DE102008002868A1 - System zur Rückführung von Abgas einer Gasturbine - Google Patents

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Rahul J. Chillar
James Easel Kansas City Roberts
Robert Warren Ponte Vedra Beach Taylor
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    • F02C1/04Gas-turbine plants characterised by the use of hot gases or unheated pressurised gases, as the working fluid the working fluid being heated indirectly
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Abstract

Ein Teil des durch eine Gasturbine (100) erzeugten Abgases wird durch einen Einlassabschnitt mittels eines Abgasrückführungssystems (150) zurückgeführt. Das System (150) reduziert den Anteil schädlicher Bestandteile in dem Abgas vor dessen Rückführung.

Description

  • HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung befasst sich mit aus einer Gasturbine emittiertem Abgas und insbesondere mit einem System zur Reduzierung der schädlichen Bestandteile in dem Abgas, bevor dieses in das die Gasturbine zurückgeführt wird.
  • Es besteht eine zunehmende Besorgnis hinsichtlich der Langzeitwirkungen von (nachstehend mit NOx bezeichnetem) Stickstoffoxid und (nachstehend mit "CO2" bezeichnetem) Kohlendioxid sowie Schwefelemissionen auf die Umwelt. Die zulässigen Anteile von NOx und CO2, die durch ein Turbotriebwerk, oder allgemein eine Gasturbine emittiert werden dürfen, sind gesetzlich streng geregelt. Betreiber von Gasturbinen wünschen sich Verfahren zur Reduzierung der emittierten Anteile von NOx und CO2.
  • Abgasrückführung (AGR) beinhaltet im Allgemeinen die Rückführung eines Teils des ausgestoßenen Abgases durch einen Einlassabschnitt der Gasturbine, wo es sich vor der Verbrennung mit dem eintretenden Luftstrom vermischt. Dieses Verfahren fördert die Entfernung und Absonderung der emittierten Anteile von NOx und konzentriertem CO2, so dass die Nettoemissionspegel vermindert werden.
  • In Zusammenhang mit den gegenwärtig bekannten AGR-Systemen bestehen einige Probleme. Verunreinigungen und Feuchtigkeit in dem Abgas verhindern es, eine einfache Rückführungsschleife einzusetzen, um die CO2- und NOx-Reduktion zu reduzieren. Ein unmit telbares Einführen des Abgases in den Gasturbineneinlassabschnitt würde zu Verschmutzung, Korrosion und beschleunigtem Verschleiß innerer Komponenten der Turbine führen. Das abgezweigte Abgas sollte daher vor dem Mischen mit der Einlassluft einer Behandlung unterworfen werden. In dem Abgasstrom sind erhebliche Mengen kondensierbarer Dämpfe vorhanden. Diese Dämpfe enthalten gewöhnlich vielfältige Bestandteile, beispielsweise Wasserdampf, Säuren, Aldehyde, Kohlenwasserstoffe, Schwefel und Chlorverbindungen. Wenn es diesen Bestandteilen erlaubt wird, unbehandelt in den Einlass einer Gasturbine einzutreten, beschleunigen sie die Korrosion und Verschmutzung der inneren Komponenten.
  • Aus den im Vorausgehenden erwähnten Gründen besteht ein Bedarf nach einem System zur Behandlung des rückgeführten Abgasstroms, um die schädigende Wirkung von in dem Abgasstrom vorhandenen Schadstoffen auf Turbinenkomponenten zu minimieren.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung (ist) ein System zur Reduzierung von Bestandteilen in wenigstens einem Abgasstrom 165 wenigstens einer Gasturbine 100 (geschaffen), das einen Einlassabschnitt und einen Auslassabschnitt aufweist; wobei zu dem System gehören: Bereitstellung wenigstens eines Abgasrückführungssystems (AGR) 150, das wenigstens einen Gaswäscher 170 enthält; wobei der wenigstens eine Gaswäscher 170 in der Lage ist: den wenigstens einen Abgasstrom 165 bei einer ersten Temperatur von dem Auslassabschnitt der wenigstens einen Gasturbine 100 aufzunehmen; den wenigstens einen Abgasstrom 165 aufzunehmen, der Bestandteile bei einem ersten Pegel enthält; die Bestandteile auf einen zweiten Pegels zu reduzieren; und dem wenigstens einen Abgasstrom 165 zu erlauben, bei einer zweiten Temperatur auszutreten; und wobei der wenigstens eine Abgasstrom 165 ein Teil des aus der wenigstens einen Gasturbine 100 austretenden gesamten Abgases ist; und wobei das wenigstens eine AGR-System 150 den aus dem wenigstens einen Gaswäscher 170 austretenden wenigstens einen Abgasstrom 165 in den Einlassabschnitt zurückführt.
  • Das System kann ferner wenigstens einen Wärmerückgewinnungsdampferzeuger (HRSG = Heat Recovery Steam Generator) 200 aufweisen, der stromabwärts des Auslassabschnitts und stromaufwärts des wenigstens einen Gaswäschers 170 eingebaut ist; wobei der wenigstens eine Abgasstrom 165 von dem Auslassabschnitt der wenigstens einen Gasturbine 100 zu einem Einlassabschnitt des HRSG 200 strömt und anschließend von einem Auslassabschnitt des HRSG 200 zu einem Einlassabschnitt des wenigstens einen Gaswäschers 170 strömt.
  • Die Bestandteile können mindestens Wasser, Säuren, Aldehyde, Kohlenwasserstoffe und/oder Kombinationen davon beinhalten.
  • Der wenigstens eine austretende Abgasstrom 165 kann wenigstens eine Strömungsrate von etwa 10.000 lb/h bis ungefähr 50.000.000 Pfund pro Stunde und eine Temperatur von etwa 100 Grad Fahrenheit bis ungefähr 1500 Grad Fahrenheit aufweisen.
  • Das System kann wenigstens eine AGR-Strömungsmodulationseinrichtung 155 enthalten, die dazu dient, den wenigstens einen Abgasstrom 165, der aus der wenigstens einen Gasturbine 100 austritt, aus dem gesamten Abgas abzuzweigen.
  • Zu dem System können ferner gehören: wenigstens ein stromabwärts angeordneter Wärmetauscher 220; wobei der wenigstens eine stromabwärts angeordnete Wärmetauscher 220 den wenigstens einen Abgasstrom 165 von einem Auslassabschnitt des wenigstens einen Gaswäschers 170 aufnimmt und die Temperatur des wenigstens einen Abgasstroms 165 vermindert; wenigstens ein Entnebler 230; wobei der wenigstens eine Entnebler 230 stromabwärts des wenigstens einen stromabwärts angeordneten Wärmetauschers 220 angeschlossen ist und Wasser aus dem wenigstens einen Abgasstrom 165 entfernt; und wenigstens eine Mischstation 240; wobei die wenigstens eine Mischstation 240 stromaufwärts des Einlassabschnitts der wenigstens einen Gasturbine 100 angeschlossen ist und den wenigstens einen Abgasstrom 165 mit Einlassluft 125 mischt, wobei die Einlassluft 125 in die wenigstens eine Gasturbine 100 eintritt.
