使用NMHC燃料的燃气涡轮联合循环动力装置的启动和操作的方法制造方法及图纸

一种用于启动和操作加NMHC燃料的燃气涡轮联合循环动力装置的方法包括将气态NMHC燃料喷射到气态NMHC燃料处理系统中，将辅助蒸汽、HRSG蒸汽或HRSG水中的至少一种喷射到气态NMHC燃料处理系统中，以及将辅助蒸汽、HRSG蒸汽或HRSG水中的至少一种与NMHC燃料处理系统中的气态NMHC燃料混合以形成气态NMHC燃料混合物。该方法还包括将气态NMHC燃料混合物喷射到气态NMHC燃料分配系统中，以及将气态NMHC燃料混合物通过气态NMHC燃料分配系统提供至加NMHC燃料的燃气涡轮的燃烧器。

【技术实现步骤摘要】
使用NMHC燃料的燃气涡轮联合循环动力装置的启动和操作的方法相关申请的交叉引用本申请基于美国临时申请No.62/433,374并且要求其优先权，其于2016年12月13日在美国专利和商标局提交，并且通过引用以其整体并入本文中。
本专利技术涉及供应至联合循环动力装置中的燃气涡轮的液体和气体燃料，并且更具体而言，涉及使用蒸汽喷射来调节燃料性质的系统和方法。
技术介绍
联合循环动力装置组合地利用燃气涡轮发动机和蒸汽涡轮发动机，以产生功率。动力装置布置成使得燃气涡轮发动机通过热回收蒸汽发生器(“HRSG”)热连接于蒸汽涡轮发动机。HRSG为非接触式热交换器，其允许用于蒸汽发生过程的给水由否则浪费的燃气涡轮发动机排出气体加热。HRSG为大管道，其中管束插置在其中，使得水在排出气体穿过管道时加热成蒸汽。联合循环中的燃气涡轮发动机经常为天然气燃烧的并且通常用于驱动发电机。此类燃气涡轮设计成焚烧特定范围的燃料，其中燃料消耗的速率可取决于燃料的化学成分。燃气涡轮燃烧器中的许多种通过采用贫预混燃烧实现低NOx排放水平，其中燃料和焚烧所有燃料所需的过量空气在燃烧之前混合，以控制和限制热NOx产生。经常被称为干式低NOx(DLN)燃烧器的这类燃烧器需要燃烧条件的更仔细的管理，以实现稳定的操作和可接受的NOx和CO排放，同时保持没有压力振荡(称为动态)，其通常与在燃烧过程期间声学和不稳定能量释放的组合有关。由于天然气需求的增加，管线天然气的供应有时可变得不能够满足联合循环动力装置对天然气燃料的需求。因此，燃气涡轮操作者不断地寻找合适的替代燃料，以代替天然气在它们的燃气涡轮内焚烧，直到天然气供应被恢复。潜在替代燃料的一个实例为非甲烷碳氢化合物(NMHC)。随着作为用以抽取天然气的手段的水力压裂法的引入，大量剩余的一种NMHC、乙烷生成。在世界的许多地方的另一种常见的天然气替代品为液化天然气(LNG)。对合适替代品的搜索导致燃气涡轮使用各种燃料(包括贫甲烷、非甲烷碳氢化合物、原油以及合成气)的启动和操作。目前，非甲烷碳氢化合物的类别包括乙烷、丙烷以及更一般的液化石油气(LPG)，它们变得以合适的量可用。乙烷、丙烷以及LPG可用于发电，并且现在存在将它们全部出口作为用于发电的LNG替代品的选择。存在各种技术挑战，其与用一种燃料(如乙烷或其它NMHC燃料)替换燃气涡轮燃烧器中(特别是燃烧器中)的另一种燃料相关联，该燃烧器基于燃料的各种燃料性质(即，燃料密度、反应性以及沃泊指数)在窄范围的操作条件之下高度地调谐。具有升高的(或降低的)热值的NMHC燃料(如乙烷)可具有损坏燃烧动态、火焰回火或增加的NOx排放的增加的风险。因此，存在对用于降低替代NMHC燃料(如乙烷)的较高热值(HHV)的系统和方法的需要。系统和方法应当容许在宽范围内对更改的沃泊指数(MWI)的调整，而不需要对气体燃料的显著温度调整。系统和方法应当提供用于降低较低热值(LHV)和所得的MWI的稀释。
