專利名稱：用于在動力設(shè)備中預(yù)熱燃料的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文所述的主題主要涉及動力生成系統(tǒng)，并且更具體地涉及用于在動力設(shè)備中預(yù)熱(或預(yù)先加熱)燃料的系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
至少一些公知的動力生成系統(tǒng)包括多級熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)，其在燃氣渦輪發(fā)動機的排氣中由各個相繼的級逐漸地產(chǎn)生等級更低的蒸汽。HRSG使用從來自于燃氣渦輪發(fā)動機的排出氣體引出的等級相對較高的熱量。公知的HRSG能夠在HRSG的高壓級或區(qū)段中產(chǎn)生壓力相對較高的蒸汽。在高壓級中對氣體除熱之后，氣體經(jīng)引導通向中壓級，在其中，較冷氣體僅能夠產(chǎn)生壓力相對較低的蒸汽或中壓蒸汽。為了提高公知動力設(shè)備的操作效率，供送至燃氣渦輪發(fā)動機的燃料通常進行預(yù)熱。在至少一些公知的動力生成系統(tǒng)中，為了對燃料預(yù)熱，將水從HSRG的區(qū)段引導至多級燃料加熱器。然而，在通常公知的動力生成系統(tǒng)中，燃氣渦輪發(fā)動機必須在排出氣體以足夠的熱量使HRSG能夠產(chǎn)生溫度足夠的熱水來用于預(yù)熱燃料之前，以啟動操作來運行一段時間。在啟動操作期間，燃料包含較低溫度，該較低溫度致使燃氣輪機以需要增加燃料消耗的較低效率的操作負載進行操作。

發(fā)明內(nèi)容
在一個實施例中，提供了一種用于組裝結(jié)合動力生成系統(tǒng)使用的燃料供送系統(tǒng)的方法。該方法包括將燃料加熱器聯(lián)接到燃料源上以便加熱燃料。第一加熱組件聯(lián)接到燃料加熱器上以便加熱引導至燃料加熱器的第一水流。熱回收蒸汽發(fā)生器組件聯(lián)接到燃料加熱器上以便將第二熱水流引導至燃料加熱器。閥組件聯(lián)接在第一加熱組件、熱回收蒸汽發(fā)生器組件以及燃料加熱器之間，以便使來自第一加熱組件和熱回收蒸汽發(fā)生器組件的熱水流能夠有選擇地弓I導至燃料加熱器。在另一實施例中，提供了一種結(jié)合動力生成系統(tǒng)使用的燃料供送系統(tǒng)。該燃料供送系統(tǒng)包括聯(lián)接成與燃料源流動連通的燃料加熱器。燃料加熱器用于加熱從燃料源供送的燃料。第一加熱組件聯(lián)接成與燃料加熱器流動連通以便加熱引導至燃料加熱器的第一水流。熱回收蒸汽發(fā)生器組件聯(lián)接成與燃料加熱器流動連通以便將第二熱水流引導至燃料加熱器。閥組件聯(lián)接在第一加熱組件、熱回收蒸汽發(fā)生器組件和燃料加熱器之間，以便使來自第一加熱組件和熱回收蒸汽發(fā)生器組件的熱水流能夠有選擇地引導至燃料加熱器。在又一實施例中，提供了一種動力生成系統(tǒng)。該動力生成系統(tǒng)包括燃氣渦輪發(fā)電機組件、熱聯(lián)接到燃氣渦輪發(fā)電機組件上以便接收從燃氣渦輪發(fā)電機組件引出的至少一部分排出氣體的蒸汽發(fā)生器組件，以及聯(lián)接到燃氣渦輪發(fā)電機組件上以便將熱燃料流引導至燃氣渦輪發(fā)動機組件的燃料供送系統(tǒng)。該燃料供送系統(tǒng)包括聯(lián)接成與燃料源流動連通的燃料加熱器。燃料加熱器用于加熱從燃料源供送的燃料。第一加熱組件聯(lián)接成與燃料加熱器流動連通以便加熱引導至燃料加熱器的第一水流。熱回收蒸汽發(fā)生器組件聯(lián)接成與燃料加熱器流動連通以便將第二熱水流引導至燃料加熱器。閥組件聯(lián)接在第一加熱組件、熱回收蒸汽發(fā)生器組件和燃料加熱器之間，以便使來自第一加熱組件和熱回收蒸汽發(fā)生器組件的熱水流能夠有選擇地弓I導至燃料加熱器。


