專(zhuān)利名稱(chēng)：用外部火焰加熱器預(yù)熱進(jìn)口空氣并降低向外滲流的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文公開(kāi)的主題涉及燃?xì)鉁u輪機(jī)進(jìn)口空氣溫度的調(diào)節(jié)，且更具體地，涉及使用外 部火焰加熱器來(lái)預(yù)熱燃?xì)鉁u輪機(jī)的進(jìn)口空氣，導(dǎo)致當(dāng)在冷環(huán)境條件下或低于IS0(國(guó)際 標(biāo)準(zhǔn)化組織)標(biāo)準(zhǔn)日溫度的環(huán)境溫度下操作燃?xì)鉁u輪機(jī)時(shí)極大地減少或消除向外滲流 (overboard bleeding) 0
背景技術(shù)：
在某些應(yīng)用中，燃?xì)鉁u輪機(jī)壓力比可達(dá)到對(duì)于燃?xì)鉁u輪機(jī)的壓縮機(jī)的極限。例如， 在使用低BTU(英國(guó)熱量單位)燃料作為燃?xì)鉁u輪機(jī)的燃燒室中的燃料源的應(yīng)用中，或在 以較低環(huán)境溫度為特征的地方，壓縮機(jī)的壓力比可能變得低于燃?xì)鉁u輪機(jī)的渦輪機(jī)的壓力 比。為提供壓縮機(jī)壓力比保護(hù)(例如，降低壓縮機(jī)失速的可能性)，從壓縮機(jī)排放的空氣可 作為向外滲流空氣放出。然而，從壓縮機(jī)排放的滲流壓縮空氣會(huì)降低凈效率，因?yàn)楸幌挠?來(lái)提高壓縮機(jī)內(nèi)的空氣壓力的能量沒(méi)有回收。

發(fā)明內(nèi)容
下文將概述與原始要求的發(fā)明范圍相稱(chēng)的某些實(shí)施例。這些實(shí)施例并非意欲限制 所要求的發(fā)明的范圍，相反這些實(shí)施例僅意欲提供本發(fā)明的可能形式的簡(jiǎn)述。事實(shí)上，本發(fā) 明可包括類(lèi)似于或不同于下述實(shí)施例的各種形式。在第一實(shí)施例中，一種系統(tǒng)包括渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)。該系統(tǒng)還包括聯(lián)接至渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的 空氣進(jìn)口的空氣加熱系統(tǒng)。該空氣加熱系統(tǒng)構(gòu)造成用渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的外部的余熱源所產(chǎn)生的 余熱來(lái)加熱輸送至空氣進(jìn)口的空氣。在第二實(shí)施例中，一種系統(tǒng)包括空氣加熱系統(tǒng)。該空氣加熱系統(tǒng)構(gòu)造成用渦輪發(fā) 動(dòng)機(jī)的外部的余熱源所產(chǎn)生的余熱來(lái)加熱空氣。該空氣加熱系統(tǒng)還構(gòu)造成將加熱的空氣輸 送至渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)。在第三實(shí)施例中，一種方法包括用渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的外部的余熱源所產(chǎn)生的余熱來(lái)加 熱空氣。該方法還包括將加熱的空氣輸送至渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)。


當(dāng)參照附圖閱讀下文的具體實(shí)施方式
時(shí)，本發(fā)明的這些和其他特征、方面和優(yōu)點(diǎn) 將變得更好理解。所有附圖中相似的字符代表相似的部件，其中圖1是聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的示意性流程圖，該聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)具 有燃?xì)鉁u輪機(jī)、蒸汽渦輪機(jī)、熱回收蒸汽發(fā)生(HRSG)系統(tǒng)、燃料氣系統(tǒng)以及空氣加熱系統(tǒng)；圖2是可產(chǎn)生供燃料氣系統(tǒng)內(nèi)使用的燃料氣源的鋼廠的一個(gè)實(shí)施例的工藝流程 圖；圖3是圖1的燃料氣系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的示意性流程圖；圖4是圖1的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的燃?xì)鉁u輪機(jī)、HRSG系統(tǒng)和燃料氣系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的示意性流程圖，圖示了燃料氣進(jìn)入燃?xì)鉁u輪機(jī)的燃燒室的路線；圖5是燃?xì)鉁u輪機(jī)、HRSG系統(tǒng)、燃料氣系統(tǒng)及空氣加熱系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的示意 性流程圖，圖示了使用外部火焰加熱器及相關(guān)的空氣預(yù)熱器作為外部余熱源來(lái)升高進(jìn)入燃 氣渦輪機(jī)的壓縮機(jī)的進(jìn)口空氣的溫度；且圖6是燃?xì)鉁u輪機(jī)、HRSG系統(tǒng)、燃料氣系統(tǒng)及空氣加熱系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的示意 性流程圖，圖示了使用多個(gè)外部余熱源來(lái)升高進(jìn)入燃?xì)鉁u輪機(jī)的壓縮機(jī)的進(jìn)口空氣的溫度。
具體實(shí)施例方式下面將描述本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)具體實(shí)施例。為了提供對(duì)這些實(shí)施例的簡(jiǎn)潔的描 述，在說(shuō)明書(shū)中并不描述實(shí)際實(shí)施方案中所有的特征。應(yīng)了解的是，在任何此類(lèi)實(shí)際實(shí)施方 案的研發(fā)中，如在任何工程項(xiàng)目或設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，要實(shí)現(xiàn)研發(fā)者的具體目標(biāo)，必須做出許多實(shí) 施方案特定的決定，例如，遵守與系統(tǒng)相關(guān)的限制以及與商業(yè)相關(guān)的限制，這些限制可能從 一個(gè)實(shí)施方案到另一個(gè)實(shí)施方案而變化。此外，還應(yīng)了解的是，這種研發(fā)的努力可能是復(fù)雜 而耗時(shí)的，但對(duì)于受益于本發(fā)明公開(kāi)的技術(shù)人員，這依然會(huì)是一種設(shè)計(jì)、制作、制造的日常 任務(wù)。當(dāng)介紹本發(fā)明的各種實(shí)施例的元件時(shí)，用詞“一”、“一個(gè)”、“該”以及“所述”意在
