具有二氧化碳分离的燃气涡轮发电设备制造技术

本发明专利技术涉及一种燃气涡轮发电设备(1)，包括燃气涡轮(6)、燃气涡轮(6)后的废热蒸汽发生器(8)、排出气体送风机(10)、使排出气体中含有的二氧化碳与排出气体分离且将其排放至二氧化碳出口(14)的二氧化碳分离设备(11)。旁通烟囱(12)在燃气涡轮发电设备(1)中布置在废热蒸汽发生器(8)的出口与排出气体送风机(10)之间，且连接到连接件，该连接件在从排出气体管线(7)到旁通烟囱(12)的通流方向和从旁通烟囱(12)到排出气体管线(7)的通流方向两者上为防故障地开启的。本发明专利技术还涉及一种用于操作此类燃气涡轮发电设备(1)的方法，其中排出气体送风机(10)调节成使得排出气体管线(7)内侧与旁通烟囱(12)和排出气体管线(7)的连接件处的周围环境之间的压差保持低于压力阈值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及一种燃气涡轮发电设备(1)，包括燃气涡轮(6)、燃气涡轮(6)后的废热蒸汽发生器(8)、排出气体送风机(10)、使排出气体中含有的二氧化碳与排出气体分离且将其排放至二氧化碳出口(14)的二氧化碳分离设备(11)。旁通烟囱(12)在燃气涡轮发电设备(1)中布置在废热蒸汽发生器(8)的出口与排出气体送风机(10)之间，且连接到连接件，该连接件在从排出气体管线(7)到旁通烟囱(12)的通流方向和从旁通烟囱(12)到排出气体管线(7)的通流方向两者上为防故障地开启的。本专利技术还涉及一种用于操作此类燃气涡轮发电设备(1)的方法，其中排出气体送风机(10)调节成使得排出气体管线(7)内侧与旁通烟囱(12)和排出气体管线(7)的连接件处的周围环境之间的压差保持低于压力阈值。【专利说明】具有二氧化碳分离的燃气涡轮发电设备
本专利技术涉及一种用于燃气涡轮联合循环发电设备的排气系统，其中从排出气体分离二氧化碳。
技术介绍
已知二氧化碳排放是对全球变暖有相当大贡献的温室气体。为了减少燃气涡轮发电设备的二氧化碳排放，以便由此防止全球变暖，已经提出了各种布置和方法。大多数技术上先进的方法看起来是如下方法，其中二氧化碳通过吸收或吸附来与发电设备的排出气流分离。通常，来自于燃气涡轮的有用的废热以有利的方式进一步用于在随后的废热回收锅炉中回收能量。排出气体从而被冷却，但通常尚未达到吸收或吸附所需的温度水平，且因此它们通常在它们被引入二氧化碳分离设备中之前在再冷器中得到进一步冷却。在此，二氧化碳从排出气体分离，且被排出以用于进一步使用。二氧化碳含量低的排出气体经由烟囱排放到环境中。例如，此类设备从W02011/039072获知。此外，从EP2067941获知，使用送风机来用于克服二氧化碳分离设备的压力损失。然而，使用送风机来克服二氧化碳分离设备的压力损失并非没有其问题。此类送风机必须传送大容积流量，且具有对应的大尺寸和高惯性。
技术实现思路
在短时间内导致排出气体容积流量的较大变化的燃气涡轮的操作条件方面的急剧变化的情况下，送风机不可在没有附加手段的情况下遵循快速的瞬变。特别是在燃气涡轮的减载或紧急停机(跳闸)的情况下，排出气体容积流量由于压缩机导叶的快速停止和排出气体温度的降低而在几秒内显著地下降。在紧急停机期间，排出气体容积流量可在5到10秒内降至满负载排出气体流的50%或更低。典型的排出气体送风机没有可调整导叶，且由于其高惯性，其缓慢停转，即使在其驱动件被立即关闭时，且仍传送容积流量，这显著地高于燃气涡轮的减少的排出气体流。由于容积流量的该差异，在废热回收锅炉和排出气体管线中可生成危险的真空，且在最坏的情况下，可导致废热回收锅炉的内爆。本公开内容的一个目的在于指定一种具有二氧化碳分离的燃气涡轮发电设备，其中，即使在操作条件急剧变化的情况下，废热回收锅炉中的排出气体侧或排出气体导管与周围环境之间也没有固有地产生的危险压差。除燃气涡轮发电设备之外，一种用于操作此类燃气涡轮发电设备的方法也是本专利技术的主题。具有二氧化碳分离的燃气涡轮发电设备包括燃气涡轮、燃气涡轮后的废热蒸汽发生器、排出气体送风机、使排出气体中含有的二氧化碳从排出气体分离且将其排出至二氧化碳出口的二氧化碳分离设备、和烟囱。此外，排出气体再冷器通常布置在废热回收锅炉与排出气体送风机之间。燃气涡轮、废热回收锅炉、排出气体再冷器、排出气体送风机、二氧化碳分离设备和烟囱借助于排出气体管线或排出气体导管而连接。排出气体送风机通常布置在排出气体再冷器下游，因为送风机然后必须传送较低容积流量，且还经历较低温度。根据具有二氧化碳分离的燃气涡轮发电设备的一个型式，旁通烟?