CN103649475B - 基于甲醇间接燃烧的高级联合循环***及方法 - Google Patents

基于甲醇间接燃烧的高级联合循环***及方法 Download PDF

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Abstract

一种甲醇间接燃烧联合循环发电设备以及方法。将液态甲醇进料流蒸发以提供气态甲醇料流，该气态甲醇料流被转化为合成气，该合成气在燃气涡轮组件中燃烧以驱动第一发电机并产生废气。来自燃气涡轮组件的废气的热量被用于产生第一蒸汽流和第二蒸汽流。该第一蒸汽流驱动第一蒸汽涡轮并提供将气态甲醇料流转化为合成气燃烧料流所需的热量。所述第二蒸汽流驱动第二蒸汽涡轮并提供蒸发液态甲醇进料流所需的热量。使用第一蒸汽涡轮和第二蒸汽涡轮中的至少一个来驱动第二发电机。

Description

基于甲醇间接燃烧的高级联合循环***及方法
领域
本发明主题主要涉及利用甲醇间接燃烧的联合循环发电***以及方法。
背景介绍
第5,927,063号美国专利（Janda）公开了一种高效转化甲醇（合成气）燃气涡轮发电机。该发电机使用了背压式蒸汽涡轮(BPT)以使得转化甲醇燃气涡轮发电体系的热效率和输出功率最大化。在燃气涡轮中燃烧之前，甲醇进料被转化为合成气（H2和CO2）。所述吸热转化反应，以及转化所必需的大量生产用蒸汽的产生，回收了燃气涡轮废气中大部分的有用热量。生产用蒸汽的气压视燃气涡轮的入口需求而设定，并且可以被称作低压蒸汽。通过在高压下而非在所要求的低压下产生体系的生产用蒸汽，回收了在燃气涡轮废气中额外的热量。所述高压蒸汽用于驱动BPT，产生额外电力，并且从BPT中排出的低压蒸汽被用作生产用蒸汽而用于甲醇转化器。
第5,819,522号美国专利(Topsoe)公开了一种改进的在燃气涡轮循环中发电的方法，所述循环包括空气压缩阶段、燃气燃烧阶段和在旋转发电机中提供机械力的膨胀阶段。所述改进是基于通过将带有水的含有二甲醚和/或甲醇的初始燃料吸热催化转化为含有氢气和一氧化碳的气体而回收膨胀阶段的废气中含有的热量，并且将所述气体的至少一部分作为燃料用在燃气燃烧阶段中。
发明概述
在包括例如联合循环发电机的发电***中，甲醇可以被用作燃料。甲醇可以被用于替代传统化石燃料（包括例如石油和天然气），并且可以从非石油类材料（包括例如煤）制得。在化石燃料获取途径有限或数量有限的地区，使用甲醇作为一种燃料源来产生电力可以是有利的。基于包括例如成本、运输和环境因素的多种原因，甲醇也可以有利地作为可获得的化石燃料供给的替代品。
当使用甲醇作为燃料源时，通常可取的是，在相对高的效率级别下运行所述发电机。改良或提高发电机的运行效率会增加每单元输入燃料的发电量。例如，这可以允许使用较少量的燃料而满足现有的电力供应需求，和/或可以允许现有量的燃料产生更大量的电。可以直接将甲醇引入燃气涡轮组件中(直接燃烧)，或者可以首先将其转化为另一种燃料材料，例如合成气（间接燃烧）。
在联合循环发电设备中，在燃气涡轮组件中燃烧引入的燃料材料。燃气涡轮组件产生的机械功用于驱动发电机。相对于单循环设备，联合循环设备的效率得到提高，这是因为离开燃气涡轮组件的热废气中的热能被用于产生蒸汽，所述蒸汽转而用于驱动一个或多个蒸汽涡轮。蒸汽涡轮产生的机械功可以被用于产生额外的电力。
通过将蒸汽用在***的另一个部位——包括例如燃气涡轮组件的上游——提供热能，而重新捕获蒸汽中至少一些热能，可以进一步提高联合循环发电设备的效率。
现有的联合循环发电***已经利用BPT废蒸汽（即，离开BPT组件的低品质蒸汽）中的热能来提供热量将燃料材料预热，或者将甲醇转化为合成气。使用废蒸汽（相对于使用还未流经涡轮的蒸汽）有助于将蒸汽涡轮组件产生的功的量最大化。
另一种已知的联合循环发电***使用燃气涡轮组件的废蒸汽中的热能来提供热量将燃料材料预热或者将甲醇转化为合成气。使用废蒸汽（相对于将其浪费/排放到环境中）可以有助于提高效率。然而，相比于使用来自蒸汽涡轮中的废蒸汽，提取燃气涡轮废蒸汽（其具有很高温度）也可能导致较高地损失整个***的效率。
与传统方法相比，本发明人发现，通过从蒸汽涡轮组件中抽取两股蒸汽流来提供在将甲醇燃料引入至燃气涡轮组件之前用于处理甲醇燃料（例如，加热、蒸发和转化）所需的部分热量，或优选全部的热量，而使得间接燃烧发电设备的效率可以大体上保持，并且可以增加。本发明人发现，使用两股从蒸汽涡轮组件不同位置中抽出的蒸汽流可以改进甲醇蒸发和转化过程的效率至通常足以弥补蒸汽涡轮输出的损失（由抽出蒸汽流导致）的程度。第一股抽出的蒸汽流可以为低于燃气涡轮组件的废气的温度，但是可以类似于从BPT抽出的蒸汽的温度。第二股抽出的蒸汽流比第一股抽出的蒸汽流的温度更低。在这种配置中，较低品质的抽出蒸汽流的结合可以用于替代传统的较高品质的蒸汽（例如，燃气涡轮废蒸汽和/或BPT蒸汽），这会导致总体效率改进。
根据本发明主题的一个广义的方面，甲醇间接燃烧的联合循环发电设备可以包括一种蒸发设备，其可用于使液态甲醇进料流蒸发而提供气态甲醇料流。所述蒸发设备可以包括一个液体入口用于接收液态甲醇料流，以及一个气体出口用于排出气态甲醇料流。所述设备也可以包括一个连接在所述蒸发设备下游的转化设备，其可用于将气态甲醇料流转化为合成气燃烧料流。所述转化设备可以包括一个气态甲醇入口以及一个合成气燃烧料流出口，所述气态甲醇入口流体连接（fluidly couple）至所述蒸发设备的气体出口。所述设备还可以包括一个燃气涡轮组件，其流体连接至燃烧料流出口并且被配置为用于燃烧合成气燃烧料流。所述燃气涡轮组件可以具有一个废气出口（exhaust outlet），并可以被驱动地(drivingly)连接到第一发电机。