指存在有一個(gè)或多個(gè)元件。用語(yǔ)“包含”、“包括”以及“具有”意在為包含性的，并且意指除 列舉的元件外還可能有其他的元件。所公開(kāi)的實(shí)施例包括用燃?xì)鉁u輪機(jī)外部的熱源所產(chǎn)生的余熱來(lái)加熱進(jìn)入燃?xì)鉁u 輪機(jī)的壓縮機(jī)的進(jìn)口空氣的系統(tǒng)和方法。例如，在某些實(shí)施例中，來(lái)自以高爐氣和焦?fàn)t氣的 氣體混合物為燃料的火焰加熱器的余熱可用來(lái)加熱進(jìn)入燃?xì)鉁u輪機(jī)的壓縮機(jī)的進(jìn)口空氣。 然而，如下文更加詳細(xì)地描述，可使用來(lái)自各種外部源的余熱來(lái)加熱進(jìn)口空氣。事實(shí)上，在 某些實(shí)施例中，可使用來(lái)自多個(gè)外部源的余熱來(lái)加熱進(jìn)口空氣。因此，本文提出的系統(tǒng)和方 法的一個(gè)方面是預(yù)熱燃?xì)鉁u輪機(jī)壓縮機(jī)的進(jìn)口空氣。通過(guò)這樣做，可在最小化燃?xì)鉁u輪機(jī) 的向外滲流流量的同時(shí)，保持燃?xì)鉁u輪機(jī)的壓力比極限和所需的燃燒室出口溫度極限。通 過(guò)降低向外滲流流量，可提高燃?xì)鉁u輪機(jī)的總體性能，且此外還可提高燃?xì)鉁u輪機(jī)可在其 中運(yùn)行的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的總體性能。當(dāng)燃?xì)鉁u輪機(jī)運(yùn)行于低于ISO標(biāo)準(zhǔn)日溫度的環(huán)境 溫度下時(shí)，尤其如此。圖1是聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)10的一個(gè)實(shí)施例的示意性流程圖，該聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng) 10具有燃?xì)鉁u輪機(jī)、蒸汽渦輪機(jī)、熱回收蒸汽發(fā)生(HRSG)系統(tǒng)、燃料氣系統(tǒng)以及空氣加熱 系統(tǒng)。如下文更加詳細(xì)地描述，燃料氣系統(tǒng)可構(gòu)造為通過(guò)摻混多種副產(chǎn)氣體(例如，來(lái)自鋼 廠的高爐氣和焦?fàn)t氣)而將燃料氣輸送至燃?xì)鉁u輪機(jī)。另外，同樣如下文更加詳細(xì)地描述 的，空氣加熱系統(tǒng)可使用外部余熱源來(lái)加熱可輸送至燃?xì)鉁u輪機(jī)的環(huán)境進(jìn)口空氣。系統(tǒng)10可包括用于驅(qū)動(dòng)第一負(fù)載14的燃?xì)鉁u輪機(jī)12。第一負(fù)載14可以是例如 用來(lái)產(chǎn)生電力的發(fā)電機(jī)。燃?xì)鉁u輪機(jī)12可包括渦輪機(jī)16、燃燒器或燃燒室18以及壓縮機(jī) 20。系統(tǒng)10還可包括用于驅(qū)動(dòng)第二負(fù)載24的蒸汽渦輪機(jī)22。第二負(fù)載24也可以是用來(lái) 產(chǎn)生電力的發(fā)電機(jī)。然而，第一負(fù)載14和第二負(fù)載24可以是能由燃?xì)鉁u輪機(jī)12和蒸汽渦 輪機(jī)22驅(qū)動(dòng)的其他類(lèi)型的負(fù)載。另外，盡管燃?xì)鉁u輪機(jī)12和蒸汽渦輪機(jī)22可如所示實(shí)施例中所顯示的那樣驅(qū)動(dòng)單獨(dú)的負(fù)載14和24，但也可以串接的方式使用燃?xì)鉁u輪機(jī)12和蒸 汽渦輪機(jī)22，以經(jīng)由單一的軸驅(qū)動(dòng)單一的負(fù)載。在所示的實(shí)施例中，蒸汽渦輪機(jī)22可包括 一個(gè)低壓區(qū)段26 (LP ST)、一個(gè)中壓區(qū)段28 (IP ST)以及一個(gè)高壓區(qū)段30 (HP ST)。然而， 蒸汽渦輪機(jī)22以及燃?xì)鉁u輪機(jī)12的具體構(gòu)造可以是實(shí)施方案特定的，并且可包括區(qū)段的 任何組合。系統(tǒng)10還可包括多級(jí)HRSG 32。所示實(shí)施例中的HRSG 32的部件是HRSG 32的簡(jiǎn) 化描繪，且并非意在為限制性的。相反，圖示的HRSG 32被顯示以傳達(dá)此類(lèi)HRSG系統(tǒng)的一 般性操作。來(lái)自燃?xì)鉁u輪機(jī)12的加熱的排氣34可輸送到HRSG 32中，并且用來(lái)加熱用于 為蒸汽渦輪機(jī)22提供動(dòng)力的蒸汽。來(lái)自蒸汽渦輪機(jī)22的低壓區(qū)段26的排氣可被導(dǎo)入冷 凝器36。來(lái)自冷凝器36的冷凝水又可借助冷凝水泵38而導(dǎo)入HRSG 32的低壓區(qū)段。然后，冷凝水可流過(guò)低壓節(jié)約器40 (LPECON)，低壓節(jié)約器40是一種構(gòu)造為用氣體 加熱給水的裝置，其可用來(lái)加熱冷凝水。冷凝水的一部分可從低壓節(jié)約器40導(dǎo)入低壓蒸發(fā) 器42 (LPEVAP)，同時(shí)可將其余的冷凝水泵向中壓節(jié)約器44 (IPECON)。來(lái)自低壓蒸發(fā)器42的 蒸汽可返回至蒸汽渦輪機(jī)22的低壓區(qū)段26。同樣地，冷凝水的一部分可從中壓節(jié)約器44 導(dǎo)入中壓蒸發(fā)器46(IPEVAP)，同時(shí)可將其余的冷凝水泵向高壓節(jié)約器48 (HPECON)。另外， 來(lái)自中壓節(jié)約器44的蒸汽可送往燃料氣加熱器(未顯示)，在燃料氣加熱器中，可使用蒸汽 來(lái)加熱供燃?xì)鉁u輪機(jī)12的燃燒室18中使用的燃料氣。來(lái)自中壓蒸發(fā)器46的蒸汽可送往 蒸汽渦輪機(jī)22的中壓區(qū)段28。此外，由于所示實(shí)施例僅為可能采用當(dāng)前實(shí)施例獨(dú)特方面的 HRSG系統(tǒng)的一般性操作的說(shuō)明性實(shí)施例，所以節(jié)約器、蒸發(fā)器與蒸汽渦輪機(jī)22之間的連接 可在實(shí)施方案之間而不同。