[發明專利]廢熱回收系統和使用廢熱的方法

無效

• 申請號: 201210041893.5
• 申請日: 2012-02-13
• 公開（公告）號: CN102635415A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: R·W·泰勒
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01K27/00
• 分類號: F01K27/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李強;譚祐祥

技術領域

本發明的領域大體涉及動力發生系統，并且更具體而言，涉及用于動力發生系統的廢熱回收系統和使用廢熱的方法。

背景技術

至少一些已知的動力發生系統(例如聯合循環系統)包括空氣壓縮機、燃氣輪機發動機、熱回收蒸汽發生器(HRSG)、蒸汽輪機和氣體分離系統。對于燃燒而言最佳的氣體從氣體源引導到燃氣輪機發動機，以使得燃氣輪機發動機能夠產生動力輸出。來自燃氣輪機發動機的排氣被引導到HRSG，其中，排氣轉換成蒸汽。然后蒸汽被引導到蒸汽輪機，以用其產生動力。

氣體源還可包括對于燃燒而言不是最佳的各種組分，例如硫化氫氣體(H₂S)、二氧化碳氣體(CO₂)和/或氮氣(N₂)。因而，來自氣體源的氣體可被引導到氣體分離系統，其中，不可燃氣體與可燃氣體分離，使得僅可燃氣體被引導到燃氣輪機發動機。例如，可通過氣體分離隔膜來分離氣體，其中，取決于使用的隔膜的類型，諸如甲烷氣體的可燃氣體無法傳送通過隔膜，而成為滲余物的一部分，并且其它氣體傳送通過隔膜，而成為滲透物的一部分。

滲余物中的氣體被引導到燃氣輪機發動機，以用于動力產生過程中。相反，滲透物不立即用于動力產生過程。但是，事實上，滲透物可包含可燃氣體，例如甲烷氣體。更具體而言，在這樣的分離過程中使用的已知的氣體分離隔膜不是完全選擇性的，而是允許可燃氣體的一部分傳送通過隔膜。由于不將滲透物立即用作動力產生過程的一部分，所以滲透物內的可燃氣體就代表系統的損失，因為可用于動力產生的所有能量沒有完全得到利用。

發明內容

在一個實施例中，提供一種廢熱回收系統。該廢熱回收設備包括氣體分離設備，氣體分離設備包括腔室和定位在腔室內的至少一個隔膜。氣體分離設備構造成產生至少包括可燃氣體的滲余物和至少包括廢氣的滲透物，其中，廢氣至少包括不可燃氣體。此外，該廢熱回收系統包括聯接到氣體分離設備上的燃燒器，其中，燃燒器構造成接收滲透物，以及燃燒滲透物，使得用滲透物產生熱。另外，熱回收蒸汽發生器聯接到燃燒器上，并且構造成回收燃燒器產生的熱。

在另一個實施例中，提供一種動力發生系統。該動力發生系統包括至少一個渦輪發動機和聯接到渦輪發動機上的廢熱回收系統。廢熱回收設備包括氣體分離設備，氣體分離設備包括腔室和定位在腔室內的至少一個隔膜。氣體分離設備構造成產生至少包括可燃氣體的滲余物和至少包括廢氣的滲透物，其中，廢氣至少包括不可燃氣體。此外，廢熱回收系統包括聯接到氣體分離設備上的燃燒器，其中，燃燒器構造成接收滲透物，以及燃燒滲透物，使得用滲透物產生熱。另外，熱回收蒸汽發生器聯接到燃燒器上，并且構造成回收燃燒器產生的熱。

在又一個實施例中，提供一種使用廢熱的方法。該方法包括通過至少一個隔膜來分離氣態成分的混合物，以產生至少包括可燃氣體的滲余物和至少包括廢氣的滲透物，其中，廢氣至少包括不可燃氣體。滲透物被引導到燃燒器，并且通過燃燒器來燃燒滲透物，使得產生熱。此外，燃燒器產生的熱由熱回收蒸汽發生器回收。

附圖說明

圖1是示例性動力發生系統的方框圖；

圖2是可用于圖1中顯示的動力發生系統的廢熱回收系統的方框圖；以及

圖3是使用廢熱的示例性方法的流程圖，該方法使用了圖2中顯示的廢熱回收系統。

部件列表

100動力發生系統

102燃氣輪機發動機

104蒸汽輪機發動機

106第一電力發電機

108第二電力發電機

110廢熱回收系統

112流體管道

114排氣管道

116蒸汽管道

120油井

124分離系統

128流體管道

130空氣壓縮機

136流體管道

204氣體分離設備

206入口

208入口第一端部分

210入口第二端部分

212分離腔室

216隔膜

218腔室高壓區段

222腔室低壓區段

230相關聯的箭頭

236泵

240第一出口

242第二出口

250燃燒器

256壓縮機

260熱回收蒸汽發生器(HRSG)

266高壓(HP)過熱器區段

268再熱器/中壓(RH/IP)區段