[发明专利]发电厂

说明书

技术领域

本说明书所公开的主题涉及联合循环发电厂(power plant)，更具体地涉及将条件改性的氮(modified condition nitrogen)引入到燃气涡轮机入口中的联合循环发电厂。

背景技术

在整体联合循环(integrated combined cycle，IGCC)或整体改造联合循环(integrated reforming combined cycle，IRCC)发电厂中，可从空气分离单元(ASU)获得氮，空气分离单元可以用作燃料稀释装置以抑制形成NOx和增强发电。这种氮通常直接注入到燃烧器中或与燃料混合。

将氮注入到燃烧器中或使氮与燃料混合在整合氮压缩、混合和流动控制操作中需要相对高等级的操作和控制复杂度。此外，将氮注入到燃烧器或与燃料混合时增加涡轮机入口流动，这会使压缩机压力比增加到超出允许操作能力。结果，使用氮经常受限制或不被考虑，其中某些或全部的氮被排出。但是，在这些情况下，通常还需要减少NOx排放，引起增加资本和操作成本的性能损失。

发明内容

根据本发明的一个方面，一种发电厂包括压缩机，压缩机构造成压缩入口空气以进行燃烧。发电厂还包括空气分离单元，空气分离单元构造成从空气供应接收并去除氮。发电厂还包括流体操作器，流体操作器可操作地联接至空气分离单元和压缩机，其中流体操作器构造成接收处于入口压力和入口温度的从空气分离单元去除的氮，并且在选择性地将氮输送到压缩机之前产生氮的改进压力(modifiedpressure)和改进温度(modified temperature)。

根据本发明的另一方面，一种发电厂包括压缩机，压缩机构造成压缩入口空气以进行燃烧。发电厂还包括空气分离单元，空气分离单元构造成从空气供应接收并去除分离的空气成分。发电厂还包括流体操作器，流体操作器可操作地联接至空气分离单元和压缩机，其中流体操作器接收处于第一压力和第一温度的分离的空气成分，并且选择性地以第二压力和第二温度将分离的空气成分输送到压缩机。

根据本发明的又一方面，一种操作发电厂的方法包括从空气供应去除氮。该方法还包括将从空气供应去除的氮引入到涡流管中。该方法还包括在涡流管内改变氮的压力和温度以产生改性的氮(modifiednitrogen)。该方法还包括将改性的氮输送到发电厂的压缩机。

根据下列描述并结合附图，这些和其他优点和特征将更加显而易见。

附图说明

视为本发明的主题被具体指出并明确地在权利要求书中要求保护。从下列结合附图进行的详细描述，本发明的前述和其他特征以及优点将显而易见，其中：

图1是具有空气分离单元的联合循环发电厂的示意图；

图2是发电厂的涡流管的侧视横截面图；和

图3是具有空气分离单元和多个涡流管的联合循环发电厂的示意图。

详细的描述通过示例参照附图对本发明的实施例以及优点和特征进行描述。

具体实施方式

参考图1，发电厂10(例如联合循环发电厂、整体煤气化联合循环(IGCC)发电厂或整体改造联合循环(IRCC)发电厂)一般包括燃气涡轮机12。燃气涡轮机12包括压缩机14、燃烧器16和涡轮机18，在压缩机14中入口空气被压缩以准备进行燃烧操作，在燃烧器16中产生燃烧，在涡轮机18中利用燃烧产物进行发电。燃气涡轮机12还包括入口20，入口20在压缩机14上游接收入口空气。

分离单元22(例如空气分离单元22)从空气供应接收并去除空气成分(例如氮(N₂))，可以从围绕燃气涡轮机12的大气提供该空气供应。在经过空气分离单元22之后，去除的氮一般将基本(但可能不完全)纯净。氮仅是一种可以从空气供应接收并去除的空气成分，应当理解空气分离单元22能够接收并去除通常可在大气中找到的各种其他成分。