圖1為示例性動力生成系統(tǒng)的簡圖。圖2為可結(jié)合圖1中所示的動力生成系統(tǒng)使用的示例性燃料供送系統(tǒng)的簡圖。圖3為可結(jié)合圖1中所示的動力生成系統(tǒng)使用的備選燃料供送系統(tǒng)的簡圖。零件清單5動力生成系統(tǒng)7燃氣渦輪發(fā)動機組件8蒸汽渦輪組件10壓縮機12燃燒器13 渦輪13燃氣渦輪14發(fā)電機15 導管16熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)17 管線18蒸汽渦輪19發(fā)電機20冷凝器21 導管24高壓(HP)區(qū)段26中壓(IP)區(qū)段30低壓(IP)區(qū)段31出口管路32燃料供送系統(tǒng)；34第一加熱組件36燃料性能加熱器38閥組件40熱燃料42第一熱水流44第二熱水流46入口流動導管48出口導管50冷卻流52傳感器
討控制系統(tǒng)56通信鏈路58顯示器60處理器110 第一導管112輔助鍋爐(boiler)組件114 第二導管116IP 節(jié)省器118第三導管124輔助鍋爐鍋筒(或輔助鍋爐鼓，auxiliary boiler drum)1 蒸發(fā)器128熱交換器或節(jié)省器130鍋爐給料泵132熱水泵134通道加壓流136 出口138 第一入口140飽和水流142飽和蒸汽流144 第二入口146 導管150燃管鍋爐罐(燃管鍋爐儲器，fired-tube boiler tank)152水管鍋爐罐154節(jié)省器導管156溫度傳感器158溫度控制閥160熱水流162溫度傳感器202控制器204存儲器206通信模塊208傳感器接口300備選燃料供送系統(tǒng)302第三熱交換器
具體實施例方式本文所述的示例性方法和系統(tǒng)通過提供例如有助于改善對燃料氣體流加熱的燃料氣體加熱組件來克服公知動力生成系統(tǒng)的缺點。此外，本文所述的實施例將來自輔助鍋爐系統(tǒng)的熱水流引導至燃料氣體加熱器，以便使燃料氣體加熱器能夠在HRSG獲得預(yù)定溫度之前對燃料預(yù)熱。此外，本文所述的實施例在燃氣渦輪發(fā)動機啟動操作期間將熱水流引導至燃料氣體加熱器，以有助于減少燃氣渦輪發(fā)動機啟動操作所需的時間且有助于燃氣渦輪發(fā)動機的快速啟動操作。圖1為示例性動力生成系統(tǒng)(或發(fā)電系統(tǒng))5的簡圖。在示例性實施例中，動力生成系統(tǒng)5包括頂部循環(huán)或燃氣渦輪發(fā)動機組件7，以及底部循環(huán)或蒸汽渦輪組件8。燃氣渦輪發(fā)動機組件7包括壓縮機10、燃燒器12，以及由排放自燃燒器12的氣體提供動力的渦輪 13。渦輪13驅(qū)動發(fā)電機14。蒸汽渦輪組件8包括熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG) 16和聯(lián)接到發(fā)電機19上的蒸汽渦輪18。來自于燃氣渦輪13的排出氣體經(jīng)引導穿過導管15通向HRSG 16，以便用于從排出氣體中回收廢熱。在示例性實施例中，HRSG 16包括高壓(HP)區(qū)段Μ、中壓(IP)區(qū)段沈和低壓(LP) 區(qū)段30。此外，在示例性實施例中，HRSG 16將等級較低的熱量從排出氣體逐漸地傳遞至通過各區(qū)段24，沈和30漸進地循環(huán)的水中。HP、IP和LP區(qū)段MJ6和30中的各個均可包括節(jié)省器、蒸發(fā)器、過熱器和/或供水加熱器或與相應(yīng)區(qū)段相關(guān)的其它預(yù)熱器，例如但不限于高壓區(qū)段預(yù)熱器，其中的任何一個或全部都可分成定位在區(qū)段(HP，IP, LP) 24, 26和/或 30的一個或多個中的多個熱交換器。水經(jīng)由導管21引導至HRSG 16，以便產(chǎn)生蒸汽。從引導至HRSG16的排出氣體中回收的熱量傳遞至HRSG 16中的水/蒸汽，以便用于產(chǎn)生經(jīng)由管線17供送至蒸汽渦輪18的蒸汽。應(yīng)當注意的是，管線17可包括多條蒸汽管線，以用于將產(chǎn)生的處于不同壓力水平的蒸汽供送至蒸汽渦輪18。