[发明专利]用于加热和热回收系统的低BTU燃料流量比导管燃烧器

说明书

技术领域

本发明大体涉及与燃气轮机和热回收蒸汽发生(HRSG)系统一起 使用的导管燃烧器系统。更具体地，本发明涉及能够燃烧低BTU(英 国热量单位)燃料源的导管燃烧器系统和过程，其中应用可变几何结构 的特征和流量控制器来优化可燃混合物的化学计量。

背景技术

许多炼钢厂、气化厂和生产低BTU燃料的其它设施也使用HRSG 系统来进行加热及功率传输。在一些情况下，燃烧低BTU燃料而不 是燃烧天然气或其它普通的高BTU燃料源可归类为使用可再生能源， 且可实现经济信誉。此外，在一些情况下，低BTU燃料不同地可能 不能作为燃料源而有用。因此，从操作立场和经济立场两者来看，可 证明使用低BTU燃料来在HRSG系统中进行补燃是有益的。

但是，由于几个原因，也可证明使用低BTU燃料在HRSG系统 中进行补燃是有问题的。例如，点火设备的定制可能需要满足燃料的 物理属性和化学属性，以在可燃性的极限内进行充分燃烧。此外，化 学计量流量比率在这样的补燃系统中通常可能不受控制。

发明内容

在一个实施例中，提供了一种系统。该系统包括构造成以便接收 来自燃气轮机的排气的排气导管。该系统还包括构造成以便接收来自 排气导管的排气的主流束(flow stream)的主导管。该系统进一步包括构 造成以便接收来自排气导管的排气的副流束的副导管。此外，该系统 包括构造成以便允许和限制主流束进入主导管中的主可变几何结构 分流器。另外，该系统包括构造成以便允许和限制副流束进入副导管 中的副可变几何结构分流器。该系统还包括燃烧系统，该燃烧系统构 造成以便使副流束与至少一个低BTU燃料源结合，以使副流束燃烧， 以及将加热了的副流束再喷入主导管中。该系统进一步包括构造成以 便将副流束吹过燃烧系统的鼓风机。另外，该系统包括构造成以便通 过促动主可变几何结构分流器和副可变几何结构分流器来控制低 BTU燃料源和副流束之间的化学计量流量比率的控制器。

在另一个实施例中，提供了一种系统。该系统包括构造成以便在 从燃气轮机到热回收蒸汽发生系统的排气通道中操作的可变几何结 构分流器。该可变几何结构分流器构造成以便将排气的通道分成主排 气通道和副排气通道。该系统还包括燃烧系统，该燃烧系统构造成以 便使副排气通道中的排气与至少一个低BTU燃料源结合，以使副排 气通道中的排气燃烧，且将加热了的气体再喷入主排气通道中。

在又一个实施例中，提供了一种方法。该方法包括使用可变几何 结构分流器使气体在主导管和副导管之间分流。主流束分流到主导管 中，且副流束分流到副导管中。该方法还包括使用低BTU燃料来加 热燃烧系统中的副流束，以在燃烧系统中进行燃烧。该方法进一步包 括将加热了的流束再喷入主导管中。

附图说明

当参照附图阅读以下详细描述时，本发明的这些和其它特征、方 面和优点将得到更好的理解，在附图中，相同的字符在所有附图中表 示相同的部分，其中：

图1是可使用所公开的实施例的导管燃烧器系统和方法的示例性 联合循环发电系统的示意性流程图；

图2是燃气轮机、HRSG和导管燃烧器的示例性运行的示意图， 其图示了可根据所公开的实施例来使用的基本原理；

图3是根据所公开的实施例与燃气轮机和HRSG一起使用的示例 性导管燃烧器系统的示意图；

图4是根据所公开的实施例与燃气轮机和HRSG一起使用的另一 个示例性导管燃烧器系统的示意图；

图5是用于使用所公开的实施例来导管燃烧低BTU燃料源的示 例性方法的流程图。

具体实施方式

将在以下描述本发明的一个或多个特定的实施例。为了试图提供 对这些实施例的简要描述，说明书中可能并不会对实际具体实施的所 有特征进行描述。应当理解，在开展任何这样的实际具体实施时，例 如在任何工程或设计项目中，必须作出许多对具体实施而言特定的决 定，以实现开发者的特定目标-例如符合系统相关和商业相关约束， 该特定目标可能在一种具体实施与另一种具体实施之间有所不同。另 外，应当理解，这样的开展尝试可能是复杂且费时的，但对于受益于 本公开的普通技术人员而言仍然将是进行设计、制造和生产的惯常工 作。