帶有煙氣再循環(huán)部和催化轉(zhuǎn)換器的燃?xì)鉁u輪動(dòng)力設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種動(dòng)力設(shè)備(1)，其包括：燃?xì)鉁u輪(2)；熱回收鍋爐布置(3)，其帶有：至少一個(gè)鍋爐入口(10)；和出口側(cè)，其帶有連接至煙囪(15)的第一出口(13)和連接至煙氣再循環(huán)部(4)的第二出口(14)，該煙氣再循環(huán)部(4)將第二出口(14)連接至燃?xì)鉁u輪(2)的壓縮機(jī)入口(18)。熱回收鍋爐布置(3)包括：從鍋爐入口(10)至第一鍋爐出口(13)的第一鍋爐煙氣路徑(20)；和從鍋爐入口(10)至第二鍋爐出口(14)的單獨(dú)的第二鍋爐煙氣路徑(21)。此外，將補(bǔ)充點(diǎn)燃部(49)和隨后的催化NOx轉(zhuǎn)換器(50)布置在第一鍋爐煙氣路徑(20)中。除動(dòng)力設(shè)備(1)之外，操作這種動(dòng)力設(shè)備(1)的方法為本發(fā)明的目的。
【專利說(shuō)明】
帶有煙氣再循環(huán)部和催化轉(zhuǎn)換器的燃?xì)鉁u輪動(dòng)力設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及帶有催化轉(zhuǎn)化器的聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力設(shè)備和用于操作這種動(dòng)力設(shè)備的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]帶有氨的選擇性催化還原(SCR)是用于在燃?xì)鉁u輪動(dòng)力設(shè)備中的NOx減少的公共手段。其在催化劑的輔助下將氮氧化物(也稱為NOx)轉(zhuǎn)換成N2和水，H20。已經(jīng)提議三向催化轉(zhuǎn)換器的使用以避免氨的使用。但是，它們需要與化學(xué)計(jì)量點(diǎn)相近的燃料空氣比。為了減少在燃燒氣體中的氧氣含量，在U.S.2009/0284013A1中提議一種燃?xì)鉁u輪設(shè)備，其包括燃?xì)鉁u輪、熱回收蒸汽發(fā)生器和煙氣再循環(huán)部。燃?xì)鉁u輪包括用于空氣的壓縮機(jī)，和用于再循環(huán)煙氣的壓縮機(jī)、燃燒器以及渦輪。將熱回收蒸汽發(fā)生器的輸入側(cè)連接至燃?xì)鉁u輪的渦輪出口。熱回收蒸汽發(fā)生器包括兩個(gè)鍋爐出口。將煙囪連接至第一鍋爐出口。煙氣再循環(huán)部連接至帶有壓縮機(jī)的壓縮機(jī)入口的第二鍋爐出口用于再循環(huán)煙氣。此外，從該燃?xì)鉁u輪設(shè)備已知布置在廢熱鍋爐的上游的以三向催化劑的形式的煙氣處理裝置。
[0003]該提議的設(shè)備通過(guò)減少在燃燒入口氣體中的氧氣含量而允許燃料空氣比λ接近1的燃燒。但是，在燃?xì)鉁u輪燃燒器中的有限空間中接近化學(xué)計(jì)量條件的完全穩(wěn)定燃燒難以實(shí)現(xiàn)。此外，對(duì)于不同的操作條件，在單個(gè)軸上的兩個(gè)壓縮機(jī)的匹配(例如，相對(duì)于質(zhì)量流和壓力)難以實(shí)現(xiàn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本公開的一個(gè)目的為提供帶有低NOx排放的聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力設(shè)備，其不需要用于NOx減少的氨并且具有良好的操作適應(yīng)性。
[0005]本公開的一個(gè)方面為提議一種聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力設(shè)備，其帶有燃?xì)鉁u輪和熱回收鍋爐布置，該熱回收鍋爐布置包括從鍋爐入口至第一鍋爐出口的第一鍋爐煙氣路徑，和從鍋爐入口至第二鍋爐出口的單獨(dú)的第二鍋爐煙氣路徑，其中，在第一鍋爐煙氣路徑中布置有補(bǔ)充點(diǎn)燃部和隨后的三向催化轉(zhuǎn)換器。
[0006]燃?xì)鉁u輪包括至少一個(gè)壓縮機(jī)、至少一個(gè)燃燒器和至少一個(gè)渦輪。熱回收鍋爐布置具有連接至渦輪出口的鍋爐入口，和帶有連接至煙囪的第一出口的出口側(cè)，和連接至煙氣再循環(huán)部的第二出口，該煙氣再循環(huán)部將第二出口連接至燃?xì)鉁u輪的壓縮機(jī)入口。