最后，來(lái)自高壓節(jié)約器48的冷凝水可導(dǎo)入高壓蒸發(fā)器50 (HPEVAP)。離開(kāi)高壓蒸發(fā) 器50的蒸汽可導(dǎo)入初級(jí)高壓過(guò)熱器52以及終級(jí)高壓過(guò)熱器54，在那里蒸汽被過(guò)熱并且最 終送往蒸汽渦輪機(jī)22的高壓區(qū)段30。來(lái)自蒸汽渦輪機(jī)22的高壓區(qū)段30的排氣又可導(dǎo)入 蒸汽渦輪機(jī)22的中壓區(qū)段28。來(lái)自蒸汽渦輪機(jī)22的中壓區(qū)段28的排氣可導(dǎo)入蒸汽渦輪 機(jī)22的低壓區(qū)段26。中級(jí)溫度控制器56可位于初級(jí)高壓過(guò)熱器52與終級(jí)高壓過(guò)熱器54之間。中級(jí) 溫度控制器56可允許對(duì)來(lái)自終級(jí)高壓過(guò)熱器54的蒸汽的排放溫度進(jìn)行更有力的控制。具 體來(lái)說(shuō)，中級(jí)溫度控制器56可配置為每當(dāng)離開(kāi)終級(jí)高壓過(guò)熱器54的蒸汽的排放溫度超過(guò) 預(yù)定值時(shí)，通過(guò)將較冷的給水噴灑進(jìn)位于終級(jí)高壓過(guò)熱器54上游的過(guò)熱蒸汽中來(lái)控制離 開(kāi)終級(jí)高壓過(guò)熱器54的蒸汽的溫度。另外，來(lái)自蒸汽渦輪機(jī)22的高壓區(qū)段30的排氣可導(dǎo)入初級(jí)再熱器58和二級(jí)再熱 器60，在那里排氣可在被導(dǎo)入蒸汽渦輪機(jī)22的中壓區(qū)段28之前被再熱。初級(jí)再熱器58和 二級(jí)再熱器60還可與中級(jí)溫度控制器62相關(guān)聯(lián)，以便控制來(lái)自再熱器的排放蒸汽溫度。具 體來(lái)說(shuō)，中級(jí)溫度控制器62可配置為每當(dāng)離開(kāi)二級(jí)再熱器60的蒸汽的排放溫度超過(guò)預(yù)定 值時(shí)，通過(guò)將較冷的給水噴灑進(jìn)位于二級(jí)再熱器60上游的過(guò)熱蒸汽中來(lái)控制離開(kāi)二級(jí)再 熱器60的蒸汽的溫度。在諸如系統(tǒng)10的聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)中，熱排氣34可從燃?xì)鉁u輪機(jī)12流出，并經(jīng)過(guò) HRSG 32，且可用來(lái)產(chǎn)生高壓高溫的蒸汽。然后，HRSG32所產(chǎn)生的蒸汽可經(jīng)過(guò)燃?xì)鉁u輪機(jī)22 用于發(fā)電。另外，還可將產(chǎn)生的蒸汽供應(yīng)至可能使用過(guò)熱蒸汽的任何其他過(guò)程。燃?xì)鉁u輪機(jī)12循環(huán)常稱(chēng)為“至頂循環(huán)”，而蒸汽渦輪機(jī)22的發(fā)電循環(huán)常稱(chēng)為“及底循環(huán)”。通過(guò)如圖 1所示將這兩個(gè)循環(huán)聯(lián)合，聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)10可導(dǎo)致兩個(gè)循環(huán)中更大的效率。具體而言， 可捕獲來(lái)自至頂循環(huán)的余熱并將其用來(lái)產(chǎn)生用于在及底循環(huán)中使用的蒸汽。燃?xì)鉁u輪機(jī)12可使用來(lái)自燃料氣系統(tǒng)64的燃料操作。具體來(lái)說(shuō)，燃料氣系統(tǒng)64 可給燃?xì)鉁u輪機(jī)12供應(yīng)燃料氣66，燃料氣66可在燃?xì)鉁u輪機(jī)12的燃燒室18內(nèi)燃燒。另 外，如下文更加詳細(xì)地描述的，可使用空氣加熱系統(tǒng)68來(lái)提高環(huán)境進(jìn)口空氣70的溫度(該 溫度可能為低于ISO標(biāo)準(zhǔn)日溫度的溫度)，從而產(chǎn)生加熱的進(jìn)口空氣72，該進(jìn)口空氣72可 在燃?xì)鉁u輪機(jī)12的壓縮機(jī)20內(nèi)進(jìn)行壓縮。盡管燃?xì)鉁u輪機(jī)12的燃燒室18內(nèi)使用的優(yōu)選燃料氣可為天然氣，但也可使用任 何適合的燃料氣66。燃料氣系統(tǒng)64可以各種方式產(chǎn)生供燃?xì)鉁u輪機(jī)12內(nèi)使用的燃料氣 66。在某些實(shí)施例中，燃料氣系統(tǒng)64可由其他的碳?xì)浠衔镌串a(chǎn)生燃料氣66。例如，燃料 氣系統(tǒng)64可包括煤氣化過(guò)程，其中由于與蒸汽的相互作用以及氣化器內(nèi)的高壓和高溫，氣 化器使煤化學(xué)分解。氣化器從該過(guò)程可產(chǎn)生主要是CO和H2的燃料氣66。此燃料氣66常 稱(chēng)為“合成氣”，并且可在燃?xì)鉁u輪機(jī)12的燃燒室18內(nèi)燃燒，這與天然氣很相似。然而，在其他實(shí)施例中，燃料氣系統(tǒng)64可接收來(lái)自其他過(guò)程的燃料氣源并對(duì)之進(jìn) 一步處理，以產(chǎn)生由燃?xì)鉁u輪機(jī)12使用的燃料氣66。例如，在某些實(shí)施例中，燃料氣系統(tǒng) 64可接收由鋼廠產(chǎn)生的燃料氣源。圖2是鋼廠74的一個(gè)實(shí)施例的工藝流程圖，鋼廠74可 產(chǎn)生供燃料氣系統(tǒng)64內(nèi)使用的燃料氣源。鋼廠74的鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程典型地產(chǎn)生大量的作為 副產(chǎn)物的特種氣體。例如，如圖2中所示，鋼鐵的生產(chǎn)中有三個(gè)主要的工藝階段，它們都產(chǎn)生氣體。具 體來(lái)說(shuō)，焦?fàn)t76可接收煤78 (例如，浙青煤)，并且在無(wú)氧條件下使用煤78的干餾來(lái)生產(chǎn)焦 炭80。焦?fàn)t氣80也可作為焦?fàn)t76內(nèi)生產(chǎn)焦炭80的過(guò)程的副產(chǎn)品而產(chǎn)生。接下來(lái)，可將焦 爐76生產(chǎn)的焦炭80以及鐵礦石84導(dǎo)入高爐86。高爐86內(nèi)可生產(chǎn)生鐵88。另外，也可產(chǎn) 生作為高爐86的副產(chǎn)物的高爐氣90。然后，可將高爐86生產(chǎn)的生鐵88導(dǎo)入轉(zhuǎn)爐92，在轉(zhuǎn) 爐92內(nèi)，生鐵88可用氧氣和空氣煉成鋼94。