所述设备还可以包括一个热回收蒸汽发生器（HRSG），其包括一个流体连接至所述废气出口的废气入口，并且所述热回收蒸汽发生器被配置为用于从燃气涡轮组件接收废气流，并使用废气流中的热量来产生蒸汽。所述HSRG可以包括第一蒸汽出口和第二蒸汽出口。所述设备还可以包括一个蒸汽涡轮组件，其连接至HSRG并且被配置为从HSRG接收蒸汽，并且可以被驱动地连接到至少一个第二发电机。所述蒸汽涡轮组件可以包括第一蒸汽涡轮，其具有流体连接至HRSG的第一蒸汽出口的第一蒸汽入口。所述第一蒸汽涡轮具有第一抽取出口和第一废气出口，所述第一抽取出口用于将第一抽出蒸汽流从第一蒸汽涡轮抽出。所述第一抽取出口可以流体连接至转化设备的第一蒸汽入口，来将第一抽出蒸汽流导入转化设备。通过第一抽出蒸汽流提供到转化设备的热量可以足够用于促进气态甲醇料流转化成燃烧进料流。所述蒸汽涡轮组件也可以包括第二蒸汽涡轮，其具有流体连接至HRSG的第二蒸汽出口的第二蒸汽入口。所述第二蒸汽涡轮包括第二抽取出口和第二废气出口，所述第二抽取出口用于将第二抽出蒸汽流从第二蒸汽涡轮抽出。所述第二抽取出口可以流体连接至蒸发设备的第二蒸汽入口，来将第二抽出蒸汽流导入蒸发设备。通过第二抽出蒸汽流提供到蒸发设备的热量可以足够用于蒸发液态甲醇进料流。
所述设备还可以在转化设备上包括第一循环冷凝出口，其流体连接到蒸发设备上的第一循环冷凝入口，用于将来自转化设备的第一循环冷凝料流转移到蒸发设备，来给蒸发设备提供额外的热量。
所述第一循环冷凝料流可以处于第一循环温度，所述温度高于蒸发设备的运行温度。
蒸发设备可以包括一个预热器以及一个流体连接至该预热器下游的蒸发器，所述预热器用于接收并预热液态甲醇进料流，所述蒸发器用于将接收自预热器的液态甲醇进料流蒸发，其中所述蒸发器包括第二蒸汽入口，用于接收第二抽出蒸汽流。
所述设备还可以包括在蒸发器上的第二循环冷凝出口，其流体连接至预热器上的第二循环冷凝入口，用于将来自蒸发器的第二循环冷凝料流转移至预热器，以提供热量将液态甲醇进料流预热。
所述转化设备可以包括一个分解反应器，由所述分解反应器产生的合成气燃烧料流可以包括氢气和一氧化碳。
所述转化设备可以包括一个转化器(reformer)，由所述转化器产生的合成气燃烧料流可以包括氢气和二氧化碳。任选地，所述转化器可以为蒸汽转化器。如果使用蒸汽转化器，则可以将第一抽出蒸汽流分开以向转化器提供两股蒸汽进料：一股作为反应物，另一股作为热源。
所述设备还可以包括一个分离设备，其流体连接在转化器与燃气涡轮组件之间。所述分离设备可以从合成气燃烧料流中将二氧化碳分离出来，之后再将合成气燃烧料流引入到燃气涡轮组件。
所述分离设备可以包括一个物理吸收二氧化碳分离器。
所述设备也可以包括一个冷凝设备，其流体连接在第二蒸汽涡轮的第二废气出口与HRSG之间，其中，任选地在真空压力下，来自第二蒸汽涡轮的废蒸汽被冷凝为冷凝物。
所述第一抽出蒸汽流可以为提供至第一蒸汽涡轮的蒸汽量的约10%至约70%。
所述第二抽出蒸汽流可以为提供至第二蒸汽涡轮的蒸汽量的约5%至约35%。
所述第一抽出蒸汽流可以处于第一温度，第二抽出蒸汽流可以处于第二温度，第二温度低于第一温度。
根据本发明主题另一个广义的方面，在联合循环发电机中发电的方法可以包括以下步骤：a)将液态甲醇进料流蒸发，以提供气态甲醇料流；b)将气态甲醇料流转化为合成气燃烧料流；c)在燃气涡轮组件中燃烧所述合成气燃烧料流，以驱动第一发电机并产生废气流；d)使用所述废气流中的热量来产生至少第一蒸汽流和第二蒸汽流；e)使用所述第一蒸汽流驱动第一蒸汽涡轮；f)从第一蒸汽涡轮中抽取第一抽出蒸汽流，并使用该第一抽出蒸汽流来提供将气态甲醇料流转化为合成气燃烧料流所需要的热量；g)使用第二蒸汽流驱动第二蒸汽涡轮；h)从第二蒸汽涡轮中抽取第二抽出蒸汽流，并使用该第二抽出蒸汽流来提供蒸发液态甲醇进料流所需的热量；i)使用第一蒸汽涡轮和第二蒸汽涡轮中的至少一个来驱动第二发电机。
所述方法也可以包括从转化设备取出第一循环冷凝料流，并使用该第一循环冷凝料流来提供用于蒸发液态甲醇进料流的额外热量。
蒸发液态甲醇进料流的过程可以包括将液态甲醇进料流通过一个预热器和一个蒸发器，并且所述第二抽出蒸汽流可以向蒸发器提供热量。
所述方法还可以包括从蒸发器取出第二循环冷凝料流，并使用该第二循环蒸汽流来给预热器提供热量。
将气态甲醇料流转化为合成气燃烧料流的过程可以包括在分解反应器中处理所述气态甲醇料流，从而所述合成气燃烧料流包括氢气和一氧化碳。
将气态甲醇料流转化为合成气燃烧料流的过程可以包括在转化器中处理所述气态甲醇料流，从而所述合成气燃烧料流包括氢气和二氧化碳。
所述方法也可以包括将至少一部分的二氧化碳从合成气燃烧料流中分离出来，之后再将合成气燃烧料流在燃气涡轮组件中燃烧。
可以使用物理吸收二氧化碳分离器将二氧化碳从合成气燃烧料流中分离出。
所述第一抽出蒸汽流可以在第一温度下被抽出，且所述第二抽出蒸汽流可以在第二温度下被抽出；第二温度低于第一温度。
任选地，所述第一抽出蒸汽流可以提供将气态甲醇料流转化为合成气燃烧料流所需的基本上所有热量。
附图说明
本文所包括的附图是用于阐述本发明主题的多个实施例，并不意欲以任意方式限制本发明所教导的范围。在附图中：
图1是发电设备一个实例的示意图；
图2是发电设备另一个实例的示意图；
图3是发电设备又一个实例的示意图；
图4是发电设备再一个实例的示意图；
图5是分离设备一个实例的示意图；
图6是说明发电设备运行方法的流程图；
图7是说明传统发电设备的示意图；
图8是能级相对于温度的图表；
图9是模拟的传热分布图；且
图10是另一个模拟的传热分布图。
各种实施方式的说明
以下将描述多种设备或方法，为所要求保护的主题提供实例。实施方案均不限制所要求保护的主题，并且权利要求可以覆盖与下文所述不同的方法或设备。
在发电***中，甲醇可以被用作燃料源。一种甲醇的这类用途是将甲醇燃料直接提供到燃气涡轮中来发电。另一种可能的用途是将进料的甲醇料流转化为另一种类型的可以被供应到燃气涡轮的燃料，例如合成气流。此方法可以被称为甲醇间接燃烧。
