專利名稱：：用于運(yùn)行燃?xì)馔钙降姆椒ㄒ约坝糜趯?shí)施該方法的燃?xì)馔钙降闹谱鞣椒?br>技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及發(fā)電站技術(shù)的領(lǐng)域。它涉及一種按照權(quán)利要求1的前序部分所述的用于運(yùn)行(固定的)燃?xì)馔钙降姆椒?，以及涉及一種用于實(shí)施該方法的燃?xì)馔钙健?br>背景技術(shù)：
：帶有中間再熱的燃?xì)馔钙?中間再熱式燃?xì)馔钙?是公知的(例如參見(jiàn)US-A-5,577,378或"現(xiàn)有技術(shù)的燃?xì)馔钙街钚潞?jiǎn)介，"ABB評(píng)論02/1997,圖15,透平類型GT26),它將靈活的運(yùn)行與非常低的廢氣排放值相結(jié)合。類型GT26的燃?xì)馔钙降臋C(jī)器構(gòu)造是獨(dú)特的和極佳地適合于實(shí)現(xiàn)是本發(fā)明的主題的構(gòu)思，因?yàn)?在壓縮機(jī)的情況下就已經(jīng)具有在中級(jí)壓縮機(jī)壓力下的壓縮機(jī)空氣的相當(dāng)大的分流，-順次燃燒的構(gòu)思可以實(shí)現(xiàn)燃燒穩(wěn)定性的提高同時(shí)減少過(guò)剩氧氣值，和-存在二次空氣系統(tǒng)，它可以實(shí)現(xiàn)從壓縮機(jī)中分流空氣，將該空氣冷卻和將冷卻的空氣用于冷卻燃燒室和透平。具有中間再熱的公知燃?xì)馔钙降脑硎居趫Di中。燃?xì)馔钙?1,它是聯(lián)合循環(huán)發(fā)電站10的一部分，包括兩個(gè)布置在一個(gè)公共的軸15上的相互前后連接的壓縮機(jī)，即低壓壓縮機(jī)13和高壓壓縮機(jī)14,以及兩個(gè)燃燒室，即高壓燃燒室18和中間再熱燃燒室19,和所配屬的透平，即高壓透平16和^^壓透平17。軸15驅(qū)動(dòng)發(fā)電才幾12。設(shè)備的工作方式如下:空氣通過(guò)空氣入口20由低壓壓縮機(jī)13吸入，和先被壓縮到中間壓力水平(大約20bar)。然后高壓壓縮機(jī)14繼續(xù)將空氣壓縮到高壓水平(大約32bar)。冷卻空氣不僅在中間壓力水平而且在高壓水平下^皮分流和在所配屬的OTC冷卻器(OTC=QnceIhroughCooler(—次通流冷卻器或直流冷卻器))23和24中#1冷卻并且通過(guò)冷卻管道25和26為了冷卻被繼續(xù)引導(dǎo)到燃燒室18,19和透平16,17。來(lái)自高壓壓縮機(jī)14的留下的空氣被引向高壓燃燒室18,并且在那里通過(guò)燃燒由燃料供給管線21供入的燃料被加熱。形成的廢氣則在隨后的高壓透平16中在做功下膨脹到中級(jí)壓力水平。在廢氣膨脹之后，在它在隨后的低壓透平17中在做附加的功下進(jìn)行膨脹之前，它在中間再熱燃燒室19中通過(guò)燃燒由燃料供給管線22供入的燃料而被再次加熱。通過(guò)冷卻管線25,26流動(dòng)的冷卻空氣噴入到燃燒室18，19和透平16,17的合適的地點(diǎn)，以便將材料溫度限制在合理的尺度上。從低壓透平17出來(lái)的廢氣通過(guò)廢熱蒸汽發(fā)生器27(HRSG=geatRecovery§teamGenerator)發(fā)送用于產(chǎn)生蒸汽，該蒸汽在水-蒸汽回^^內(nèi)流動(dòng)通過(guò)蒸汽透平29和在那里做出附加的功。在廢氣流過(guò)廢熱蒸汽發(fā)生器27之后，廢氣最后通過(guò)廢氣管線28向外排出。OTC冷卻器23,24是水-蒸汽回路的一部分;在它們的出口處產(chǎn)生過(guò)熱的蒸汽。通過(guò)在相互獨(dú)立的前后相繼設(shè)置的燃燒室18和19中的兩次燃燒，實(shí)現(xiàn)了大的運(yùn)行靈活性;燃燒室中的溫度可以這樣地調(diào)節(jié)，使得在存在的極限內(nèi)達(dá)到最大的效率。順次燃燒系統(tǒng)的低的廢氣值通過(guò)固有的低的排放值產(chǎn)生，該低的排放值可以在中間再熱情況下實(shí)現(xiàn)(在一定的條件下第二次燃燒甚至導(dǎo)致Nox的消耗)。在另一方面，具有在燃?xì)馔钙街械膯渭?jí)燃燒的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電站是公知的(例如參見(jiàn)US-A-4,785,622或US-B2-6，513,317),其中組合有煤汽化設(shè)備，以便提供燃?xì)馔钙剿枰男问綖閺拿褐蝎@取的合成氣的燃料。