另外，可產(chǎn)生作為用來(lái)在轉(zhuǎn)爐92內(nèi)生產(chǎn)鋼94 的過(guò)程的副產(chǎn)物的轉(zhuǎn)爐氣96。因此，鋼廠74可產(chǎn)生三種單獨(dú)的副產(chǎn)氣體，例如，焦?fàn)t氣82、高爐氣90以及轉(zhuǎn)爐氣 96，它們都可以用不同的化學(xué)成分和性質(zhì)來(lái)表征。例如，焦?fàn)t氣82可通常由約50%-70%的 氫(H2)及25% -30%的甲烷(CH4)組成，且可具有約4，250kcal/Nm3的較低熱值(LHV)。相 反，高爐氣90可通常由約5%的氫氣和20%的一氧化碳(CO)組成，且可具有僅約700kcal/ Nm3的LHV。另外，轉(zhuǎn)爐氣96可通常由約60+%的一氧化碳組成，且可具有約2，500kcal/Nm3 的LHV。因此，相比于焦?fàn)t氣82和轉(zhuǎn)爐氣96，高爐氣90可具有相當(dāng)?shù)偷腖HV。然而，燃料氣 系統(tǒng)64可將高爐氣90與焦?fàn)t氣82摻混在一起，以產(chǎn)生滿足對(duì)于燃?xì)鉁u輪機(jī)12最小和最 大可接受LHV閾值的燃料氣66。圖3是圖1的燃料氣系統(tǒng)64的一個(gè)實(shí)施例的示意性流程圖。高爐氣(Bre)90和 焦?fàn)t氣(COG) 82可分別通過(guò)單獨(dú)的饋送管線(例如，Bre饋送管線98及COG饋送管線100) 接收進(jìn)入燃料氣系統(tǒng)64。Bre隔離閥102可用于控制進(jìn)入Bre饋送管線98的高爐氣90的 流量，而COG隔離閥104可用于控制進(jìn)入COG饋送管線100的焦?fàn)t氣82的流量。更具體來(lái) 說(shuō)，BR；隔離閥102和COG隔離閥104可用于在“開(kāi)”與“關(guān)”位置之間調(diào)節(jié)到燃?xì)鉁u輪機(jī)12的燃料氣66的流量。燃料氣系統(tǒng)64還可在COG饋送管線100中包括位于BTO-COG混合點(diǎn)108上游的 COG流量控制閥106。COG流量控制閥106可起到流量調(diào)節(jié)器的作用，并且可對(duì)焦?fàn)t氣82進(jìn) 行控制和計(jì)量，以確保在所有操作條件期間燃?xì)鉁u輪機(jī)12內(nèi)使用的燃料氣66的LHV都處 在可接受的極限范圍內(nèi)。具體來(lái)說(shuō)，COG流量控制閥106可對(duì)高BTU的焦?fàn)t氣82進(jìn)行控制 和計(jì)量，從而與低BTU的高爐氣90摻混，以在燃?xì)鉁u輪機(jī)12的操作極限內(nèi)提高燃料氣66 混合物的LHV。如上文關(guān)于圖2所述的，鋼的生產(chǎn)會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生大量的低BTU高爐氣90。例如，高爐 氣90可具有約700kcal/Nm3的LHV，且可以稍高于大氣壓的壓力得到。鋼廠74中產(chǎn)量較少 的另一副產(chǎn)氣體焦?fàn)t氣82可與低BTU的高爐氣90摻混，以將燃料氣66混合物的熱值升高 至約1，050kcal/Nm3或燃?xì)鉁u輪機(jī)12所需的另一最小的可接受LHV。例如，高爐氣90與焦 爐氣82可相互摻混，以使得質(zhì)量流率分別處于約250磅/秒(pps)及10磅/秒的數(shù)量級(jí) 上。然而，焦?fàn)t氣82可含有大量的焦油和顆粒物。因此，燃料氣系統(tǒng)64在某些實(shí)施例中還 可構(gòu)造為在對(duì)燃料氣66進(jìn)行壓縮并將其輸送至燃?xì)鉁u輪機(jī)12之前去除焦油、灰塵以及顆 粒物。在燃料氣系統(tǒng)64中進(jìn)行清潔和摻混之后，可對(duì)燃料氣66混合物的低壓進(jìn)行增壓， 然后將燃料氣66注入到燃?xì)鉁u輪機(jī)12的燃燒室18內(nèi)。如圖所示，燃料氣系統(tǒng)64可包括兩 個(gè)或更多級(jí)，例如，第一壓縮機(jī)110和第二壓縮機(jī)112。第一壓縮機(jī)110和第二壓縮機(jī)112 可例如為離心壓縮機(jī)，且可設(shè)計(jì)成使得來(lái)自第二壓縮機(jī)112的燃料氣66的排放壓力足以滿 足燃?xì)鉁u輪機(jī)12的燃料壓力要求。在某些實(shí)施例中，每個(gè)壓縮機(jī)均可與相應(yīng)的喘振控制閥 和再循環(huán)管線相關(guān)聯(lián)，以在相應(yīng)壓縮機(jī)110、112的部分負(fù)載操作(即，低于正常流率的操 作)期間，為喘振保護(hù)再循環(huán)最小的體積流量。另外，如圖所示，燃料氣系統(tǒng)64可包括一系列換熱器或冷卻器，例如，高壓中冷器 114、低壓中冷器116及調(diào)溫冷卻器118。在某些實(shí)施例中，這三個(gè)冷卻器114、116、118可位 于第一壓縮機(jī)110的下游，但位于第二壓縮機(jī)112的上游。冷卻器114、116、118可用于確 保進(jìn)入第二壓縮機(jī)112的燃料氣66的溫度保持低于預(yù)定的溫度水平。例如，進(jìn)入第二壓縮 機(jī)112的燃料氣66可保持低于104° F。高壓中冷器114和低壓中冷器116的尺寸可設(shè)置成滿足環(huán)境條件下的最佳性能。 另外，高壓中冷器114和低壓中冷器116可與聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)10的其他部件一體地結(jié)合 以獲得性能增加。具體來(lái)說(shuō)，用于高壓中冷器114的進(jìn)口冷卻劑源可以是來(lái)自HRSG 32的 高壓給水泵的水，且出口水可引入HRSG 32的高壓節(jié)約器48內(nèi)。另外，用于低壓中冷器116 的進(jìn)口冷卻劑源可以是來(lái)自冷凝水泵38的冷凝水，且出口水可再循環(huán)回到HRSG 32的低壓 節(jié)約器40內(nèi)。調(diào)溫冷卻器118的尺寸可對(duì)聯(lián)合循環(huán)運(yùn)行和簡(jiǎn)單循環(huán)運(yùn)行二者進(jìn)行設(shè)置。調(diào)溫冷 卻器118可利用來(lái)自冷卻水回路的冷卻水，或者冷卻回路中的其他冷卻劑。出口水可排放 進(jìn)入排熱系統(tǒng)。在簡(jiǎn)單循環(huán)運(yùn)行期間(此時(shí)高壓中冷器114和低壓中冷器116不工作)，調(diào) 溫冷卻器118可設(shè)計(jì)成執(zhí)行最大熱交換，以將例如從第一壓縮機(jī)110排放的約450° F的燃 料氣66冷卻至在第二壓縮機(jī)112入口處的約104° F。