[發(fā)明專利]用于擴展聯(lián)合循環(huán)動力裝置的最低調低負載的系統(tǒng)和方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410033373.9
• 申請日: 2014-01-24
• 公開（公告）號: CN103967614A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設計）人: 金基亨;S.C.古倫
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F02C3/22
• 分類號: F02C3/22;F01K23/10
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;譚祐祥

技術領域

本文公開的主題涉及動力裝置，并且更特別地，涉及動力裝置中的排放合規(guī)性。

背景技術

聯(lián)合循環(huán)動力裝置結合燃氣渦輪系統(tǒng)與蒸汽渦輪系統(tǒng)，以在減少能量浪費的同時產生電。在運行中，燃氣渦輪系統(tǒng)燃燒燃料-空氣混合物，以產生旋轉能，該旋轉能驅動負載(即，產生電功率)。燃燒氣體可包括各種燃燒副產物，諸如一氧化碳(CO)、氧化氮(NO_x)、二氧化碳(CO₂)等。為了減少能量浪費，聯(lián)合循環(huán)動力裝置使用燃氣渦輪系統(tǒng)排氣中的熱能來產生蒸汽，用于在蒸汽渦輪系統(tǒng)中使用。不幸的是，電網可接收來自各種源的功率，從而降低聯(lián)合循環(huán)動力裝置功率生產要求(即，負載)。功率要求降低可導致裝置中的燃氣渦輪在最低排放合規(guī)負載(MECL)約束之外運行(即，關于它們的負載，超過排氣排放水平)。因此，聯(lián)合循環(huán)動力裝置可更頻繁地開啟和關閉，以便遵守排放規(guī)范，并且因而除了別的之外提高維護成本以及啟動成本。

發(fā)明內容

在下面概括在范圍上與最初要求權利的本發(fā)明相稱的某些實施例。這些實施例不意圖限制要求權利的本發(fā)明的范圍，而是相反地，這些實施例僅意圖提供本發(fā)明的可能形式的簡要概括。實際上，本發(fā)明可包含可與在下面提出的實施例相似或不同的各種形式。

在一個實施例中，一種系統(tǒng)包括燃氣渦輪系統(tǒng)和電解單元，該電解單元構造成產生氫氣，用于降低燃氣渦輪系統(tǒng)的最低排放合規(guī)負載。

在另一個實施例中，一種系統(tǒng)包括：構造成用燃燒氣體驅動負載的燃氣渦輪系統(tǒng)；熱回收蒸汽發(fā)生器，其構造成通過從燃燒氣體中回收熱來產生蒸汽；以及電解單元，其構造成接收來自熱回收蒸汽發(fā)生器的蒸汽，用于在產生氫氣時使用，以降低燃氣渦輪系統(tǒng)的最低排放合規(guī)負載。

在另一個實施例中，一種方法包括在電解單元中產生氫氣，以存儲容器捕捉氫氣，監(jiān)測燃氣渦輪系統(tǒng)的至少一個參數(shù)，以及將氫氣發(fā)送到燃氣渦輪系統(tǒng)中，以響應于至少一個參數(shù)降低最低排放合規(guī)負載。

一種系統(tǒng)，包括：燃氣渦輪系統(tǒng)；以及電解單元，其構造成產生氫氣，用于降低燃氣渦輪系統(tǒng)的最低排放合規(guī)負載。

優(yōu)選地，電解單元構造成用蒸汽供應產生氫氣。

優(yōu)選地，系統(tǒng)包括由燃氣渦輪系統(tǒng)驅動的第一發(fā)電機。

優(yōu)選地，第一發(fā)電機構造成對電解單元供應電功率。

優(yōu)選地，系統(tǒng)包括熱回收蒸汽發(fā)生器，其構造成從燃氣渦輪系統(tǒng)輸出的排氣中回收熱，用回收的熱產生蒸汽，并將蒸汽供應給電解單元。

優(yōu)選地，系統(tǒng)包括聯(lián)接到熱回收蒸汽發(fā)生器上的蒸汽渦輪系統(tǒng)。

優(yōu)選地，系統(tǒng)包括由蒸汽渦輪系統(tǒng)驅動的第二發(fā)電機。

優(yōu)選地，第二發(fā)電機構造成將電功率供應給電解單元。

優(yōu)選地，系統(tǒng)包括存儲容器，其構造成存儲電解單元產生的氫氣，以供燃氣渦輪系統(tǒng)使用。

一種系統(tǒng)，包括：燃氣渦輪系統(tǒng)，其構造成用燃燒氣體驅動負載；熱回收蒸汽發(fā)生器，其構造成通過從燃燒氣體中回收熱來產生蒸汽；以及電解單元，其構造成接收來自熱回收蒸汽發(fā)生器的蒸汽，用于在產生氫氣時使用，以降低燃氣渦輪系統(tǒng)的最低排放合規(guī)負載。

優(yōu)選地，系統(tǒng)包括構造成捕捉電解單元產生的氫的存儲容器。

優(yōu)選地，系統(tǒng)包括控制器，其構造成基于指示燃氣渦輪系統(tǒng)上的負載的至少一個監(jiān)測參數(shù)，來控制氫氣從電解單元供應到燃氣渦輪系統(tǒng)。

優(yōu)選地，控制器構造成當監(jiān)測參數(shù)指示負載低于閾值水平時，將氫氣發(fā)送到燃氣渦輪系統(tǒng)。

優(yōu)選地，系統(tǒng)包括第一發(fā)電機，其聯(lián)接到燃氣渦輪系統(tǒng)上，并且構造成產生功率供電解單元使用。

優(yōu)選地，系統(tǒng)包括第二發(fā)電機，其聯(lián)接到蒸汽渦輪系統(tǒng)上，并且構造成產生功率供電解單元使用。

一種方法，包括：在電解單元中產生氫氣；以存儲容器捕捉氫氣；監(jiān)測燃氣渦輪系統(tǒng)的至少一個參數(shù)；以及將氫氣發(fā)送到燃氣渦輪系統(tǒng)中，以響應于至少一個參數(shù)來降低最低排放合規(guī)負載。

優(yōu)選地，該方法產生氫氣包括在電解單元中將蒸汽電解成氫氣和氧。

優(yōu)選地，該方法包括在熱回收蒸汽發(fā)生器中產生蒸汽，以及將蒸汽供應到電解單元。

優(yōu)選地，該方法包括在電解單元中產生蒸汽。

優(yōu)選地，該方法包括用聯(lián)接到燃氣渦輪系統(tǒng)、蒸汽渦輪系統(tǒng)或它們的組合上的發(fā)電機來產生電功率，用于在電解單元中使用。

附圖說明

當參考附圖閱讀下列詳細描述時，將更好地理解本發(fā)明的這些和其它的特征、方面和優(yōu)點，其中，同樣的標記在所有附圖中表示同樣的部件，其中：