  • Zu dem System können ferner gehören: wenigstens ein Injektor 500, um wenigstens einen Wirkstoff in den wenigstens einen Gaswäscher 170 zu injizieren, um einen Teil der Bestandteile in dem wenigstens einen Abgasstrom 165 zu absorbieren; und wenigstens einen Naßelektroabscheider 510, wobei der wenigstens eine Naßelektroabscheider 510 stromabwärts des wenigstens einen stromabwärts angeordneten Wärmetauschers 220 angeschlossen ist und einen Teil der Bestandteile in dem wenigstens einen Abgasstrom 165 entfernt.
  • Zu dem System können ferner gehören: wenigstens ein stromaufwärts angeordneter Wärmetauscher; wobei der wenigstens eine stromaufwärts angeordnete Wärmetauscher 300 dazu in der Lage ist: den wenigstens einen Abgasstrom 165 aufzunehmen; die Temperatur des wenigstens einen Abgasstroms 165 zu reduzieren; und dem wenigstens einen Abgasstrom 165 zu erlauben, zu einem Einlassabschnitt des wenigstens einen Gaswäschers 170 zu strömen; wenigstens ein Entnebler 230; wobei der wenigstens eine Entnebler 230 stromabwärts des wenigstens einen Gaswäschers 170 angeschlossen ist und Wasser aus dem wenigstens einen Abgasstrom 165 entfernt; und wenigstens eine Mischstation 240; wobei die wenigstens eine Mischstation 240 stromaufwärts des Einlassabschnitts der wenigstens einen Gasturbine 100 angeschlossen ist und den wenigstens einen Abgasstrom 165 mit einem in die wenigstens eine Gasturbine 100 eintretenden Einlassluftstrom 125 mischt.
  • Zu dem System können ferner gehören: wenigstens ein stromaufwärts angeordneter Wärmetauscher; wobei der wenigstens eine stromaufwärts angeordnete Wärmetauscher 300 dazu in der Lage ist: den wenigstens einen Abgasstrom 165 aufzunehmen; die Temperatur des wenigstens einen Abgasstroms 165 zu reduzieren; und dem wenigstens einen Abgasstrom 165 zu erlauben, zu einem Einlassabschnitt des wenigstens einen Gaswäschers 170 zu strömen; wenigstens ein stromabwärts angeordneter Wärmetauscher; wobei der wenigstens eine stromabwärts angeordnete Wärmetauscher 220 den wenigstens einen Abgasstrom 165 von einem Auslassabschnitt des we nigstens einen Gaswäschers 170 aufnimmt und die Temperatur des wenigstens einen Abgasstroms 165 vermindert; wenigstens ein Entnebler 230; wobei der wenigstens eine Entnebler 230 stromabwärts des wenigstens einen stromabwärts angeordneten Wärmetauschers 220 angeschlossen ist und Wasser aus dem wenigstens einen Abgasstrom 165 entfernt; und wenigstens eine Mischstation 240; wobei die wenigstens eine Mischstation 240 stromaufwärts des Einlassabschnitts der wenigstens einen Gasturbine 100 angeschlossen ist und den wenigstens einen Abgasstrom 165 mit einem in die wenigstens eine Gasturbine 100 eintretenden Einlassluftstrom 125 mischt.
  • Zu dem System können ferner gehören: wenigstens ein Injektor 500, um wenigstens einen Wirkstoff in den wenigstens einen Gaswäscher 170 zu injizieren, um einen Teil der Bestandteile in dem wenigstens einen Abgasstrom 165 zu absorbieren; wenigstens ein stromaufwärts angeordneter Wärmetauscher; wobei der wenigstens eine stromaufwärts angeordnete Wärmetauscher 300 dazu in der Lage ist: den wenigstens einen Abgasstrom 165 aufzunehmen; die Temperatur des wenigstens einen Abgasstroms 165 zu reduzieren; und dem wenigstens einen Abgasstrom 165 zu erlauben, zu einem Einlassabschnitt des wenigstens einen Gaswäschers 170 zu strömen; wenigstens ein stromabwärts angeordneter Wärmetauscher; wobei der wenigstens eine stromabwärts angeordnete Wärmetauscher 220 den wenigstens einen Abgasstrom 165 von einem Auslassabschnitt des wenigstens einen Gaswäschers 170 aufnimmt und die Temperatur des wenigstens einen Abgasstroms 165 vermindert; wenigstens ein Naßelektroabscheider 510, wobei der wenigstens eine Naßelektroabscheider 510 stromabwärts des wenigstens einen stromabwärts angeordneten Wärmetauschers 220 angeschlossen ist und einen Teil der Bestandteile in dem wenigstens einen Abgasstrom 165 entfernt; wenigstens ein Entnebler 230; wobei der wenigstens eine Entnebler 230 stromabwärts des wenigstens einen stromabwärts angeordneten Wärmetauschers 220 angeschlossen ist und Wasser aus dem wenigstens einen Abgasstrom 165 entfernt; und wenigstens eine Mischstation 240; wobei die wenigstens eine Mischstation 240 stromaufwärts des Einlassabschnitts der wenigstens einen Gasturbine 100 angeschlossen ist und den wenigstens einen Abgasstrom 165 mit einem in die wenigstens eine Gasturbine 100 eintretenden Einlassluftstrom 125 mischt.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 veranschaulicht schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Systems zur Rückführung des Abgases einer Gasturbine gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 2 veranschaulicht schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Systems zur Rückführung des Abgases einer Gasturbine gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 3 veranschaulicht schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Systems zur Rückführung des Abgases einer Gasturbine gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 4 veranschaulicht schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Systems zur Rückführung des Abgases einer Gasturbine gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 5 veranschaulicht schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Systems zur Rückführung des Abgases einer Gasturbine gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die folgende detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele nimmt Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, die spezielle Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulichen. Es fallen auch andere Ausführungsbeispiele mit anderen Konstruktionen und Arbeitsschritten in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung.
  • Eine bestimmte Terminologie wird im Vorliegenden lediglich zur Erleichterung des Verständnisses verwendet und soll nicht als Beschränkung des Schutzumfangs der Erfindung verstanden werden. Beispielsweise beschreiben Begriffe wie "obere", "untere", "linke" "rechte", "vordere" "hintere", "oberste" "unterste", "horizontale", "vertikale", "stromaufwärts", "stromabwärts", "Vorder-", "Hinter-", und dergleichen lediglich die in den Figuren gezeigte Anordnung. In Wirklichkeit können das Element bzw. die Elemente eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung in beliebigen Orientierungen angeordnet sein, und die Terminologie sollte daher, wenn nicht anders lautend spezifiziert, als derartige Abweichungen einschließend verstanden werden.
  • Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist die Gestalt eines Systems auf, das einen Teil des Abgases wenigstens einer Gasturbine rückführen kann, wobei es sich mit der Einlassluft vermischen und wieder in die Gasturbine eintreten kann, ohne die Zuverlässigkeit und Funktionstüchtigkeit der Einheit zu beeinträchtigen.