[0007]根據(jù)一個(gè)示范實(shí)施例，催化轉(zhuǎn)換器是三向催化轉(zhuǎn)換器。根據(jù)另一示范實(shí)施例，催化轉(zhuǎn)換器包括NOx吸收催化劑。
[0008]根據(jù)示范實(shí)施例，第一鍋爐煙氣路徑包括第一扇區(qū)，其將擴(kuò)散器入口連接至NOx吸收催化劑。當(dāng)在操作中時(shí)，在第一扇區(qū)中的吸收催化劑從燃?xì)鉁u輪煙氣裝載NOx。此外，第一鍋爐煙氣路徑包括第二扇區(qū)，其將擴(kuò)散器入口連接至NOx吸收催化劑。將補(bǔ)充點(diǎn)燃部安裝于在擴(kuò)散器入口和NOx吸收催化劑之間的第二扇區(qū)中。當(dāng)在操作中時(shí)，NOx吸收催化劑在NOx吸收催化劑的第二扇區(qū)中再生。
[0009]帶有至少兩個(gè)扇區(qū)的一個(gè)可能的布置包括吸收催化劑，其可旋轉(zhuǎn)地安裝在第一鍋爐煙氣路徑中。在操作中，吸收催化劑的區(qū)段從吸收扇區(qū)旋轉(zhuǎn)至再生扇區(qū)，并且吸收催化劑的再生區(qū)段從再生扇區(qū)旋轉(zhuǎn)至吸收扇區(qū)。因此，在操作中，可獲得吸收催化劑的周期裝載和再生。
[0010]為了持續(xù)的操作a，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，吸收催化劑構(gòu)造為再生旋轉(zhuǎn)催化劑，其包括布置為在圓筒形外殼中旋轉(zhuǎn)的大體圓形盤。外殼包括向第一入口扇區(qū)入口的連接和向第二入口扇區(qū)的連接，并且具有公共出口。
[0011]為了減少尺寸和耗油率，可使補(bǔ)充點(diǎn)燃部最小化?？墒乖偕诙葏^(qū)的入口區(qū)域比吸收扇區(qū)的入口區(qū)域小，來(lái)減少補(bǔ)充點(diǎn)燃部的尺寸和耗油率。在示范實(shí)施例中，用于裝載吸收催化劑的第一扇區(qū)的入口區(qū)域是用于再生吸收催化劑的第二扇區(qū)的入口區(qū)域的至少兩倍大。
[0012]在另一示范實(shí)施例中，NOx吸收催化劑是固定的。為了允許NOx吸收催化劑的不同扇區(qū)的交替裝載和再生，將煙氣路徑劃分為至少兩個(gè)扇區(qū)，其中，將至少兩個(gè)補(bǔ)充扇區(qū)點(diǎn)燃部安裝在NOx吸收催化劑的上游。各個(gè)補(bǔ)充扇區(qū)點(diǎn)燃部具有獨(dú)立的燃料供應(yīng)控制，以允許在用于隨后的NOx吸收催化劑的再生的各個(gè)扇區(qū)的補(bǔ)充點(diǎn)燃部的獨(dú)立操作。
[0013]在動(dòng)力設(shè)備的又一實(shí)施例中，熱回收鍋爐布置包括控制部件，其布置為控制進(jìn)入第一鍋爐煙氣路徑和單獨(dú)的第二鍋爐煙氣路徑的煙氣的之間分離的質(zhì)量流。該控制部件或控制元件可為例如薄片、可移動(dòng)折流板或安裝在流路中的一個(gè)中的閥。
[0014]根據(jù)一個(gè)示范實(shí)施例，將壓縮機(jī)進(jìn)口分離成與壓縮機(jī)的流道連接的扇區(qū)，帶有引導(dǎo)穿過(guò)壓縮機(jī)入口的第一扇區(qū)的新鮮空氣的供給，并且?guī)в幸龑?dǎo)穿過(guò)壓縮機(jī)入口的第二扇區(qū)的第一煙氣流的供給。在示范布置中，第一和第二區(qū)為共軸的。這允許了用于再循環(huán)煙氣向同軸入口區(qū)的外部區(qū)的線的連接。結(jié)果，將煙氣再循環(huán)至壓縮機(jī)進(jìn)口的徑向外部區(qū)，并且供給至燃?xì)鉁u輪的二級(jí)空氣系統(tǒng)。這減少或避免了在燃燒器周圍使氧氣繞過(guò)新鮮空氣，并且可因此減少煙氣的氧氣含量。
[0015]除動(dòng)力設(shè)備之外，用于動(dòng)力設(shè)備的操作的方法是本公開的主題，該動(dòng)力設(shè)備包括:燃?xì)鉁u輪，其至少帶有壓縮機(jī)、燃燒器以及渦輪；熱回收鍋爐布置，其帶有連接至鍋爐出口的至少一個(gè)鍋爐入口 ；以及出口側(cè)，其帶有連接至煙囪的第一出口和連接至煙氣再循環(huán)部的第二出口，該煙氣再循環(huán)部將第二出口連接至燃?xì)鉁u輪的壓縮機(jī)入口。
