[發明專利]燃氣渦輪加熱的流體用于還原劑蒸發的用途

在審

• 申請號: 201710221051.0
• 申請日: 2017-04-06
• 公開（公告）號: CN107448323A
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: B.A.基佩爾;C.C.弗雷斯
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F02G5/04
• 分類號: F02G5/04;B01D53/94;B01D53/56
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 萬欣,李強

技術領域

本文公開的主題涉及渦輪系統，更具體地，涉及用于向燃氣渦輪系統的還原劑蒸發系統提供熱的系統和方法。

背景技術

燃氣渦輪系統通常包括至少一個燃氣渦輪發動機，燃氣渦輪發動機具有壓縮機、燃燒器和渦輪。燃燒器被構造成用以燃燒燃料和壓縮空氣的混合物，以產生熱燃燒氣體，繼而熱燃燒氣體驅動渦輪的輪葉。燃氣渦輪發動機產生的廢氣可能包括某些副產品，例如氮氧化物(NO_x)、硫氧化物(SO_x)、碳氧化物(CO_x)和未燃燒的碳氫化合物。與這樣的燃氣渦輪系統相關聯的某些處理系統可以用來在將廢氣從系統釋放之前去除或者顯著減少廢氣中這些副產品的量。

發明內容

以下將概述在范圍上與初始要求保護的發明相當的某些實施例。這些實施例并不用來限制要求保護的發明的范圍，而是僅僅用來提供本發明的可能形式的簡要概述。實際上，本發明可以涵蓋與以下所述實施例類似或不同的各種形式。

根據本發明的一方面，本發明提供一種系統，包括：燃氣渦輪發動機，其可以燃燒燃料以產生動力和廢氣；廢氣路徑，其與燃氣渦輪發動機流體連通并且可以接納來自燃氣渦輪發動機的廢氣；以及還原劑模塊(reductant skid)，其流體地聯接到廢氣路徑。還原劑模塊包括被構造成將還原劑供應到廢氣路徑的注射系統。該系統還包括流動路徑，該流動路徑與廢氣路徑分開并且流體地聯接燃氣渦輪發動機和還原劑模塊。第一流動路徑可以將第一加熱流體供應到還原劑模塊以有助于還原劑的蒸發。

根據本發明的一個實施例，所述流體路徑從壓縮機排氣出口延伸到所述還原劑模塊，使得所述第一加熱流體包括來自所述燃氣渦輪發動機的壓縮機排出空氣。

根據本發明的一個實施例，所述流體路徑從所述燃氣渦輪發動機的廢氣出口延伸到所述還原劑模塊，使得所述第一加熱流體包括來自所述燃氣渦輪發動機的廢氣。

根據本發明的一個實施例，所述流動路徑流體地聯接到所述燃氣渦輪發動機的壓縮機區段和設置在所述還原劑模塊中的加熱系統，其中所述加熱系統被構造成接納所述第一加熱流體和所述還原劑的流，并且引起所述第一加熱流體和所述還原劑之間的熱交換以使得所述還原劑蒸發。

根據本發明的一個實施例，所述流動路徑流體地聯接到所述燃氣渦輪發動機的渦輪區段和設置在所述還原劑模塊中的加熱系統，其中所述加熱系統被構造成接納所述第一加熱流體和所述還原劑的流，并且引起所述第一加熱流體和所述還原劑之間的熱交換以蒸發所述還原劑。

根據本發明的一個實施例，所述系統包括控制系統，所述控制系統包括一個或多個實體的、非暫時性的、機器可讀取的介質，所述介質具有用以在所述燃氣渦輪發動機的啟動期間控制所述第一加熱流體從所述燃氣渦輪發動機的壓縮機區段到所述注射系統的流動的指令，其中所述第一加熱流體包括壓縮機排出空氣。

根據本發明的一個實施例，所述一個或多個實體的、非暫時性的、機器可讀取的介質還包括用以在所述燃氣渦輪發動機的穩態操作期間從使所述壓縮機排出空氣流動到所述還原劑模塊過渡到使第二加熱流體流動到所述還原劑模塊的指令。

根據本發明的一個實施例，所述第二加熱流體包括在所述燃氣渦輪發動機中產生的廢氣。

根據本發明的一個實施例，所述系統是簡單循環系統。

根據本發明的另一方面，本發明提供一種系統，包括：燃氣渦輪發動機，其可以燃燒燃料并產生廢氣；廢氣路徑，其可以接納來自燃氣渦輪發動機的廢氣；以及還原劑模塊，其流體地聯接到廢氣路徑。還原劑模塊包括加熱系統和注射系統，該加熱系統可以蒸發還原劑，該注射系統可以將蒸發的還原劑供應到廢氣路徑。該系統還包括第一流動路徑，該第一流動路徑與廢氣路徑分開并且流體地聯接燃氣渦輪發動機的第一區段和還原劑模塊。第一流動路徑可以將第一加熱流體供應到還原劑模塊，第二流動路徑與廢氣路徑和第一流動路徑分開。第二流動路徑流體地聯接到燃氣渦輪發動機的第二區段和還原劑模塊，第二流動路徑可以將第二加熱流體供應到還原劑模塊。

根據本發明的一個實施例，所述第二加熱流體包括來自所述燃氣渦輪發動機的廢氣的至少一部分。

根據本發明的一個實施例，所述系統包括熱交換器，所述熱交換器沿著第三流動路徑設置在所述還原劑模塊中，所述第三流動路徑流體地聯接到所述第一流動路徑和所述第二流動路徑，其中所述熱交換器被構造成加熱所述第一加熱流體。