[发明专利]用于提高燃烧设备的运行寿命的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于提高燃烧设备的运行寿命的装置，所述装置包括至少 一个导气部件。在此，气体具有污染物成分。此外，本发明涉及一种用于提高 燃烧设备的运行寿命的方法。

背景技术

近十年来，世界范围内建立了基于组合的燃气和蒸气涡轮机过程且以此组 合过程能够明显降低有害物排放的多个发电厂。这些发电厂在专业术语中称为 GUD发电厂。

在GUD发电厂的子形式(Unterform)中，即在所谓的IGCC发电厂(其 中“IGCC”是“Interated Gasification Combined Cycle”的缩写)中，GUD发电 厂另外具有集成的燃料气化，通过该燃料气化将例如油的液体燃料或例如烟煤、 褐煤或生物物质的固体燃料在气化器中转换为合成气，该合成气然后在燃气涡 轮机中燃烧。在燃烧前通常进行对合成气的清洁。总的来看，按照此方式，在 燃烧前已将有害物分离或根本不产生有害物。

为将燃料气化为合成气需要氧。为产生氧，IGCC发电厂具有空气分离设 备，其中通过分馏蒸馏从环境空气中除所需的氧外主要产生氮。合成气必须在 进一步处理前被冷却。在此形成蒸气，蒸气等在IGCC发电厂的蒸气涡轮机中 用于发电。在气体冷却后，过滤器首先去除灰分微粒，然后在需要时也能够去 除二氧化碳。另外的有害物，例如硫化物或重金属也通过化学和物理过程被结 合。这样就实现了用于燃气涡轮机运行所需的燃料纯度和IGCC发电厂的低排 放。

合成气在燃气涡轮机的燃烧室前必要时与来自空气分离设备的氮和/或与 水蒸气混合，以根据燃气涡轮机要求来调节燃料气混合物。随后通过与空气的 燃烧形成的工作气在燃气涡轮机的透平级中膨胀。

在工作气在燃气涡轮机中降压后以及随后在蒸气生成器内的废热利用后， 废气排放到大气中。

来自原料气和废气冷却的蒸气流被组合并一起供给到蒸气涡轮机。在蒸气 涡轮机内降压后，蒸气通过冷凝器凝结且凝结物通过储水容器送回到水以及蒸 气循环中。

此类IGCC设备例如从WO 03/008768中已知。此设备具有气化装置，在 气化装置中微粒状的煤与氧和蒸气一起被燃烧为合成气(微粒氧化)。合成气在 多个处理步骤后作为气态燃料供给到燃气涡轮机燃烧室。

然而在此出现了问题：污染物成分(例如微小的灰分微粒)作为沉积物固 化在导气通道上以及位于导气通道内的的装置(例如过滤器或阀或类阀装置) 上。气体也能够含有气态(金属)化合物，例如羰基铁和镍，它们通过与金属 元素的反应也同样导致在部件上的沉积。这导致在燃烧器部件上形成羰基铁和 镍形式的覆层，这要求定期清洁且因此明显地影响IGCC发电厂的可用性。

这些沉积物必须在实际计划的设备维护前去除且清洁或进行更换。为此， 设备必须停机，这导致巨大的成本。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题是提供一种用于提高燃烧设备、尤其是 合成气设备的运行寿命的装置，其中燃烧设备包括导气部件，且气体具有污染 物成分。另外的技术问题是提供一种用于提高燃烧设备运行寿命的方法。

在装置方面的技术问题根据本发明通过提供一种用于提高燃烧设备的运 行寿命的装置解决，所述燃烧设备包括至少一个导气部件，其中被引导的气体 具有污染物成分，且其中至少一个导气部件具有层，其中该层在受气体冲击时 通过使污染物成分沉积在该层上而使层可以至少部分地与污染物成分一起由气 体流本身去除。

本发明基于如下事实，即污染物成分沉降在部件上且也不能由流过的气体 去除。本发明因此认识到部件必须适当地涂层。此外，本发明认识到可去除的 涂层解决此技术问题。即，如果现在将污染物成分沉降在有涂层的部件上，那 么就由气体流将涂层的一部分与污染物成分一起去除。以此，导气部件保持相 当长时间无沉积和污染物。因此燃烧设备不必为清洁沉积物而过早停机，使得 无干扰的运行得以维持。这样的燃烧设备的运行寿命因此明显提高。

污染物成分优选为固体微粒。这可能主要是在IGCC设备中出现的灰分微 粒。

在优选的构造中，污染物成分是通过气体内的气态化合物与导气部件的化 学反应形成的，该污染物成分导致导气部件表面上的沉积。即气体也含有气态 (金属)化合物，例如羰基铁或羰基镍，它们同样通过与例如金属元素的化学 反应导致沉积。