[0016]根據(jù)用于操作這種動(dòng)力設(shè)備的方法的示范實(shí)施例，在熱回收鍋爐布置中將煙氣分離成兩個(gè)流，其中，第一流從鍋爐入口向第一鍋爐出口流動(dòng)，而第二流從鍋爐入口向第二鍋爐出口流動(dòng)。將第二流從第二鍋爐出口再循環(huán)入燃?xì)鉁u輪的壓縮機(jī)入口流。通過(guò)補(bǔ)充點(diǎn)燃部使在第一流的至少一部分中的氧氣含量持續(xù)地或至少一段時(shí)間減少，并且在將第一流從第一鍋爐出口釋放之前，在催化轉(zhuǎn)換器中將NOx從第一流移除。
[0017]根據(jù)該方法的一個(gè)構(gòu)型，在吸收催化劑中將NOx移除。
[0018]根據(jù)該方法的示范實(shí)施例，將帶有減少的氧氣含量的第一流的部分供給至在吸收催化劑中的第一扇區(qū)以用于吸收催化劑的第一扇區(qū)的再生，并且將剩余的第一流供給至在吸收催化劑中的第二扇區(qū)。將NOx從在吸收催化劑的第一扇區(qū)和第二扇區(qū)兩者中的第一流移除。在吸收NOx同時(shí)，裝載第二扇區(qū)中的吸收催化劑。根據(jù)NOx吸收催化劑的容量和在煙氣中包含的NOx排放，需要吸收催化劑的周期性再生。再生的扇區(qū)例如隨著時(shí)間周期性地，作為NOx吸收容量、時(shí)間、NOx排放以及流速中的至少一個(gè)的函數(shù)相應(yīng)地變化。備選地或與結(jié)合，可測(cè)量催化劑的NOx裝載。
[0019]根據(jù)該方法的一個(gè)實(shí)施例，NOx吸收催化劑構(gòu)造作為再生的旋轉(zhuǎn)催化劑，其包括大體圓形盤，并且旋轉(zhuǎn)以將吸收催化劑的再生區(qū)段移出第一扇區(qū)，來(lái)在第二扇區(qū)裝載NOx。由于該旋轉(zhuǎn)，使吸收催化劑的至少部分地裝載的區(qū)段移出第二扇區(qū)，以用于同時(shí)向第一扇區(qū)的再生。可調(diào)整旋轉(zhuǎn)速度以確保，在吸收催化劑完全裝載之前，將吸收催化劑從第二扇區(qū)移回至第一區(qū)段。
[0020]第一和第二區(qū)段的尺寸根據(jù)在流動(dòng)方向上的吸收催化劑的厚度、NOx排放以及流速而選擇。
[0021]根據(jù)備選實(shí)施例，將第一鍋爐煙氣路徑劃分為扇區(qū)，其中，在各個(gè)扇區(qū)中布置至少一個(gè)補(bǔ)充扇區(qū)點(diǎn)燃部。根據(jù)該方法，將補(bǔ)充扇區(qū)點(diǎn)燃部交替地:打開，以再生NOx吸收催化劑的相應(yīng)的扇區(qū)；和關(guān)閉，以用于用NOx裝載NOx吸收催化劑的相應(yīng)的扇區(qū)。
[0022]根據(jù)另一示范實(shí)施例，將補(bǔ)充點(diǎn)燃部交替地:打開，以用于吸收催化劑的再生；和關(guān)閉，以在吸收催化劑填充NOx時(shí)，使用于補(bǔ)充點(diǎn)燃部的耗油率最小化。打開和關(guān)閉補(bǔ)充點(diǎn)燃部可與扇區(qū)方向的扇區(qū)點(diǎn)燃部結(jié)合上述燃?xì)鉁u輪可為單個(gè)燃燒燃?xì)鉁u輪或連續(xù)燃燒燃?xì)鉁u輪(例如從EP0620363B1或EP0718470A2已知的)?？蓪⒐_的方法應(yīng)用于單個(gè)燃燒燃?xì)鉁u輪和連續(xù)燃燒燃?xì)鉁u輪。
[0023]本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，本發(fā)明可以其它形式體現(xiàn)，而不脫離本發(fā)明的精神或基本特征。例如，已經(jīng)提議補(bǔ)充點(diǎn)燃部以用于NOx吸收催化劑的再生。NOx吸收催化劑還可通過(guò)注入或?qū)0或未燃燒碳?xì)浠衔锘旌先朐贜Ox吸收催化劑和NOx吸收催化劑的區(qū)段上游的煙氣流而再生。當(dāng)再生NOx吸收催化劑時(shí)，必須控制再生的速度以避免NOx吸收催化劑的過(guò)熱或隨后的安裝。因此，可預(yù)見在C0或未燃燒碳?xì)浠衔锏淖⑷氲谋嚷手械目刂啤Ｔ摽刂瓶衫缱鳛樵贜Ox吸收催化劑或其下游的煙氣流中的溫度的函數(shù)控制例如C0或未燃燒碳?xì)浠衔锏牧鳌?br>
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]在下面將在附圖的輔助下，更詳細(xì)地描述本發(fā)明、其性質(zhì)以及其優(yōu)點(diǎn)。參照附圖: 圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的燃?xì)鉁u輪的第一實(shí)例。
[0025]圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的燃?xì)鉁u輪的第二實(shí)例。
