具有再加热循环的混合生物质处理制造技术

通过将从不同燃料源产生的蒸汽流组合来生成电能的方法和系统。将从处理生物质燃料源产生的蒸汽与从处理天然气或化石燃料所产生的蒸汽组合，并且将其传送通过蒸汽涡轮发电机以产生电能。优选地，蒸汽在蒸汽涡轮发电机中部分处理之后被再加热，并且然后再循环，用于在蒸汽涡轮发电机中的进一步处理。在从蒸汽提取所有可用能量之后，将蒸汽冷凝为水，然后将给水再加热并且泵送到两种能源的锅炉，用于转换为蒸汽。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有再加热循环的混合生物质处理
本专利技术大体而言涉及通过将生物质燃烧系统与例如天然气或其它化石燃料燃烧系统等常规能量系统组合来生成电力的方法和系统。更具体而言，本专利技术针对于将来自生物质燃料循环的蒸汽输出与天然气联合循环或其它化石燃料燃烧发电设备的蒸汽输出组合来生成电力的方法和系统。
技术介绍
使用生物质作为生成电力的手段在纸浆和造纸行业中是完善确立的。生物质也用于独立的发电设施中。基于蒸汽的生成使用生物质作为燃料的发电技术的缺陷之一在于，相对于天然气或其它化石燃料燃烧发电设备的效率，其发电循环固有的低效率。使用生物质燃料源的发电的这种低水平的效率是由于两个主要缺点。首先，生物质燃料的水分含量通常高于40%，这降低了锅炉的燃烧效率。其次，生物质燃料燃烧发电设备的大小通常小于50MW，这导致比更大的天然气或化石燃料燃烧发电设备更低效率的蒸汽循环。本专利技术设法通过将从生物质处理所生成的蒸汽与从天然气或其它化石燃料循环所生成的蒸汽组合，来克服这些和其它缺点。
技术实现思路
本专利技术针对于通过将生物质燃料燃烧循环与天然气或其它化石燃料燃烧循环的组合来发电的系统和方法。一般而言，混合循环格式利用来自生物质锅炉的蒸汽与来自传统天然气或化石燃料燃烧发电设备的蒸汽输出。在替代实施例中，来自生物质锅炉的蒸汽可以与来自固体燃料锅炉的蒸汽输出组合。通过这种组合来克服传统生物质发电设备的低效。将用于从两个源生成蒸汽的工艺保持为分离的。将来自生物质源的蒸汽与来自天然气、其它化石燃料循环或固体燃料循环的蒸汽组合，并且使其流到共同的蒸汽涡轮发电机。现在将描述本专利技术的示例性实施例。在第一示例性实施例中，使用非燃烧三汽包热回收蒸汽发生器(HRSG)。所组合的蒸汽流通过蒸汽涡轮发电机的高压段。当设备以化石燃料与生物质燃烧锅炉都工作的混合模式工作时，离开蒸汽涡轮发电机的高压段的组合蒸汽流沿着蒸汽管线传送到两个目的地。首先，蒸汽的一部分沿着冷再热蒸汽管线传送到HRSG的再加热段。来自电力产生循环的蒸汽在HRSG中再加热。在离开HRSG的再加热段时，该再加热后的蒸汽与来自HRSG的中压汽包的蒸汽组合。其次，离开蒸汽涡轮的高压段的蒸汽流的一部分沿着冷再热蒸汽管线传送，以在生物质锅炉中的再加热段中再加热。来自HRSG的再加热段、HRSG的中压汽包和生物质锅炉再加热器的输出然后组合，并且传送到蒸汽涡轮的中压段，并且然后膨胀到蒸汽涡轮发电机的低压段以生成电力。优选地，HRSG还包括连接到蒸汽涡轮发电机的低压段的蒸汽管线输出。蒸汽在低压段中膨胀以生成电力。离开蒸汽涡轮的低压段的蒸汽经过冷凝器上方，在那里被冷凝为给水。给水从冷凝器被泵送到HRSG和生物质锅炉，以用于再加热和蒸汽产生。当该设备仅以生物质模式工作时，离开蒸汽涡轮的高压段的蒸汽流沿着蒸汽管线传送到仅一个目的地。来自电力产生循环的冷再热蒸汽被传送到生物质锅炉的再加热段。来自生物质锅炉再加热循环的输出然后传送到蒸汽涡轮的中压段，并且然后膨胀到蒸汽涡轮发电机的低压段以生成电力。