  • Im Wesentlichen basiert das Abgasrückführungssystem eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung auf mehreren Komponenten. Die Anordnung und Reihenfolge der Elemente kann in Ab hängigkeit von der Zusammensetzung des Abgases zwingend vorgegeben sein. In Allgemeinen sind die Schritten des Abgasrückführungsverfahrens: Kühlen, Waschen, Entnebeln, hocheffiziente Schwebstoffteilchen- und Tröpfchenbeseitigung sowie Mischen. Bei Verwendung der vorliegenden Erfindung kann das umgeleitete, mit Einlassluft gemischte Gas, ohne Schaden anzurichten, in den Turbineneinlass eingeführt werden. Wie nachstehend beschrieben, sind mehrere Anordnungen vorhanden, die genutzt werden können, um die Abgasbehandlung zu erreichen.
  • Die vorliegende Erfindung weist den technischen Effekt einer Reduzierung der Anteile von NOx, konzentriertem CO2 und schädlichen Bestandteilen auf, die sämtliche in einem Teil des (nachstehend mit "Abgasstrom" oder ähnlich bezeichneten) Abgases anwesend sein können. Diese Anteile können ausgehend von einem ersten Pegel zu einem zweiten Pegel reduziert werden, der durch eine Bedienperson der Gasturbine bestimmt werden kann. Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann außerdem die Entfernung und Absonderung von Emissionen von konzentriertem CO2 ermöglichen.
  • Die vorliegende Erfindung kann für die vielfältigen Gasturbinen, die ein gasförmiges Fluid hervorbringenden, beispielsweise, jedoch ohne darauf beschränken zu wollen, für (nachstehend als "Gasturbine" bezeichnete) Hochleistungsgasturbinen; Aeroderivat-Gasturbinen; oder dergleichen, genutzt werden. Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann in Zusammenhang mit einer einzigen Gasturbine oder mit mehreren Gasturbinen verwendet werden. Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann in Zusammenhang mit einer Gasturbine verwendet werden, die in einem einfachen Zyklus oder in einer Konfiguration eines kombinierten Zyklus arbeitet.
  • Wie nachstehend beschrieben, kann ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wenigstens einen Gaswäscher; oder wenigstens einen Gaswäscher und wenigstens einen stromabwärts angeordneten Wärmetauscher; oder wenigstens einen Gaswäscher und wenigstens einen stromaufwärts angeordneten Wärmetauscher; oder wenigstens einen Gaswäscher, wenigstens einen stromabwärts angeordneten Wärmetauscher; und wenigstens einen stromaufwärts angeordneten Wärmetauscher; oder vielfältige Kombinationen davon nutzen. Darüber hinaus kann jedes beliebige der oben erwähnten Ausführungsbeispiele einen Injektor, der einen Wirkstoff einbringen kann, um den Anteil schädlicher Bestandteile in dem Abgasstrom zu reduzieren; und einen Naßelektroabscheider zur Beseitigung der Bestandteile enthalten.
  • Die Elemente der vorliegenden Erfindung, beispielsweise, jedoch ohne darauf beschränken zu wollen, ein Gaswäscher und ein Wärmetauscher, können aus beliebigen Materialien hergestellt sein, die in der Lage sind, der Betriebsumgebung standzuhalten, in der das Abgasrückführungssystem möglicherweise arbeitet und betrieben wird.
  • Indem nun auf die Figuren eingegangen wird, in denen die unterschiedlichen Bezugsnummern über die mehreren Ansichten hinweg gleichartige Elemente repräsentieren, veranschaulicht 1 schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Systems zur Rückführung des Abgases einer Gasturbine gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 1 stellt eine Gasturbine 100 und ein Abgasrückführungssystem 150 dar.
  • Die (nachstehend auch mit "Turbotriebwerk" bezeichnete) Gasturbine 100 enthält einen Verdichter 110 mit einer Welle 120. Bei 125 tritt Luft in den Einlass des Verdichters ein, wird durch den Verdichter 110 verdichtet und anschließend in ein Verbrennungssystem 130 ausgestoßen, wo ein Brennstoff 135, beispielsweise, jedoch ohne darauf beschränken zu wollen, Erdgas, verbrannt wird, um hochenergetische Verbrennungsgase zu erzeugen, die die Turbine 145 antreiben. In der Turbine 145 wird die Energie der heißen Gase in Arbeit umgewandelt, von der ein Teil verwendet wird, um den Verdichter 110 über die Welle 120 anzutreiben, wobei der übrige Teil für Nutzarbeit verfügbar ist, um eine (nicht dargestellte) Last zu betreiben.
  • Das Abgasrückführungssystem 150, wie es in 1 veranschaulicht ist, weist wenigstens eine AGR-Strömungsmodulationseinrichtung 155 und wenigstens einen Gaswäscher 170 auf.
  • Die wenigstens eine AGR-Strömungsmodulationseinrichtung 155 kann den (in 1 nicht dargestellten) gesamten Abgasstrom in ein nicht rückgeführtes Abgas 160 und wenigstens einen Abgasstrom 165 aufteilen. Die wenigstens eine AGR-Strömungsmodulationseinrichtung 155 kann dimensioniert und aus einem Material hergestellt sein, dass in der Lage ist, physikalischen Bedingungen, beispielsweise, jedoch ohne darauf beschränken zu wollen, einer Strömungsrate von etwa 10.000 lb/h bis ungefähr 50.000.000 lb/h und einer Temperatur von etwa 100°F bis ungefähr 1500°F standzuhalten.
  • Eine Bedienperson der Gasturbine 100 kann die Position der wenigstens einen AGR-Strömungsmodulationseinrichtung 155 basierend auf der gewünschten Strömungsrate des wenigstens einen Abgasstroms 165 bestimmen. Der wenigstens eine Abgasstrom 165 kann stromabwärts der wenigstens einen AGR- Strömungsmodulationseinrichtung 155 zu einem Einlassabschnitt des wenigstens einen Gaswäschers 170 strömen.
  • Unter einem (nachstehend mit "Gaswäscher" bezeichneten) Gaswaschsystem ist im Allgemeinen eine Luftverschmutzungskontrollvorrichtung zu verstehen, die in der Lage ist, Partikel und/oder sonstige Emissionen aus industriellen Abgasströmen zu entfernen. Ein Gaswäscher kann einen "Gaswaschvorgang" oder dergleichen verwenden, das eine Flüssigkeit einsetzt, um unerwünschte Schadstoffe aus einem Gasstrom "auszuwaschen".
  • In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann der wenigstens eine Gaswäscher 170 nach der Aufnahme des wenigstens einen Abgasstroms 165 mehrere Funktionen durchführen. Der wenigstens eine Gaswäscher 170 kann die Temperatur des wenigstens einen Abgasstroms 165 auf einen Bereich von etwa 60 Grad Fahrenheit bis ungefähr 100 Grad Fahrenheit reduzieren. Der wenigstens eine Gaswäscher 170 kann außerdem einen Teil der (nicht dargestellten) mehreren Bestandteile in dem wenigstens einen Abgasstrom 165 ausgehend von einem ersten Pegel hin zu einem zweiten Pegel entfernen. In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann eine Bedienperson der wenigstens einen Gasturbine die Anforderungen des zweiten Pegels bestimmen. Die Bestandteile können beispielsweise, jedoch ohne darauf beschränken zu wollen, mindestens Wasserdampf, Säuren, Aldehyde, Kohlenwasserstoffe und/oder Kombinationen davon beinhalten.