[0026]圖3顯示了帶有扇區(qū)的補(bǔ)充點(diǎn)燃部的實(shí)例。
[0027]圖4顯示了帶有隨后的旋轉(zhuǎn)NOx吸收催化劑的補(bǔ)充點(diǎn)燃部的實(shí)例。

【具體實(shí)施方式】
[0028]在下面，相同的或功能相同的元件設(shè)有相同的名稱。指出的值和尺寸規(guī)格僅僅為示范值并且不等同于向這種尺寸的本發(fā)明的任何限制。
[0029]根據(jù)圖1和圖2，示范燃?xì)鉁u輪動(dòng)力設(shè)備1,其可應(yīng)用在例如動(dòng)力設(shè)備布置中以用于發(fā)電，其包括至少一個(gè)燃?xì)鉁u輪2、至少一個(gè)熱回收鍋爐布置3、以及至少一個(gè)煙氣再循環(huán)部4。各自的燃?xì)鉁u輪2包括至少一個(gè)壓縮機(jī)5，至少一個(gè)燃燒器6、7，以及至少一個(gè)渦輪8、9。在此顯示的實(shí)施例中，燃?xì)鉁u輪2包括兩個(gè)渦輪8和9、稱為高壓渦輪8和低壓渦輪9。由此，還提供兩個(gè)燃燒器6和7，稱為:高壓燃燒器6，其在高壓渦輪8的上游；和低壓燃燒器7，其在低壓渦輪9的上游。圖1顯示了側(cè)視圖，而圖2為示范燃?xì)鉁u輪動(dòng)力設(shè)備1的頂視圖。在鍋爐3中產(chǎn)生的蒸汽可在水-蒸氣循環(huán)中使用或用于熱電聯(lián)產(chǎn)(未顯示)。
[0030]熱回收鍋爐布置3具有鍋爐入口側(cè)10和鍋爐出口側(cè)11。鍋爐入口側(cè)10與低壓渦輪9的渦輪出口 12流體連接。鍋爐出口側(cè)11包括第一鍋爐出口 13和第二鍋爐出口 14。第一鍋爐出口 13與煙囪15連接。在第一鍋爐出口 13和煙囪之間可布置C02獲取設(shè)備(未顯示)。將第二鍋爐出口 14與煙氣再循環(huán)部4的入口 16流體連接。將煙氣再循環(huán)部4的出口 17與壓縮機(jī)5的壓縮機(jī)入口 18連接。因此，煙氣再循環(huán)部4將第二鍋爐出口 14與壓縮機(jī)入口 18連接。在實(shí)例中，將煙氣再冷卻器19布置在煙氣再循環(huán)部4中，該煙氣再冷卻器19可設(shè)計(jì)為DCC (直接接觸冷卻器)，使得可將再循環(huán)煙氣冷卻并同時(shí)清洗。
[0031]在顯示的實(shí)施例中，熱回收鍋爐布置3包括第一鍋爐煙氣路徑20，其在圖1和圖2中通過(guò)箭頭指出。第一鍋爐煙氣路徑20在鍋爐入口側(cè)10處開始并通向第一鍋爐出口 13。此外，熱回收鍋爐布置3包括第二鍋爐煙氣路徑21，其也通過(guò)箭頭指出。第二鍋爐煙氣路徑21也在鍋爐入口側(cè)10處開始并通向第二鍋爐出口 14。鍋爐煙氣路徑20、21兩者分離并通向各自的煙氣出口 13、14。為了在熱回收鍋爐布置3內(nèi)的單獨(dú)的鍋爐煙氣路徑20、21的實(shí)現(xiàn)，可將鍋爐隔離物22布置在熱回收鍋爐布置3中，其將鍋爐煙氣路徑20、21兩者流體地分離。
[0032]在此顯示的實(shí)施例中，將擴(kuò)散器23布置在鍋爐入口側(cè)10的上游。將擴(kuò)散器入口
24與渦輪出口 12連接。在各個(gè)情況下，擴(kuò)散器23包括擴(kuò)散器入口 24和至少一個(gè)擴(kuò)散器出口 25、26。在圖1的實(shí)施例中，顯示了兩個(gè)擴(kuò)散器出口，稱為第一擴(kuò)散器出口 25和第二擴(kuò)散器出口 26。相反地，在圖2的實(shí)施例中僅僅顯示了單個(gè)、公共擴(kuò)散器出口 25。在圖2的實(shí)施例中，將公共擴(kuò)散器出口 25與鍋爐入口側(cè)10流體地連接。在圖1的實(shí)施例中，將第一擴(kuò)散器出口 25與第一鍋爐入口 27流體地連接，而將第二擴(kuò)散器出口 26與第二鍋爐入口 28流體地連接。將鍋爐入口 27、28兩者均布置在鍋爐入口側(cè)10處。根據(jù)圖1的實(shí)施例，第一鍋爐煙氣路徑20從第一鍋爐入口 2通向第一鍋爐出口 13。并行地或分離地，第二鍋爐煙氣路徑21從第二鍋爐入口 28通向第二鍋爐出口 14。
