燃气涡轮加热的流体用于还原剂蒸发的用途制造技术

本发明专利技术涉及一种系统，其包括：燃气涡轮发动机，其可以燃烧燃料以产生动力和废气；废气路径，其与燃气涡轮发动机流体连通并且可以接纳来自燃气涡轮发动机的废气；以及还原剂模块，其流体地联接到废气路径。还原剂模块包括可以将还原剂供应到废气路径的注射系统。该系统还包括流动路径，该流动路径与废气路径分开并且流体地联接燃气涡轮发动机和还原剂模块。第一流动路径可以将第一加热流体供应到还原剂模块以有助于还原剂的蒸发。

The use of gas turbine heated fluid for reducing agent evaporation

The invention relates to a system comprising: a gas turbine engine, the combustion of the fuel to generate power and exhaust; exhaust gas path, and the gas turbine engine is in fluid communication and can accept exhaust gas from the gas turbine engine; and the reducing agent module, which is coupled to the exhaust gas flow path. The reducing agent module includes an injection system that can supply the reducing agent to the exhaust path. The system also includes a flow path, which separates the exhaust path and connects the gas turbine engine and the reducing agent fluid in fluid. The first flow path can supply the first heating fluid to the reducing agent module to help the evaporation of the reducing agent.

【技术实现步骤摘要】
燃气涡轮加热的流体用于还原剂蒸发的用途
本文公开的主题涉及涡轮系统，更具体地，涉及用于向燃气涡轮系统的还原剂蒸发系统提供热的系统和方法。
技术介绍
燃气涡轮系统通常包括至少一个燃气涡轮发动机，燃气涡轮发动机具有压缩机、燃烧器和涡轮。燃烧器被构造成用以燃烧燃料和压缩空气的混合物，以产生热燃烧气体，继而热燃烧气体驱动涡轮的轮叶。燃气涡轮发动机产生的废气可能包括某些副产品，例如氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)、碳氧化物(COx)和未燃烧的碳氢化合物。与这样的燃气涡轮系统相关联的某些处理系统可以用来在将废气从系统释放之前去除或者显著减少废气中这些副产品的量。
技术实现思路
以下将概述在范围上与初始要求保护的专利技术相当的某些实施例。这些实施例并不用来限制要求保护的专利技术的范围，而是仅仅用来提供本专利技术的可能形式的简要概述。实际上，本专利技术可以涵盖与以下所述实施例类似或不同的各种形式。根据本专利技术的一方面，本专利技术提供一种系统，包括：燃气涡轮发动机，其可以燃烧燃料以产生动力和废气；废气路径，其与燃气涡轮发动机流体连通并且可以接纳来自燃气涡轮发动机的废气；以及还原剂模块(reductantskid)，其流体地联接到废气路径。还原剂模块包括被构造成将还原剂供应到废气路径的注射系统。该系统还包括流动路径，该流动路径与废气路径分开并且流体地联接燃气涡轮发动机和还原剂模块。第一流动路径可以将第一加热流体供应到还原剂模块以有助于还原剂的蒸发。根据本专利技术的一个实施例，所述流体路径从压缩机排气出口延伸到所述还原剂模块，使得所述第一加热流体包括来自所述燃气涡轮发动机的压缩机排出空气。根据本专利技术的一个实施例，所述流体路径从所述燃气涡轮发动机的废气出口延伸到所述还原剂模块，使得所述第一加热流体包括来自所述燃气涡轮发动机的废气。根据本专利技术的一个实施例，所述流动路径流体地联接到所述燃气涡轮发动机的压缩机区段和设置在所述还原剂模块中的加热系统，其中所述加热系统被构造成接纳所述第一加热流体和所述还原剂的流，并且引起所述第一加热流体和所述还原剂之间的热交换以使得所述还原剂蒸发。根据本专利技术的一个实施例，所述流动路径流体地联接到所述燃气涡轮发动机的涡轮区段和设置在所述还原剂模块中的加热系统，其中所述加热系统被构造成接纳所述第一加热流体和所述还原剂的流，并且引起所述第一加热流体和所述还原剂之间的热交换以蒸发所述还原剂。根据本专利技术的一个实施例，所述系统包括控制系统，所述控制系统包括一个或多个实体的、非暂时性的、机器可读取的介质，所述介质具有用以在所述燃气涡轮发动机的启动期间控制所述第一加热流体从所述燃气涡轮发动机的压缩机区段到所述注射系统的流动的指令，其中所述第一加热流体包括压缩机排出空气。