  • Der wenigstens eine Gaswäscher 170 kann ein Gaswaschkühlfluid 172, 174 aufnehmen und später ausstoßen, das geeignet ist, die Übertragung von Wärme zu ermöglichen, die erforderlich ist, um die Temperatur des wenigstens einen Abgasstroms 165, wie erörtert, zu vermindern.
  • Der wenigstens eine Gaswäscher 170 kann wenigstens eine Gaswäscherabschlämmleitung 176 enthalten, die in der Lage ist, den Teil der oben erwähnten Bestandteile und des konzentrierten CO2 zu entfernen. Die Kondensatorleitung? 178 ist in der Lage, die Teile wenigstens eines Abgasstroms 165 zu entfernen, die während des Gaswaschvorgangs kondensieren können. Die Gaswäscherrückführungsleitung 180 kann einen Teil des wenigstens einen Abgasstroms 165 rückführen, um die Effizienz des Gaswaschvorgangs zu steigern.
  • Nach dem Gaswaschvorgang kann der wenigstens eine Abgasstrom 165 stromabwärts zu dem Verdichter 110 strömen. Das Abgasrückführungssystem 150 kann anschließend die Einlassluft 125 vor der durch den Verdichter 110 durchgeführten Verdichtung mit dem wenigstens einen Abgasstrom 165 mischen.
  • In der Praxis erfüllt das Abgasrückführungssystem 150 des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung seine Funktion, während die Gasturbine 100 im Betrieb ist. Die AGR-Strömungsmodulationseinrichtung 155 kann positioniert werden, um die gewünschte Strömungsrate des wenigstens einen Abgasstroms 165 zu erlauben, und das nicht rückgeführte Abgas 160 kann durch einen (nicht dargestellten) Abgasstutzen oder dergleichen, oder zu einem anderen Ort, beispielsweise, jedoch ohne darauf beschränken zu wollen, zu einem (nicht dargestellten) Wärmerückgewinnungsdampferzeuger strömen. Der wenigstens eine Abgasstrom 165 kann anschließend, wie oben beschrieben, durch den wenigstens einen Gaswäscher 170 stromabwärts strömen. In dem wenigstens einen Gaswäscher 170 kann die Temperatur des wenigstens einen Abgasstroms 165 bis zu einem Wert unterhalb der Sättigungstemperatur vermindert werden. Der Einsatz des Gaswaschkühlfluids 172, 174 und der Temperaturverminderung des wenigstens einen Abgasstroms 165 kann bewirken, dass ein Teil des wenigstens einen Abgasstroms 165 durch die Gaswäscherrückführungsleitung 180 strömt. Im vorliegenden Fall kann ein Teil kondensierbarer Dämpfe des wenigstens einen Abgasstroms 165 über die Kondensatorleitung? 178 entfernt werden. Als Nächstes kann der wenigstens eine Abgasstrom 165 stromabwärts des wenigstens einen Gaswäschers 170 und in den Verdichter 110 strömen.
  • Die weiter unten erörterten und in 2 bis 5 veranschaulichten veränderten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung modifizieren den Strömungspfad des wenigstens einen Abgasstroms 165 und die Konfiguration des Abgasrückführungssystems 150. Die Erörterung jedes Ausführungsbeispiels wird die Unterschiede gegenüber dem oben erörterten Ausführungsbeispiel hervorheben. Außerdem veranschaulichen 2 bis 5 die wenigstens eine Gasturbine 100, wie sie für einen Betrieb des kombinierten Zyklus konfiguriert ist. Im vorliegenden Fall nimmt ein Wärmerückgewinnungsdampferzeuger (HRSG) 200 das gesamte Abgas der Gasturbine 100 auf. Wie in 2 bis 5 zu sehen, kann die AGR-Strömungsmodulationseinrichtung 155 stromabwärts des HRSG 200 angeschlossen sein und wie zuvor beschrieben arbeiten.
  • 2 veranschaulicht schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Systems zur Rückführung des Abgases einer Gasturbine gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In diesem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann das Abgasrückführungssystem 150 wenigstens einen Gaswäscher 170, wenigstens einen stromabwärts angeordneten Wärmetauscher 220; wenigstens einen Entnebler 230; und wenigstens eine Mischstation 240 enthalten.
  • Der wenigstens eine Gaswäscher 170 in diesem zweiten Ausführungsbeispiel des vorliegenden Gaswäschers 170 kann die Temperatur des wenigstens einen Abgasstroms 165 reduzieren und kann außerdem einen Teil der (nicht dargestellten) mehreren Bestandteile in dem wenigstens einen Abgasstrom 165, wie beschrieben, entfernen.
  • Der wenigstens eine Gaswäscher 170 kann wenigstens eine Gaswäscherabschlämmleitung 176; und wenigstens eine Gaswäscherrückführungsleitung 180, wie sie beschrieben ist, enthalten. Der wenigstens eine Gaswäscher 170 kann ferner wenigstens eine Wäschernachfüllleitung 210 enthalten, die ein in dem Gaswaschvorgang verwendetes Fluid zuführen kann.
  • Der wenigstens eine stromabwärts angeordnete Wärmetauscher 220 kann stromabwärts des wenigstens einen Gaswäschers 170 angeordnet sein (und) kann den wenigstens einen Abgasstrom 165 auf eine geeignete Temperatur abkühlen, so dass eine aufgrund einer hohen Temperatur der Einlassluft 130 hervorgerufene Leistungsminderung der Gasturbine 100 vermieden werden kann. Beispielsweise, jedoch ohne darauf beschränken zu wollen, kann der wenigstens eine stromabwärts angeordnete Wärmetauscher die Temperatur des wenigstens einen Abgasstroms 165 auf einen Bereich von (etwas oberhalb eines Gefrierpunkts liegend) etwa 35 Grad Fahrenheit bis ungefähr 100 Grad Fahrenheit reduzieren.
  • Der wenigstens eine stromabwärts angeordnete Wärmetauscher 220 kann ein stromabwärts befindliches Kühlfluid 222, 224 aufnehmen und später ausstoßen, das geeignet ist, die Übertragung der Wärmemenge zu ermöglichen, die erforderlich ist, um die Temperatur des wenigstens einen Abgasstroms 165, wie erörtert, zu vermindern.
  • Der wenigstens eine stromabwärts angeordnete Wärmetauscher 220 kann ferner wenigstens eine Kondensatorleitung? 178 aufweisen, die in der Lage ist, diejenigen Teile wenigstens eines Abgasstroms 165 zu entfernen, die während des Wärmeaustauschvorgangs kondensieren können.
  • Der wenigstens eine Entnebler 230 kann in diesem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung stromabwärts des wenigstens einen stromabwärts angeordneten Wärmetauschers 220 angeordnet sein. Der wenigstens eine Entnebler 230 ist in der Lage, Wassertröpfchen aus dem wenigstens einen Abgasstrom 165 zu entfernen, die möglicherweise von dem Wasch- und Wärmeaustauschvorgängen her befördert wurden.