來自于HRSG 16的已冷卻氣體經(jīng)由出口管路31以及經(jīng)由排氣管 (未示出)排放到大氣中。在示例性實施例中，動力生成系統(tǒng)5還包括燃料供送系統(tǒng)32以用于加熱引導至渦輪發(fā)動機組件7的燃料流40。此外，在示例性實施例中，燃料供送系統(tǒng)32聯(lián)接到第一加熱組件34和燃料性能加熱器36上。此外，閥組件38聯(lián)接在HRSG 16、第一加熱組件34以及性能加熱器36之間。HRSG 16和第一加熱組件34分別聯(lián)接到性能加熱器36上，且分別將熱水流引導至性能加熱器36。閥組件38聯(lián)接成與HRSG16和第一加熱組件34流動連通，以便使熱水流能夠有選擇地引導至性能加熱器36。更具體而言，第一熱水流42從第一加熱組件34經(jīng)由閥組件38引導至燃料性能加熱器36，和/或來自于HRSG 16的第二熱水流44 可經(jīng)由閥組件38有選擇地引導至燃料性能加熱器36。一旦進入性能加熱器36，則燃料40 經(jīng)引導穿過入口流動導管46，在其中，燃料40接收從第一熱水流42和/或第二熱水流44 傳遞來的熱量。受熱燃料40然后經(jīng)由出口導管48引導至燃燒器12，且冷卻的加熱水流50 再循環(huán)至冷凝器20。在操作期間，動力生成系統(tǒng)5由多個傳感器52監(jiān)測，這些傳感器52檢測燃氣渦輪發(fā)動機組件7、蒸汽渦輪組件8和/或燃料供送系統(tǒng)32的各種狀態(tài)。傳感器52可包括氣體傳感器、溫度傳感器、流量傳感器、速度傳感器、火焰檢測傳感器、閥位置傳感器，以及/或者感測與動力生成系統(tǒng)5的操作相關(guān)的各種參數(shù)的任何其它傳感器。如本文所用，用語" 參數(shù)"是指其值可用于限定動力生成系統(tǒng)5的操作狀態(tài)的物理性能，如溫度、壓力以及在限定位置處的氣流(量)。在示例性實施例中，控制系統(tǒng)M經(jīng)由通信鏈路56與傳感器52通信，該通信鏈路 56可在硬件和/或軟件中執(zhí)行。在一個實施例中，通信鏈路56根據(jù)由本文教導內(nèi)容指導的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所公知的任何有線或無線通信協(xié)議，遠程地傳輸數(shù)據(jù)信號往返于控制系統(tǒng)M。這些數(shù)據(jù)信號可包括但不限于以下信號，包括傳輸至控制系統(tǒng)M的表示傳感器 52操作狀態(tài)的信號和/或由控制系統(tǒng)M傳輸至傳感器52的各種命令信號?？刂葡到y(tǒng)M可為包括顯示器58和至少一個處理器60的計算機系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng) M使用傳感器輸入和來自于操作人員的指令執(zhí)行程序以控制動力生成系統(tǒng)的操作。使用者輸入功能性提供在用作用戶輸入選擇裝置的顯示器58中。在示例性實施例中，顯示器58 響應(yīng)于在顯示器58上的用戶按壓接觸來有選擇地執(zhí)行功能性。顯示器58還可包括以常規(guī)的廣為所知的方式操作的鍵區(qū)。因此，用戶可通過接觸顯示器58的表面來操作利用控制系統(tǒng)M可實現(xiàn)的期望功能。由控制系統(tǒng)M產(chǎn)生的命令致使傳感器52監(jiān)測動力生成系統(tǒng)5 的操作和啟動動力生成系統(tǒng)5上的其它控制設(shè)置。在本文所述的實施例中，存儲器可包括而不限于計算機可讀介質(zhì)如隨機存取存儲器(RAM)，以及計算機可讀非易失性介質(zhì)如閃速存儲器。作為備選，還可使用軟盤、壓縮光盤-只讀存儲器(CD-ROM)、磁光盤(MOD)和/或數(shù)字多用光盤(DVD)。另外，在本文所述的實施例中，輸入通道包括而不限于與操作人員界面相關(guān)聯(lián)的傳感器和/或計算機外圍設(shè)備。