布置在废热蒸汽发生器的出口与排出气体送风机之间，且连接到连接件，所述连接件在从排出气体管线到旁通烟囱的通流方向和从旁通烟囱到排出气体管线的通流方向两者上为防故障地开启的。沿两个通流方向防故障的开口有利地通向旁通烟囱中，因为开口的危险区域(热气体的流出或吸入到热的排出气体管线中)可靠地得到保护。根据具有二氧化碳分离的燃气涡轮发电设备的另一个型式，旁通烟囱与排出气体管线的连接具有限定的压力阈值，超过该阈值，从排出气体管线到旁通烟囱中的气体通流无阻碍。无阻碍意思是例如除进入烟囱中的压力损失之外，入口中没有其高于入口损失自身(即是说，从排出气体管线到没有附加配件的烟囱中的入口压力损失)的附加压力损失发生，或者附加压力损失最多比入口压力损失高一个数量级。此外，超压和欠压的压力阈值可选择为排气系统中的压力损失的函数。例如，其将处于废热回收锅炉的压力损失的直到三分之一的数量级。通常，3到IOmbar的压力阈值(优选为约5mbar)适于确保可靠操作。对于排出气体管线内侧与周围环境之间的低于该压力阈值的压差，穿过旁通烟囱的通流可忽略，即是说，低于穿过排出气体管线的全部通流的10%。取决于具体型式和操作状态，在静止操作期间，可接受直到穿过排出气体管线的全部通流的20%的穿过旁通烟囱的通流。根据具有二氧化碳分离的燃气涡轮发电设备的一个型式，旁通烟囱与排出气体管线的连接具有翻板(flap)和止挡件，止挡件以一种方式布置，使得翻板不完全闭合，以便它即使在闭合位置上也具有最小开口。该最小开口允许从旁通烟囱到排出气体管线的通流方向上的通流。穿过最小开口从旁通烟囱到排出气体管线的通流容量通常为在翻板开启的情况下从排出气体管线到旁通烟?的通流方向上的通流容量的最多10%。在此情况下，一超过限定的压力阈值，翻板就沿从排出气体管线到旁通烟囱的通流方向开启。根据具有二氧化碳分离的燃气涡轮发电设备的另一个型式，旁通烟囱与排出气体管线的连接包括主翻板和副翻板。在此情况下，主翻板沿从排出气体管线到旁通烟?的通流方向防故障地开启，且副翻板沿从旁通烟囱到排出气体管线的通流方向防故障地开启。一超过压力阈值，主翻板和副翻板就沿相应的通流方向开启。该压力阈值可对于两个翻板相等，或者分别限定。根据具有二氧化碳分离的燃气涡轮发电设备的另一个型式，旁通烟囱与排出气体管线的连接包括多个交替地布置的向外开启的子翻板和向内开启的子翻板。向外开启的子翻板在各种情况下沿从排出气体管线到旁通烟囱的通流方向防故障地开启。向内开启的子翻板在各种情况下沿从旁通烟囱到排出气体管线的通流方向防故障地开启。一旦超过压力阈值，这些翻板就同样沿相应的通流方向开启，且在此情况下，可对两个通流方向分别限定压力阈值。根据具有二氧化碳分离的燃气涡轮发电设备的一个型式，旁通烟囱借助于隔板分成与排出气体管线的连接件处的两个导管，出口翻板布置在一个导管中，出口翻板沿从排出气体管线到旁通烟囱的通流方向防故障地开启，且入口翻板布置在第二个导管中，入口翻板沿从旁通烟囱到排出气体管线的通流方向防故障地开启。借助于隔板，例如，在该隔板终止之前，对于直到旁通烟囱的高度的20%，旁通烟囱分成了两个导管，且烟囱作为单个导管向前通往末梢。由于分成了两个导管，故相应的翻板的截面方面的变窄减小或甚至完全避免，且因此可减小跨过打开翻板的压力损失。一超过压力阈值，这些翻板就同样沿相应的通流方向开启，且在此情况下，可对两个通流方向分别限定压力阈值。根据具有二氧化碳分离的燃气涡轮发电设备的另一个型式，旁通烟囱经由烟囱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃气涡轮发电设备(1)，包括燃气涡轮(6)、所述燃气涡轮(6)后的废热蒸汽发生器(8)、排出气体送风机(10)、使排出气体中含有的二氧化碳与排出气体分离且将其排放至二氧化碳出口(14)的二氧化碳分离设备(11)、和烟囱(13)，所述燃气涡轮(6)、废热回收锅炉(8)、排出气体送风机(10)、二氧化碳分离设备(11)和烟囱(13)借助于排出气体管线(7)而连接，其特征在于，旁通烟囱(12)布置在所述废热蒸汽发生器(8)的出口与所述排出气体送风机(10)之间且连接于连接件，所述连接件在从所述排出气体管线(7)到所述旁通烟囱(12)的通流方向和从所述旁通烟囱(12)到所述排出气体管线(7)的通流方向两者上为防故障地开启的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：R卡罗尼，A扎戈斯基，K伯格，S克哈达罗夫，M里伊克，
申请(专利权)人：阿尔斯通技术有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH