[发明专利]电站设备的工作方法

说明书

本发明涉及一种至少由压缩机，燃烧单元和涡轮机构成的电站设备的工作方法。

就电站设备具有宽负载范围的燃烧室而言，总会反复地提出这样的问题，即怎么样才能实现高效、低有害物质的燃烧。其中虽然大多数NOx污染放在首位加以考虑，然而在未来还必须大幅度减少未燃尽的碳和氢物质及CO的污染。尤其是当涉及的是采用不同种类的燃烧时，总是表明，针对一种燃烧，例如油，及针对减少特定有害物质，例如NOx污染的设计不可能令人满意地转换成适合于其它种类的燃料和其它有害物质污染。就多级燃烧室而言，一直努力实现第二级的贫化运行。然而，只有在第二级的入口处充分高的温度占主导地位时，才能在低燃烧量情况下也可以实现在第二级的充分的燃烧，要实现此点，这就是说，必须保持在第一级的燃料/空气的混合恒定不变，对此点，虽然利用公知的扩散燃烧器进行燃烧时是可以实现的，但要承受不允许高的有害物质污染的负担。

对此，已知有一些建议，这些建议都针对在多级燃烧中设置一催化级。其中，催化作用可以针对燃烧前采用燃烧的转化，例如就气体燃烧而言，在CO₂、H₂O或H₂、CO中的部分反应来实现。采用此方法时总是以相同的问题为基础，该问题一方面涉及针对投入使用的燃烧而设置的催化剂的起用和工作能力，另一方面涉及低污染燃烧混合物的正确的组份。

此外，还已知设有一催化中间燃烧级，该燃烧级位于第一燃烧级顺流侧。该前置的第一燃烧级的任务在于，为后置的催化燃烧建立条件，其中在该催化燃烧级，形成的整个燃烧/空气一混合物都应实现燃烧。很显然，由于在前置于催化级的燃烧中不可避免的有温度波动，因而很容易造成对催化剂的损伤或热损坏。

而且就有害物质污染而言，所述建议并不能令人信服：前置于催化剂的燃烧在其整个工作过程中产生出有害物质，所以始终存在一个有害物质污染的所谓的基本负载，该污染然后与通常由后续的燃烧产生的污染累加在一起，所以出于此原因减少有害物质的污染是不可能的。

此外，不应忽视的是，来自前置燃烧的废气在催化剂中的转化会产生新的有害物质，显然，其与有害物质有关的结论就所有细节而言尚未澄清，故与此有关地还存在着不确定性的问题。

本发明将提出补救措施。本发明的任务在于，采用本说明书引言部分中所述方式的方法，结合采用催化级减少在产生热燃气时的有害物质污染。

本发明提出一种连接，其基本由一助燃空气准备级，该燃烧用空气可以是纯空气或燃料/空气混合气，并由一后置的燃烧级构成。在该连接中，决定运行方案的准备措施是最重要的。通过一燃烧器进行点火，该燃烧器位于催化剂的顺流侧，下面将对其详述，其最高温度保持在限定范围。利用此点火燃烧器，电站设备的负载被提升到约20％。然后切换到燃烧供给，该燃烧供给仅向催化级馈送燃烧；在此的燃烧在温度高达约1000℃的情况下进行。接着接通第二燃烧级，该燃烧级在点火燃烧器的顺流侧，并且在该燃烧级制备出在标称温度上的热燃气。基本上是这样，为形成混合气对点火燃烧器和第二级直接馈送燃料。如上所述，就催化级而言，设有一单独的燃烧/空气混合气准备装置。为此，从主气流中提取出一部分压缩空气并首先预热。然后该空气与相应份额的燃料混合，根据预给定实现富化混合气。该混合气然后被引入发生器，在该发生器被分成不同的气体成份，其中有氢。最好此分馏通过催化剂实施，其中不用催化分馏也是可以的。接着，此分馏出的燃烧用空气在催化级的逆流侧与剩余的压缩空气和相应量燃料被准备成单一的混合气。只有在点火燃烧器用一部分压缩空气和燃料投入工作并且设备的负载如上所述被提升到约20％之后，催化级才开始工作。接着催化级和第二燃烧级投入运作，然后设备无论是温度还是负载都被提升到标称工作状态。

本发明的主要优点在于，催化级并不用热燃气或来自前置燃烧的废气加载，并因此没有大量有害物质的起始荷载。所以在催化级是用最佳混合物工作的，该混合物与在催化级中采用的催化剂的不同的工作参数相适配。就燃烧技术而言，来自催化级的热燃气在恒温条件下有害物质含量很少。

本发明的另一主要优点在于，来自设备级发生器的氢气的份额，该份额的氢气将辅助燃烧，尤其是辅助在催化级的燃烧。

仅用或主要用来自催化燃烧级的低有害物质的热燃气对第二燃烧级供料，这样就使所有情况的有害物质污染仅由接着的温度升高造成的。当然对第二燃烧级还要输入一定量的压缩空气，该压缩空气的计量应使随后调节的火焰温度不会导致设备的效率损失。