[0033]在圖1的擴(kuò)散器23中，布置有:公共擴(kuò)散器主路徑29，其通過(guò)箭頭指出；和第一擴(kuò)散器煙氣路徑30，其通過(guò)箭頭指出；以及第二擴(kuò)散器煙氣路徑31，其也通過(guò)箭頭指出。將公共擴(kuò)散器主路徑29在擴(kuò)散器分叉點(diǎn)32處分離成單獨(dú)的擴(kuò)散器煙氣路徑30、31。為了分離擴(kuò)散器煙氣路徑30、31，將擴(kuò)散器隔離物33布置在擴(kuò)散器23的擴(kuò)散器殼體58中。擴(kuò)散器隔離物33的前緣34限定擴(kuò)散器分叉點(diǎn)32。擴(kuò)散器隔離物33將擴(kuò)散器煙氣路徑30、31兩者從擴(kuò)散器分叉點(diǎn)32直至擴(kuò)散器出口 25、26兩者分離。在圖1的實(shí)例中，擴(kuò)散器隔離物33和鍋爐隔離物22布置為，使得擴(kuò)散器隔離物33的后緣35和鍋爐隔離物22的前緣36鄰接。通過(guò)使隔離物22、33鄰接，第一擴(kuò)散器煙氣路徑30直接行進(jìn)至第一鍋爐煙氣路徑20，而第二擴(kuò)散器煙氣路徑31行進(jìn)至第二鍋爐煙氣路徑21。
[0034]在圖1的示范實(shí)施例中，將控制部件37布置在擴(kuò)散器分叉點(diǎn)32處，該控制部件37繞通過(guò)箭頭38指出的旋轉(zhuǎn)軸線39可樞轉(zhuǎn)。在控制部件37的輔助下，可控制煙氣流向擴(kuò)散器煙氣路徑30、31兩者的分離。在圖2的示范實(shí)施例中，將控制部件45布置在鍋爐分叉點(diǎn)44處，該控制部件45繞通過(guò)箭頭46指出的旋轉(zhuǎn)軸線47可樞轉(zhuǎn)。在控制部件45的輔助下，可控制煙氣流向鍋爐煙氣路徑20、21兩者的分離。
[0035]在第一鍋爐煙氣路徑20中，提供補(bǔ)充點(diǎn)燃部49、催化NOx轉(zhuǎn)換器50和第一換熱器組52。將催化NOx轉(zhuǎn)換器50布置在補(bǔ)充點(diǎn)燃部49的下游。在此顯示的實(shí)例中，將第一換熱器組52布置在催化NOx轉(zhuǎn)換器50的下游。但是，根據(jù)在補(bǔ)充點(diǎn)燃部后的溫度和催化NOx轉(zhuǎn)換器50的設(shè)計(jì)，可將第一換熱器組52的部分布置在催化NOx轉(zhuǎn)換器50的上游，以減少煙氣溫度，并且可將剩余的第一換熱器組52布置在催化NOx轉(zhuǎn)換器50的下游。
[0036]在第二鍋爐煙氣路徑21中，提供第二換熱器組48。第一換熱器組52和第二換熱器組48可為單獨(dú)的布置，或與從第一鍋爐煙氣路徑行進(jìn)至第二鍋爐煙氣路徑21的換熱器元件的至少部分合并。
[0037]如圖1所示，繞通過(guò)箭頭41指出的旋轉(zhuǎn)軸線40可樞轉(zhuǎn)的控制部件40，可將其布置在熱回收鍋爐布置3的下游端部處。該控制部件可用作備選或與控制部件37結(jié)合，來(lái)控制再循環(huán)煙氣和導(dǎo)向煙囪15的煙氣之間的分離。此外，其可用于阻止煙氣再循環(huán)，并且用于允許第二鍋爐煙氣路徑21排出煙囪15。
[0038]如果在補(bǔ)充點(diǎn)燃部49的輔助下，可在整個(gè)橫截面上控制在第一鍋爐煙氣路徑20中的煙氣的氧氣濃度，那么可使用三向催化轉(zhuǎn)換器50。為了氧氣濃度的測(cè)量，可使用至少一個(gè)λ-傳感器。測(cè)量的氧氣濃度可用于控制燃料流向補(bǔ)充點(diǎn)燃部49。
[0039]如在圖2中示意地所示出，可將再循環(huán)煙氣和新鮮空氣64在壓縮機(jī)入口 18的上游混合。
[0040]如圖1所示，在動(dòng)力設(shè)備1的另一示范實(shí)施例中，可將壓縮機(jī)進(jìn)口分離成兩個(gè)扇區(qū)。在繪出的實(shí)例中，壓縮機(jī)進(jìn)口 66借助進(jìn)口擋板67分離成:用于新鮮空氣61的外部新鮮空氣進(jìn)口扇區(qū)64 ;和用于再循環(huán)煙氣69的煙氣進(jìn)口扇區(qū)65。壓縮機(jī)進(jìn)口 66的該分離導(dǎo)致進(jìn)入壓縮機(jī)5的再循環(huán)煙氣和新鮮空氣61的基本共軸的流入。新鮮空氣控制元件68允許新鮮空氣向煙氣進(jìn)口扇區(qū)65的供應(yīng)，來(lái)允許在減少或無(wú)煙氣再循環(huán)部下的操作。
[0041]為了使補(bǔ)充點(diǎn)燃部49的耗油率最小化，提議NOx吸收催化劑50與補(bǔ)充扇區(qū)點(diǎn)燃部53、54、55、56的結(jié)合。圖3顯不了圖2的橫截面II1-1II的一個(gè)不范變型。將橫截面劃分為四個(gè)區(qū)段1-1V。在各個(gè)扇區(qū)中布置補(bǔ)充扇區(qū)點(diǎn)燃部53、54、55、56。各個(gè)補(bǔ)充扇區(qū)點(diǎn)燃部
