[發(fā)明專利]通過控制低排放渦輪系統(tǒng)中的化學(xué)計量燃燒用于發(fā)電的集成系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280014352.1
• 申請日: 2012-03-05
• 公開（公告）號: CN103958852B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: R·A·亨廷頓;S·K·達安卡;O·A·斯特斯;F·F·米特里克爾
• 申請（專利權(quán)）人: 埃克森美孚上游研究公司
• 主分類號: F02B47/08
• 分類號: F02B47/08
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11245
• 代理人: 趙蓉民

1.一種用于維持化學(xué)計量燃燒的集成系統(tǒng)，包括：

氣體渦輪系統(tǒng)，所述氣體渦輪系統(tǒng)包括配置為在存在壓縮的再循環(huán)流的情況下燃燒一種或更多種氧化劑和一種或更多種燃料的燃燒室，其中所述燃燒室將第一排放流引導(dǎo)到膨脹器，從而生成排氣流并且至少部分地驅(qū)動主壓縮機；

入口壓縮機，所述入口壓縮機配置為壓縮所述一種或更多種氧化劑以生成壓縮的氧化劑流并將所述壓縮的氧化劑流引導(dǎo)到所述燃燒室；以及

排氣再循環(huán)系統(tǒng)，其中所述主壓縮機壓縮所述排氣流并由此生成所述壓縮的再循環(huán)流；

其中所述排氣流的一部分從所述排氣再循環(huán)系統(tǒng)轉(zhuǎn)向，并與所述一種或更多種氧化劑組合，從而形成被引導(dǎo)到所述燃燒室的組合的氧化劑排氣流；以及

其中在所述燃燒室中的反應(yīng)條件是化學(xué)計量的或基本化學(xué)計量的。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中從所述排氣再循環(huán)系統(tǒng)轉(zhuǎn)向的所述排氣流的所述部分在所述入口壓縮機上游與所述一種或更多種氧化劑組合。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中在所述壓縮的氧化劑流進入所述燃燒室之前，從所述排氣再循環(huán)系統(tǒng)轉(zhuǎn)向的所述排氣流的所述部分在所述入口壓縮機下游與所述壓縮的氧化劑流組合。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中從所述排氣再循環(huán)系統(tǒng)轉(zhuǎn)向的所述排氣流的所述部分從所述主壓縮機提取并且被注入到所述入口壓縮機中。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中所述主壓縮機包括兩個或更多級，并且所述排氣流在級間從所述主壓縮機提取。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中所述入口壓縮機包括兩個或更多個級，并且所述排氣流在級間被注入到所述入口壓縮機。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述排氣再循環(huán)系統(tǒng)包括配置為接收并冷卻所述排氣流的至少一個冷卻單元，以及配置為在將冷卻的再循環(huán)氣體引導(dǎo)到所述主壓縮機之前接收所述排氣流并增大所述排氣流的壓力的至少一個鼓風(fēng)機。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中從所述排氣再循環(huán)系統(tǒng)轉(zhuǎn)向的所述排氣流的所述部分從自所述鼓風(fēng)機流動到所述冷卻單元的所述排氣流轉(zhuǎn)向。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進一步包括一個或更多個比率控制器，所述一個或更多個比率控制器配置為調(diào)整進入到所述燃燒室的所述組合的氧化劑排氣流與所述一種或更多種燃料的流量，從而維持氧化劑與燃料的固定的比率。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進一步包括一個或更多個冷卻裝置，所述一個或更多個冷卻裝置配置為在所述一種或更多種氧化劑被引入到所述入口壓縮機之前將所述一種或更多種氧化劑冷卻。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，進一步包括分離器，所述分離器配置為從所述冷卻裝置接收冷卻的氧化劑，并且在所述氧化劑流被引入到所述入口壓縮機之前從所述氧化劑流去除水滴。

12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述冷卻裝置是使用制冷劑作為冷卻流體的熱交換器。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述壓縮的再循環(huán)流包括補充或代替所述排氣流的蒸汽冷卻劑。

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，進一步包括水再循環(huán)回路，從而提供所述蒸汽冷卻劑。

15.一種發(fā)電的方法，包括：

在入口壓縮機中壓縮一種或更多種氧化劑，從而形成壓縮的氧化劑流；

在存在壓縮的再循環(huán)排氣的情況下，在燃燒室中燃燒所述壓縮的氧化劑流和至少一種燃料，由此生成排放流；

在膨脹器中將所述排放流膨脹，從而至少部分地驅(qū)動主壓縮機并生成排氣流；

將所述排氣流引導(dǎo)到排氣再循環(huán)系統(tǒng)，其中所述主壓縮機壓縮所述排氣流并且由此生成壓縮的再循環(huán)流；以及

將所述排氣流的一部分從所述排氣再循環(huán)系統(tǒng)轉(zhuǎn)向，并將所述排氣流的轉(zhuǎn)向的部分與所述一種或更多種氧化劑組合，從而形成引導(dǎo)到所述燃燒室的組合的氧化劑排氣流；

其中在所述燃燒室中的反應(yīng)條件是化學(xué)計量的或基本化學(xué)計量的。

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中從所述排氣再循環(huán)系統(tǒng)轉(zhuǎn)向的所述排氣流的所述部分在所述入口壓縮機上游與所述一種或更多種氧化劑組合。