  • Wie erörtert, kann ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die wenigstens eine Mischstation 240 enthalten, die stromabwärts des wenigstens einen stromabwärts angeordneten Wärmetauschers 220 angeordnet sein kann. Die wenigstens eine Mischstation 240, kann als eine Einrichtung vorliegen, die die Einlassluft 125 und den wenigstens einen Abgasstrom 165 vermischt und ein in den Verdichter 240 eintretendes Einlassfluid 250 erzeugt.
  • Die wenigstens eine Mischstation 240 kann beispielsweise, jedoch ohne darauf beschränken zu wollen, Leitbleche, Strömungswender?, oder dergleichen verwenden, um die Einlassluft 125 mit dem wenigstens einen Abgasstrom 165 zu vermischen.
  • Wie in 1 zu sehen, kann auf die wenigstens eine Mischstation 240 in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung möglicherweise verzichtet werden. In diesem Falle kann bei spielsweise, jedoch ohne darauf beschränken zu wollen, die Einlassluft 125 und der wenigstens eine Abgasstrom 165 sich in einem Bereich in der Nähe des Verdichters 110, beispielsweise, jedoch ohne darauf beschränken zu wollen, in einem Einlasskanal, in dem Sammelraum, nahe dem Einlassfiltergehäuse, oder dergleichen, vermischen.
  • In der Praxis erfüllt das Abgasrückführungssystem 150 des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung seine Funktion, während die Gasturbine 100 im Betrieb ist. Die AGR-Strömungsmodulationseinrichtung 155 kann positioniert werden, um die gewünschte Strömungsrate des wenigstens einen Abgasstroms 165, wie zuvor beschrieben, zu erlauben. Der wenigstens eine Abgasstrom 165 kann anschließend, wie oben beschrieben, durch den wenigstens einen Gaswäscher 170 stromabwärts strömen. In dem wenigstens einen Gaswäscher 170 kann die Temperatur des wenigstens einen Abgasstroms 165 bis zu einem Wert unterhalb der Sättigungstemperatur vermindert werden. Der Einsatz des Gaswaschkühlfluids 172, 174 und der Temperaturverminderung des wenigstens einen Abgasstroms 165 kann bewirken, dass ein Teil des Stroms 165 durch die Gaswäscherrückführungsleitung 180 strömt. Ein Teil des in dem Gaswäscher 170 verwendeten Fluids kann über die Wäschernachfüllleitung 210 gegen neues Fluid ersetzt werden.
  • Als Nächstes kann der wenigstens eine Abgasstrom 165 stromabwärts des wenigstens einen Gaswäschers 170 zu dem wenigstens einen stromabwärts angeordneten Wärmetauscher 220 strömen, wo ein Teil kondensierbarer Dämpfe des wenigstens einen Abgasstroms 165 über die Kondensatorleitung? 178 entfernt werden kann. Als Nächstes kann der wenigstens eine Abgasstrom 165 durch den wenigstens einen Entnebler 230 und anschließend in die wenigstens eine Mischstation 240 strömen, die sämtliche im Vorausgehenden be schrieben sind. Stromabwärts der wenigstens einen Mischstation 240 kann das Einlassfluid 250 in den Verdichter 110 strömen. Dieses zweite Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ermöglicht eine abgewandelte Konfiguration des wenigstens einen Entneblers 230 und der wenigstens einen Mischstation 240. Beispielsweise, jedoch ohne darauf beschränken zu wollen, kann das Abgasrückführungssystem 150 so eingerichtet sein, dass die wenigstens eine Mischstation 240 unmittelbar stromabwärts des wenigstens einen stromabwärts angeordneten Wärmetauschers 220 angeordnet ist; und der wenigstens eine Entnebler 230 daher stromabwärts der wenigstens einen Mischstation 240 angeordnet ist.
  • 3 veranschaulicht schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Systems zur Rückführung des Abgases einer Gasturbine gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Hauptunterschied zwischen diesem dritten Ausführungsbeispiel und dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung basiert auf dem Ort der Anordnung des wenigstens eines Wärmetauscher in dem Abgasrückführungssystem 150. Wie zuvor erörtert, kann das zweite Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wenigstens einen stromabwärts angeordneten Wärmetauscher 220 enthalten, der stromabwärts des wenigstens einen Gaswäschers 170 angeordnet ist. Allerdings kann das im folgenden erörterte dritte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wenigstens einen stromaufwärts angeordneten Wärmetauscher 300 enthalten, der stromaufwärts des wenigstens einen Gaswäschers 170 angeordnet ist. In diesem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann das Abgasrückführungssystem 150 wenigstens einen Gaswäscher 170, wenigstens einen stromaufwärts angeordneten Wärmetauscher 300; wenigstens einen Entnebler 230; und wenigstens eine Mischstation 240 enthalten.
  • Der wenigstens eine stromaufwärts angeordnete Wärmetauscher 300 kann stromaufwärts des wenigstens einen Gaswäschers 170 angeordnet sein und kann den wenigstens einen aus der AGR-Strömungsmodulationseinrichtung 155 austretenden Abgasstroms 165 aufnehmen. Der wenigstens eine stromaufwärts angeordnete Wärmetauscher 300 kann den wenigstens einen Abgasstrom 165 auf einen Bereich von etwa 60 Grad Fahrenheit bis ungefähr 100 Grad Fahrenheit abkühlen.
  • Der wenigstens eine stromaufwärts angeordnete Wärmetauscher 300 kann ein stromaufwärts angeordnetes Kühlfluid 302, 304 aufnehmen und später ausstoßen, das geeignet ist, die Übertragung der Wärmemenge zu ermöglichen, die erforderlich ist, um die Temperatur des wenigstens einen Abgasstroms 165, wie erörtert, zu vermindern.
  • Der wenigstens eine stromaufwärts angeordnete Wärmetauscher 300 kann ferner wenigstens eine Kondensatorleitung? 178 aufweisen, die in der Lage ist, Teile des wenigstens einen Abgasstroms 165 zu entfernen, die während des Wärmeaustauschvorgangs kondensieren können.
  • In der Praxis erfüllt das Abgasrückführungssystem 150 des dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung seine Funktion, während die Gasturbine 100 im Betrieb ist. Die AGR-Strömungsmodulationseinrichtung 155 kann positioniert werden, um die gewünschte Strömungsrate des wenigstens einen Abgasstroms 165, wie zuvor beschrieben, zu erlauben. Der wenigstens eine Abgasstrom 165 kann anschließend durch den wenigstens einen stromaufwärts angeordneten Wärmetauscher 300 stromabwärts strömen, wo ein Teil kondensierbarer Dämpfe des wenigstens einen Abgasstroms 165 über die Kondensatorleitung? 178 entfernt werden kann.