与在联合循环发电***中的传统的甲醇燃烧相比，甲醇间接燃烧（在燃烧前将甲醇转化成燃气或合成气）可以是一种改进发电效率的方法。
甲醇间接燃烧的实例可以包括多种不同的化学转化反应，包括例如，甲醇分解（无水甲醇裂解）和甲醇蒸汽转化。
使用甲醇分解反应时，气态甲醇可以根据以下反应经催化分解为一氧化碳和氢气，例如使用合适的分解反应器：
CH3OH=CO+2H2    (1)
与温度相关，该反应可以迅速进行。压力可以阻碍所述分解反应，当***的运行压力升高时可能需要更高的温度。
使用甲醇转化时，甲醇可以根据以下反应进行催化蒸汽-转化，例如使用蒸汽转化器：
CH3OH+H2O=CO2+3H2    (2)
所述反应可以在一种催化剂的存在下进行，所述催化剂在200℃以上呈活性，与此同时，所述催化剂对于逆转化反应（甲烷化）没有活性。可在较低温度下实现完全转化。
由i)甲醇分解和ii)甲醇转化所获得的反应产物（例如，氢气和一氧化碳，或者氢气和二氧化碳）均可以被认为是本说明书中“合成气”的实例。
在一些情况下，不希望把大量的二氧化碳（其通常被称作温室气体）释放到大气中或发电设备周围的环境中。在这些情况下，发电设备可以配备一个二氧化碳分离器，其可以从合成气中分离二氧化碳，所述分离器优选地位于燃气涡轮的上游。
参照图1，甲醇间接燃烧联合循环发电设备的一个实例100包括蒸发设备102、转化设备104、燃气涡轮组件106、热回收蒸汽发生器（HRSG）108、以及蒸汽涡轮组件110。
从任意合适的甲醇来源通过液态甲醇进料流112将液态甲醇供应到发电设备中，所述甲醇来源包括例如罐或管线（未示出）。所述液态甲醇可以被加压至任何所需的运行压力。在所示的实例中，液态甲醇被加压到至少约22巴的压力。
所述液态甲醇进料流112被连接到蒸发设备102上的液体入口114。所述蒸发设备102可以为任何可以加热液态甲醇进料流112来蒸发液态甲醇进料流112的设备，包括例如下文所述的预热器和蒸发器。蒸发后，气态甲醇可以作为气态甲醇料流116通过气体出口118离开蒸发设备102。
转化设备104被连接到蒸发设备102的下游，并且被配置为接收气态甲醇料流116。在所示的实例中，转化设备104上的气态甲醇入口120被连接到蒸发设备102上的气体出口118。
转化设备104可以为任何能够将气态甲醇料流116转化为适合在燃气涡轮组件106中燃烧的合成气燃烧料流122的合适设备（包括例如下文所述的分解反应器和蒸汽转化器）。所述合成气燃烧料流122通过燃烧料流出口124离开转化设备。
燃气涡轮组件106流体连接至转化设备104的燃烧料流出口124的下游，接收并燃烧合成气燃烧料流122。燃气涡轮组件106具有废气出口126，通过该出口126，热的废气可以作为废气流128离开燃气涡轮组件106。废气流128离开燃气涡轮组件106的温度可以基于任意给定的燃气涡轮组件的运行状况而变化，但是可以在例如约500至约650℃的范围内。
燃气涡轮组件106也机械地连接至第一发电机130，从而所述燃气涡轮组件驱动发电机而产生电力。所述发电机130可以为任意合适的与燃气涡轮组件106兼容的发电机。
HRSG108从废气流128中回收热量。在所示的实例中，HRSG108包括废气入口132，其流体连接至废气出口126，所述HRSG108被配置为用于从燃气涡轮组件106接收废气流128并使用废气流128中的热量来产生蒸汽。来自HRSG108的蒸汽被用于驱动蒸汽涡轮组件110。
HRSG108包括第一蒸汽出口或高压蒸汽出口134，用于输出较高温度的蒸汽流136，以及第二蒸汽出口或中压蒸汽出口138，用于输出中间蒸汽流140。所述高温蒸汽流136可以具有低于废气流128温度的温度，例如低约20℃至约50℃，并在所示的实例中为约550℃。中间蒸汽流140的温度低于高温蒸汽流136的温度。高温蒸汽流136和中温蒸汽流140均被输送到蒸汽涡轮组件110。
蒸汽涡轮组件110包括第一蒸汽涡轮142，其具有第一蒸汽入口144，该入口144流体连接到HRSG108的高压蒸汽出口134。所述第一蒸汽涡轮142也可以机械地连接至一个兼容的第二发电机146以产生电力。
第一蒸汽涡轮142具有第一废气出口148和第一抽取出口150，所述第一抽取出口150用于从第一蒸汽涡轮142中抽取第一抽出蒸汽流152。所述第一抽取出口150流体连接至转化设备104的第一蒸汽入口154，以将第一抽出蒸汽流152导入转化设备104。通过第一抽出蒸汽流152提供到转化设备104中的热量用于提供在转化过程（例如，将甲醇转化为合成气）中所用的热能。优选地，通过第一抽出蒸汽流152所提供的热量足以促使气态甲醇料流116转化成合成气燃烧料流122而不需从其他来源（例如锅炉等）供给额外的热量。
在所示的实例中，第一抽出蒸汽流152包括一部分量的通过高温蒸汽流136供给至第一蒸汽涡轮142的蒸汽。任选地，所述第一抽出蒸汽流152可以包括约10%至约70%的供给到第一蒸汽涡轮142的蒸汽。在一些情况下，所述第一抽出蒸汽流152可以包括约50%至约60%的供给到第一蒸汽涡轮142的蒸汽，这取决于所选的燃气涡轮型号、甲醇反应器的设计和蒸汽循环的排布。所述第一抽出蒸汽流152的温度比高温蒸汽流136的温度低，并且比转化设备104的运行温度高。
流经第一蒸汽涡轮142的剩余蒸汽（即，未从第一抽取出口150抽出的蒸汽）作为废蒸汽通过第一废气出口148离开第一蒸汽涡轮142。在所示的实例中，废蒸汽被重新引入HRSG108，重新加热并随后导入第二蒸汽出口138。
蒸汽涡轮组件110还包括第二蒸汽涡轮156，其具有第二蒸汽入口158，该入口158流体连接至HRSG108的第二蒸汽出口138。第二蒸汽涡轮156也机械地连接至第二发电机146（任选地为与第一蒸汽涡轮142相连的同一个发电机，见图2）来产生电力。