這種聯(lián)合循環(huán)發(fā)電站被稱為IGCC(IntegratedgasificationCombinedCycle(綜合汽化聯(lián)合循環(huán)))設(shè)備。本發(fā)明從這樣的認(rèn)識(shí)出發(fā)，即由于在IGCC設(shè)備中使用具有中間再熱的燃?xì)馔钙?，可以以特別的方式將這種類型的燃?xì)馔钙降膬?yōu)點(diǎn)用于該設(shè)備。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的任務(wù)是提出一種用于運(yùn)行與煤氣化器共同工作的燃?xì)馔钙降姆椒?，該方法的特征在于改善了效率并且可以利用現(xiàn)有的部件特別有利地實(shí)現(xiàn)，以及提供一種用于實(shí)施該方法的燃?xì)馔钙健Ｔ撊蝿?wù)通過(guò)權(quán)利要求1和6的特征的整體解決。主要的是具有中間再熱的燃?xì)馔钙奖粦?yīng)用在以來(lái)自煤氣化器的合成氣工作的燃?xì)馔钙皆O(shè)備中，它包括兩個(gè)燃燒室和兩個(gè)透平，其中在第一燃燒室中，合成氣在使用壓縮空氣下燃燒，和產(chǎn)生的熱燃?xì)庠诘谝煌钙街信蛎?，和其中在第二燃燒室中，合成氣在使用?lái)自第一透平的燃?xì)庀氯紵?，和產(chǎn)生的熱燃?xì)庠诘诙钙街信蛎?，和這樣地實(shí)施合成氣的產(chǎn)生，即產(chǎn)生的合成氣可以直接地輸送給第一燃燒室。按照本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施例的特征在于空氣分離在壓力>40bar下進(jìn)行，或煤的氣化在壓力〉40bar下進(jìn)行，或?qū)υ诿簹饣滦纬傻娜細(xì)膺M(jìn)行過(guò)濾并且燃?xì)獾倪^(guò)濾在壓力〉40bar下進(jìn)行，或?qū)υ诿簹饣滦纬傻娜細(xì)膺M(jìn)行C02的去除，和C02的去除在壓力>40bar下進(jìn)行。按照本發(fā)明的燃?xì)馔钙降囊粋€(gè)實(shí)施例的特征在于用于產(chǎn)生合成氣的設(shè)備包括空氣分離設(shè)備，和空氣分離設(shè)備在壓力MObar下工作，或用于產(chǎn)生合成氣的設(shè)備包括煤氣化器和煤氣化器在壓力〉40bar下工作，或用于產(chǎn)生合成氣的設(shè)備包括過(guò)濾設(shè)備和過(guò)濾設(shè)備在壓力〉40bar下工作，或用于產(chǎn)生合成氣的設(shè)備包括C02分離器和C02分離器在壓力〉40bar下工作。本發(fā)明以下根據(jù)實(shí)施例并結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。附圖中所示圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的具有中間再熱的燃?xì)馔钙交蝽槾稳紵穆?lián)合循環(huán)發(fā)電站簡(jiǎn)化示意圖；圖2是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、具有中間再熱的燃?xì)馔钙交蝽槾稳紵腎GCC設(shè)備的簡(jiǎn)化示意圖。具體實(shí)施方式在具有中間再熱的燃?xì)馔钙街?，如由類型GT26代表的和在圖1示出的那樣，空氣在中級(jí)壓力Ul-20bar(巴))和高壓(〉30bar)下從壓縮機(jī)13，14取出。第一燃燒室18需要在具有對(duì)應(yīng)于壓縮機(jī)13,14的最終壓力加上管線中和燃燒室中的壓力損失的壓力下的合成氣。在具有只帶有一個(gè)燃燒室的燃?xì)馔钙降某Ｒ?guī)的IGCC設(shè)備中，煤氣化器中的壓力大約為30bar。如果在這種設(shè)備中使用具有中間再熱的燃?xì)馔钙酱嬷粠в幸粋€(gè)燃燒室的燃?xì)馔钙剑瑒t來(lái)自煤氣化器的合成氣必須借助于一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)被從煤氣化器的最終壓力(大約30bar)壓縮到第一燃燒室的〉45bar的壓力水平。在另一方面，如果要將沒(méi)有中間再熱的燃?xì)馔钙降拿簹饣髦械膲毫μ岣叩嚼?0bar，就必須使用膨脹機(jī)，以便將合成氣膨脹到燃燒室的壓力水平。