[其他]燃氣輪機和汽輪機聯合運行工藝

無效

• 申請號: 87102746
• 申請日: 1987-04-14
• 公開（公告）號: CN87102746A
• 公開（公告）日: 1987-11-04
• 發明（設計）人: 洛塔爾·雷;羅爾夫·格拉夫;馬丁·赫希;盧多爾夫·普拉斯
• 申請（專利權）人: 金屬股份有限公司
• 主分類號: F02C3/28
• 分類號: F02C3/28;F02C6/18
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 王杰,張元忠

本發明是關于燃氣輪機和汽輪機實現聯合運行的工藝，其中燃氣輪機使用由含碳固體物料生成的并被脫硫的可燃氣運行;推動汽輪機的蒸汽是靠燃燒含碳固體氣化后的剩余物而放出的熱量產生的，而含碳固體剩余物是用燃氣輪機的含氧廢氣燃燒的。

近年來，由于能源危機，在電力生產方面用固體燃料，特別是用煤來代替石油和天然氣的趨勢日益增長。為了提高固體燃料的發電量，對此類燃料的效率和熱能的回收也做了大量工作。希望做到最大限度地使用初級能源，并且符合環境保護方面更加嚴格的要求。大家知道，若用某些方法凈化廢氣，則可提高燃燒效率并降低生產單位能量所產生的污染物量。

在電力生產中，可通過一些符合熱力學理論的措施達到上述改善效率的目的，特別是采用燃氣輪機和汽輪機聯合運行的工藝。為此可以采用燒氣的或燒油的燃氣輪機。但是這樣不會取得決定性的突破，除非這種燃氣輪機采用的可燃氣是由固體燃料部分氣化所供給的。

例如，在煤的VEW轉化法中，煤在氣化爐中部分氣化，洗去生成氣中的污染物，爾后將洗凈的氣體送入燃氣輪機中燃燒，而部分氣化后余下的焦碳，則送入蒸汽鍋爐的燃燒爐中，與來自燃氣輪機的含氧廢氣一起進行燃燒，產生的蒸汽供給汽輪機使用。（K.Weinzierl，“Kohlevergasung????zur????Wirkungsgradverbesserung????im????Kraftwerk”，VGB-Kraft-werkstechnik????62（1982），No.5，Pages????365????et????seq.，and????No.10，Pages????852????et

但是，上述聯合燃氣輪機和汽輪機工藝的概念似乎只是初看上去吸引人。事實上，在幾個過程的工藝上，以及它們的相互聯接方面還存在一些技術問題。值得注意的是，即使那些只對過程細節有影響的一些缺點或毛病都可能使改善效率的努力歸于失敗，而該過程的效率本來是可以改善的。例如，在較高溫度下進行氣化的缺點是該過程中產生的有價值氣體耗費在預熱空氣上，這是高氣化溫度所導致的結果。由于氣化過程的溫度很高，從而氣體的溫度也很高，所以必須從生成的氣體中取走大量顯熱。通常用生產過熱蒸汽的方法實現這個過程，過熱蒸汽供給汽輪機。因此，上述設計的氣化段中要涉及能量從燃氣輪機段向汽輪機段的轉移，熱力學分析指出，改進的效率的大部分就在這一轉移中耗費掉了。

另一個問題出現在燃燒過程中。例如完全燃盡氣化剩余物中的碳是不可能的。更大的問題多出在可燃氣的脫硫過程中，它們可能對效率的改善產生不利的影響。上述可燃氣包括氣化產生的可燃氣和該可燃氣產生的煙道氣及燃燒殘余物所產生的煙道氣等。

本發明的目的是提供一種燃氣輪機和汽輪機聯合運行的工藝，它避開了已知工藝，特別是上述工藝的缺點，使含碳固體燃料的燃燒滿足生態學的要求，同時從燃料回收大量熱能，高效率地產生電力。

上文剛描述的那類過程按本發明的方法進行就可以達到這個目標，方法是在溫度為900至1100℃的循環流化床中，使含碳物料中所含70至95%的碳進行氣化生成可燃氣，而后在850至950℃用氫氧化鈣，氧化鈣和（或）含碳酸鈣的固體懸浮物中除去污染物。上述可燃氣的大部分被燃燒，產生的氣體用于推動燃氣輪機，該氣體至少含5%體積的氧氣，溫度不低于1000℃。在另一個循環流化床中，燃燒含碳固體物料氣化后的剩余物，產生過程蒸汽。流化床的溫度在800至950℃之間，調節含氧氣體的量，使燃燒在接近化學計量的條件下進行。含氧氣體以不同的濃度，至少分為兩個支氣路送入流化床，含氧氣體主要由燃氣輪機的廢氣組成。

由EP-A1-62363知道，在第一階段中，使含碳物料在高達5bar的壓力和800至1100℃溫度下，調節含氧氣體的量，在水蒸汽存在下，于循環流體床內進行氣化。這樣，使原物料中40至80%（重量）的碳發生轉化。然后在800至1000℃下借助懸浮物除去生成氣中的含硫化合物，再將此氣體冷卻，進行除塵處理。在第二階段中，氣化剩余物和氣體凈化時得到的副產物（如飽和的脫硫劑，塵灰和液化氣體）送入第二個循環流化床，它們所含剩余的可燃組份在床中與超過化學計量要求1.05至1.40倍的過量空氣一起燃燒。