第二蒸汽涡轮156包括第二抽取出口160以及第二废气出口164，所述第二抽取出口160用于从第二蒸汽涡轮156抽出第二抽出蒸汽流162。第二抽出取口160流体连接至蒸发设备102的第二蒸汽入口166，将第二抽出蒸汽流162导入至蒸发设备102。来自第二抽出蒸汽流162的热量用于蒸发流经蒸发设备102的液态甲醇。任选地，通过第二抽出蒸汽流162提供给蒸发设备102的热量可以足够将液态甲醇进料流112蒸发，而无需额外热源。
第二抽出蒸汽流162仅包含一部分流经第二蒸汽涡轮158的蒸汽。优选地，第二抽出蒸汽流162中的蒸汽量少于第一抽出蒸汽流152的蒸汽量。在所示的实例中，第二抽出蒸汽流162可以包括约5%至约30%，或约10%至约20%的提供至第二蒸汽涡轮156的蒸汽（即，中温蒸汽流140中的蒸汽）的量。
第二抽出蒸汽流162的温度低于第一抽出蒸汽流152，并且任选地高于蒸发设备102的运行温度（即，高于液态甲醇进料流112的沸腾温度）。
通过第二废气出口164从第二蒸汽涡轮156排出的蒸汽，经由第二废气流168，回到HRSG108。燃气涡轮的废气流之后可以被导入任意合适的处理处或处理设备170，其包括例如从烟囱(stack)作为烟气(flue gas)喷出。任选地，额外的处理仪器（包括例如冷凝器）可以位于第二废气流168处。使用所述额外的处理设备可以进一步增加发电设备的效率。
在所示的实例中，两个不同的抽出蒸汽流152和162被连接至两个不同的上游位置（分别为转化设备104和蒸发设备102）。使用从发电设备100下游位置回收的废热来提供发电设备100上游进行处理所需的热量，这可以有助于增加发电设备100的效率（以消耗的每单元液态甲醇产生的电力的量计算）。
参考图2，发电设备的另一个实例200包括蒸发设备202、转化设备204、燃气涡轮组件206、热回收蒸汽发生器(HRSG)208、以及蒸汽涡轮组件210。所述发电设备200类似于发电设备100，其他类似的元件也使用从200起始的类似标号标识。
如上文所详述，用于转化设备204的热量是由从第一蒸汽涡轮242取出的第一抽出蒸汽流252所提供的。第一抽出蒸汽流252所提供的热量足以促使转化设备204运行而不需引入其他的热量。
在这个实例中，蒸发设备202包括一个预热器272（其可以为任意合适的设备，包括例如换热器），用于接收并预热液态甲醇进料流212，以及一个连接在预热器272下游的蒸发器274。液态甲醇112作为预热过的甲醇料流276离开预热器272，并随后流入蒸发器274。蒸发器274进一步加热预热过的甲醇料流276直至该液态甲醇沸腾，以产生气态甲醇料流216。在所示的实例中，用于蒸发器274的热量是由抽取自第二蒸汽涡轮256的蒸汽262提供的，并且所述蒸发器274包括第二蒸汽入口266用于接收第二抽出蒸汽流262。
任选地，蒸发设备202可以被配置为使得蒸发器274所需的所有热量由第二抽出蒸汽流262提供。或者，离开转化设备204的部分或所有的冷凝物（已经被用于提供热量来促进转化过程）可以被重新引入蒸发设备202来提供额外的热源。或者，或是额外地，离开转化设备204（和/或下文所述的蒸发设备）的部分或所有冷凝物可以被重新引入发电设备200的另一部分，包括例如进入HRSG208的预热水。
在所示的实例中，任选的（使用虚线表示）第一循环冷凝料流278使得离开转化设备204的部分或所有冷凝物被引入蒸发器274。在该实例中，在转化设备204上的第一循环冷凝物出口280连接至蒸发设备202上的第一循环冷凝物入口282，用于将来自转化设备204的第一循环冷凝料流278转移至蒸发器274，以向蒸发器274提供额外热量（除通过第二抽出蒸汽流262提供的热量之外）。
第一循环冷凝料流278处于第一循环温度，其高于蒸发器274的运行温度（即，高于液态甲醇料流的沸点）。
任选地，蒸发设备202也可以包括第二循环冷凝料流284，其可以将离开蒸发器274的冷凝物转移到预热器272。在该实例中，蒸发器274上的第二循环冷凝物出口286被连接至预热器272上的第二循环冷凝物入口288，用于将来自蒸发器274的第二循环冷凝料流284转移到预热器272以提供热量来预热液态甲醇进料流212。在所示的实例中，第二循环冷凝料流284提供基本上预热器272中使用的所有热量。
任选地，第二抽出蒸汽流262的一部分可以被直接供给至预热器272。
在该实例中，蒸汽涡轮242和256均机械地连接至同一个第二发电机246。
参照图3，发电设备的另一个实例300包括蒸发设备302、转化设备304、燃气涡轮组件306、热回收蒸汽发生器(HRSG)308、以及蒸汽涡轮组件310。所述发电设备300类似于发电设备100和200，并且其他类似的元件使用从300起始的类似标号标识。
在该实例中，转化设备304包括分解反应器304a(为任意合适的构造)，其可以将气态甲醇料流316转化为包含氢气和一氧化碳的合成气燃烧料流322。所述合成气燃烧料流322随后被注入燃气涡轮组件306。任选地，合成气燃烧料流322被注入燃气涡轮组件306而不将氢气与一氧化碳分离。
在该实例中，燃气涡轮组件306是一个典型的燃气涡轮组件306，其包括接收空气供给392的压缩机390、燃气涡轮394和连接在以上二者之间的燃烧器396。合成气燃烧料流322被引入燃烧器396用于燃烧。蒸汽涡轮组件也可以包括一个低压蒸汽管线341，其将HRSG产生的蒸汽输送至第二蒸汽涡轮。
参照图4，发电设备的另一个实例500包括蒸发设备502、转化设备504、燃气涡轮组件506、热回收蒸汽发生器(HRSG)508、以及蒸汽涡轮组件510。所述发电设备500类似于发电设备100、200和300，并且其他类似的元件使用从500起始的类似标号标识。
在该实例中，转化设备504包括蒸汽转化器504a(为任意合适的构造)。蒸汽转化器504a可以产生包括氢气和二氧化碳的合成气燃烧料流522。