离开蒸汽涡轮的低压段的蒸汽经过冷凝器上方，在那里被冷凝为给水。给水然后被传送到生物质锅炉用于加热和蒸汽产生。在本专利技术的第二示例性实施例中，使用非燃烧的二汽包HRSG。该HRSG并不具有再加热能力。来自天然气循环和生物质锅炉的组合的蒸汽流被引导至蒸汽涡轮发电机的高压段。蒸汽涡轮的高压段的蒸汽输出然后被传送到生物质锅炉，在那里其被再加热并且然后传送到蒸汽涡轮发电机的低压段以生成电力。离开蒸汽涡轮的低压段的蒸汽经过冷凝器上方，在那里被冷凝为液态给水。然后可以将给水传送到HRSG和生物质锅炉用于加热和蒸汽产生。在本专利技术的其它示例性实施例中，可以使用其它化石燃料锅炉，例如煤锅炉、或者其它固体燃料锅炉来代替经由HRSG的天然气处理。附图说明图1为本专利技术的混合循环的第一示例性实施例。图2为本专利技术的混合循环的第二示例性实施例。应当指出的是附图不是按照比例绘制的。还应当指出的是附图仅旨在便于描述优选实施例。具体实施方式本专利技术的系统和方法允许从生物质燃料更高效地产生能量。通过在混合工艺中将典型的生物质燃料循环与天然气或化石燃料循环组合，来实现本方法的提高的效率。将从生物质燃料循环生成的蒸汽与从天然气或其它化石燃料循环生成的蒸汽组合，并且然后使组合的蒸汽流传送通过蒸汽涡轮发电机。所提出的工艺与天然气分离地燃烧生物质燃料。将燃烧后的气体保持分离，用于在排放到大气之前的燃烧后处理。在例如图1和图2所示的优选实施例中，生物质燃烧锅炉与联合循环热回收锅炉(HRSG)并行地工作。这具有若干效果。首先，生物质锅炉的工作蒸汽压力不再受到蒸汽涡轮发电机的大小限制。其次，来自生物质锅炉的蒸汽现在能够以再加热(或非再加热)型朗肯循环工作。第三，避免了用于生物质燃料的单独的发电循环，从而产生资本节约和改进的效率，并避免了单独的工作人员。第四，从生物质燃料源产生的蒸汽可以取代天然气或化石燃料的使用，作为HRSG中的补充燃料。通常，生物质工艺限于使用工业级的蒸汽涡轮发电机。在本专利技术中描述的循环的组合允许使用公用级的蒸汽涡轮发电机。因为公用级的蒸汽涡轮发电机比工业级的蒸汽涡轮发电机显著地更高效，所以使用公用级的蒸汽涡轮发电机的能力提供了本系统和方法优于从生物质生成电力的传统系统的更高的效率。很多种生物质产品可以与本公开的专利技术一起使用。燃料或原料可以包括可再生的固体燃料中的任何燃料，例如绿树屑、森林残留物、庭院废物、木屑、城市废木材、拆建废木材、甘蔗纤维(甘蔗渣)或其它农业废弃物。本专利技术的构思还可以与高氯含量的燃料一起使用，诸如城市固体废弃物(MSW)或垃圾衍生燃料(RDF)。在使用高氯含量燃料的应用中，与低氯含量燃料相比，将降低循环的蒸汽温度。也可以使用轮胎。本专利技术提供了示例性生物质能量燃料源，但本专利技术的范围并不限于这些特定示例。相反，可以使用能与天然气或其它化石燃料循环兼容的产生蒸汽温度的任何生物质燃料源。可以利用本领域中已知的任何手段，例如卡车、火车或驳船将生物质燃料运送到设备地点，并且以与生物质操作中的常规实践相同的方式卸载、储存和回收利用。可以使用本领域中已知的任何方法从生物质燃料生成高压蒸汽。例如，使用机械加煤燃烧、鼓泡流化床、循环流化床技术等全都在本专利技术的范围内。在优选实施例中，蒸汽锅炉操作压力和温度将处于当前实践的高端，使得从生物质燃料循环获得的蒸汽压力和温度与天然气或化石燃料循环的蒸汽压力和温度处于同一数量级。一般而言，用于联合循环的生物质燃料部分的蒸汽生成工艺将以与正在进行的生物质燃料发电项目相似的方式操作，除了蒸汽并不直接传送到专用的蒸汽涡轮发电机以外。