此外，在示例性實施例中，輸出通道可包括而不限于控制裝置、操作人員界面監(jiān)視器和 /或顯示器。本文所述的處理器處理從多個電氣和電子裝置傳送來的信息，這些電氣和電子裝置可包括而不限于傳感器、促動器、壓縮器、控制系統(tǒng)和/或監(jiān)測裝置。這些處理器可物理地定位在例如控制系統(tǒng)、傳感器、監(jiān)測裝置、臺式計算機、膝上型計算機、可編程序邏輯控制器(PLC)柜和/或分布式控制系統(tǒng)(DCQ柜中。RAM和儲存裝置儲存和傳遞信息和指令來由處理器予以執(zhí)行。RAM和儲存裝置還可用于在處理器執(zhí)行指令期間儲存和提供臨時變量、 靜止(即，不變的)信息和指令或其它中間信息到處理器中。所執(zhí)行的指令可包括而不限于動力生成系統(tǒng)5控制命令。指令序列的執(zhí)行不限于硬件電路和軟件指令的任何特定組合。圖2為可結(jié)合動力生成系統(tǒng)5 (圖1中所示)使用的示例性燃料供送系統(tǒng)32的簡圖。圖1中所示的構(gòu)件在圖2中標有相同的參考標號。在示例性實施例中，燃料供送系統(tǒng) 32包括聯(lián)接成與第一加熱組件34和HRSG 16流動連通的燃料性能加熱器36。至少一個閥組件38聯(lián)接成與燃料性能加熱器36、第一加熱組件34和HRSG 16流動連通，以便使熱水流能夠從第一加熱組件34和HRSG 16有選擇地引導至燃料性能加熱器36。閥組件38使第一熱水流42能夠經(jīng)由第一導管110引導至燃料性能加熱器36。在示例性實施例中，第一加熱組件34包括輔助鍋爐組件112，其將第一熱水流42經(jīng)由第二導管114排放至燃料性能加熱器36。HRSG 16包括IP節(jié)省器116，該節(jié)省器116將第二熱水流44經(jīng)由第三導管118 引導至燃料性能加熱器36。在示例性實施例中，閥組件38聯(lián)接成與第二導管114和第三導管118中的各個流動連通，以便使熱水流能夠從第二導管114和第三導管118有選擇地引導至第一導管110。在一個實施例中，閥組件38為三通閥。作為備選，閥組件38可為使燃料供送系統(tǒng)32能夠如本文所述那樣起作用的任何適合的閥。在示例性實施例中，閥組件38可在第一閥位置(圖2中所示)與第二閥位置(未示出)之間移動。在第一閥位置，第一熱水流42的流動從第一加熱組件34引導至燃料性能加熱器36，且阻止第二熱水流44從HRSG 16引導至燃料性能加熱器36。在第二閥位置， 第二熱水流44的流動從HRSG 16引導至燃料性能加熱器36，且阻止第一熱水流42從第一加熱組件34引導至燃料性能加熱器36。在燃料供送系統(tǒng)32操作期間，當來自于HRSG 16 的第二熱水流44的溫度小于預(yù)定溫度時，閥組件38處于第一閥位置。當?shù)诙崴?4的溫度大致等于或大于預(yù)定溫度時，閥組件38移動至第二閥位置。在示例性實施例中，輔助鍋爐組件112包括輔助鍋爐鍋筒124、第一熱交換器或蒸發(fā)器126、第二熱交換器或節(jié)省器128、鍋爐給料泵130，以及熱水泵132。冷凝器20將水流 134引導至鍋爐給料泵130。鍋爐給料泵130增大流134的壓力，且將加壓流134引導至節(jié)省器128。鍋爐給料泵130還提供足夠的壓頭以將流134經(jīng)由節(jié)省器1 和輔助鍋爐鍋筒 1 泵送至輔助鍋爐鍋筒124的出口 136。節(jié)省器1 將流134的溫度增大至第一溫度，且將流134引導至輔助鍋爐鍋筒124的第一入口 138。輔助鍋爐鍋筒IM將流134分成飽和水流140和飽和蒸汽流142。飽和蒸汽流142從輔助鍋爐鍋筒124引導穿過出口 136。蒸發(fā)器126聯(lián)接到輔助鍋爐鍋筒IM上，且接收來自于輔助鍋爐鍋筒124的至少第一部分飽和水流140。飽和水流140從蒸發(fā)器1 經(jīng)由第二入口 144引導至輔助鍋爐鍋筒124。導管146聯(lián)接到輔助鍋爐鍋筒IM上，且將飽和水流140的至少第二部分從輔助鍋爐鍋筒IM引導至熱水泵132來作為第一熱水流42。