任选地，合成气燃烧料流522可以被直接供给至燃气涡轮组件506而不除去二氧化碳。然而，在一些情况下，可能可取的是将合成气燃烧料流522中所含有的氢气与部分或所有的二氧化碳分离，之后再将合成气燃烧料流522引入燃气涡轮组件506。在这些情况下，如上所述，发电设备500也可以包括一个分离设备602，其流体连接至蒸汽转化器504a和燃气涡轮组件506之间。
分离设备602可以为任意这样的设备：其能够将二氧化碳从合成气燃烧料流522中分离出来，之后再将合成气燃烧料流522引入燃气涡轮组件506，所述分离设备包括例如物理吸收二氧化碳分离器。
参考图5，合适的物理吸收分离器的一个实例是由UOP LLC制造的SelexolTM碳捕获***602a。在SelexolTM***中，进料的合成气燃烧料流522经由气体冷却器604被冷却，然后进入CO2吸收器606中，其中贫溶剂（lean solvent）从合成气燃烧料流522中吸收二氧化碳，氢气从吸收器的顶部排出。此时富含二氧化碳的溶剂流经三个闪蒸罐(flashtank)608a-c以释放所夹带的二氧化碳，其通过二氧化碳料流而排出。在闪蒸罐608a-c底部收集的贫溶剂经由溶剂冷却器610冷却，然后泵回至CO2吸收器604。
也参考图4，从CO2吸收器606排出的氢气流612被导入燃气涡轮组件506。由闪蒸罐608a-c收集的二氧化碳料流614可以通过压缩器616压缩，然后输送进行进一步处理或螯合(sequestration)。
在所示实例中，冷凝器199、299、399和599分别提供在第二废气流168、268、368和568处，位于第二蒸汽涡轮156、256、356、556与HRSG108、208、308和508之间。任选地，第二废气出口134、264、364和564的运行压力可以低于环境压力（即，在真空条件下）。第二废气出口在真空条件下运行可以有助于提高发电设备100、200、300和500的整体效率。
虽然上述每个实例的说明中都包括两个蒸汽涡轮（例如142和156），但可以提供多于两个蒸汽涡轮。或者，或是额外地，这些蒸汽涡轮中的一些或全部可以为多级涡轮。
参考图6，运行发电设备100、200、300和/或500的方法700包括以下概括步骤：702将液态甲醇进料流蒸发，以提供气态甲醇料流；704将气态甲醇料流转化为合成气燃烧料流；706在燃气涡轮组件中燃烧该合成气燃烧料流，以驱动第一发电机并产生废气流；708使用来自所述废气流的热量来产生至少第一蒸汽流和第二蒸汽流；710使用所述第一蒸汽流驱动第一蒸汽涡轮；712从第一蒸汽流中抽取第一抽出蒸汽流，并使用该第一抽出蒸汽流来提供将气态甲醇料流转化为合成气燃烧料流所需的热量；714使用第二蒸汽流驱动第二蒸汽涡轮；716从第二蒸汽涡轮中抽取第二抽出蒸汽流，并使用第二抽出蒸汽流来提供蒸发液态甲醇进料流所需的热量；以及718使用第一蒸汽涡轮和第二蒸汽涡轮中的至少一个来驱动第二发电机。
所述方法还可以包括任选的步骤720，从转化设备中取出第一循环冷凝料流，并使用该第一循环冷凝料流来提供额外热量以蒸发液态甲醇进料流。
任选地，步骤702可以包括将液态甲醇进料流通过预热器与蒸发器，并且第二抽出蒸汽流可以向蒸发器提供热量。
所述方法也可以包括任选的步骤722，从蒸发器中取出第二循环冷凝料流并使用该第二循环冷凝料流向预热器提供热量。
任选地，例如当运行发电设备300时，步骤704可以包括在分解反应器304a中处理气态甲醇料流，从而合成气燃烧料流322包括氢气和一氧化碳。
或者，例如当运行发电设备500时，步骤704可以包括在转化器504a中处理气态甲醇料流，从而合成气燃烧料流522含有氢气和二氧化碳。
在此情况下，所述方法也可以包括任选的步骤726，在将合成气燃烧料流在燃气涡轮组件里燃烧之前，先将至少一部分的二氧化碳从合成气燃烧料流中分离出来。任选地，可以在步骤726中使用物理吸收二氧化碳分离器将部分或所有的二氧化碳从合成气燃烧料流中分离出来。
上文所述的发电设备100、200、300和500可以比现有技术中已知的其他联合循环甲醇燃料发电设备更有效率（即，在相同甲醇原料的情况下，本文所述设备可以产生更多的电力）。为了研究这一点，使用AspenPlusTM和GTProTM模拟软件进行电脑模拟，进行有效能分析（exergyanalysis）来将发电设备100、200、300和500的性能与两种常规甲醇燃料联合循环***800相比较，如图7所示。用于比较的常规***800包括一些与设备100、200、300和500相同的组件，类似的组件使用从800起始的类似标号标识。
参照图7，已知的甲醇燃料发电***的一个实例800包括燃气涡轮组件806，其直接以甲醇进料流812为燃料。燃气涡轮组件806排出的热废气828用于在HRSG808中产生蒸汽，并且来自HRSG808的蒸汽用于驱动蒸汽涡轮组件810中的两个蒸汽涡轮842、856。这个已知***800不包括蒸发设备或转化设备，并且不从蒸汽涡轮组件810中抽取蒸汽来预热或用其他方式处理进料的甲醇料流812。
常规***800被构造为两种变型，其中一种包括任选的后燃烧（即，在燃气涡轮组件的下游）二氧化碳捕获设备918，使用虚线表示。所述二氧化碳捕获设备918包括常规的单乙醇胺（MEA）单元用于从HRSG808的出口抽取二氧化碳，并且可以包括压缩器920将二氧化碳压缩用于进一步处理和/或螯合。
模拟并研究了四个案例。
案例1：常规设备800变型1——基于甲醇直接燃烧的传统联合循环，不包括CO2捕获；
案例2：新设备300——基于甲醇分解的联合循环，不包括CO2捕获；
案例3：常规设备800变型2——基于甲醇直接燃烧的传统联合循环，具有后燃烧CO2捕获设备918；和
案例4：新设备500——基于甲醇蒸汽转化的联合循环，具有预燃烧CO2捕获。
在各模拟中，液态甲醇进料以高于22巴的压力供应，并且被蒸发为气态甲醇料流，其温度为约200℃至约220℃，该温度也近似为转化过程的温度。虽然上述的说明性实例使用甲醇作为初始原料，但也可以使用其他合适的烃类原料来替代甲醇，包括例如甲烷和乙醇。