根据本专利技术的一个实施例，所述一个或多个实体的、非暂时性的、机器可读取的介质还包括用以在所述燃气涡轮发动机的稳态操作期间从使所述压缩机排出空气流动到所述还原剂模块过渡到使第二加热流体流动到所述还原剂模块的指令。根据本专利技术的一个实施例，所述第二加热流体包括在所述燃气涡轮发动机中产生的废气。根据本专利技术的一个实施例，所述系统是简单循环系统。根据本专利技术的另一方面，本专利技术提供一种系统，包括：燃气涡轮发动机，其可以燃烧燃料并产生废气；废气路径，其可以接纳来自燃气涡轮发动机的废气；以及还原剂模块，其流体地联接到废气路径。还原剂模块包括加热系统和注射系统，该加热系统可以蒸发还原剂，该注射系统可以将蒸发的还原剂供应到废气路径。该系统还包括第一流动路径，该第一流动路径与废气路径分开并且流体地联接燃气涡轮发动机的第一区段和还原剂模块。第一流动路径可以将第一加热流体供应到还原剂模块，第二流动路径与废气路径和第一流动路径分开。第二流动路径流体地联接到燃气涡轮发动机的第二区段和还原剂模块，第二流动路径可以将第二加热流体供应到还原剂模块。根据本专利技术的一个实施例，所述第二加热流体包括来自所述燃气涡轮发动机的废气的至少一部分。根据本专利技术的一个实施例，所述系统包括热交换器，所述热交换器沿着第三流动路径设置在所述还原剂模块中，所述第三流动路径流体地联接到所述第一流动路径和所述第二流动路径，其中所述热交换器被构造成加热所述第一加热流体。根据本专利技术的一个实施例，所述热交换器包括电加热器，所述电加热器具有大约100千瓦和大约1000千瓦的功率输出。根据本专利技术的一个实施例，所述第一流动路径从设置在所述燃气涡轮发动机的第一区段内的压缩机排气出口延伸到所述还原剂模块，使得所述第一加热流体包括压缩机排出空气或者压缩机排出空气和环境空气的混合物。根据本专利技术的一个实施例，所述系统包括一个或多个实体的、非暂时性的、机器可读取的介质，所述一个或多个实体的、非暂时性的、机器可读取的介质具有指令以：在所述燃气涡轮发动机的启动期间将所述第一加热流体从所述燃气涡轮发动机的第一区段供应到所述还原剂模块，其中所述第一加热流体包括压缩机排出空气；和在所述燃气涡轮发动机的稳态操作期间利用从所述燃气涡轮发动机的第二区段到所述还原剂模块的所述第二加热流体补充或替换所述第一加热流体，其中所述第二加热流体包括废气的一部分。根据本专利技术的另一方面，本专利技术提供一种方法，包括使第一流体从燃气涡轮发动机的第一区段通过与第一区段流体地联接的第一流动路径流动到还原剂模块。还原剂模块流体地联接到废气流动路径，该废气流动路径可以接纳在燃气涡轮发动机中产生的废气。该方法还包括：利用第一流体加热还原剂模块；使第二流体通过与燃气涡轮发动机的第二区段流体地联接的第二流动路径流动到还原剂模块以补充或替换第一流体；以及利用第二流体蒸发还原剂模块中的还原剂。根据本专利技术的一个实施例，所述第一流体包括在所述第一区段中产生的压缩机排出空气，并且其中所述第一区段是所述燃气涡轮发动机的压缩机区段。根据本专利技术的一个实施例，所述方法包括利用设置在所述还原剂模块中的热交换器加热所述压缩机排出空气。根据本专利技术的一个实施例，所述第二流体包括在所述第二区段中产生的废气，其中所述第二区段是所述燃气涡轮发动机的燃烧器区段或涡轮区段。根据本专利技术的一个实施例，所述方法包括在所述燃气涡轮发动机的稳态操作期间补充或替换所述第一流体。附图说明当参考附图阅读以下的详细说明时，本专利技术的这些和其它特征、方面和优点将得到更好的理解，在整个附图中，相同的附图标记表示相同的部件，其中：图1为根据本专利技术实施例的包括还原剂注射系统的燃气涡轮系统的方框图，该还原剂注射系统用来加热用于选择性催化还原的还原剂；图2为根据本专利技术实施例的图1的还原剂注射系统的示意图，其包括流动控制系统，该流动控制系统接纳来自燃气涡轮发动机的压缩机排出空气并且将压缩机排出空气引导到还原剂注射系统中的加热系统；图3为根据本专利技术实施例的图1的还原剂注射系统的示意图，其包括流动控制系统，该流动控制系统接纳来自燃气涡轮发动机的压缩机排出空气和/或废气流，并且将压缩机排出空气和/或废气流引导到还原剂注射系统中的加热系统；图4为根据本专利技术实施例的图1的还原剂注射系统的示意图，其包括热交换器，该热交换器在还原剂注射系统的加热系统的上游加热压缩机排出空气流；图5为根据本专利技术实施例的图1的还原剂注射系统的示意图，其包括流动控制系统，该流动控制系统接纳压缩机排出空气、环境空气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，其包括：燃气涡轮发动机，所述燃气涡轮发动机被构造成燃烧燃料以产生动力和废气；废气路径，所述废气路径与所述燃气涡轮发动机流体连通并且被构造成接纳来自所述燃气涡轮发动机的废气；还原剂模块，所述还原剂模块流体地联接到所述废气路径，其中所述还原剂模块包括注射系统，所述注射系统被构造成将还原剂供应到所述废气路径；流动路径，所述流动路径与所述废气路径分开并且流体地联接所述燃气涡轮发动机和所述还原剂模块，其中第一流动路径被构造成将第一加热流体供应到所述还原剂模块以有助于还原剂的蒸发。