技术实现思路
本专利技术的方面和优点在以下描述中在下面阐述，或者可从描述为明显的，或者可通过本专利技术的实践学习。一个实施例为一种用于启动和操作加NMHC燃料的燃气涡轮联合循环的方法，其包括启动辅助锅炉，以生成辅助蒸汽；启动热回收蒸汽发生器(HRSG)，以生成HRSG水和HRSG蒸汽；将辅助蒸汽、HRSG蒸汽以及HRSG水中的至少一种供应至NMHC燃料蒸发器热交换器，以从液体NMHC燃料供应生成气态NMHC燃料；将气态NMHC燃料喷射到气态NMHC燃料处理系统中；将辅助蒸汽、HRSG蒸汽以及HRSG水中的至少一种喷射到气态NMHC燃料处理系统中；将辅助蒸汽、HRSG蒸汽以及HRSG水中的至少一种与气态NMHC燃料混合，以形成气态NMHC燃料混合物；将气态NMHC燃料混合物喷射到气态NMHC燃料分配系统的至少一个预选预混燃料回路中；以及通过预限定的操作模式将燃气涡轮点燃和加速至基本负载。另一实施例为一种用于启动和操作如以上描述的加NMHC燃料的燃气涡轮联合循环的方法，而没有将辅助蒸汽、HRSG蒸汽以及HRSG水中的至少一种供应至NMHC燃料蒸发器热交换器以从液体NMHC燃料供应生成气态NMHC燃料的步骤。另一实施例为通过一系列预限定的操作模式来启动和操作加NMHC燃料的燃气涡轮联合循环的方法。另一实施例为一种用于启动和操作加NMHC燃料的燃气涡轮联合循环动力装置的方法。该方法包括将气态NMHC燃料喷射到气态NMHC燃料处理系统中，将辅助蒸汽、HRSG蒸汽或HRSG水中的至少一种喷射到气态NMHC燃料处理系统中，以及将辅助蒸汽、HRSG蒸汽或HRSG水中的至少一种与NMHC燃料处理系统中的气态NMHC燃料混合以形成气态NMHC燃料混合物。该方法还包括将气态NMHC燃料混合物喷射到气态NMHC燃料分配系统中，以及将气态NMHC燃料混合物通过气态NMHC燃料分配系统提供至加NMHC燃料的燃气涡轮的燃烧器。另一实施例为一种用于启动和操作加NMHC燃料的燃气涡轮联合循环动力装置的方法。该方法包括启动辅助锅炉以生成辅助蒸汽，启动热回收蒸汽发生器(HRSG)以生成HRSG水和HRSG蒸汽，以及将气态NMHC燃料喷射到气态NMHC燃料处理系统中。该方法还包括将辅助蒸汽、HRSG蒸汽或HRSG水中的至少一种喷射到气态NMHC燃料处理系统中，以及将辅助蒸汽、HRSG蒸汽或HRSG水中的至少一种与NMHC燃料处理系统中的气态NMHC燃料混合以形成气态NMHC燃料混合物。该方法还包括将气态NMHC燃料混合物喷射到气态NMHC燃料分配系统的至少一个预选预混燃料回路中，以及点燃和加速燃气涡轮。技术方案1.一种用于启动和操作加非甲烷碳氢化合物(“NMHC”)燃料的燃气涡轮联合循环动力装置的方法，所述方法包括：将气态NMHC燃料喷射到气态NMHC燃料处理系统中；将辅助蒸汽、热回收蒸汽发生器(“HRSG”)蒸汽或HRSG水中的至少一种喷射到所述气态NMHC燃料处理系统中；将辅助蒸汽、HRSG蒸汽或HRSG水中的所述至少一种与所述NMHC燃料处理系统中的所述气态NMHC燃料混合，以形成气态NMHC燃料混合物；将所述气态NMHC燃料混合物喷射到气态NMHC燃料分配系统中；以及将所述气态NMHC燃料混合物通过所述气态NMHC燃料分配系统提供至所述加NMHC燃料的燃气涡轮的燃烧器。技术方案2.