然而，這些最高溫度和最低溫度僅 為說(shuō)明性的，且可根據(jù)應(yīng)用特定的操作條件而極大地變化。在正常條件下的聯(lián)合循環(huán)運(yùn)行期間，所有三個(gè)冷卻器114、116和118可都處于運(yùn)行狀態(tài)。為保持在壓縮機(jī)110、112的機(jī)械極限范圍內(nèi)，可將壓縮機(jī)110、112的最大出口溫 度保持低于預(yù)定的溫度水平(例如，400° F、425° F、450° F、475° F、500° F等等)。由 于預(yù)計(jì)進(jìn)口溫度會(huì)隨著環(huán)境條件而變化，所以調(diào)溫冷卻器118的冷側(cè)流量控制閥可負(fù)責(zé)將 調(diào)溫冷卻器118的出口溫度控制到最高溫度水平(例如，80° FUOO0 F、120° F、140° F、 160° F等等)。同樣，在某些實(shí)施例中，每個(gè)壓縮機(jī)均可與分離器相關(guān)聯(lián)，分離器可用于從 燃料氣66中去除由于高壓中冷器114、低壓中冷器116和調(diào)溫冷卻器118之間的溫降而可 能引入燃料氣66的冷凝水。燃料氣系統(tǒng)64還可包括安全切斷閥(SSOV) 120，以緊急切斷進(jìn)入燃?xì)鉁u輪機(jī)12的 燃料氣66。在燃料氣66的壓力已經(jīng)在燃料氣系統(tǒng)64中經(jīng)過(guò)增壓之后，可通過(guò)一系列互連 的管道、歧管和凈化系統(tǒng)(未顯示)將燃料氣66導(dǎo)入燃?xì)鉁u輪機(jī)12的燃燒室18。圖4是 圖1的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)10的燃?xì)鉁u輪機(jī)12、HRSG 32和燃料氣系統(tǒng)64的一個(gè)實(shí)施例的 示意性流程圖，圖示了燃料氣66進(jìn)入燃?xì)鉁u輪機(jī)12的燃燒室18的路線。在較冷的環(huán)境溫 度下，燃?xì)鉁u輪機(jī)12的壓縮機(jī)20可接收并壓縮環(huán)境進(jìn)口空氣70，環(huán)境進(jìn)口空氣70可處于 低于59° F的ISO標(biāo)準(zhǔn)日溫度的溫度。壓縮機(jī)20可將壓縮空氣導(dǎo)入燃?xì)鉁u輪機(jī)12的燃燒 室18。燃料源66可與從壓縮機(jī)20接收的壓縮空氣混合，并在燃燒室18內(nèi)燃燒。然后，可 將來(lái)自燃燒室18的熱氣導(dǎo)入燃?xì)鉁u輪機(jī)12的渦輪機(jī)16中。熱氣的壓力/流動(dòng)驅(qū)動(dòng)渦輪 機(jī)16中的葉片以轉(zhuǎn)動(dòng)軸，而軸又驅(qū)動(dòng)負(fù)載14。在某些應(yīng)用中，燃?xì)鉁u輪機(jī)12的壓力比可接近壓縮機(jī)20的極限。例如，在使用低 BTU燃料作為燃燒室18內(nèi)的燃料源的應(yīng)用中，或者在以較低環(huán)境溫度為特征的地方，壓縮 機(jī)20的壓力比(例如，離開(kāi)壓縮機(jī)20的空氣壓力與進(jìn)入壓縮機(jī)20的空氣壓力之比)可能 變得低于渦輪機(jī)16的壓力比(例如，離開(kāi)渦輪機(jī)16的熱氣壓力與進(jìn)入渦輪機(jī)16的熱氣壓 力之比)。為給壓縮機(jī)20提供壓力比保護(hù)(例如，降低壓縮機(jī)20失速的可能性)，可經(jīng)由 向外滲流空氣122管線來(lái)滲流從壓縮機(jī)20排放的空氣。從壓縮機(jī)20滲流的空氣量可隨環(huán)境條件和燃?xì)鉁u輪機(jī)12的輸出而變化。更具體 來(lái)說(shuō)，滲流的空氣量可隨著更低的環(huán)境溫度和更低的燃?xì)鉁u輪機(jī)12的負(fù)載而增大。另外， 如上所述，在使用低BTU燃料氣66的燃?xì)鉁u輪機(jī)12的應(yīng)用中，燃料氣66的流率通常比在 類(lèi)似的天然氣燃料應(yīng)用中要高得多。這主要是因?yàn)檫@一事實(shí)必須使用更多的低BTU燃料 以獲得相當(dāng)?shù)募訜釡囟然蛩璧娜紵郎囟?。因此，可在壓縮機(jī)20上施加額外的背壓。在這 些應(yīng)用中，也可滲流從壓縮機(jī)20排放的空氣，以降低背壓并改善壓縮機(jī)20的失速余量(例 如，用于防止失速的設(shè)計(jì)誤差余量)。然而，從壓縮機(jī)20排放的滲流壓縮空氣可能降低聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)10的凈效率， 因?yàn)槿細(xì)鉁u輪機(jī)12的燃燒室18和渦輪機(jī)16沒(méi)有回收被消耗用來(lái)提高壓縮機(jī)20內(nèi)進(jìn)口空 氣40的壓力的能量。然而，無(wú)需浪費(fèi)引入到從壓縮機(jī)20排出的向外滲流空氣122中的能 量。相反，可重新捕獲向外滲流空氣122中的能量。一種用于重新捕獲向外滲流空氣122中的能量的技術(shù)可以是將向外滲流空氣122 引入來(lái)自燃?xì)鉁u輪機(jī)12的渦輪機(jī)16的加熱排氣流34中。通過(guò)將向外滲流空氣122與來(lái) 自燃?xì)鉁u輪機(jī)12的加熱排氣34結(jié)合，可在HRSG 32中重新捕獲向外滲流空氣122中的熱 能。具體來(lái)說(shuō)，如上文關(guān)于圖1更加詳細(xì)描述的，向外滲流空氣122內(nèi)的能量可用于幫助通過(guò)高壓節(jié)約器48、高壓蒸發(fā)器50、初級(jí)高壓過(guò)熱器52(PHPSH)、終級(jí)高壓過(guò)熱器54(FHPSH) 以及HRSG 32的其他傳熱部件來(lái)產(chǎn)生供蒸汽渦輪機(jī)22內(nèi)使用的蒸汽。因此，相比于簡(jiǎn)單地 將向外滲流空氣122泄放到大氣，這種技術(shù)具有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)橄蛲鉂B流空氣122的熱流和質(zhì)量 流可用來(lái)回收聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)10的及底循環(huán)內(nèi)的額外能量。一種用于在冷環(huán)境條件期間降低向外滲流空氣122的流量要求的技術(shù)可以是在 燃?xì)鉁u輪機(jī)12的壓縮機(jī)20的上游將進(jìn)口空氣70的溫度提高至某一最佳值。