熱水泵132在飽和水流140經(jīng)由導管114排放至燃料性能加熱器36之前增大飽和水流140的壓力。在一個實施例中，輔助鍋爐鍋筒IM包括水管鍋爐罐150。作為備選，輔助鍋爐鍋筒1 包括燃管鍋爐罐152。在又一備選實施例中，節(jié)省器1 聯(lián)接到熱水泵132上，以便將作為第一熱水流42的流134引導穿過節(jié)省器導管154。在示例性實施例中，至少一個溫度傳感器156聯(lián)接到HRSG 16上以便感測從HRSG 16引導至燃料性能加熱器36的水流44的溫度。當感測溫度時，溫度傳感器156將表示第二熱水流44溫度的信號傳輸至控制系統(tǒng)M。在示例性實施例中，一個或多個溫度傳感器 156聯(lián)接到導管118和/或IP節(jié)省器116上用以感測從HRSG 16引導至閥組件38的水流 44的溫度?？刂葡到y(tǒng)M包括控制器202、存儲器204和通信模塊206。此外，通信模塊206包括傳感器接口 208，其使控制器202能夠與安裝在燃料供送系統(tǒng)32內(nèi)的任何適合位置處的任何傳感器156通信。在一個實施例中，傳感器接口 208包括模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其將傳感器產(chǎn)生的模擬電壓信號轉(zhuǎn)換至可由控制器202使用的多位(或比特)數(shù)字信號。在備選實施例中，通信模塊206可包括任何適合的有線和/或無線的通信裝置，其便于將信號傳輸至定位在燃料供送系統(tǒng)32上或之內(nèi)和/或定位成遠離燃料供送系統(tǒng)32的任何裝置，和/或從定位在燃料供送系統(tǒng)32上或之內(nèi)和/或者定位成遠離燃料供送系統(tǒng)32的任何裝置接收信號。在示例性實施例中，存儲器204可包括任何適合的儲存裝置，包括但不限于閃速存儲器、電可擦除可編程存儲器、只讀存儲器(ROM)、可移除式介質(zhì)和/或其它易失性和非易失性儲存裝置。在一個實施例中，可執(zhí)行指令(即，軟件指令)儲存在存儲器204中，以便由控制器202用來控制閥組件38，如下文所述?？刂破?02為實時控制器，該實時控制器包括任何適合的基于處理器或基于微處理器的系統(tǒng)，如計算機系統(tǒng)，其包括微控制器、簡化指令集電路(RISC)、專用集成電路 (ASIC)、邏輯電路和/或能夠執(zhí)行本文所述功能的任何其它電路或處理器。在一個實施例中，控制器202可為微處理器，其包括只讀存儲器(ROM)和/或隨機存取存儲器(RAM)，舉例來說，例如具有2Mbit ROM和64Kbit RAM的32位微型計算機。如本文所用，用語"實時"表示在輸入變化影響結(jié)果之后的極短時間期間出現(xiàn)該結(jié)果，其中時間期間為設(shè)計參數(shù)，該設(shè)計參數(shù)可基于結(jié)果的重要性和/或系統(tǒng)處理輸入以產(chǎn)生結(jié)果的能力而進行選擇。處理器可包括處理單元，例如而不限于集成電路(IC)、專用集成電路(ASIC)、微型計算機、可編程序邏輯控制器(PLC)和/或任何其它可編程序電路。處理器可包括多個處理單元(例如， 采用多核構(gòu)造)?？刂破?02可構(gòu)造成用以通過將對應(yīng)處理器進行編程來執(zhí)行本文所述的操作。例如，處理器可通過將操作編碼為一個或多個可執(zhí)行指令來編程，以及通過將可執(zhí)行指令包含在聯(lián)接到處理器上的存儲器區(qū)域(在圖11和圖12也示出)中而向處理器提供可執(zhí)行指令。存儲器區(qū)域可包括而不限于一個或多個隨機存取存儲器(RAM)裝置、一個或多個儲存裝置和/或一個或多個計算機可讀介質(zhì)。溫度傳感器156跨越任何適合的有線和/或無線通信介質(zhì)通信地聯(lián)接到控制器 202上，以便于使溫度傳感器156能夠?qū)⑿盘杺鬏斨量刂破?02和/或從控制器202接收信號。