機系統的方法，并且其包括：允許在第一HRSG中接收渦輪機排氣的一部分以用于輸送至渦輪機的壓縮機，并且在第二HRSG中接收渦輪機排氣的其余部分，其中在第二HRSG中消耗GT發動機排氣中的NOx和CO；感測NOx和CO消耗是否基本完全；以及，在NOx消耗不完全的情況下，調節分別在第一HRSG和第二HRSG中接收的該渦輪機排氣的部分與其余部分的相對量；以及，在CO消耗不完全的情況下，調節噴射到第二HRSG內的空氣量。

這些和其它優點與特征從結合附圖的下述描述將變得更加顯而易見。

附圖說明

被認為是本發明的主題在說明書的所附權利要求中特別地指出并明確地根據權利提出要求。本發明的前述和其它特征與優點從結合附圖的下述詳細描述中是顯而易見的，其中：

圖1是帶有渦輪發動機和分體式熱回收蒸汽發生器(HRSG)裝置的系統的示意圖；

圖2是用于圖1的系統的控制器的示意圖；

圖3是用于圖1的系統的排氣系統的示意圖；以及

圖4是示出操作圖1的系統的方法的流程圖。

該詳細描述參照附圖通過示例的方式與優點和特征一起解釋了本發明的實施例。

部件列表

系統????????????????????????????????10

燃氣渦輪(GT)發動機??????????????????20

壓縮機??????????????????????????????21