例如，ISO標(biāo) 準(zhǔn)日上進(jìn)口空氣70的溫度是59° F。在這些標(biāo)準(zhǔn)條件下，例如，約890磅/秒(pps)的進(jìn) 口空氣70可滲流多達(dá)50pps的向外滲流空氣122。在較冷的環(huán)境條件期間，從壓縮機(jī)20的 出口滲流的空氣量會(huì)更大。然而，在冷環(huán)境條件下將進(jìn)口空氣70的溫度提高例如10° F， 可極大地減少向外滲流空氣122。這些質(zhì)量流率和溫度僅意欲舉例說(shuō)明向外滲流空氣122 的流量要求，而并非意欲具有限制性。事實(shí)上，實(shí)際的向外滲流空氣122的流量和溫度可在 實(shí)施方案之間變化。在某些實(shí)施例中，可利用來(lái)自燃?xì)鉁u輪機(jī)12外部源的余熱來(lái)提高進(jìn)入運(yùn)行于較 冷環(huán)境條件下的燃?xì)鉁u輪機(jī)12的壓縮機(jī)20的進(jìn)口空氣70的溫度。例如，圖5是燃?xì)鉁u輪 機(jī)12、HRSG 32、燃料氣系統(tǒng)64及空氣加熱系統(tǒng)68的一個(gè)實(shí)施例的示意性流程圖，圖示了使 用外部火焰加熱器124和相關(guān)的空氣預(yù)熱器126作為外部余熱源，以提高進(jìn)入燃?xì)鉁u輪機(jī) 12的壓縮機(jī)20的進(jìn)口空氣70的溫度。如圖所示，燃料氣66混合物(例如，高爐氣90和焦 爐氣82)的一部分128可在混合點(diǎn)108的下游而在燃料氣系統(tǒng)64的第一壓縮機(jī)110的上 游處從燃料氣系統(tǒng)64轉(zhuǎn)移。具體來(lái)說(shuō)，如上文所述，在正常條件下，約250pps的高爐氣90 可與約IOpps的焦?fàn)t氣82混合。在此260pps的混合物中，可轉(zhuǎn)移約1. 5pps的燃料氣混合 物66。另外，在某些實(shí)施例中，僅高爐氣90可轉(zhuǎn)向外部火焰加熱器124。這可證明是有益 的，因?yàn)槿缟纤?，高爐氣90通?？杀冉?fàn)t氣82更容易地獲得。此外，盡管高爐氣90的熱 值較低，但外部火焰加熱器124可構(gòu)造為燃燒高爐氣90。燃料氣混合物66中的轉(zhuǎn)移部分128可與環(huán)境空氣130混合，并在外部火焰加熱器 124內(nèi)燃燒。在某些實(shí)施例中，可在火焰加熱器124上游的壓縮機(jī)132內(nèi)升高環(huán)境空氣130 的壓力。來(lái)自火焰加熱器124的高溫廢氣134可用于對(duì)空氣預(yù)熱器126內(nèi)的進(jìn)口空氣70 進(jìn)行預(yù)熱，產(chǎn)生供燃?xì)鉁u輪機(jī)12的壓縮機(jī)20內(nèi)使用的加熱的進(jìn)口空氣72。換句話說(shuō)，來(lái)自 火焰加熱器124的廢氣134的熱可用作外部余熱源，用來(lái)在冷天時(shí)使進(jìn)口空氣70的溫度升 高例如約10° F?？諝忸A(yù)熱器126可以是用來(lái)將熱從廢氣134傳到進(jìn)口空氣70的任何適 合的熱交換器部件。盡管上文描述為將進(jìn)口空氣70從冷的環(huán)境溫度加熱約10° F，但加熱的量可取決 于燃?xì)鉁u輪機(jī)12、燃料氣系統(tǒng)64、空氣加熱系統(tǒng)68等的具體設(shè)計(jì)，以及特定的環(huán)境空氣條 件和其他運(yùn)行條件。例如，在某些實(shí)施例中，取決于特定的環(huán)境，可將進(jìn)口空氣70加熱5、 10、15、20、25、30、35、40、45、50 度或甚至更高。在已經(jīng)從廢氣134將熱傳至進(jìn)口空氣70之后，排放的廢氣136可與來(lái)自燃?xì)鉁u輪 機(jī)12的渦輪機(jī)16的加熱的排氣流34混合。通過(guò)將排放的廢氣136與來(lái)自燃?xì)鉁u輪機(jī)12 的加熱的排氣34結(jié)合，可在HRSG 32內(nèi)重新捕獲排放廢氣136內(nèi)的熱。然而，這僅僅是用 來(lái)重新捕獲排放廢氣136內(nèi)的熱量的其中一種可能的解決方案。例如，排放廢氣136可噴 入HRSG 32內(nèi)其它合適的位置處。另外，在某些實(shí)施例中，排放廢氣136可用于與聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)10的及底循環(huán)(即，蒸汽渦輪機(jī)22)中不同的給水源的熱結(jié)合。此外，在另外其 他的實(shí)施例中，排放廢氣136可用于通過(guò)蒸汽吸收驟冷器產(chǎn)生驟冷效應(yīng)，使用冷卻負(fù)載來(lái) 改善聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)10的效率。在冷環(huán)境條件期間，使用火焰加熱器124和空氣預(yù)熱器126來(lái)升高進(jìn)口空氣70的 溫度可導(dǎo)致若干益處。例如，可相對(duì)于關(guān)于圖4所述的燃料氣系統(tǒng)64和燃?xì)鉁u輪機(jī)12保 持總體的耗熱量。然而，由于轉(zhuǎn)移的部分128從燃料氣66混合物中去除并用于預(yù)熱進(jìn)口空 氣70，所以燃料氣66混合物的質(zhì)量流率會(huì)降低。燃料氣66混合物的質(zhì)量流率的降低可導(dǎo) 致燃料氣系統(tǒng)64的第一壓縮機(jī)110和第二壓縮機(jī)112的用電量降低。如上所述，進(jìn)口空氣 70的溫度可升高約10° F。溫度的升高導(dǎo)致加熱的進(jìn)口空氣72具有比進(jìn)口空氣70更低的 密度。因此，燃?xì)鉁u輪機(jī)12的壓縮機(jī)20的用電量將降低。另外，加熱的進(jìn)口空氣72的較 高溫度可更易于促進(jìn)燃?xì)鉁u輪機(jī)12的燃燒室18內(nèi)的燃燒。此外，由于燃料氣混合物66的 質(zhì)量流率降低，所以向外滲流空氣122的量可極大地降低，且部分向外滲流的空氣可供燃 氣渦輪機(jī)12內(nèi)的燃燒使用，這可導(dǎo)致燃?xì)鉁u輪機(jī)12產(chǎn)生的功率增加。此外，重新捕獲來(lái)自 排放廢氣136的熱量可導(dǎo)致HRSG 32、及底循環(huán)(即，蒸汽渦輪機(jī)22)或聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng) 10內(nèi)其他部件內(nèi)的性能增加。所有這些益處都可導(dǎo)致聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)10更高的凈輸出 禾口效率。