本發(fā)明的構(gòu)思在于，在具有帶中間再熱的燃?xì)馔钙降腎GCC設(shè)備中，使設(shè)備的煤氣化分支，其通常包括空氣分離設(shè)備，煤氣化器，燃?xì)膺^(guò)濾設(shè)備，和co2分離器，在與燃?xì)馔钙降牡谝蝗紵业膲毫λ较嗥ヅ涞摹⑽挥?0至65bar范圍的并且由此明顯高于沒(méi)有中間再熱的燃?xì)馔钙降膲毫λ降膲毫λ缴线\(yùn)行。由此避免使用附加的壓縮機(jī)來(lái)壓縮合成氣。在圖2中的強(qiáng)烈簡(jiǎn)化的示意圖中示出了一種按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的具有中間再熱的燃?xì)馔钙交蝽槾稳紵腎GCC設(shè)備，其適合于用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。聯(lián)合循環(huán)發(fā)電站30包括燃?xì)馔钙?1，它帶有低壓壓縮機(jī)13,隨后的高壓壓縮機(jī)14,高壓燃燒室18以及隨后的高壓透平16和中間再熱燃燒室19以及隨后的低壓透平17。壓縮機(jī)13,14和透平16，17支撐在公共的軸15上，通過(guò)該軸發(fā)電機(jī)12被驅(qū)動(dòng)。通過(guò)供給管線31，對(duì)燃燒室18和19供給作為燃料的合成氣，其通過(guò)在煤氣化器34中煤的氣化(煤輸入33)產(chǎn)生。煤氣化器34之后連接有用于合成氣的冷卻裝置35,過(guò)濾裝置36和C02分離器37,后者具有用于排放出032的C02出口38。為了在煤氣化器34中對(duì)煤進(jìn)行氣化，使用了在空氣分離設(shè)備32中獲取的并且通過(guò)氧氣管道32a輸送的氧氣(02)?？諝夥蛛x設(shè)備32低壓壓縮機(jī)13，14獲得壓縮空氣。也在分離中產(chǎn)生的氮?dú)?N2)例如通過(guò)氮?dú)夤艿?2b輸送給低壓燃燒室19。為了冷卻燃燒室18，19和透平16,17的被暴露給熱燃?xì)獾牟考瑝嚎s的冷卻空氣在兩個(gè)壓縮機(jī)13和14的出口放出，在后面連接的OTC冷卻器23或24中被冷卻和然后通過(guò)相應(yīng)的冷卻管線25和26輸送到要冷卻的部位。在低壓透平17的出口處布置廢熱蒸汽發(fā)生器27,它與連接的蒸汽透平29—起是水-蒸汽回路的一部分。從廢熱蒸汽發(fā)生器27出來(lái)的廢氣通過(guò)廢氣管線28排放到外部。在這種設(shè)備配置中，用于產(chǎn)生合成氣的設(shè)備分支，其包括空氣分離設(shè)備32,煤氣化器34，過(guò)濾設(shè)備36,和C02分離器37，現(xiàn)在被這樣地設(shè)計(jì)成和運(yùn)行，使得產(chǎn)生的合成氣可以被直接地輸送到第一燃燒室18。為此，或者空氣分離器32或者煤氣化器34,或者過(guò)濾設(shè)備36或者C02分離器37可以在壓力〉40bar下工作。為了將通過(guò)該設(shè)備分支流動(dòng)的燃?xì)膺_(dá)到所要求的壓力水平，可以在合適的地方設(shè)置一個(gè)附加的壓縮機(jī)39。附圖標(biāo)記表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>34煤氣化器35冷卻裝置36過(guò)濾裝置37C02分離器38C02出口39壓縮才幾權(quán)利要求1.用于運(yùn)行燃?xì)馔钙?11)的方法，該燃?xì)馔钙接绕涫怯迷诼?lián)合循環(huán)發(fā)電站(30)中，在該方法中空氣由燃?xì)馔钙?11)吸入和壓縮，壓縮的空氣被輸送到燃燒室(18，19)用于燃燒從煤中獲取的合成氣，和在燃燒中產(chǎn)生的熱燃?xì)庠陔S后的透平(16，17)中做功而膨脹，其中壓縮的空氣的一部分被分離成氧氣和氮?dú)猓脱鯕獗挥糜谠诿簹饣O(shè)備(34)產(chǎn)生合成氣和其中壓縮的空氣的一部分被用于冷卻燃?xì)馔钙?11)的承受熱燃?xì)庳?fù)荷的部分，其特征在于，-使用具有中間再熱的燃?xì)馔钙?11)，它包括兩個(gè)燃燒室(18，19)和兩個(gè)透平(16，17)，其中在第一燃燒室(18)中在使用壓縮空氣下在40-65bar的范圍的壓力下燃燒合成氣和使產(chǎn)生的熱燃?xì)庠诘谝煌钙?16)中膨脹，和其中在第二燃燒室中在使用來(lái)自第一透平(16)的燃?xì)庀氯紵铣蓺夂褪巩a(chǎn)生的熱燃?xì)庠诘诙钙?17)中膨脹，和-合成氣的產(chǎn)生這樣地實(shí)施，即產(chǎn)生的合成氣可以被直接地輸送給第一燃燒室(18)。