如上文所述，在设备300和500中，甲醇转化（分解304a或者转化504a）和加热/蒸发的来源被模拟作为第一抽出蒸汽流（例如，从第一蒸汽涡轮抽出的352、552）和第二抽出蒸汽流（例如，从第二蒸汽涡轮抽出的362、562）。
在设备300中，第一抽出蒸汽流352的冷凝热主要用于维持吸热的转化设备（例如，甲醇分解304a的反应），且第二抽出蒸汽流362的冷凝热用于蒸发甲醇，其在约169℃发生。来自第一抽出蒸汽流和第二抽出蒸汽流352、362的冷凝物均被进一步用于预热预热器372中的液态甲醇（即，通过循环冷凝料流378、384）。
在建立的模型中，如上文所述，联合循环设备300和500包括燃气涡轮、HRSG和蒸汽涡轮发电机。模拟的蒸汽底循环（steam bottomingcycle）具有三个压力等级（例如，进入第一涡轮的蒸汽、进入第二涡轮的蒸汽、以及被引至第二涡轮的蒸汽）并重新加热，且冷却***包括冷凝器（例如，399、599）和机械通风冷却塔。与常规联合循环构造800的区别包括使用燃烧合成气（相对于甲醇）的燃气涡轮306，以及使用具有两段抽出蒸汽352、362的蒸汽涡轮342、356。
AspenPlusTM被用于模拟甲醇燃料的加热和分解，以及以合成气为燃料的燃气涡轮。GTProTM被用于模拟蒸汽底循环（包括HRSG、蒸汽涡轮和冷却***）以及CO2捕获与压缩过程（如果可用）。两个模型之间的接口（interface）是燃气涡轮废气、IP和LP蒸汽、以及冷凝物。令所述接口相互匹配，以便于促进模拟的准确度。
在这个模拟中，选择F类燃气涡轮，其涡轮转子进口温度(turbinerotor inlet temperature,TIT)为1327℃。采用一种简化的涡轮冷却模型来模拟所述燃气涡轮。用AspenPlusTM计算甲醇的性质，并且其高发热值（higher heating value,HHV）为22.7MJ/kg。使用ISO环境条件，其为1.013巴，干球温度15℃，相对湿度60%。主要的假定参数列在表1中。
表1.联合循环案例的主要假定
a案例2/案例4的数值
甲醇间接燃烧联合循环设备300的性能结果概括于表2的案例2中。该结果表明，当净产出为242.8MW时，设备的净效率可以达到高达53.3%HHV。
表2.联合循环案例的性能数据
a总辅助负荷包括CO2捕获和压缩的附加负荷；对于案例3和案例4，CO2压缩的附加负荷分别为9.3MW和7.8MW。
为了进行对比，也模拟了基于甲醇直接燃烧的常规联合循环800。图7显示其流程图（以实线表示）。除了使用液态甲醇燃料外，该构造与常规天然气燃烧联合循环相同。基于如上所述的相同假定参数和方法模拟该***800，其结果列于表2的案例1中。其具有的净设备效率和净输出分别为48.7%HHV和284.4MW。
与其相比，通过甲醇间接燃烧，联合循环的效率提高了4.5%点。
案例2的净输出比案例1少14.6%（242.8MW相比284.4MW）。这可能是源于两股抽出蒸汽流从蒸汽循环中被抽出用于甲醇加热和分解，这可以导致案例2的蒸汽涡轮输出较低，但两个案例具有类似的燃气涡轮输出。然而，也应注意案例2的燃料输入比案例1低21.9%（72.4t/h相比92.7t/h）。
所述模拟表明，案例2（设备300）的效率比案例1（设备800）高4.5%。为了进一步分析这两个案例的性能差别（如果有的话），也进行了有效能分析。
有效能（exergy）的概念基于热力学第一定律和第二定律。使用有效能分析的一个原因是为了定量地检测和评估在热学过程和化学过程中发生的损失。有效能可以被理解为可以由物质流获得、由热流获得、或使所述流处于环境条件产生的功交互（work interaction）而获得的功的最大值。总有效能包括三种形式的有效能：热有效能、化学有效能和功。热有效能计算的参考点为1.013巴和25℃。
表3显示案例1和案例2的有效能损耗（exergy destruction）分布对比。可以看出，最大的过程不可逆性发生在燃气涡轮组件燃烧器中，这是因为燃料的燃烧显著地降低可用能量。由于甲醇间接燃烧，在案例2的燃气涡轮组件燃烧器中的有效能损耗低于案例1(24.4%相比32.4%)。
案例2的燃气涡轮组件压缩器和涡轮中的有效能损耗百分比高于案例1(8.3%相比6.5%)。原因可能是，案例2与案例1相比具有较少的甲醇燃料消耗，导致输入***的有效能降低，但是两个案例的燃气涡轮压缩器和涡轮的负载类似，并具有大体相等量的有效能损耗。出于相同的原因，案例2中HRSG308有效能损耗的百分比高于案例1。
由于抽出蒸汽流，案例2的蒸汽涡轮组件310具有较低的输出。它也比案例1具有更少的输出和更少的有效能损耗。
表3.四个案例的有效能损耗对比
a辅助负荷不包括CO2捕获和压缩的附加负荷
有效能分析显示，案例2的燃气涡轮组件燃烧器396的有效能损耗比案例1低8%。这可以合理地通过以下原则解释：化学有效能和物理有效能结合的阶式利用。
在图8中，A-t坐标分别表示能级和温度。在卡诺效率曲线(Carnotefficiency curve，ηC)上方的区域表示化学有效能，而在该曲线下方的区域表示物理有效能。物理有效能的阶式利用是通过基于热量能级而整合Brayton循环和Rankine循环而实现的。对于烃类燃料燃烧的化学有效能，其能级(Af)可以高达约1.0，而富含氢的合成气燃料(Asyn)的能级值为0.83至0.9。其结果是，可以有效地利用具有不同的能级的燃料的化学有效能，类似于在功率循环中阶式利用物理能量。
烃类燃料的化学有效能通常经由直接燃烧而释放，并以热有效能的形式使用。因此，较高的烃类燃料的能级Af被降低至热能能级Ath，导致燃料燃烧中有效能损耗较高，对于案例1为(Af-Ath)。
或者，Af和Asyn之间的化学有效能的差值被用于首先将甲醇燃料转化成合成气，然后合成气燃烧（甲醇间接燃烧），其中化学有效能Asyn被释放到热能能级Ath。化学能至热能的能级降低被减少了，对于案例2为(Asyn-Ath)。