  • Als Nächstes kann der wenigstens eine Abgasstrom 165 durch den wenigstens einen Gaswäscher 170, wie oben beschrieben, stromabwärts strömen. Danach kann der wenigstens eine Abgasstrom 165 stromabwärts des wenigstens einen Gaswäschers 170 zu dem wenigstens einen Entnebler 230 und anschließend in die wenigstens eine Mischstation 240 strömen, die sämtliche im Vorausgehenden beschrieben sind. Stromabwärts der wenigstens einen Mischstation 240 kann das Einlassfluid 250 in den Verdichter 110 strömen. Das dritte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ermöglicht eine abgewandelte Konfiguration wenigstens eines Entneblers 230 und der wenigstens einen Mischstation 240. Beispielsweise, jedoch ohne darauf beschränken zu wollen, kann das Abgasrückführungssystem 150 so eingerichtet sein, dass die wenigstens eine Mischstation 240 unmittelbar stromabwärts des wenigstens einen stromabwärts angeordneten Wärmetauschers 220 angeordnet ist; und der wenigstens eine Entnebler 230 daher stromabwärts der wenigstens einen Mischstation 240 angeordnet ist.
  • 4 veranschaulicht schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Systems zur Rückführung des Abgases einer Gasturbine gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Konfiguration dieses vierten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung kann es ermöglichen, die Wärmeabfuhr in dem wenigstens einen Abgasstrom 165 durch mehrere Wärmetauscher zu erreichen, die stromaufwärts und stromabwärts des wenigstens einen Gaswäschers 170 angeordnet sind. Diese Konfiguration kann es ermöglichen, Wärmetauscher zu verwenden, die Verhältnis kleiner sind als diejenigen der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele.
  • Der Hauptunterschied zwischen diesem vierten Ausführungsbeispiel gegenüber dem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung basiert auf der Einbeziehung sowohl des wenigstens einen stromabwärts angeordneten Wärmetauschers 220 als auch des wenigstens einen stromaufwärts angeordneten Wärmetauschers 300 in das Abgasrückführungssystem 150. In diesem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann das Abgasrückführungssystem 150 wenigstens einen Gaswäscher 170, wenigstens einen stromaufwärts angeordneten Wärmetauscher 300; wenigstens einen stromabwärts angeordneten Wärmetauscher 220; wenigstens einen Entnebler 230; und wenigstens eine Mischstation 240 enthalten.
  • Das vierte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die Funktion des wenigstens einen stromaufwärts angeordneten Wärmetauschers 300, wenigstens eines stromabwärts angeordneten Wärmetauschers 220 und wenigstens eines Gaswäschers 170 vereinen, um von dem wenigstens einen Abgasstrom 165, wie anschließend beschrieben, stufenweise Wärme abzuführen und auf diese Weise dessen Temperatur zu vermindern.
  • In der Praxis erfüllt das Abgasrückführungssystem 150 des vierten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung seine Funktion, während die Gasturbine 100 im Betrieb ist. Die AGR-Strömungsmodulationseinrichtung 155 kann positioniert werden, um die gewünschte Strömungsrate des wenigstens einen Abgasstroms 165, wie zuvor beschrieben, zu erlauben. Der wenigstens eine Abgasstrom 165 kann anschließend durch den wenigstens einen stromaufwärts angeordneten Wärmetauscher 300 stromabwärts strömen, der in der Lage ist, die Temperatur des wenigstens einen Abgasstroms 165 auf einen Bereich von etwa 120 Grad Fahrenheit bis ungefähr 150 Grad Fahrenheit zu reduzieren. Als Nächstes kann der wenigstens eine Abgasstrom 165 anschließend, wie oben beschrieben, stromabwärts zu dem wenigstens einen Gaswäscher 170 strömen. An schließend kann der wenigstens eine Abgasstrom 165 durch den wenigstens einen stromabwärts angeordneten Wärmetauscher 220 stromabwärts des wenigstens einen Gaswäschers 170 strömen, der in der Lage ist, die Temperatur des wenigstens einen Abgasstroms 165 auf einen Bereich von etwa 60 Grad Fahrenheit bis ungefähr 100 Grad Fahrenheit zu reduzieren. Als Nächstes kann der wenigstens eine Abgasstrom 165 durch den wenigstens einen Entnebler 230 und anschließend in die wenigstens eine Mischstation 240 strömen, die sämtliche im Vorausgehenden beschrieben sind. Stromabwärts der wenigstens einen Mischstation 240 kann das Einlassfluid 250 in den Verdichter 110 strömen. Das vierte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ermöglicht eine abgewandelte Konfiguration wenigstens eines Entneblers 230 und der wenigstens einen Mischstation 240, wie sie oben beschrieben sind.
  • Das vierte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist außerdem in der Lage, eine abgewandelte Abstufung der Wärmeabfuhr von dem wenigstens einen Abgasstrom 165 zu ermöglichen. Beispielsweise, jedoch ohne darauf beschränken zu wollen, kann der wenigstens eine stromaufwärts angeordnete Wärmetauscher 300 die Temperatur des wenigstens einen Abgasstroms 165 auf einen Bereich von etwa 150 Grad Fahrenheit bis ungefähr 350 Grad Fahrenheit reduzieren; anschließend kann der wenigstens eine Gaswäscher 170 die Temperatur (auf einen Bereich von?) ungefähr 120 Grad Fahrenheit bis ungefähr 150 Grad Fahrenheit reduzieren; und danach kann der wenigstens eine stromabwärts angeordnete Wärmetauscher die Temperatur (auf einen Bereich von?) ungefähr 60 Grad Fahrenheit bis ungefähr 100 Grad Fahrenheit reduzieren.
  • 5 veranschaulicht schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Systems zur Rückführung des Abgases einer Gasturbine gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Hauptunterschied zwischen diesem fünften Ausführungsbeispiel und dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung basiert auf der Verwendung wenigstens eines Injektors 500 und wenigstens eines Naßelektroabscheiders 510. Wie erörtert, kann der wenigstens eine Gaswäscher 170 in dem Gaswaschvorgang ein Fluid verwenden, um einen Teil der Bestandteile in wenigstens einem Abgasstrom 165 zu entfernen. Aufgrund der Zusammensetzung der Bestandteile ist möglicherweise ein Wirkstoff erforderlich, um das Entfernen der Bestandteile zu unterstützen. Der Wirkstoff kann einen Absorptionsvorgang durchführen, um die Bestandteile zu entfernen. Der Wirkstoff kann beispielsweise, jedoch ohne darauf beschränken zu wollen, einen Ammoniak, einen auf Kalkstein basierten flüssigen Wirkstoff, Wasser, oder dergleichen, und Kombinationen davon beinhalten. Der wenigstens eine Injektor 500 kann den Wirkstoff in den wenigstens einen Gaswäscher 170 des Abgasrückführungssystems 150 injizieren.
  • Der durch den Wirkstoff verwendete Absorptionsvorgang kann Schwebstoffteilchen erzeugen, die aus dem wenigstens einen Gaswäscher 170 entfernt werden sollten. Der wenigstens eine Naßelektroabscheider 510 ist in der Lage, die Schwebstoffteilchen zu entfernen. Im Allgemeinen kann der Naßelektroabscheider 510 eine elektrostatische Ladung induzieren und eine Fluid nutzen, um bei der Entfernung von Schwebstoffteilchen aus dem wenigstens einen Gaswäscher 170 einen dem Waschen ähnelnden Vorgang durchzuführen.