53、54、55、56可通過(guò)扇區(qū)控制閥57單獨(dú)地控制。因此，可將扇區(qū)點(diǎn)燃部53、54、55、56單獨(dú)地促動(dòng)，并且將燃料流控制成化學(xué)計(jì)量燃料比率，以確保經(jīng)過(guò)促動(dòng)的扇區(qū)點(diǎn)燃部53、54、55、
56的煙氣具有接近1的λ。典型地，控制流向促動(dòng)扇區(qū)的燃料以保持λ在0.97與1.03之間的范圍中，以用于NOx吸收催化劑50的再生?？蓪⑹Ｓ嗟难a(bǔ)充扇區(qū)點(diǎn)燃部53-56切斷，并且裝載NOx吸收催化劑50。
[0042]在圖4中顯不了帶有扇區(qū)方向的負(fù)載和NOx吸收催化劑50的再生的另一不范實(shí)施例。在該實(shí)例中，第一鍋爐煙氣路徑20在NOx吸收催化劑50的區(qū)域中具有圓筒形形狀。NOx吸收催化劑50具有圓盤的形狀并且可旋轉(zhuǎn)地繞旋轉(zhuǎn)軸線59安裝。可將補(bǔ)充點(diǎn)燃部49布置于在NOx吸收催化劑50的上游的圓的第一扇區(qū)I中。當(dāng)在操作中時(shí)，在第一鍋爐煙氣路徑20中的煙氣的部分經(jīng)過(guò)補(bǔ)充點(diǎn)燃部49，將該補(bǔ)充點(diǎn)燃部49控制為化學(xué)計(jì)量燃料比，以確保經(jīng)過(guò)促動(dòng)扇區(qū)點(diǎn)燃部的煙氣具有接近1的λ，典型地，λ在0.97和1.03之間的范圍中以用于NOx吸收催化劑50的再生。使NOx吸收催化劑50的剩余的第二扇區(qū)II裝載NOx。
[0043]補(bǔ)充點(diǎn)燃部49的扇區(qū)可通過(guò)隔壁60與剩余的煙氣分離。
[0044]本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，本發(fā)明可以其它具體形式體現(xiàn)而不脫離本發(fā)明的精神或?qū)嵸|(zhì)特性?，F(xiàn)在公開的實(shí)施例因此被認(rèn)為，在各方面均為示例性且不受限的。
[0045]附圖標(biāo)記 1動(dòng)力設(shè)備
2燃?xì)鉁u輪 3熱回收鍋爐布置 4煙氣再循環(huán)部 5壓縮機(jī) 6高壓燃燒器 7低壓燃燒器 8高壓渦輪 9低壓渦輪
103的入口側(cè)
113的出口側(cè)
12渦輪出口
13第一鍋爐出口 14第二鍋爐出口 15煙囪
164的入口
174的出口
18壓縮機(jī)入口 19煙氣再循環(huán)部冷卻器 20第一鍋爐煙氣路徑 21第二鍋爐煙氣路徑 22鍋爐隔離物 23擴(kuò)散器 24擴(kuò)散器入口
25公共擴(kuò)散器出口 /第一擴(kuò)散器出口
26第二擴(kuò)散器出口
27公共鍋爐入口 /第一鍋爐入口
28第二鍋爐入口
29擴(kuò)散器主路徑
30第一擴(kuò)散器煙氣路徑
31第二擴(kuò)散器煙氣路徑
32擴(kuò)散器分叉點(diǎn)
33擴(kuò)散器隔離物
3433的前緣
3533的后緣
3622的前緣37控制部件
3837的移動(dòng)方向
3937的旋轉(zhuǎn)軸線40控制部件
4140的移動(dòng)方向
4240的旋轉(zhuǎn)軸線43鍋爐主路徑44鍋爐分叉點(diǎn)45控制部件
4645的移動(dòng)方向
4745的旋轉(zhuǎn)軸線48第二換熱器組49補(bǔ)充點(diǎn)燃部
50催化NOx轉(zhuǎn)換器(三向催化劑、NOx吸收催化劑)51熱回收鍋爐52第一換熱器組
53補(bǔ)充扇區(qū)點(diǎn)燃部(在扇區(qū)I中)
54補(bǔ)充扇區(qū)點(diǎn)燃部(在扇區(qū)II中)
55補(bǔ)充扇區(qū)點(diǎn)燃部(在扇區(qū)III中)
56補(bǔ)充扇區(qū)點(diǎn)燃部(在扇區(qū)IV中)
57扇區(qū)控制閥58擴(kuò)散器殼體59旋轉(zhuǎn)軸線60隔壁61新鮮空氣62燃燒器63促動(dòng)燃燒器64新鮮空氣進(jìn)口扇區(qū)65煙氣進(jìn)口扇區(qū)66壓縮機(jī)進(jìn)口67進(jìn)口擋板68新鮮空氣控制元件
69再循環(huán)煙氣70發(fā)電機(jī)
1、I1、m、iv第一鍋爐煙氣路徑20的扇區(qū)
【權(quán)利要求】