根据图8，还注意到对于案例2，燃料能Qf与蒸汽能Qstm都被添加到燃气涡轮组件燃烧器396中。由于阶式利用燃料的化学有效能，在较低能级Astm的蒸汽能Qstm被升级至较高能级Asyn。在案例2中，Qstm与Qf的比率为约20%，这导致燃料的消耗减少，从而效率显著提高。
在案例2中，两股抽出蒸汽流352、362被用于甲醇加热和转化。案例2的传热分布如图9所示。
在图9中，主要的热负荷(heat duty)(约67%)用于甲醇分解反应器304a。热源是第一抽出蒸汽流352。由于两侧（两条平行线）的恒定温度，整体的传热温度差仅为约10℃。其结果是，在表3中案例2的甲醇分解有效能损耗可以低至0.5%。
为了有助于降低第一抽出蒸汽流352的消耗（这会有助于增加整体效率），单独的第二抽出蒸汽流362被用于甲醇蒸发。由于两条平行线之间的传热，这可以有助于增加效率。也可以通过循环冷凝料流有效地利用冷凝物。在这个构造中，由于甲醇加热导致的有效能损失可以仅为约1%。
参照图4，设备的流程图展示了基于甲醇燃料的预燃烧CO2捕获联合循环（设备500）。类似于案例2，该模拟中的液态甲醇压力高于22巴，并通过三个步骤（预热、蒸发和过热）被加热和转化为气体。甲醇气体被加热到约200℃的温度，然后与第一抽出蒸汽流552混合，在蒸汽转化反应器504a中反应。
在这个模拟中，甲醇和蒸汽在蒸汽转化器504a中反应，根据反应方程式2产生H2和CO2。随后随着气体被加压，通过物理CO2分离器602（例如Selexol设备，见表5）分离CO2。经分离的CO2可以被压缩至138巴用于随后的螯合。H2作为燃料被供入燃气涡轮组件506。Selexol单元的模拟参数列在表4中。
表4.Selexol和MEA设备的假定值
联合循环设备500的性能结果列在表2的案例4中。净设备效率和净输出分别为48.5%HHV和232.0MW。由于CO2捕获，案例4的输出和效率均低于案例2。
案例4的传热分布示于图10。类似于案例2，甲醇蒸发器和蒸汽转化器中的传热均发生在两条平行线之间，并且抽出蒸汽流冷凝物被用于甲醇的蒸发/预热。这表现为导致传热过程中微不足道的有效能损耗。案例2的图9与案例4的图10之间存在不同：
例如，案例4中的甲醇转化与案例2的甲醇分解相比可以消耗更少的热量(39MWth相比61MWth)，这是因为甲醇转化的反应热少于甲醇分解的反应热。
甲醇转化的温度差可以大于甲醇分解的温度差(17℃相比10℃)，这是因为第一抽出蒸汽流的压力等于转化反应器中的甲醇气体压力（22巴），并且饱和蒸汽的温度为217℃，比案例4的反应温度高17℃。
常规联合循环800的第二种变型包括后燃烧CO2捕获，如图7所示（包括虚线）。使用了常规MEA单元918，其需要相对大量的低压蒸汽来再生溶剂。从第二蒸汽涡轮856中抽取蒸汽。MEA单元的参数列在表4中。
后燃烧CO2捕获联合循环变型800的性能结果列在表2的案例3中。净设备效率和净输出分别为41.5%HHV和242.3MW。
与案例4（设备500）相比，案例3（设备800的变型2）的效率低约7%（起因于燃料输入低18.0%而净功率输出仅低4.3%）。该效率的差异可以归因于以下两个因素的至少一个。首先，在案例4中，由第一抽出蒸汽流和第二抽出蒸汽流所提供的大量低级热量（约15%的燃料能）通过甲醇加热和转化而升级为较高能级。其次，案例3需要大量的低压蒸汽（第二蒸汽涡轮气流的69%）以在标准MEA单元的再沸器中进行溶剂再生，然而案例4在其CO2捕获操作上不消耗任何蒸汽。
根据表3的有效能分析结果，案例4的燃气涡轮组件燃烧器和CO2分离器的有效能损耗分别比案例3低8%和5%。然而，案例4表现出具有对于甲醇加热和转化的额外的4%有效能损耗，这可以被认为是对上文所述的燃气涡轮组件燃烧器中有效能损耗减少所付出的代价。由于案例4的有效能输入较低，燃气涡轮组件压缩器和涡轮、HRSG和蒸汽涡轮的有效能损耗百分比高于案例3。
上文的模拟信息中使用了以下术语：
A=能级,
Af=燃料能级
Asyn=合成气能级
Astm=蒸汽能级
Ath=GT TIT处的能级
Qf=燃料能，MWth
Qstm=蒸汽能，MWth
t=温度，℃
T=温度，°K
T0=参考温度，°K
ηc=卡诺循环效率
ΔT=温度差，℃
ΔTapr=接近温差(approach temperature difference)，℃
ΔTpp=扭点温差(pinch point temperature difference)，℃
基于模拟的性能，可以看出将甲醇间接燃烧与联合循环整合可以有助于促进发电设备效率的增加，例如，案例2所述增加了4.5%。
预燃烧CO2捕获联合循环（设备500）也表现为具有引人注目的热学性能。该性能可能是源于甲醇间接燃烧过程和物理吸收CO2分离中之一或二者。所模拟的效率比常规的后燃烧CO2捕获联合循环（设备800）高7%。也表现为达到了不包括CO2捕获的常规联合循环的相同效率级别。如果考虑到更严格地限制温室气体排放，这提供了用于甲醇燃料发电机的有前景的技术。
虽然在所示的实例中，由转化设备204抽出的冷凝物被供应到蒸发设备202，但在其他实例中，所述冷凝物可以被重新引回设备200的其他位置或者在其中被用作能源。
在示意配置中描述并说明实施例。除了所示的特征部件外，各设备也可以包括多个附加组件和硬件，例如包括阀门、泵、储罐、传感器、测量仪器和控制***。被描述为彼此“连接”或“流体连接”的特征部件不需要彼此物理临近，并且在所述特征部件之间的料流上可以设有多个阀门、传感器等。
上文所述的内容用于说明本发明而非进行限制，并且本领域技术人员应了解，在不背离所附权利要求所限定的本发明范围的情况下可以做出其它变型和改进方案。

Claims (23)

1.一种甲醇间接燃烧联合循环发电设备，其包括：