  • Der wenigstens eine Injektor 500 und wenigstens ein Naßelektroabscheider 510 können jedem der vorangehenden Ausführungsbeispiele hinzugefügt werden. Wie nachstehend erläutert, kann der wenigstens eine Injektor 500 und wenigstens ein Naßelektroabscheider 510 verwendet werden, wenn die zuvor beschriebenen Kondensations- und Gaswaschvorgänge die Bestandteile in dem wenigs tens einen Abgasstrom 165 nicht bis zu dem zweiten Pegel reduzieren.
  • In dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wie es in 5 veranschaulicht ist, kann das Abgasrückführungssystem 150 wenigstens einen Gaswäscher 170; wenigstens einen Injektor 500; wenigstens einen stromaufwärts angeordneten Wärmetauscher 300; wenigstens einen stromabwärts angeordneten Wärmetauscher 220; wenigstens einen Naßelektroabscheider 510; wenigstens einen Entnebler 230; und wenigstens eine Mischstation 240 enthalten.
  • In der Praxis erfüllt das Abgasrückführungssystem 150 des fünften Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, wie es in 5 veranschaulicht ist, seine Funktion, während die Gasturbine 100 im Betrieb ist. Die AGR-Strömungsmodulationseinrichtung 155 kann positioniert werden, um die gewünschte Strömungsrate des wenigstens einen Abgasstroms 165, wie zuvor beschrieben, zu erlauben. Der wenigstens eine Abgasstrom 165 kann durch wenigstens einen stromaufwärts angeordneten Wärmetauscher 300 stromabwärts strömen, der in der Lage ist, die Temperatur des wenigstens einen Abgasstroms 165 auf einen Bereich von etwa 120 Grad Fahrenheit bis ungefähr 150 Grad Fahrenheit zu reduzieren. Als Nächstes kann der wenigstens eine Abgasstrom 165 anschließend stromabwärts zu dem wenigstens einen Gaswäscher 170 (und) zu dem wenigstens einen Injektor 500 strömen (, der), wie beschrieben, wenigstens einen Wirkstoff injizieren kann. Anschließend kann der wenigstens eine Abgasstrom 165 durch den wenigstens einen stromabwärts angeordneten Wärmetauscher 220 stromabwärts des wenigstens einen Gaswäschers 170 strömen, der in der Lage ist, die Temperatur des wenigstens einen Abgasstroms 165 auf einen Bereich von etwa 60 Grad Fahrenheit bis ungefähr 100 Grad Fahrenheit zu reduzieren.
  • Als Nächstes kann der wenigstens eine Abgasstrom 165 durch den wenigstens einen Naßelektroabscheider 510, danach durch den wenigstens einen Entnebler 230 und dann in die wenigstens eine Mischstation 240 strömen, die sämtliche im Vorausgehenden beschrieben sind. Stromabwärts der wenigstens einen Mischstation 240 kann das Einlassfluid 250 in den Verdichter 110 strömen.
  • Das fünfte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ermöglicht eine abgewandelte Konfiguration wenigstens eines Entneblers 230 und der wenigstens einen Mischstation 240, wie oben beschrieben. Das fünfte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist außerdem in der Lage, wie beschrieben, eine abgewandelte Abstufung der Wärmeabfuhr von dem wenigstens einen Abgasstrom 165 zu ermöglichen.
  • Die im Vorliegenden verwendete Terminologie dient lediglich zur Vereinfachung der Beschreibung spezieller Ausführungsformen und soll (den Schutzumfang) der Erfindung nicht beschränken. In dem hier verwendeten Sinne sollen die Singularformen der Adjektive "ein", "der", "die" und "das" auch die Pluralformen beinhalten, sofern aus dem Zusammenhang nicht deutlich entgegenstehendes hervorgeht. Ferner versteht sich, dass die Begriffe "weist auf" und/oder "umfasst" im Sinne der Verwendung in dieser Beschreibung die Anwesenheit genannter Merkmale, Integerzahlen, Schritte, Arbeitsschritte, Elemente und/oder Komponenten spezifizieren, jedoch nicht die Anwesenheit oder Addition eines oder mehrerer sonstiger Merkmale, Integerzahlen, Schritte, Arbeitsschritte, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen.
  • Obwohl hier spezielle Ausführungsbeispiele veranschaulicht und beschrieben wurden, sollte es klar sein, dass jede Anordnung, die konstruiert ist, um denselben Zweck zu erfüllen, an die Stelle der gezeigten speziellen Ausführungsbeispiele treten kann, und dass die Erfindung andere Anwendungen in anderen Umgebungen aufweist. Diese Anmeldung soll beliebige Adaptionen oder Veränderungen der vorliegenden Erfindung einbeziehen. Die nachfolgenden Ansprüche sollen den Schutzumfang der Erfindung keinesfalls auf die im Vorliegenden beschriebenen speziellen Ausführungsbeispiele beschränken.
  • Ein Teil des durch eine Gasturbine 100 erzeugten Abgases wird durch einen Einlassabschnitt mittels eines Abgasrückführungssystems 150 zurückgeführt. Das System 150 reduziert den Anteil schädlicher Bestandteile in dem Abgas vor dessen Rückführung.

Claims (10)

  1. System zur Reduzierung von Bestandteilen in wenigstens einem Abgasstrom (165) wenigstens einer Gasturbine (100), die einen Einlassabschnitt und einen Auslassabschnitt aufweist; wobei zu dem System gehören: Bereitstellung wenigstens eines Abgasrückführungssystems (AGR) (150), das wenigstens einen Gaswäscher (170) enthält; wobei der wenigstens eine Gaswäscher (170) in der Lage ist: den wenigstens einen Abgasstrom (165) bei einer ersten Temperatur von dem Auslassabschnitt der wenigstens einen Gasturbine (100) aufzunehmen; den wenigstens einen Abgasstrom (165) aufzunehmen, der Bestandteile bei einem ersten Pegel enthält; die Bestandteile hinsichtlich auf einen zweiten Pegel zu reduzieren; und dem wenigstens einen Abgasstrom (165) zu erlauben, bei einer zweiten Temperatur auszutreten; und wobei der wenigstens eine Abgasstrom (165) ein Teil des aus der wenigstens einen Gasturbine (100) austretenden gesamten Abgases ist; und wobei das wenigstens eine AGR-System (150) den aus dem wenigstens einen Gaswäscher (170) austretenden wenigstens einen Abgasstrom (165) in den Einlassabschnitt zurückführt.
  2. System nach Anspruch 1, zu dem ferner wenigstens einen Wärmerückgewinnungsdampferzeuger (HRSG = Heat Recovery Steam Generator) (200) gehört, der stromabwärts des Auslassabschnitts und stromaufwärts des wenigstens einen Gaswäschers (170) eingebaut ist; wobei der wenigstens eine Abgasstrom (165) von dem Auslassabschnitt der wenigstens einen Gasturbine (100) zu einem Einlassabschnitt des HRSG (200) strömt und anschließend von einem Auslassabschnitt des HRSG (200) zu einem Einlassabschnitt des wenigstens einen Gaswäschers (170) strömt.
  3. System nach Anspruch 1, wobei die Bestandteile mindestens Wasser, Säuren, Aldehyde, Kohlenwasserstoffe und/oder Kombinationen davon beinhalten.