1.一種動(dòng)力設(shè)備(I)，包括: 燃?xì)鉁u輪(2)，其至少帶有:壓縮機(jī)(5)、燃燒器(6、7)以及渦輪(8、9)， 熱回收鍋爐布置(3)，其帶有:連接至渦輪出口(12)的至少一個(gè)鍋爐入口(10);以及帶有連接至煙囪(15)的第一出口(13)和連接至煙氣再循環(huán)部(4)的第二出口(14)的出口側(cè)，所述煙氣再循環(huán)部(4)將所述第二出口(14)連接至所述燃?xì)鉁u輪(2)的壓縮機(jī)入口(18)， 其特征在于， 所述熱回收鍋爐布置(3)包括:從所述鍋爐入口(10)至所述第一鍋爐出口(13)的第一鍋爐煙氣路徑(20);從所述鍋爐入口(10)至所述第二鍋爐出口(14)的單獨(dú)的第二鍋爐煙氣路徑(21)， 在所述第一鍋爐煙氣路徑(20)中的補(bǔ)充點(diǎn)燃部(49)以及隨后的催化NOx轉(zhuǎn)換器(50)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力設(shè)備(I)，其特征在于，所述催化NOx轉(zhuǎn)換器(50)包括三向催化轉(zhuǎn)換器(50)，或者包括NOx吸收催化劑(50)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的動(dòng)力設(shè)備(I)，其特征在于，所述第一鍋爐煙氣路徑(20)包括:第一扇區(qū)，其將所述擴(kuò)散器入口(29)連接至所述NOx吸收催化劑(50)，以用于用來(lái)自所述燃?xì)鉁u輪煙氣的NOx裝載所述NOx吸收催化劑(50);以及第二扇區(qū)，其將所述擴(kuò)散器入口(29)連接至所述NOx吸收催化劑，其中，將所述補(bǔ)充點(diǎn)燃部(49)安裝在所述擴(kuò)散器入口(29)與NOx吸收催化劑(50)之間以用于NOx吸收催化劑(50)的再生。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的動(dòng)力設(shè)備(I)，其特征在于，將所述NO吸收催化劑(50)可旋轉(zhuǎn)地安裝在第一鍋爐煙氣路徑(20)中，使得所述NOx吸收催化劑(50)的區(qū)段可從吸收第二扇區(qū)(II )旋轉(zhuǎn)至再生第一扇區(qū)(I )，并且所述NOx吸收催化劑(50)的區(qū)段可從所述再生第一扇區(qū)(I )旋轉(zhuǎn)至所述吸收第二扇區(qū)(II )。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的動(dòng)力設(shè)備(I)，其特征在于，所述NOx吸收催化劑(50)構(gòu)造作為再生旋轉(zhuǎn)催化劑，包括布置為在圓筒形外殼中旋轉(zhuǎn)的大體圓形盤，其中，所述外殼包括向所述第一入口扇區(qū)的連接和向第二入口扇區(qū)的連接，并且具有公共出口。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的動(dòng)力設(shè)備(I)，其特征在于，用于裝載所述吸收催化劑(50)的第一扇區(qū)的入口區(qū)域是用于所述第二扇區(qū)的入口區(qū)域的至少兩倍大，所述第二扇區(qū)用于再生所述吸收催化劑(50)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動(dòng)力設(shè)備(I)，其特征在于，所述第一鍋爐煙氣路徑(20)劃分為至少兩個(gè)扇區(qū)(1、I1、II1、IV)，所述至少兩個(gè)扇區(qū)帶有至少兩個(gè)補(bǔ)充扇區(qū)點(diǎn)燃部(53-56)，其安裝于在所述至少兩個(gè)單獨(dú)的扇區(qū)(1、I1、II1、IV)中的NOx吸收催化劑(50)的上游，所述第一鍋爐煙氣路徑(20)帶有用于所述補(bǔ)充扇區(qū)點(diǎn)燃部(53-56)的獨(dú)立的燃料供應(yīng)控制，以允許在用于所述隨后的NOx吸收催化劑(50)的再生的各個(gè)扇區(qū)(1、11、111、IV)中的所述補(bǔ)充扇區(qū)點(diǎn)燃部(53-56)的獨(dú)立操作。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一個(gè)所述的動(dòng)力設(shè)備(I)，其特征在于，所述熱回收鍋爐布置(3)包括控制部件(37、40、45)，其布置為控制在進(jìn)入所述第一鍋爐煙氣路徑(20)與所述單獨(dú)的第二鍋爐煙氣路徑(21)的煙氣之間的質(zhì)量流分離。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一個(gè)所述的動(dòng)力設(shè)備(I)，其特征在于，所述壓縮機(jī)進(jìn)口(66)分離成與所述壓縮機(jī)(4)的流路連接的扇區(qū)出4、65)，所述壓縮機(jī)進(jìn)口 ￠6)帶有將新鮮空氣(61)引導(dǎo)至所述壓縮機(jī)(4)的入口的新鮮空氣進(jìn)口扇區(qū)(64)，并且?guī)в袑⒃傺h(huán)煙氣流(69)引導(dǎo)至所述壓縮機(jī)(4)的入口的煙氣進(jìn)口扇區(qū)(65)。
