[发明专利]复合循环发电系统的循环流化床反应器

说明书

本发明涉及复合发电系统，更确切地说涉及一种将流化床锅炉装入复合循环系统的系统，用以接收燃气轮机的排气并产生汽轮机运行所需的蒸汽。

复合循环发电系统是本领域普通技术人员所熟知的，一般包含为了产生炽热气体而燃烧加压的天然气或油的过程，该炽热气体通过燃气轮机使气体膨胀并冷却，与此同时，作功产生电能。该燃气轮机的排气通向热回收区域用以产生为汽轮机附加做功所用的高温蒸汽。

复合循环发电系统一般具有较高的效率，因为汽轮机运行实际温度低于燃气轮机。不利的是，复合循环系统需要使用优质燃料例如天然气或油来维持燃气轮机运行，因此对很多工业应用场合来说成本太昂贵。

因此，本发明的一个目的是提供一种装有用于产生蒸汽的循环流化床锅炉的复合循环系统和方法。

本发明的另一个目的是提供这样一种复合循环系统和方法，即在上述类型系统和方法中，将来自燃气轮机的排气通入流化床锅炉，以使锅炉中的颗粒材料流化并燃烧。

本发明的再一个目的是提供一种复合循环系统和方法，即在上述系统的热回收区装有一个空气加热器，用以产生炽热气体以推动燃气轮机。

本发明的另一个目的是提供这样一种复合循环系统和方法，即在上述类型的系统中装有燃料气体发生器，用于从较低廉的燃料中产生一种推动燃气轮机的燃料气体。

本发明的又一个目的是提供这样一种复合循环系统和方法，即提高上述类型系统和方法的热效率并降低由于排出热能和随之产生的气态污染物的凝结物所产生的污染。

本发明的另一个目的是提供这样一种复合循环系统和方法，即在上述类型系统和方法中可以使用较低廉的燃料。

为了实现这些和其它目的，根据本发明的系统和方法，复合循环系统兼有一个用于产生蒸汽的循环流化床反应器，在热回收区配置一个空气加热器，用以提供推动燃气轮机所需的主要部分的热量。借助于一个燃烧器提供附加热量，该燃烧器接收来自燃烧气体发生器的燃料气体，并产生用于驱动燃气轮机的炽热气体。来自燃气轮机的炽热的排气用作循环流化床反应器的一次流化气体。反应器用于从来自燃气轮机的炽热排气中回收热量，并产生蒸汽，作为一系列汽轮机的动力。利用一个冷凝下省煤器回收附加的热量，并排除来自烟气的污染。

通过下面结合本发明系统的方块示意图，并参照根据本发明提出的优选的、但只是示范性的实施例的详细描述，本发明的上述简单介绍以及其它目的，特点和优点将会更清楚。

在示意图中，烟气的流动用虚线表示，其它所有固体、液体和气体包括燃料、空气、气轮机排气、蒸汽和水的流动都用实线表示。燃气轮机通常用标号10表示，它可驱动地连接到空气压缩机12和一发电机（未表示）上，其驱动方式与常规方法相同。空气压缩机12通过入口管道14吸入空气，管道16从空气压缩机12的出口延伸到配置在热回收区20中的空气加热器18的空气入口。支管16a从管道16延伸到燃料气体发生器21，其理由将予以介绍。

空气加热器18的空气出口利用管道22连接到燃烧器24的空气入口，燃烧器24经过管线26接收来自气体发生器21的燃料气体，并按常规方式燃烧上述燃料气体并产生炽热排气。燃料器24的气体出口经过管道28连接到燃气轮机10的气体入口。来自燃气轮机10的炽热排气经过管道29通到循环流化床反应器31的下端及经过管道29a进入固体燃料干燥器30。

除了从管线29a接收炽热排气以外，干燥器30接收从管线32来的固体燃料例如煤，并以常规方式干燥固体燃料，干燥器30的气体出口经过管道33连接到反应器31的二次空气入口。干燥的固体燃料从干燥器30传输到破碎机34，以便在存入封闭料仓35之前将其粉化。粉化的固体燃料从料仑35输选到气体发生器21，该发生器按常规方式生产可燃气体。可燃气体发生器21可以由燃气发生器、热解器、碳化器或其它类似装置构成，夹带在低热量单位的气体中的固体燃料颗粒汇集在高效旋风分离器和陶瓷叉流流动过滤器（未表示）中。碳化的固体燃料通过管线36a从气体发生器21排入或输送到燃烧反应器31。

流化床反应器31从管线36b接收附加固体燃料例如煤，并按常规方式在颗粒物料床中燃烧该燃料，该物料利用来自管道29的炽热排气而被流化。烟气连同所夹带的颗粒从流化床反应器31通向分离器37，该分离器用以从气体中分离出所夹带的固体物料，固体物料通向在一个邻近流化床反应器31配置的再循环热交换器38中的流化床，烟气通过管道39通向热回收区20。再循环热交换器38中的流化床中的已被分离的颗粒进入流化床反应器31中的流化床。