a)蒸发设备，其可以蒸发液态甲醇进料流以提供气态甲醇料流，所述蒸发设备包括用于接收液态甲醇料流的液体入口，以及用于排出气态甲醇料流的气体出口；
b)转化设备，其连接在蒸发设备的下游并可以将气态甲醇料流转化为合成气燃烧料流；所述转化设备包括流体连接至蒸发设备的气体出口的气态甲醇入口，以及合成气燃烧料流出口；
c)燃气涡轮组件，其流体连接至燃烧料流出口，并且被配置为燃烧所述合成气燃烧料流，该燃气涡轮组件具有废气出口，并且该燃气涡轮组件驱动地连接至第一发电机；
d)热回收蒸汽发生器(HRSG)，其包括流体连接至所述废气出口的废气入口，并且该热回收蒸汽发生器被配置为接收来自燃气涡轮组件的废气流并且使用来自废气流中的热量来产生蒸汽，所述HSRG包括第一蒸汽出口和第二蒸汽出口；
e)蒸汽涡轮组件，其连接至HSRG并被配置为接收来自HSRG的蒸汽，并且该蒸汽涡轮组件驱动地连接至至少一个第二发电机，所述蒸汽涡轮组件包括：
i)第一蒸汽涡轮，其具有流体连接至HRSG的第一蒸汽出口的第一蒸汽入口，该第一蒸汽涡轮包括用于从第一蒸汽涡轮抽出第一抽出蒸汽流的第一抽取出口以及第一废气出口，所述第一抽取出口流体连接至转化设备的第一蒸汽入口，以将第一抽出蒸汽流导引至转化设备，通过第一抽出蒸汽流向转化设备提供的热量足以促使气态甲醇料流转化为燃烧进料流；和
ii)第二蒸汽涡轮，其具有流体连接至HRSG的第二蒸汽出口的第二蒸汽入口，该第二蒸汽涡轮包括用于从第二蒸汽涡轮抽出第二抽出蒸汽流的第二抽取出口以及第二废气出口，所述第二抽取出口流体连接至蒸发设备的第二蒸汽入口，以将第二抽出蒸汽流导引至蒸发设备，通过第二抽出蒸汽流向蒸发设备提供的热量足以蒸发液态甲醇进料流。
2.权利要求1的设备，还包括转化设备上的第一循环冷凝物出口，该出口流体连接至蒸发设备的第一循环冷凝物入口，以将来自转化设备的第一循环冷凝料流转移至蒸发设备，从而为蒸发设备提供额外的热量。
3.权利要求2的设备，其中第一循环冷凝料流处于第一循环温度，该温度高于蒸发设备的运行温度。
4.权利要求1-3中任一项的设备，其中蒸发设备包括预热器以及流体连接在该预热器下游的蒸发器，所述预热器用来接收并预热液态甲醇进料流，所述蒸发器用于蒸发从所述预热器接收的液态甲醇进料流，其中所述蒸发器包括用于接收第二抽出蒸汽流的第二蒸汽入口。
5.权利要求4的设备，还包括在蒸发器上的第二循环冷凝物出口，该出口流体连接到预热器上的第二循环冷凝物入口，以将来自蒸发器的第二循环冷凝料流转移到预热器，从而提供热量来预热液态甲醇进料流。
6.权利要求1-5中任一项的设备，其中转化设备包括分解反应器，并且由该分解反应器产生的合成气燃烧料流包括氢气和一氧化碳。
7.权利要求1-6中任一项的设备，其中转化设备包括转化器，并且由该转化器产生的合成气燃烧料流包括氢气和二氧化碳。
8.权利要求7的设备，还包括分离设备，其流体连接在转化器和燃气涡轮组件之间，所述分离设备可以在将合成气燃烧料流引入燃气涡轮组件之前将二氧化碳从所述合成气燃烧料流中分离。
9.权利要求8的设备，其中所述分离设备包括物理吸收二氧化碳分离器。
10.权利要求1-9中任一项的设备，还包括冷凝设备，其流体连接在第二蒸汽涡轮的第二废气出口和HRSG之间。
11.权利要求1-10中任一项的设备，其中第一抽出蒸汽流包括提供至第一蒸汽涡轮的蒸汽量的约10％至约70％。
12.权利要求1-11中任一项的设备，其中第二抽出蒸汽流包括提供至第二蒸汽涡轮的蒸汽量的约5％至约35％。
13.权利要求1-12中任一项的设备，其中第一抽出蒸汽流处于第一温度，第二抽出蒸汽流处于第二温度，所述第二温度低于所述第一温度。
14.一种在联合循环发电机中发电的方法，该方法包括：
a)蒸发液态甲醇进料流，以提供气态甲醇料流；
b)将该气态甲醇料流转化为合成气燃烧料流；
c)在燃气涡轮组件中燃烧该合成气燃烧料流，以驱动第一发电机并产生废气流；
d)使用来自所述燃气涡轮组件的废气流中的热量来产生至少第一蒸汽流和第二蒸汽流；
e)使用所述第一蒸汽流驱动第一蒸汽涡轮；
f)从第一蒸汽流中抽出第一抽出蒸汽流，并使用该第一抽出蒸汽流来提供将气态甲醇料流转化为合成气燃烧料流所需的热量；
g)使用所述第二蒸汽流驱动第二蒸汽涡轮；
h)从第二蒸汽涡轮中抽出第二抽出蒸汽流，并使用该第二抽出蒸汽流来提供蒸发液态甲醇进料流所需的热量；以及
i)使用第一蒸汽涡轮和第二蒸汽涡轮中的至少一个来驱动第二发电机。
15.权利要求14的方法，还包括从转化设备中取出第一循环冷凝料流，并使用该第一循环冷凝料流来提供额外热量用于蒸发液态甲醇进料流。
16.权利要求14或15的方法，其中蒸发液态甲醇进料流的步骤包括将该液态甲醇进料流通过预热器和蒸发器，其中第二抽出蒸汽流为蒸发器提供热量。
17.权利要求16的方法，还包括从蒸发器取出第二循环冷凝料流，并且使用该第二循环冷凝料流为预热器提供热量。
18.权利要求14-17中任一项的方法，其中将气态甲醇料流转化为合成气燃烧料流的步骤包括在分解反应器中处理气态甲醇料流，从而所述合成气燃烧料流包括氢气和一氧化碳。
19.权利要求14-18中任一项的方法，其中将气态甲醇料流转化为合成气燃烧料流的步骤包括在转化器中处理气态甲醇料流，从而所述合成气燃烧料流包括氢气和二氧化碳。
20.权利要求19的方法，还包括在燃气涡轮组件中燃烧合成气燃烧料流之前，将至少一部分的二氧化碳从合成气燃烧料流中分离出。
21.权利要求20的方法，其中使用物理吸收二氧化碳分离器从合成气燃烧料流中分离出至少一部分的二氧化碳。
22.权利要求14-21中任一项的方法，其中在第一温度下抽出第一抽出蒸汽流，在第二温度下抽出第二抽出蒸汽流，所述第二温度低于所述第一温度。
23.权利要求14-22中任一项的方法，其中第一抽出蒸汽流提供将气态甲醇料流转化为合成气燃烧料流所需的基本上所有的热量。
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