然而，使用如圖5中所示的火焰加熱器124和相關(guān)的空氣預(yù)熱器126僅僅是用來(lái) 在較冷環(huán)境條件期間利用外部余熱源來(lái)提高進(jìn)入燃?xì)鉁u輪機(jī)12的壓縮機(jī)20的進(jìn)口空氣70 的溫度的一種技術(shù)。實(shí)際上，可使用多個(gè)其他的外部余熱源。例如，在某些實(shí)施例中，可通過(guò) 將熱傳入進(jìn)口空氣70來(lái)重新捕獲來(lái)自聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)10的HRSG 32或及底循環(huán)(即， 蒸汽渦輪機(jī)22)的余熱。在這些其他實(shí)施例中，可借助任何適合的熱交換器部件將余熱傳 入進(jìn)口空氣70。另外，也可使用其他各種外部余熱源，例如電熱器。然而，在每個(gè)這些實(shí)施例中，余熱只傳入環(huán)境進(jìn)口空氣70。換句話說(shuō)，不加熱再循 環(huán)的排氣，并且將再循環(huán)排氣輸送至燃?xì)鉁u輪機(jī)12的壓縮機(jī)20。這主要是因?yàn)檫@一事實(shí) 環(huán)境進(jìn)口空氣70的含氧量通常大于再循環(huán)排氣。另外，來(lái)自燃?xì)鉁u輪機(jī)12的熱排氣34的 余熱不用作余熱源，其中一個(gè)原因是這類(lèi)加熱并不能導(dǎo)致足夠大的效率提高。相反，用于加 熱進(jìn)口空氣70的余熱源位于燃?xì)鉁u輪機(jī)12的外部。在某些實(shí)施例中，可使用多個(gè)外部余熱源來(lái)提高進(jìn)口空氣70的溫度。例如，圖6 是燃?xì)鉁u輪機(jī)12、HRSG 32、燃料氣系統(tǒng)64及空氣加熱系統(tǒng)68的一個(gè)實(shí)施例的示意性流程 圖，圖示了使用多個(gè)外部余熱源138來(lái)提高進(jìn)入燃?xì)鉁u輪機(jī)12的壓縮機(jī)20的進(jìn)口空氣70 的溫度。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，外部余熱源#1可包括關(guān)于圖5所述的火焰加熱器124及 相關(guān)空氣預(yù)熱器126，外部余熱源#2可包括來(lái)自HRSG 32的部件的余熱，且外部余熱源測(cè) 可包括來(lái)自聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)10的及底循環(huán)(即，蒸汽渦輪機(jī)22)的余熱。無(wú)論空氣加熱系統(tǒng)68包括單個(gè)外部余熱源或多個(gè)外部余熱源，都可使用控制器 140來(lái)控制傳入進(jìn)口空氣70的余熱量。例如，在使用多個(gè)余熱源的實(shí)施例中，控制器140可 配置為確定可使用的外部余熱源的優(yōu)先級(jí)。另外，控制器140可配置為基于大氣條件來(lái)控 制進(jìn)口空氣70的加熱。在某些實(shí)施例中，控制器140的一個(gè)方面可以是確保維持大致恒定的加熱后的進(jìn) 口空氣72的溫度。換句話說(shuō)，可將加熱后的進(jìn)口空氣72的溫度維持在僅變化非常小的量(例如，0.5、1、2、3、4或5度)的溫度范圍內(nèi)。通過(guò)這樣做，無(wú)論環(huán)境條件如何，都可保持燃 氣渦輪機(jī)12以及燃料氣系統(tǒng)64和其他相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行基本恒定。在其他實(shí)施例中，控制 器140可基于其他參數(shù)來(lái)控制進(jìn)口空氣70的加熱，例如基于離開(kāi)燃?xì)鉁u輪機(jī)12的壓縮機(jī) 20的空氣的溫度。在某些實(shí)施例中，控制器140可包括存儲(chǔ)器，例如，任何適合類(lèi)型的非易失性存儲(chǔ) 器、易失性存儲(chǔ)器或它們的組合。存儲(chǔ)器可包括用于執(zhí)行本文所述的任何控制功能的代碼/ 邏輯。此外，該代碼/邏輯可實(shí)施為硬件、軟件(例如，儲(chǔ)存在有形的機(jī)器可讀媒介上的代 碼)或它們的組合。本發(fā)明的技術(shù)效果包括使用外部余熱源對(duì)進(jìn)入燃?xì)鉁u輪機(jī)12的壓縮機(jī)20的進(jìn)口 空氣70進(jìn)行加熱。例如，如上文關(guān)于圖5所述的，火焰燃燒器124和相關(guān)的空氣預(yù)熱器126 可用來(lái)提高進(jìn)口空氣70的溫度。具體來(lái)說(shuō)，燃料氣66混合物的一部分128可在火焰加熱 器124內(nèi)燃燒，且所產(chǎn)生的熱可由空氣預(yù)熱器126用于提高進(jìn)口空氣70的溫度，產(chǎn)生加熱 的進(jìn)口空氣72。然而，如上所述，也可使用多個(gè)其他的外部余熱源。本發(fā)明的一個(gè)方面是在 冷環(huán)境條件期間極大地減少來(lái)自燃?xì)鉁u輪機(jī)12的壓縮機(jī)20的向外滲流空氣122。通過(guò)這 樣做，可提高燃?xì)鉁u輪機(jī)12以及燃?xì)鉁u輪機(jī)12可在其中運(yùn)行的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)10的總 體效率。在本文所述的每個(gè)實(shí)施例中，僅環(huán)境進(jìn)口空氣70被外部余熱源加熱，并被輸送至 燃?xì)鉁u輪機(jī)12的壓縮機(jī)20。換句話說(shuō)，外部余熱源不加熱來(lái)自聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)10各個(gè) 過(guò)程的排氣。通過(guò)限制外部余熱源僅應(yīng)用于環(huán)境進(jìn)口空氣70，可使輸送至燃?xì)鉁u輪機(jī)12的 燃燒室18的氧含量最大化，從而允許更穩(wěn)定的燃燒。所公開(kāi)實(shí)施例的益處可在于它們可僅需對(duì)燃?xì)鉁u輪機(jī)12的進(jìn)口系統(tǒng)進(jìn)行小的 修改而用于現(xiàn)有的運(yùn)行于冷環(huán)境條件下的燃?xì)鉁u輪機(jī)12。例如，空氣加熱系統(tǒng)68可與燃?xì)?渦輪機(jī)12 —起出售；或可作為單獨(dú)的技術(shù)改造包裝出售，針對(duì)希望從處于具有低于ISO標(biāo) 準(zhǔn)日溫度(59° F)平均環(huán)境溫度地點(diǎn)的現(xiàn)有燃?xì)鉁u輪機(jī)12獲得更高效率和輸出的客戶。 