  4. System nach Anspruch 1, wobei der wenigstens eine austretende Abgasstrom 165 eine Strömungsrate von etwa 10.000 lb/h bis ungefähr 50.000.000 Pfund pro Stunde und eine Temperatur von etwa 100 Grad Fahrenheit bis ungefähr 1500 Grad Fahrenheit aufweist.
  5. System nach Anspruch 1, zu dem ferner wenigstens eine AGR-Strömungsmodulationseinrichtung (155) gehört, die dazu dient, den wenigstens einen Abgasstrom (165), der aus der wenigstens einen Gasturbine (100) austritt, aus dem gesamten Abgas abzuzweigen.
  6. System nach Anspruch 5, zu dem ferner gehören: wenigstens ein stromabwärts angeordneter Wärmetauscher (220); wobei der wenigstens eine stromabwärts angeordnete Wärmetauscher (220) den wenigstens einen Abgasstrom (165) von einem Auslassabschnitt des wenigstens einen Gaswäschers (170) aufnimmt und die Temperatur des wenigstens einen Abgasstroms (165) vermindert; wenigstens ein Entnebler (230); wobei der wenigstens eine Entnebler (230) stromabwärts des wenigstens einen stromabwärts angeordneten Wärmetauschers (220) angeschlossen ist und Wasser aus dem wenigstens einen Abgasstrom (165) entfernt; und wenigstens eine Mischstation (240); wobei die wenigstens eine Mischstation (240) stromaufwärts des Einlassabschnitts der wenigstens einen Gasturbine (100) angeschlossen ist und den wenigstens einen Abgasstrom (165) mit Einlassluft (125) mischt, wobei die Einlassluft (125) in die wenigstens eine Gasturbine (100) eintritt.
  7. System nach Anspruch 6, zu dem ferner gehören: wenigstens ein Injektor (500), um wenigstens einen Wirkstoff in den wenigstens einen Gaswäscher (170) zu injizieren, um einen Teil der Bestandteile in dem wenigstens einen Abgasstrom (165) zu absorbieren; und wenigstens einen Naßelektroabscheider (510), wobei der wenigstens eine Naßelektroabscheider (510) stromabwärts des wenigstens einen stromabwärts angeordneten Wärmetauschers (220) angeschlossen ist und einen Teil der Bestandteile in dem wenigstens einen Abgasstrom (165) entfernt.
  8. System nach Anspruch 5, zu dem ferner gehören: wenigstens ein stromaufwärts angeordneter Wärmetauscher; wobei der wenigstens eine stromaufwärts angeordnete Wärmetauscher (300) dazu in der Lage ist: den wenigstens einen Abgasstrom (165) aufzunehmen; die Temperatur des wenigstens einen Abgasstroms (165) zu reduzieren; und dem wenigstens einen Abgasstrom (165) zu erlauben, zu einem Einlassabschnitt des wenigstens einen Gaswäschers (170) zu strömen; wenigstens ein Entnebler (230); wobei der wenigstens eine Entnebler (230) stromabwärts des wenigstens einen Gaswäschers (170) angeschlossen ist und Wasser aus dem wenigstens einen Abgasstrom (165) entfernt; und wenigstens eine Mischstation (240); wobei die wenigstens eine Mischstation (240) stromaufwärts des Einlassabschnitts der wenigstens einen Gasturbine (100) angeschlossen ist und den wenigstens einen Abgasstrom (165) mit einem in die wenigstens eine Gasturbine (100) eintretenden Einlassluftstrom (125) mischt.
  9. System nach Anspruch 5, zu dem ferner gehören: wenigstens ein stromaufwärts angeordneter Wärmetauscher; wobei der wenigstens eine stromaufwärts angeordnete Wärmetauscher (300) dazu in der Lage ist: den wenigstens einen Abgasstrom (165) aufzunehmen; die Temperatur des wenigstens einen Abgasstroms (165) zu reduzieren; und dem wenigstens einen Abgasstrom (165) zu erlauben, zu einem Einlassabschnitt des wenigstens einen Gaswäschers (170) zu strömen; wenigstens ein stromabwärts angeordneter Wärmetauscher; wobei der wenigstens eine stromabwärts angeordnete Wärmetauscher (220) den wenigstens einen Abgasstrom (165) von einem Auslassabschnitt des wenigstens einen Gaswäschers (170) aufnimmt und die Temperatur des wenigstens einen Abgasstroms (165) vermindert; wenigstens ein Entnebler (230); wobei der wenigstens eine Entnebler (230) stromabwärts des wenigstens einen stromabwärts angeordneten Wärmetauschers (220) angeschlossen ist und Wasser aus dem wenigstens einen Abgasstrom (165) entfernt; und wenigstens eine Mischstation (240); wobei die wenigstens eine Mischstation (240) stromaufwärts des Einlassabschnitts der wenigstens einen Gasturbine (100) angeschlossen ist und den wenigstens einen Abgasstrom (165) mit einem in die wenigstens eine Gasturbine (100) eintretenden Einlassluftstrom (125) mischt.
  10. System nach Anspruch 5, zu dem ferner gehören: wenigstens ein Injektor (500), um wenigstens einen Wirkstoff in den wenigstens einen Gaswäscher (170) zu injizieren, um einen Teil der Bestandteile in dem wenigstens einen Abgasstrom (165) zu absorbieren; wenigstens einen stromaufwärts angeordneten Wärmetauscher; wobei der wenigstens eine stromaufwärts angeordnete Wärmetauscher (300) dazu in der Lage ist: den wenigstens einen Abgasstrom (165) aufzunehmen; die Temperatur des wenigstens einen Abgasstroms (165) zu reduzieren; und dem wenigstens einen Abgasstrom (165) zu erlauben, zu einem Einlassabschnitt des wenigstens einen Gaswäschers (170) zu strömen; wenigstens ein stromabwärts angeordneter Wärmetauscher; wobei der wenigstens eine stromabwärts angeordnete Wärmetauscher (220) den wenigstens einen Abgasstrom (165) von einem Auslassabschnitt des wenigstens einen Gaswäschers (170) aufnimmt und die Temperatur des wenigstens einen Abgasstroms (165) vermindert; wenigstens ein Naßelektroabscheider (510), wobei der wenigstens eine Naßelektroabscheider (510) stromabwärts des wenigstens einen stromabwärts angeordneten Wärmetauschers (220) angeschlossen ist und einen Teil der Bestandteile in dem wenigstens einen Abgasstrom (165) entfernt; wenigstens ein Entnebler (230); wobei der wenigstens eine Entnebler (230) stromabwärts des wenigstens einen stromabwärts angeordneten Wärmetauschers (220) angeschlossen ist und Wasser aus dem wenigstens einen Abgasstrom (165) entfernt; und wenigstens eine Mischstation (240); wobei die wenigstens eine Mischstation (240) stromaufwärts des Einlassabschnitts der we nigstens einen Gasturbine (100) angeschlossen ist und den wenigstens einen Abgasstrom (165) mit einem in die wenigstens eine Gasturbine (100) eintretenden Einlassluftstrom (125) mischt.
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