用于减小包括燃气涡轮机的发电厂中的启动排放的系统技术方案

本发明专利技术公开了排放减小系统的实施方案，该排放减小系统包括用于包括燃气涡轮机的发电厂的排放过滤器的各种实施方案。该系统包括：排放过滤器；以及可操作地联接到该燃气涡轮机的排气通道的回缩系统。该排气通道限定来自该燃气涡轮机的排气的排气路径。该回缩系统选择性地使该排放过滤器在该排气路径内的第一位置与该排气路径外的第二位置之间移动。在联合循环发电厂中，该第一位置在热回收蒸汽发生器(HRSG)的上游。所描述的系统和过滤器允许恰好在燃气涡轮机排气出口的下游或HRSG的上游临时定位排放过滤器，在被提供时，用于在低负载或启动状况下减小排放，并且一旦操作移动到较高负载就移除该排放过滤器。

System for Reducing Start-up Emissions in Power Plants Including Gas Turbines

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于减小包括燃气涡轮机的发电厂中的启动排放的系统相关申请的交叉引用本申请是PCT国际专利申请，其要求以下共同未决的美国申请的优先权，所有这些申请均全文通过引用方式并入本文：2017年2月21日提交的题目为“SYSTEMSFORREDUCINGSTARTUPEMISSIONSINPOWERPLANTINCLUDINGGASTURBINE(用于减小包括燃气涡轮机的发电厂中的启动排放的系统)”的美国申请No.15/437703；2017年2月21日提交的题目为“SYSTEMSFORREDUCINGSTARTUPEMISSIONSINPOWERPLANTINCLUDINGGASTURBINE(用于减小包括燃气涡轮机的发电厂中的启动排放的系统)”的美国申请No.15/437771；2017年2月21日提交的题目为“SYSTEMSFORREDUCINGSTARTUPEMISSIONSINPOWERPLANTINCLUDINGGASTURBINE(用于减小包括燃气涡轮机的发电厂中的启动排放的系统)”的美国申请No.15/437780；2017年2月21日提交的题目为“SYSTEMSFORREDUCINGSTARTUPEMISSIONSINPOWERPLANTINCLUDINGGASTURBINE(用于减小包括燃气涡轮机的发电厂中的启动排放的系统)”的美国申请No.15/437785；以及2017年2月21日提交的题目为“SYSTEMSFORREDUCINGSTARTUPEMISSIONSINPOWERPLANTINCLUDINGGASTURBINE(用于减小包括燃气涡轮机的发电厂中的启动排放的系统)”的美国申请No.15/437794。
技术介绍
本公开整体涉及发电厂，并且更具体地讲，涉及用于减小包括燃气涡轮机的发电厂中的启动排放的系统。燃气涡轮机系统广泛用于发电。联合循环发电厂采用燃气涡轮机系统和蒸汽涡轮机系统来发电。随着燃气涡轮机系统和联合循环发电厂的发展，使用这些系统的发电厂对它们的操作要求越来越高。具体地，已经要求发电厂在更大的负载范围内保持操作，同时还要符合环境法规。与燃气涡轮机系统操作相关的一个挑战是在低负载操作期间(诸如在系统的启动期间)符合环境法规，例如二氧化氮(NOx)限制和/或一氧化碳(CO)限制。例如，一些环境法规要求NOx排放在启动排放期间低至19千克/小时，这对于较大的燃气涡轮机系统而言越来越困难。在燃气涡轮机系统的启动期间，许多操作特性产生高NOx和CO排放。例如，在联合循环发电厂中，燃气涡轮机系统排气可以在启动(约5％至20％负载)时为约370℃以允许热回收蒸汽发生器(HRSG)预热(传统的热应力减轻)，蒸汽涡轮机系统启动的蒸汽温度匹配的配合，蒸汽涡轮机系统启动(HP涡轮机部分)的再热压力减小以及燃气涡轮机系统燃料加热。