替代地，如将在下文中进一步讨论的那样，从生物质燃料部分生成的蒸汽与从天然气或化石燃料循环生成的蒸汽组合，并且所组合的蒸汽流传送到蒸汽涡轮发电机。从天然气或化石燃料生成的蒸汽可以本领域中已知的任何手段获得，并且本专利技术并不限于任何特定方法。在图1中示出了本专利技术的示例性实施例。图1描绘了使用新木材作为原料的示例性木材锅炉102，但如上文所描述的那样，本专利技术的构思并不限于使用木材锅炉或者将新木材用作原料。使用该行业中标准的并且本领域技术人员熟知的处理方法，在木材锅炉102中处理新木材104以产生蒸汽。通过燃气轮机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.12.01 US 12/957,7191.一种用于生成电力的方法，包括：在燃气轮机中处理第一能源以经由发电机产生电力且产生副产物的第一蒸汽流，所述第一蒸汽流然后进入热回收蒸汽发生器单元；单独于所述第一能源和所述第一蒸汽流的处理，在生物质锅炉中处理生物质燃料源以产生第二蒸汽流，其中所述生物质燃料源不同于所述第一能源，其中所述第二蒸汽流的蒸汽压力和温度与所述第一蒸汽流的蒸汽压力和温度处于同一数量级；在所述第一蒸汽流通过所述热回收蒸汽发生器单元处理之后，将所述第一蒸汽流与所述第二蒸汽流组合；传送所组合的蒸汽流通过蒸汽涡轮发电机；使所述蒸汽涡轮发电机的输出的第一部分再循环，用于在所述生物质锅炉中再加热；使所述输出的第一部分在所述生物质锅炉中再加热以生成第一再加热蒸汽；以及将所述第一再加热蒸汽输送到所述蒸汽涡轮发电机。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述蒸汽涡轮发电机包括两个或更多个段，所述输出的第一部分是从所述蒸汽涡轮发电机的第一段获得的，并且所述再加热蒸汽被输送到所述蒸汽涡轮发电机的第二段。3.根据权利要求1所述的方法，还包括：使所述蒸汽涡轮发电机的第二输出再循环，用于在所述热回收蒸汽发生器单元中再加热以生成第二再加热蒸汽；以及将所述第二再加热蒸汽输送到所述蒸汽涡轮发电机。4.根据权利要求1所述的方法，还包括：在冷凝器处收集水；加热所述水；以及使用加热后的水，用来处理所述第一能源和所述生物质燃料源。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一能源是从由天然气、化石燃料、煤和固体燃料构成的组中选择的。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述生物质燃料源是从下列组中的一个或多个选择的：绿树屑、森林残留物、庭院废物、木屑、城市废木材、拆建废木材、甘蔗纤维、轮胎、城市固体废弃物、垃圾衍生燃料和农业废弃物。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述蒸汽涡轮发电机为公用级蒸汽涡轮发电机。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述燃气轮机连接到所述热回收蒸汽发生器单元。9.一种用于生成电力的方法，包括：在燃气轮机中处理第一能源以经由发电机产生电力且产生副产物的第一蒸汽流，所述第一蒸汽流然后进入热回收蒸汽发生器单元；单独于所述第一能源和所述第一蒸汽流的处理，在生物质锅炉中处理生物质燃料源以产...

【专利技术属性】
技术研发人员：S肖尔特利奇，GJ卡希尔，
申请(专利权)人：EIFNTE混合知识产权控股有限责任公司，
类型：
国别省市：