【技术特征摘要】
2016.04.06 US 15/0923861.一种系统，其包括：燃气涡轮发动机，所述燃气涡轮发动机被构造成燃烧燃料以产生动力和废气；废气路径，所述废气路径与所述燃气涡轮发动机流体连通并且被构造成接纳来自所述燃气涡轮发动机的废气；还原剂模块，所述还原剂模块流体地联接到所述废气路径，其中所述还原剂模块包括注射系统，所述注射系统被构造成将还原剂供应到所述废气路径；流动路径，所述流动路径与所述废气路径分开并且流体地联接所述燃气涡轮发动机和所述还原剂模块，其中第一流动路径被构造成将第一加热流体供应到所述还原剂模块以有助于还原剂的蒸发。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述流体路径从压缩机排气出口延伸到所述还原剂模块，使得所述第一加热流体包括来自所述燃气涡轮发动机的压缩机排出空气。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述流体路径从所述燃气涡轮发动机的废气出口延伸到所述还原剂模块，使得所述第一加热流体包括来自所述燃气涡轮发动机的废气。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述流动路径流体地联接到所述燃气涡轮发动机的压缩机区段和设置在所述还原剂模块中的加热系统，其中所述加热系统被构造...

【专利技术属性】
技术研发人员：BA基佩尔，CC弗雷斯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US