10.一種用于操作動(dòng)力設(shè)備(I)的方法，所述動(dòng)力設(shè)備(I)帶有: 燃?xì)鉁u輪(2)，其至少帶有:壓縮機(jī)(5)、燃燒器(6、7)以及渦輪(8、9)； 熱回收鍋爐布置(3)，其帶有:連接至渦輪出口(12)的至少一個(gè)鍋爐入口(10);以及帶有連接至煙囪(15)的第一出口(13)以及連接至煙氣再循環(huán)部⑷的第二出口(14)的出口側(cè)，所述煙氣再循環(huán)部(4)將所述第二出口(14)連接至所述燃?xì)鉁u輪(2)的壓縮機(jī)入口 (18)， 其特征在于: 所述煙氣在所述熱回收鍋爐布置(3)中分離成兩個(gè)流，其中，第一流從所述鍋爐入口(10)流向所述第一鍋爐出口(13)，而第二流從所述鍋爐入口(10)流向所述第二鍋爐出口(14)， 所述第二流從所述第二鍋爐出口再循環(huán)入所述燃?xì)鉁u輪(2)的壓縮機(jī)入口， 并且，在所述第一流的至少一部分中的氧氣含量通過(guò)補(bǔ)充點(diǎn)燃部(49)而至少一段時(shí)間減少，并且，在所述第一流從所述第一鍋爐出口(13)釋放之前，NOx從在催化NOx轉(zhuǎn)換器(50)中的第一流移除。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述NOx在NOx吸收催化劑(50)中移除。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，將帶有減少的氧氣含量的所述第一流的部分供給至在所述NOx吸收催化劑(50)中的第一扇區(qū)(I)，以用于所述NOx吸收催化劑(50)的第一扇區(qū)(I)的再生，并且，將所述剩余的第一流供給至所述NOx吸收催化劑(50)的第二扇區(qū)(II)，并且，NOx從在所述NOx吸收催化劑(50)的所述第一扇區(qū)(I)中與第二扇區(qū)(II)中的第一流移除。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述吸收催化劑(50)構(gòu)造作為再生旋轉(zhuǎn)催化劑，包括大體圓形盤，其旋轉(zhuǎn)以將所述吸收催化劑(50)的再生區(qū)段移出所述第一扇區(qū)(I)以用于在所述第二扇區(qū)(II)中裝載NOx，并且將所述NOx吸收催化劑(50)的至少部分填充區(qū)段移出第二扇區(qū)(II)以用于向所述第一扇區(qū)(I)中的再生。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一鍋爐煙氣路徑(20)進(jìn)一步劃分成扇區(qū)(1、I1、II1、IV)，其中，將至少一個(gè)補(bǔ)充扇區(qū)點(diǎn)燃部(53、54、55、56)布置在各個(gè)扇區(qū)(1、I1、II1、IV)中， 并且，所述補(bǔ)充扇區(qū)點(diǎn)燃部(53、54、55、56)交替地:打開，以再生所述NOx吸收催化劑(50)的相應(yīng)的扇區(qū)(1、I1、II1、IV);關(guān)閉，以用于用NOx裝載所述NOx吸收催化劑(50)的相應(yīng)的扇區(qū)(1、I1、II1、IV)。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述補(bǔ)充點(diǎn)燃部(49)交替地:打開，以用于所述吸收催化劑(50)的再生；以及關(guān)閉，以在所述吸收催化劑(50)填充NOx時(shí)使耗油率最小化。
【文檔編號(hào)】F02C3/34GK104411948SQ201380037468
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2013年7月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月13日
【發(fā)明者】E.本茲, K.多伊貝林, M.霍伊維 申請(qǐng)人:阿爾斯通技術(shù)有限公司