在正常的较高负载操作期间，来自燃气涡轮机系统的排放通常由两个排放控制系统控制。第一，选择性催化还原(SCR)系统通过致使排气与还原剂(例如，无水氨、氨水或尿素)反应来将NOx转换为氮气、水和二氧化碳(CO2)。第二，排气可以穿过CO催化剂系统以移除CO。然而，在联合循环发电厂的低负载状况期间，例如，SCR系统和CO催化剂系统不起作用，因为它们没有达到期望的操作温度，这是因为它们定位在能够产生所需热量的任何热交换器(例如，HRSG内的过热器或高压(HP)鼓)之后。例如，在启动时，传统排放控制系统可能需要超过30分钟才能达到足够的操作温度以开始减小NOx和CO排放。在这种情况下，排气在没有排放控制的情况下从HRSG排出到大气。在此初始阶段，发电厂可能继续发出NOx和CO排放，这些排放根据政府颁发的启动许可限制和每年的总吨数计数。该问题最终会对电厂的可操作性施加限制，诸如限制一年内的启动次数和总操作小时数。为了解决CO排放，附加的CO催化剂已经定位在过热器的上游，但这种结构在满负载操作期间对发电厂进行了进一步限制。在另一种方法中，燃气涡轮机系统的负载从启动快速升高到排放较低的点(称为“快速响应”)。然而，这种方法向发电厂增加了更多的设备和复杂的控制系统。
技术实现思路
本公开的第一方面提供了一种用于包括燃气涡轮机的发电厂的排放减小系统，该系统包括：排放过滤器；和回缩系统，该回缩系统可操作地联接到燃气涡轮机的排气通道，该排气通道限定来自燃气涡轮机的排气的排气路径，回缩系统选择性地使排放过滤器在排气路径内的第一位置与排气路径外的第二位置之间移动。本公开的第二方面提供了一种减少包括燃气涡轮机的发电厂的排放的方法，该方法包括：提供可操作地联接到回缩系统的排放过滤器，该回缩系统可操作地联接到燃气涡轮机的排气通道，该排气通道限定来自燃气涡轮机的排气的排气路径；以及响应于来自燃气涡轮机的排气的排放状况，使用回缩系统来选择性地使排放过滤器在排气路径内的第一位置与排气路径外的第二位置之间移动。本公开的第三方面提供了一种用于包括燃气涡轮机的发电厂的排放减小系统，该系统包括：包括第一面板和第二面板的排放过滤器，每个面板包括在其中具有过滤介质的开放结构框架，排气穿过过滤介质以移除燃气涡轮机的排气的排气组分；以及可操作地联接到燃气涡轮机的排气通道的回缩系统，该排气通道限定来自燃气涡轮机的排气的排气路径，回缩系统选择性使第一面板和第二面板中的每一个在排气通道内的排气路径内的第一位置与排气路径外的第二位置之间横向移动。本公开的第四方面提供了一种用于包括燃气涡轮机的发电厂的排放减小系统，该系统包括：包括在其中具有过滤介质的开放结构框架的排放过滤器，排气穿过过滤介质以移除燃气涡轮机的排气的排气组分；以及可操作地联接到燃气涡轮机的排气通道的回缩系统，该排气通道限定来自燃气涡轮机的排气的排气路径，回缩系统选择性地使排放过滤器通过排气通道的上壁中的开口在排气通道内的排气路径内的第一位置与排气路径外的第二位置之间垂直移动。本公开的第五方面提供了一种用于包括燃气涡轮机的发电厂的排放减小系统，该系统包括：一氧化碳(CO)催化剂过滤器，排气穿过该一氧化碳(CO)催化剂过滤器以便从燃气涡轮机的排气移除一氧化碳，CO催化剂过滤器定位在热回收蒸汽发生器(HRSG)的上游，该热回收蒸汽发生器可操作地联接到燃气涡轮机的排气通道以用于为蒸汽涡轮机生成蒸汽；以及可操作地联接到燃气涡轮机的排气通道的回缩系统，该排气通道限定来自燃气涡轮机的排气的排气路径，回缩系统选择性使CO催化剂过滤器在排气通道内的排气路径内的第一位置与排气路径外的第二位置之间移动。