根据实施例的用于降低燃气涡轮系统(12)的排气气体流(32)的温度的系统包括：燃气涡轮系统的压缩机构件(18)；空气流生成系统，其用于附接至燃气涡轮系统的可旋转轴(24)，该空气流生成系统和压缩机构件通过空气摄入区段(16)吸入过量空气流(72)；混合区域，其用于接收由燃气涡轮系统产生的排气气体流；空气提取系统(70)，其用于：提取由空气流生成系统和压缩机构件生成的过量空气流的至少一部分以提供旁通空气；和将该旁通空气转移到混合区域(33)中，以降低排气气体流的温度；和流体注射系统(200)，其用于将雾化流体(224)注射到混合区域中，以降低排气气体流的温度。
【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请涉及共同未决的US申请号：GE卷号280650-1、申请序列号14/753,064；280685-1、申请序列号14/753,066；280687-1、申请序列号14/753,072；280688-1、申请序列号14/753,073；280692-1、申请序列号14/753,074；280707-1、申请序列号14/753,077；280730-1、申请序列号14/753,085；280731-1、申请序列号14/753,088；280815-1、申请序列号14/753,093；281003-1、申请序列号14/753,102；281004-1、申请序列号14/753,107；281005-1、申请序列号14/753,097；和281007-1、申请序列号14/753,105，它们都是在2015年6月29日提交的。
本公开大体上涉及功率生成系统，且更具体而言，涉及用于冷却功率生成系统的排气气体的系统和方法。
技术介绍
来自功率生成系统(例如简单循环燃气涡轮功率生成系统)的排气气体通常必须符合对被释放到大气中的排气气体的成分的苛刻的规章要求。通常存在于燃气涡轮功率生成系统的排气气体中且受到限制的成分中的一种是氮氧化物(即，NOx)，其包括例如一氧化氮和二氧化氮。为了从排气气体流移除NOx，通常使用诸如选择性催化还原(SCR)的技术。在SCR过程中，氨(NH3)等与NOx反应，且产生氮(N2)和水(H2O)。SCR过程的效力部分地取决于被处理的排气气体的温度。来自燃气涡轮功率生成系统的排气气体的温度通常高于大约1100℉。然而，SCR催化剂需要在低于大约900℉下操作，以在合理的催化剂寿命内维持效力。为此，通常在SCR之前冷却来自简单循环燃气涡轮功率生成系统的排气气体。大型外部送风机系统已被用于通过将冷却气体(诸如周围空气)与排气气体混合而将燃气涡轮功率生成系统的排气气体温度降低到低于900℉。因为由外部送风机系统的故障引起的催化剂损害的可能性，通常使用冗余的外部送风机系统。这些外部送风机系统包括许多构件，诸如送风机、马达、过滤器、空气摄入结构(airintakestructure)、和大型管道，它们是昂贵、体积大的，且增加燃气涡轮功率生成系统的操作成本。此外，外部送风机系统和燃气涡轮功率生成系统的操作不是固有地联接的，因此增加由燃气涡轮操作的各种模式期间的过高温度引起的SCR催化剂损害的概率。为了防止由过高温度(例如，如果(多个)外部送风机系统故障或不能充分地冷却排气气体)引起的SCR催化剂损害，可能需要燃气涡轮关闭，直到可纠正温度问题。
技术实现思路
本公开的第一方面提供用于降低燃气涡轮系统的排气气体流的温度的系统，包括：燃气涡轮系统的压缩机构件；空气流生成系统，其用于附接至燃气涡轮系统的可旋转轴，该空气流生成系统和压缩机构件通过空气摄入区段吸入过量空气流；混合区域，其用于接收由燃气涡轮系统产生的排气气体流；空气提取系统，其用于：提取由空气流生成系统和压缩机构件生成的过量空气流的至少一部分以提供旁通空气；和将该旁通空气转移到混合区域中，以降低排气气体流的温度；和流体注射系统，其用于将雾化流体注射到混合区域中，以降低排气气体流的温度。本公开的第二方面提供功率生成系统，包括：燃气涡轮系统，其包括压缩机构件、燃烧器构件和涡轮构件，其中，燃气涡轮系统的压缩机构件包括至少一个加大压缩机级(oversizedcompressorstage)；轴，其由涡轮构件驱动；风扇，其在燃气涡轮系统的上游联接至轴，该风扇和压缩机构件的该至少一个加大压缩机级通过空气摄入区段吸入过量空气流；混合区域，其用于接收由燃气涡轮系统产生的排气气体流；空气提取系统，其用于：提取由风扇和压缩机构件的该至少一个加大压缩机级生成的过量空气流的至少一部分，以提供旁通空气；和将该旁通空气转移到混合区域中，以降低排气气体流的温度；和流体注射系统，其用于将雾化流体注射到混合区域中，以降低排气气体流的温度；和排气处理系统，其用于处理降低温度的排气气体流。本公开的第三方面提供功率生成系统，其包括：燃气涡轮系统，其包括压缩机构件、燃烧器构件、和涡轮构件，其中，该燃气涡轮系统的压缩机构件包括至少一个加大压缩机级；轴，其由涡轮构件驱动；发电机，其联接至轴以用于生成电；风扇，其在燃气涡轮系统的上游联接至轴，该风扇和压缩机构件的该至少一个加大压缩机级通过空气摄入区段吸入过量空气流；混合区域，其用于接收由燃气涡轮系统产生的排气气体流；空气提取系统，其用于：提取由风扇和压缩机构件的该至少一个加大压缩机级生成的过量空气流的至少一部分，以提供旁通空气；和将该旁通空气转移到混合区域中，以降低排气气体流的温度；流体注射系统，其用于将雾化流体注射到混合区域中，以降低排气气体流的温度；和排气处理系统，其用于处理降低温度的排气气体流。