此外，溫度傳感器156連續(xù)地感測第二熱水流44中的溫度，且溫度傳感器156將表示所感測溫度的信號連續(xù)地實時傳輸至控制器202。在一個實施例中，控制器202可編程為用以連續(xù)地接收和監(jiān)測由溫度傳感器156傳輸?shù)男盘?。在備選實施例中，控制器202不能連續(xù)地接收和/或監(jiān)測由溫度傳感器156傳輸?shù)男盘?，而相反的是，控制?02可編程為用以以預(yù)定的時間間隔反復地詢問來自于溫度傳感器156的信號。在一些實施例中，控制器 202和/或溫度傳感器156可以任何適合的時間間隔傳輸信號和/或接收信號。在示例性實施例中，控制系統(tǒng)M與燃料供送系統(tǒng)32連通(或通信)。例如，控制系統(tǒng)M可利用諸如半導體、導線的鏈路和/或數(shù)據(jù)鏈路聯(lián)接到燃料供送系統(tǒng)32的兩個或多個構(gòu)件上，以便使信號、電流和/或命令能夠在構(gòu)件之間傳送。鏈路使一個構(gòu)件能夠使用所傳送的信號、電流和/或命令來控制燃料供送系統(tǒng)32的另一構(gòu)件的操作。在一個實施例中，控制系統(tǒng)M可直接地聯(lián)接成與閥組件38連通，和/或可經(jīng)由通信集線器和/或任何其它適合的通信裝置而聯(lián)接成與閥組件38連通。在燃料供送系統(tǒng)32操作期間，控制系統(tǒng)M從溫度傳感器156接收信號，該信號表示由溫度傳感器156在第二熱水流44中測得的溫度。此外，在示例性實施例中，控制器202 基于從溫度傳感器156獲得的測量溫度和基于與預(yù)定溫度的比較來確定閥組件38的操作。 在示例性實施例中，當來自于HRSG 16的第二熱水流44的測量溫度小于預(yù)定溫度時，控制系統(tǒng)M將閥組件38定位在第一位置(圖2中所示)。在第一位置，第一熱水流42從第一加熱組件34引導至燃料性能加熱器36，且阻止第二熱水流44從HRSG 16引導至燃料性能加熱器36。在感測到第二熱水流44的溫度大致等于或大于預(yù)定溫度之后，控制系統(tǒng)M將閥組件38定位在第二位置(未示出)。在第二位置，第二熱水流44從HRSG 16引導至燃料性能加熱器36，且阻止第一熱水流42從第一加熱組件34引導至燃料性能加熱器36。在示例性實施例中，燃料性能加熱器36包括溫度控制閥158，該溫度控制閥158聯(lián)接到燃料性能加熱器36上以使熱水流160能夠從燃料性能加熱器36引導至冷凝器20。溫度傳感器162聯(lián)接到燃料性能加熱器36上，以便感測引導至燃氣渦輪發(fā)動機組件7的燃料 40的溫度，以及用于將表示溫度的信號傳輸至控制系統(tǒng)M。在示例性實施例中，溫度控制閥158通過控制來自于燃料性能加熱器36的熱水流160的流動來調(diào)節(jié)引導至燃氣渦輪發(fā)動機組件7的燃料40的溫度。在感測到燃料40的溫度高于預(yù)定溫度之后，控制系統(tǒng)M操作溫度控制閥158來增加來自于燃料性能加熱器36的熱水流160的量，以便于減少從熱水流160傳遞至燃料40的熱量。在感測到燃料40的溫度小于預(yù)定溫度之后，控制系統(tǒng)M操作溫度控制閥158來限制從燃料性能加熱器36引出的熱水流160的量，以便于增加從熱水流160傳遞至燃料40的熱量，從而升高燃料40的溫度。圖3為可結(jié)合動力生成系統(tǒng)5(圖1中所示)使用的備選燃料供送系統(tǒng)300的簡圖。圖2中所示的構(gòu)件在圖3中標有相同的參考標號。在備選實施例中，第一加熱組件34 包括第三熱交換器302，該第三熱交換器302聯(lián)接在鍋爐給料泵130與熱水泵132之間，以使第一熱水流42能夠從鍋爐給料泵130引導至燃料性能加熱器36。第三熱交換器302升高流134的溫度，且將流134引導至鍋爐給料泵130。在一個實施例中，第三熱交換器302 為燃燒式水加熱器。在另一實施例中，第三熱交換器302為能夠?qū)⑺訜嶂林付囟纫允谷剂瞎┧拖到y(tǒng)300能夠如本文所述那樣起作用的任何其它熱交換器。上述實施例提供了一種使用在多級熱交換器中加熱的水來改善動力生成系統(tǒng)效率的成本效益合算且可靠的裝置。更具體而言，本文所述的系統(tǒng)和組件有助于將加熱的水提供至燃料氣體加熱器，以實現(xiàn)燃氣渦輪發(fā)動機的快速啟動操作。而且，本文所述的系統(tǒng)和組件在HRSG以預(yù)定溫度操作之前，通過將進入的燃料預(yù)熱至可能的溫度來改善動力設(shè)備的效率。此外，上述系統(tǒng)和組件有助于升高引導至燃氣輪機燃燒器的燃料的溫度，以便于減少在燃燒過程期間獲得所需燃燒溫度所需的燃料量。因此，動力生成循環(huán)的總效率也得以提高。結(jié)果，本文所述的系統(tǒng)和組件有助于以成本效益合算且可靠的方式提高動力生成系統(tǒng)的效率。上文詳細描述了用于在動力設(shè)備中預(yù)熱燃料的系統(tǒng)和方法的示例性實施例。該方法及設(shè)備并不限于本文所述的特定實施例，而相反的是，系統(tǒng)的構(gòu)件和/或該方法的步驟可與本文所述的其它構(gòu)件和/或步驟獨立和分開地使用。例如，該系統(tǒng)和組件還可結(jié)合其它燃燒系統(tǒng)和方法使用，且不限于僅結(jié)合如本文所述的動力生成系統(tǒng)而予以實施。確切而言，示例性實施例可結(jié)合許多其它動力生成系統(tǒng)應(yīng)用來實施和使用。盡管在一些圖中可能示出了本發(fā)明的各種實施例的特定特征而在其它圖中則未示出，但這僅是為了方便。此外，參看以上描述中的"一個實施例"并非意圖解釋為排除了也結(jié)合有所述特征的其它實施例的存在。根據(jù)本發(fā)明的原理，附圖中的任何特征可結(jié)合任何其它附圖中的任何特征來參考和/或主張權(quán)利。本書面說明使用了包括最佳模式的實例來公開本發(fā)明，且還使本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明，包括制作和使用任何裝置或系統(tǒng)以及執(zhí)行任何所結(jié)合的方法。本發(fā)明可取得專利的范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所構(gòu)思出的其它實例。如果這些其它實例具有與權(quán)利要求的書面語言并無不同的結(jié)構(gòu)元件，或者如果這些其它實例包括與權(quán)利要求的書面語言無實質(zhì)差異的同等結(jié)構(gòu)元件，則認為這些實例落在權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種結(jié)合動力生成系統(tǒng)(5)使用的燃料供送系統(tǒng)(32)，所述燃料供送系統(tǒng)包括聯(lián)接成與燃料源流動連通的燃料加熱器(36)，所述燃料加熱器用于加熱從所述燃料源供送的燃料；第一加熱組件(34)，其聯(lián)接成與所述燃料加熱器流動連通以便加熱引導至所述燃料加熱器的第一水流G2)；熱回收蒸汽發(fā)生器(16)組件，其聯(lián)接成與所述燃料加熱器流動連通以便將第二熱水流G4)引導至所述燃料加熱器；以及閥組件(38)，其聯(lián)接在所述第一加熱組件、所述熱回收蒸汽發(fā)生器組件以及所述燃料加熱器之間，以使來自所述第一加熱組件和所述熱回收蒸汽發(fā)生器組件的熱水流能夠有選擇地引導至所述燃料加熱器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料供送系統(tǒng)(32)，其特征在于，所述第一加熱組件(34)包括燃燒式熱交換器(1 )，所述燃燒式熱交換器(128)聯(lián)接成與所述燃料加熱器(36)流動連通以便升高引導至所述燃料加熱器的所述第一熱水流0 的溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料供送系統(tǒng)(12)，其特征在于，所述第一加熱組件(34)包括輔助鍋爐組件(112)，所述輔助鍋爐組件(112)聯(lián)接成與所述燃料加熱器(36)流動連通以便升高引導至所述燃料加熱器的所述第一熱水流0 的溫度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃料供送系統(tǒng)(32)，其特征在于，所述輔助鍋爐組件(112) 包括聯(lián)接到所述燃料加熱器(36)上的節(jié)省器(1 )。