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：启动辅助锅炉，以生成所述辅助蒸汽；启动HRSG，以生成所述HRSG水和HRSG蒸汽；将辅助蒸汽、HRSG蒸汽或HRSG水中的至少一种供应至NMHC燃料蒸发器热交换器，以从液体NMHC燃料供应生成所述气态NMHC燃料。技术方案3.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将液体NMHC燃料供应至液体NMHC燃料处理系统；和将所述液体NMHC燃料从所述液体NMHC燃料处理系统喷射到液体NMHC燃料分配系统中；以及将所述液体NMHC燃料通过所述液体NMHC燃料分配系统提供至所述燃烧器。技术方案4.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将液体非NMHC燃料供应至液体非NMHC燃料处理系统；将所述液体非NMHC燃料从所述液体非NMHC燃料处理系统喷射到液体非NM本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于启动和操作加非甲烷碳氢化合物(“NMHC”)燃料的燃气涡轮联合循环动力装置的方法，所述方法包括：将气态NMHC燃料喷射到气态NMHC燃料处理系统中；将辅助蒸汽、热回收蒸汽发生器(“HRSG”)蒸汽或HRSG水中的至少一种喷射到所述气态NMHC燃料处理系统中；将辅助蒸汽、HRSG蒸汽或HRSG水中的所述至少一种与所述NMHC燃料处理系统中的所述气态NMHC燃料混合，以形成气态NMHC燃料混合物；将所述气态NMHC燃料混合物喷射到气态NMHC燃料分配系统中；以及将所述气态NMHC燃料混合物通过所述气态NMHC燃料分配系统提供至所述加NMHC燃料的燃气涡轮的燃烧器。

【技术特征摘要】
2016.12.13 US 62/433374;2017.10.10 US 15/7288831.一种用于启动和操作加非甲烷碳氢化合物(“NMHC”)燃料的燃气涡轮联合循环动力装置的方法，所述方法包括：将气态NMHC燃料喷射到气态NMHC燃料处理系统中；将辅助蒸汽、热回收蒸汽发生器(“HRSG”)蒸汽或HRSG水中的至少一种喷射到所述气态NMHC燃料处理系统中；将辅助蒸汽、HRSG蒸汽或HRSG水中的所述至少一种与所述NMHC燃料处理系统中的所述气态NMHC燃料混合，以形成气态NMHC燃料混合物；将所述气态NMHC燃料混合物喷射到气态NMHC燃料分配系统中；以及将所述气态NMHC燃料混合物通过所述气态NMHC燃料分配系统提供至所述加NMHC燃料的燃气涡轮的燃烧器。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：启动辅助锅炉，以生成所述辅助蒸汽；启动HRSG，以生成所述HRSG水和HRSG蒸汽；将辅助蒸汽、HRSG蒸汽或HRSG水中的至少一种供应至NMHC燃料蒸发器热交换器，以从液体NMHC燃料供应生成所述气态NMHC燃料。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将液体NMHC燃料供应至液体NMHC燃料处理系统；和将所述液体NMHC燃料从所述液体NMHC燃料处理系统喷...

【专利技术属性】
技术研发人员：CL范德沃尔特，WJ劳森，JS戈德米尔，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US