[发明专利]通过性能加热优化燃用低BTU燃料的联合循环发电设备

说明书

技术领域

本发明大体涉及燃用低BTU燃料的联合循环发电设备，且更特别地讲，涉及通过对燃料进行性能加热(performance heating)来优化供应给燃气轮机的燃料以及提高联合循环发电设备中的效率和功率输出。背景技术 

燃用低BTU燃料的联合循环发电设备是这样一种类型的联合循环发电设备：已经实施这种联合循环发电设备，以便与传统的锅炉发电设备相比提供更高的效率及更低的排放。低-BTU气体，诸如鼓风炉气体(BFG)和焦炉气(COG)，通常在炼钢厂中生产生铁期间作为焦炭燃烧以及鼓风炉中的铁矿石熔体的副产物而产生。在发电设备现场中，回收低BTU气体，并将其用作燃气轮机联合循环发电解决方案中的燃料，燃气轮机联合循环发电解决方案可产生用于炼钢厂以及出售给公共电网两者的电能。发明内容 

在本发明的一方面，提供了一种基于低BTU燃料的联合循环发电设备。该联合循环发电设备包括混合副产物废气的气体混合单元。联接到气体混合单元上的燃料气体压缩机对副产物废气的混合物加压。燃气轮机由来自燃料气体压缩机的副产物废气的加压混合物供以燃料。燃气轮机包括：压缩机；燃烧器，该燃烧器接收来自压缩机的空气以及来自燃料气体压缩机的副产物废气的加压混合物，以使它们燃烧；以及涡轮，该涡轮使由来自压缩机的空气和来自燃料气体压缩机的副产物废气的加压混合物的燃烧所产生的热气体膨胀。该联合 循环发电设备进一步包括燃烧加热(fired heating)单元，该燃烧加热单元接收副产物废气的转向的部分和来自燃气轮机压缩机的压缩空气流排放物，以使它们进行燃烧。副产物废气的转向的部分和压缩空气流排放物在燃烧加热单元中的燃烧产生高温烟气。联合循环发电设备还包括性能加热单元，在来自燃料气体压缩机的副产物废气的加压混合物进入燃气轮机燃烧器之前，该性能加热单元利用由燃烧加热单元产生的高温烟气来加热该来自燃料气体压缩机的副产物废气的加压混合物。 

在本发明的另一方面，提供了一种燃用鼓风炉气体的联合循环发电设备。在本发明的该方面中，鼓风炉气体联合循环发电设备包括混合鼓风炉气体与焦炉气的气体混合单元。联接到气体混合单元上的燃料气体压缩机对鼓风炉气体和焦炉气的混合物加压。燃气轮机由来自燃料气体压缩机的鼓风炉气体与焦炉气的加压混合物供以燃料。燃气轮机包括：压缩机；燃烧器，其接收来自压缩机的空气和来自燃料气体压缩机的鼓风炉气体与焦炉气的加压混合物，以使它们进行燃烧；以及涡轮，涡轮使由来自压缩机的空气和来自燃料气体压缩机的鼓风炉气体与焦炉气的加压混合物的燃烧所产生的热气体膨胀。鼓风炉气体联合循环发电设备进一步包括燃烧加热单元，该燃烧加热单元接收鼓风炉气体的转向的部分和来自燃气轮机压缩机的压缩空气流排放物，以使它们进行燃烧。鼓风炉气体的转向的部分和压缩空气流排放物在燃烧加热单元中的燃烧产生高温烟气。鼓风炉气体联合循环发电设备还包括性能加热单元，在来自燃料气体压缩机的鼓风炉气体和焦炉气的加压混合物进入燃气轮机燃烧器之前，性能加热单元利用由燃烧加热单元所产生的高温烟气加热该来自燃料气体压缩机的鼓风炉气体和焦炉气的加压混合物。 

在本发明的第三方面中，存在一种提高在鼓风炉气体联合循环发电设备中使用的低-BTU燃料的温度的方法。在本发明的该方面中，该方法包括：使鼓风炉气体与焦炉气混合；对鼓风炉气体和焦 炉气的混合物加压；对鼓风炉气体的转向的部分和来自燃气轮机压缩机的压缩空气流排放物进行燃烧加热，以使它们燃烧；以及在供应至燃气轮机燃烧器之前，利用由鼓风炉气体的转向的部分和压缩空气流排放物燃烧而产生的高温烟气对鼓风炉气体和焦炉气的加压混合物进行性能加热。附图说明 

图1是传统的燃用BFG的联合循环发电设备的示意图；以及 

图2是根据本发明的一个实施例的燃用BFG的联合循环发电设备的示意图。具体实施方式