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃料供送系統(tǒng)(32)，其特征在于，所述輔助鍋爐組件(112) 包括鍋爐罐，所述鍋爐罐聯(lián)接到所述燃料加熱器(36)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃料供送系統(tǒng)(32)，其特征在于，所述鍋爐罐(150)包括燃管鍋爐罐(150)和水管鍋爐罐(152)中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃料供送系統(tǒng)(32)，其特征在于，所述輔助鍋爐組件(112) 還包括聯(lián)接在所述閥組件(3 與所述鍋爐罐之間的熱水泵(132)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料供送系統(tǒng)(32)，其特征在于，所述燃料供送系統(tǒng)(32)還包括聯(lián)接到所述熱回收蒸汽發(fā)生器(16)組件上以便感測所述第二熱水流G4)的溫度的至少一個傳感器(52)，所述傳感器可通信地聯(lián)接到控制器(20 上，所述控制器構(gòu)造成用以在所感測的溫度小于預(yù)定溫度時操作所述閥組件(38)以將所述第一熱水流0 從所述第一加熱器組件(34)引導至所述燃料加熱器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃料供送系統(tǒng)(32)，其特征在于，所述控制器(202)構(gòu)造成用以在所感測的溫度大致等于或大于預(yù)定溫度時操作所述閥組件(38)以將所述第二熱水流G4)從所述第二加熱器組件引導至所述燃料加熱器(36)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料供送系統(tǒng)(32)，其特征在于，所述熱回收蒸汽發(fā)生器 (16)包括高壓區(qū)段(M)、中壓區(qū)段06)和低壓區(qū)段(30)，所述中壓區(qū)段包括中壓節(jié)省器 (1 )，所述中壓節(jié)省器(128)聯(lián)接成與所述燃料加熱器組件(34)流動連通以便升高通向所述燃料加熱器組件的所述第二熱水流G4)的溫度。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于在動力設(shè)備中預(yù)熱燃料的系統(tǒng)和方法。具體而言，提供了一種結(jié)合動力生成系統(tǒng)(5)使用的燃料供送系統(tǒng)(32)。該燃料供送系統(tǒng)包括聯(lián)接成與燃料源流動連通的燃料加熱器(36)，該燃料加熱器用于加熱從燃料源供送的燃料；第一加熱組件(34)，其聯(lián)接成與燃料加熱器流動連通以便加熱引導至燃料加熱器的第一水流(42)；熱回收蒸汽發(fā)生器(16)組件，其聯(lián)接成與燃料加熱器流動連通以便將第二熱水流(44)引導至燃料加熱器；以及閥組件(38)，其聯(lián)接在第一加熱組件、熱回收蒸汽發(fā)生器組件以及燃料加熱器之間以使來自第一加熱組件和熱回收蒸汽發(fā)生器組件的熱水流能夠有選擇地引導至燃料加熱器。
文檔編號F02C7/224GK102322354SQ20111014397
公開日2012年1月18日 申請日期2011年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月19日
發(fā)明者D·F·蘭克呂爾, J·A·孔基里, J·D·霍爾特, M·J·亞歷山大 申請人:通用電氣公司