另外，所公開(kāi)的實(shí)施例不僅可在聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)中實(shí)施，還可在簡(jiǎn)單燃?xì)鉁u輪機(jī)應(yīng)用或 可能使用向外滲流的任何其他應(yīng)用中實(shí)施。此外，如上所述，可使用過(guò)剩的外部余熱來(lái)提高 進(jìn)入HRSG 32的排氣34的進(jìn)口溫度，而這又可提高HSRG 32和及底循環(huán)(S卩，蒸汽渦輪機(jī) 22)的效率。本書(shū)面說(shuō)明書(shū)使用示例來(lái)公開(kāi)本發(fā)明，包括最佳模式，并且還使得本領(lǐng)域的技術(shù) 人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)，并執(zhí)行任何結(jié)合的方法。本發(fā)明可 授予專(zhuān)利的范圍由權(quán)利要求書(shū)限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員所能想到的其他示例。如 果此類(lèi)其他示例具有無(wú)異于權(quán)利要求書(shū)字面語(yǔ)言的結(jié)構(gòu)元件，或包括與權(quán)利要求書(shū)字面語(yǔ) 言無(wú)實(shí)質(zhì)性差異的等效結(jié)構(gòu)元件，則它們都意在屬于權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種系統(tǒng)，包括渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)(12)；及聯(lián)接至所述渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)(12)的空氣進(jìn)口的空氣加熱系統(tǒng)(68)，其中所述空氣加熱系統(tǒng)(68)構(gòu)造為用所述渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)(12)的外部的余熱源(22，32，124，126，138)所產(chǎn)生的余熱來(lái)加熱輸送至所述空氣進(jìn)口的空氣(72)。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述空氣加熱系統(tǒng)(68)構(gòu)造為用來(lái)自火焰 加熱器(124)的余熱加熱所述空氣(72)。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，來(lái)自所述火焰加熱器(124)的余熱通過(guò)使用 高爐氣(90)和焦?fàn)t氣(82)的氣體混合物而產(chǎn)生。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述空氣加熱系統(tǒng)(68)構(gòu)造為用來(lái)自熱回 收蒸汽發(fā)生系統(tǒng)(32)的余熱加熱所述空氣(72)。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述空氣加熱系統(tǒng)(68)構(gòu)造為用來(lái)自聯(lián)合 循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)(10)的及底循環(huán)(22)的余熱加熱所述空氣(72)。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，被加熱的所述空氣(72)不含來(lái)自所述渦輪 發(fā)動(dòng)機(jī)(12)的排氣(34)。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述空氣加熱系統(tǒng)(68)構(gòu)造為用來(lái)自所述 渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)(12)的外部的多個(gè)余熱源(22，32，124，126，138)的余熱加熱所述空氣(72)。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括構(gòu)造為基于大氣條件控制所 述空氣(72)的加熱的控制器(140)。
9.一種方法，包括用渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)(12)的外部的余熱源(22，32，124，126，138)所產(chǎn)生的余熱加熱空氣 (72)；及將加熱的空氣輸送至所述渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)(12)的壓縮機(jī)(20)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法包括用多個(gè)余熱源(22，32，124， 126，138)加熱空氣(72)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用外部火焰加熱器預(yù)熱進(jìn)口空氣并降低向外滲流，具體來(lái)說(shuō)，在某些實(shí)施例中，一種系統(tǒng)包括空氣加熱系統(tǒng)(68)。該空氣加熱系統(tǒng)(68)構(gòu)造為用渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)(12)的外部的余熱源(22，32，124，126，138)所產(chǎn)生的余熱加熱空氣(72)。該空氣加熱系統(tǒng)(68)還構(gòu)造為將加熱的空氣(72)輸送至渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)(12)的壓縮機(jī)(20)。
文檔編號(hào)F02C7/08GK101881219SQ20101012572
公開(kāi)日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2010年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月16日
發(fā)明者A·巴沙, I·馬宗德, R·薩哈, S·羅卡納斯, V·K·B·戈帕爾克里什娜 申請(qǐng)人:通用電氣公司