技术方案1：一种用于降低燃气涡轮系统的排气气体流的温度的系统，包括：燃气涡轮系统的压缩机构件；空气流生成系统，其用于附接至所述燃气涡轮系统的可旋转轴，所述空气流生成系统和所述压缩机构件通过空气摄入区段吸入过量空气流；混合区域，其用于接收由所述燃气涡轮系统产生的排气气体流；空气提取系统，其用于提取由所述空气流生成系统和所述压缩机构件生成的所述过量空气流的至少一部分以提供旁通空气，且用于将所述旁通空气转移到所述混合区域中，以降低所述排气气体流的温度；和流体注射系统，其用于将雾化流体注射到所述混合区域中，以降低所述排气气体流的温度。技术方案2：根据技术方案1所述的系统，其中，由所述空气流生成系统和所述压缩机构件生成的所述过量空气流比所述燃气涡轮系统的燃烧器构件和涡轮构件中的至少一者的流动速率容量大大约10%到大约40%。技术方案3：根据技术方案1所述的系统，其中，所述燃气涡轮系统的压缩机构件包括至少一个加大压缩机级，且其中，所述空气流生成系统包括风扇。技术方案4：根据技术方案1所述的系统，其中，所述雾化流体包括水。技术方案5：根据技术方案1所述的系统，还包括排气处理系统，包括：一氧化碳(CO)移除系统和选择性催化还原(SCR)系统，以用于处理降低温度的排气气体流。技术方案6：根据技术方案5所述的系统，其中，所述混合区域配置在所述排气处理系统的上游。技术方案7：根据技术方案5所述的系统，其中，所述混合区域配置在所述(CO)移除系统与所述选择性催化还原(SCR)系统之间。技术方案8：根据技术方案7所述的系统，其中，所述雾化流体包括水和氨溶液。技术方案9：根据技术方案1所述的系统，其中，所述空气提取系统包括：旁通管道，其用于将所述旁通空气围绕所述燃气涡轮系统转移到所述混合区域中，以降低所述排气气体流的温度；或封壳，其包围所述燃气涡轮系统且形成空气通道，所述旁通空气穿过所述空气通道且围绕所述燃气涡轮系统流到所述混合区域中，以降低所述排气气体流的温度。技术方案10：根据技术方案1所述的系统，其中，所述空气提取系统构造成将所述过量空气流的一部分转移到所述压缩机构件中，以对所述燃气涡轮系统增压。技术方案11：一种涡轮机系统，包括：燃气涡轮系统，其包括压缩机构件、燃烧器构件、和涡轮构件，其中，所述燃气涡轮系统的压缩机构本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于降低燃气涡轮系统(12)的排气气体流(32)的温度的系统，包括：燃气涡轮系统(12)的压缩机构件(18)；空气流生成系统，其用于附接至所述燃气涡轮系统(12)的可旋转轴(24)，所述空气流生成系统和所述压缩机构件(18)通过空气摄入区段(16)吸入过量空气流(72)；混合区域(33, 230)，其用于接收由所述燃气涡轮系统(12)产生的排气气体流(32)；空气提取系统(70)，其用于提取由所述空气流生成系统和所述压缩机构件(18)生成的所述过量空气流(72)的至少一部分以提供旁通空气，且用于将所述旁通空气转移到所述混合区域(33, 230)中，以降低所述排气气体流(32)的温度；和流体注射系统(200)，其用于将雾化流体注射到所述混合区域(33, 230)中，以降低所述排气气体流(32)的温度。
【技术特征摘要】
2015.06.29 US 14/7530801.一种用于降低燃气涡轮系统(12)的排气气体流(32)的温度的系统，包括：燃气涡轮系统(12)的压缩机构件(18)；空气流生成系统，其用于附接至所述燃气涡轮系统(12)的可旋转轴(24)，所述空气流生成系统和所述压缩机构件(18)通过空气摄入区段(16)吸入过量空气流(72)；混合区域(33,230)，其用于接收由所述燃气涡轮系统(12)产生的排气气体流(32)；空气提取系统(70)，其用于提取由所述空气流生成系统和所述压缩机构件(18)生成的所述过量空气流(72)的至少一部分以提供旁通空气，且用于将所述旁通空气转移到所述混合区域(33,230)中，以降低所述排气气体流(32)的温度；和流体注射系统(200)，其用于将雾化流体注射到所述混合区域(33,230)中，以降低所述排气气体流(32)的温度。2.根据权利要求1所述的系统，其中，由所述空气流生成系统和所述压缩机构件(18)生成的所述过量空气流(72)比所述燃气涡轮系统(12)的燃烧器构件(20)和涡轮构件(22)中的至少一者的流动速率容量大大约10%到大约40%。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述燃气涡轮系统(12)的压缩机构件(18)包括至少一个加大压缩机级(58)，且其...
【专利技术属性】
技术研发人员：PP库尔卡尼，LB小戴维斯，RJ里德，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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