本公开的第六方面提供一种用于包括燃气涡轮机的发电厂的排放过滤器，该排放过滤器包括：一系列可枢转联接的面板，每个面板包括在其中具有过滤介质的开放结构框架，排气穿过过滤介质以移除燃气涡轮机的排气的排气组分。本公开的第七方面提供了一种用于包括燃气涡轮机的发电厂的排放减小系统，该系统包括：包括一系列可枢转联接的面板的排放过滤器，每个面板包括其中具有排气穿过的过滤介质的开放结构框架，以及从相应面板的相对端延伸的一对相对轴承；以及可操作地联接到燃气涡轮机的排气通道的回缩系统，该排气通道限定来自燃气涡轮机的排气的排气路径，回缩系统选择性地使排放过滤器在排气路径内的第一位置与排气路径外的第二位置之间移动。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于包括燃气涡轮机的发电厂的排放过滤器，所述排放过滤器包括：一系列可枢转联接的面板，每个面板包括在其中具有过滤介质的开放结构框架，排气穿过所述过滤介质以移除所述燃气涡轮机的排气的排气组分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.21 US 15/437,785;2017.02.21 US 15/437,703;1.一种用于包括燃气涡轮机的发电厂的排放过滤器，所述排放过滤器包括：一系列可枢转联接的面板，每个面板包括在其中具有过滤介质的开放结构框架，排气穿过所述过滤介质以移除所述燃气涡轮机的排气的排气组分。2.根据权利要求1所述的排放过滤器，其中每个面板包括从所述相应面板的相对端延伸的一对相对轴承，每个轴承被配置为与轨道系统配合，所述轨道系统被配置为引导所述排放过滤器的定位。3.根据权利要求1所述的排放过滤器，其中每种过滤介质都是能够替换的。4.根据权利要求3所述的排放过滤器，其中每个开放结构框架包括可移动闭合件，所述可移动闭合件选择性地闭合通向所述框架的内部的进入开口，并允许接近所述进入开口。5.根据权利要求1所述的排放过滤器，还包括覆盖所述面板的外部的至少一部分的柔性网片。6.根据权利要求1所述的排放过滤器，其中所述过滤介质包括一氧化碳(CO)催化剂过滤器。7.根据权利要求1所述的排放过滤器，其中所述过滤介质包括选择性催化还原(SCR)过滤器。8.一种用于包括燃气涡轮机的发电厂的排放减小系统，所述系统包括：排放过滤器，所述排放过滤器包括一系列可枢转联接的面板，每个面板包括其中具有排气穿过的过滤介质的开放结构框架，以及从所述相应面板的相对端延伸的一对相对轴承；和回缩系统，所述回缩系统可操作地联接到所述燃气涡轮机的排气通道，所述排气通道限定来自所述燃气涡轮机的排气的排气路径，所述回缩系统选择性地使所述排放过滤器在所述排气路径内的第一位置与所述排气路径外的第二位置之间移动。9.根据权利要求8所述的排放减小系统，其中所述回缩系统包括：一对轴承轨道，所述一对轴承轨道被配置为接收所述排放过滤器的一对相对轴承的选定相对端的轴承，所述一对轴承轨道各自包括被布置成响应于所述轴承位于其中而将所述排放过滤器定位在所述排气通道中的所述第一位置处的第一部分，被布置成响应于所述轴承位于其中而将所述排放过滤器定位在所述第二位置处的第二部分，以及联接所述第一部分和所述第二部分的过渡部分；和致动器，所述致动器被配置为沿着所述一对轴承轨道移动所述排放过滤器。10.根据权利要求8所述的排放减小系统，其中所述发电厂还包括热回收蒸汽发生器(...

【专利技术属性】
技术研发人员：帕拉格·普拉卡什·库尔卡尼，纳雷什·库马尔·亚米尼，小刘易斯·伯克利·戴维斯，戈登·雷蒙德·史密斯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US