2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，空氣分離在壓力>40bar下進(jìn)行。3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，煤的氣化在壓力>4Obar下進(jìn)行。4.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對(duì)煤氣化中產(chǎn)生的燃?xì)膺M(jìn)行過(guò)濾和對(duì)燃?xì)獾倪^(guò)濾在壓力〉40bar下進(jìn)行。5.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，從在煤氣化中產(chǎn)生的燃?xì)庵腥〕鯟02和CO2的取出在壓力〉40bar下進(jìn)行。6.用于實(shí)施按照權(quán)利要求1所述方法的燃?xì)馔钙?11),該燃?xì)馔钙?11)設(shè)計(jì)成具有中間再熱的燃?xì)馔钙胶桶ㄓ糜趬嚎s吸入的空氣的壓縮機(jī)(13,14)以及兩個(gè)燃燒室(18,19)和兩個(gè)透平(16,17),其中在第一燃燒室(18)中使用該壓縮的空氣并在40-65bar范圍的壓力下燃燒燃料和產(chǎn)生的熱燃?xì)庠诘谝煌钙?16)中膨脹，和其中在第二燃燒室中使用來(lái)自第一透平(16)的燃?xì)鈦?lái)燃燒燃料和產(chǎn)生的熱燃?xì)庠诘诙钙?17)中膨脹，其特征在于，設(shè)置有用于借助于煤的氣化從煤中產(chǎn)生合成氣的設(shè)備(32,39),其在出口側(cè)與燃燒室(18，19)連接并且對(duì)燃燒室U8，19)供給作為燃料的合成氣，和用于產(chǎn)生合成氣的設(shè)備(32，...，39)的出口側(cè)與第一燃燒室(18)直接連接。7.按照權(quán)利要求6所述的燃?xì)馔钙?，其特征在于，用于產(chǎn)生合成氣的設(shè)備(32,39)包括空氣分離設(shè)備(32)和該空氣分離設(shè)備(32)在壓力〉40bar下工作。8.按照權(quán)利要求6所述的燃?xì)馔钙?，其特征在于，用于產(chǎn)生合成氣的設(shè)備(32,39)包括煤氣化器(34),和該煤氣化器(34)在壓力〉40bar下工作。9.按照權(quán)利要求6所述的燃?xì)馔钙?，其特征在于，用于產(chǎn)生合成氣的設(shè)備(32,...，39)包括過(guò)濾設(shè)備(36)和該過(guò)濾設(shè)備(36)在壓力>40bar下工作。10.按照權(quán)利要求6所述的燃?xì)馔钙?，其特征在于，用于產(chǎn)生合成氣的設(shè)備(32，…，39)包括C02分離器(37)和該(302分離器(37)在壓力〉40bar下工作。全文摘要本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)行在聯(lián)合循環(huán)發(fā)電站(40)中的燃?xì)馔钙?11)的方法，在該方法中空氣由燃?xì)馔钙?11)吸入和壓縮，壓縮的空氣被輸送到燃燒室(18，19)用于燃燒從煤中獲取的合成氣，其中壓縮的空氣的一部分被分離成氧氣和氮?dú)?。在該方法中這樣實(shí)現(xiàn)改進(jìn)的效率，即使用具有中間再熱的燃?xì)馔钙?11)，它具有兩個(gè)燃燒室(18，19)和兩個(gè)透平(16，17)，其中在第一燃燒室(18)中用壓縮空氣燃燒合成氣和使產(chǎn)生的熱燃?xì)庠诘谝煌钙?16)中膨脹。在第二燃燒室中使用來(lái)自第一透平(16)的燃?xì)馊紵铣蓺夂褪巩a(chǎn)生的熱燃?xì)庠诘诙钙?17)中膨脹，和合成氣的產(chǎn)生這樣地實(shí)施，即產(chǎn)生的合成氣可以被直接地輸送給第一燃燒室(18)。文檔編號(hào)F02C3/28GK101238341SQ200680028970公開(kāi)日2008年8月6日申請(qǐng)日期2006年8月7日優(yōu)先權(quán)日2005年8月10日發(fā)明者E·本茨,M·維爾薩姆申請(qǐng)人:阿爾斯托姆科技有限公司