RU2433339C2 - Способ выработки энергии в энергетической установке посредством сжигания углеродсодержащего топлива в, по существу, чистом кислороде, энергетическая установка для выработки энергии посредством сжигания углеродсодержащего топлива в, по существу, чистом кислороде, способ модификации процесса выработки энергии посредством сжигания углеродсодержащего топлива от сжигания топлива в воздухе до сжигания топлива в, по существу, чистом кислороде - Google Patents

Способ выработки энергии в энергетической установке посредством сжигания углеродсодержащего топлива в, по существу, чистом кислороде, энергетическая установка для выработки энергии посредством сжигания углеродсодержащего топлива в, по существу, чистом кислороде, способ модификации процесса выработки энергии посредством сжигания углеродсодержащего топлива от сжигания топлива в воздухе до сжигания топлива в, по существу, чистом кислороде Download PDF

Info

Publication number
RU2433339C2
RU2433339C2 RU2009149700/06A RU2009149700A RU2433339C2 RU 2433339 C2 RU2433339 C2 RU 2433339C2 RU 2009149700/06 A RU2009149700/06 A RU 2009149700/06A RU 2009149700 A RU2009149700 A RU 2009149700A RU 2433339 C2 RU2433339 C2 RU 2433339C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steam
furnace
gas
exhaust gas
fuel
Prior art date
Application number
RU2009149700/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2009149700A (ru
Inventor
Чжень ФАНЬ (US)
Чжень ФАНЬ
Хорст ХЭК (US)
Хорст ХЭК
Эндрю ЗЕЛЬЦЕР (US)
Эндрю ЗЕЛЬЦЕР
Original Assignee
Фостер Уилер Энерджи Корпорейшн
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Фостер Уилер Энерджи Корпорейшн filed Critical Фостер Уилер Энерджи Корпорейшн
Publication of RU2009149700A publication Critical patent/RU2009149700A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2433339C2 publication Critical patent/RU2433339C2/ru

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L7/00—Supplying non-combustible liquids or gases, other than air, to the fire, e.g. oxygen, steam
    • F23L7/007—Supplying oxygen or oxygen-enriched air
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/002—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by condensation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/62—Carbon oxides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K7/00—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating
    • F01K7/16—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being only of turbine type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/06—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of coolers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N3/00—Regulating air supply or draught
    • F23N3/002—Regulating air supply or draught using electronic means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/50—Carbon oxides
    • B01D2257/504—Carbon dioxide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2900/00—Special arrangements for conducting or purifying combustion fumes; Treatment of fumes or ashes
    • F23J2900/15061—Deep cooling or freezing of flue gas rich of CO2 to deliver CO2-free emissions, or to deliver liquid CO2
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L2900/00—Special arrangements for supplying or treating air or oxidant for combustion; Injecting inert gas, water or steam into the combustion chamber
    • F23L2900/07001—Injecting synthetic air, i.e. a combustion supporting mixture made of pure oxygen and an inert gas, e.g. nitrogen or recycled fumes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L2900/00—Special arrangements for supplying or treating air or oxidant for combustion; Injecting inert gas, water or steam into the combustion chamber
    • F23L2900/07003—Controlling the inert gas supply
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/30—Technologies for a more efficient combustion or heat usage
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/32—Direct CO2 mitigation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Air Supply (AREA)
  • Chimneys And Flues (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области энергетики. Способ выработки энергии в энергетической установке посредством сжигания углеродсодержащего топлива в по существу чистом кислороде, при этом способ включает в себя следующие этапы, на которых: (a) подают углеродсодержащее топливо в топку; (b) подают по существу чистый кислород из источника кислорода в топку для сжигания топлива в кислороде для получения отходящего газа, содержащего главным образом диоксид углерода и воду; (c) выпускают отходящий газ из топки посредством канала для отходящего газа; (d) извлекают все количество низкопотенциального тепла из отходящего газа посредством использования множества охладителей для отходящего газа, расположенных в находящейся дальше по потоку части канала для отходящего газа, при этом первая часть извлеченного низкопотенциального тепла используется для предварительного нагрева питательной воды; (e) превращают предварительно нагретую питательную воду в пар посредством извлечения высокопотенциального тепла на теплопередающих поверхностях, расположенных в топке и в находящейся ближе по потоку части канала для отходящего газа; (f) повышают давление первой части отходящего газа во множестве компрессоров для отходящего газа для получения жидкого диоксида углерода; (g) рециркулируют вторую часть отходящего газа в топку посредством канала для рециркуляции отходящего газа; (h) расширяют пар в паротурбинной системе для приведения в действие генератора мощности; (i) отбирают все количество пара из паротурбинной системы и используют первую часть отобранного пара для предварительного нагрева питательной воды, при этом первая часть извлеченного низкопотенциального тепла составляет более 50% от всего количества извлеченного низкопотенциального тепла, что обеспечивает возможность минимизации первой части отобранного пара, и способ включает в себя дополнительную операцию: (j) расширяют вторую часть отобранного пара в, по меньшей мере, одной вспомогательной паровой турбине для приведения в действие, по меньшей мере, одного компрессора или, по меньшей мере, одного насоса энергетической установки. Изобретение позволяет минимизировать затраты или потери выработанной энергии, обусловленные удалением диоксида углерода. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу эффективного сжигания топлива в кислороде и к энергетической установке для эффективного сжигания топлива в кислороде, а также к способу модификации процесса выработки энергии посредством сжигания углеродсодержащего топлива от сжигания топлива в воздухе до сжигания топлива в по существу чистом кислороде. Более точно, настоящее изобретение относится к сжиганию топлива в чистом кислороде, включающему в себя удаление диоксида углерода, при котором затраты или потери выработанной энергии, обусловленные удалением диоксида углерода, минимизируются.
Описание уровня техники, имеющего отношение к изобретению
Сжигание топлива в чистом кислороде представляет собой один из способов, предложенных для удаления CO2 из газообразных продуктов сгорания, выходящих из энергетического котла, такого как пылеугольный (РС) котел или котел с циркулирующим псевдоожиженным слоем (СFB). Сжигание топлива в чистом кислороде базируется на сжигании углеродсодержащего топлива в по существу чистом кислороде, как правило, со степенью чистоты приблизительно 95%, для получения диоксида углерода и воды в качестве основных компонентов отходящего газа, выходящего из котла. Тем самым улавливание диоксида углерода может осуществляться сравнительно легко, и при этом отсутствует необходимость в отделении его от потока газа, имеющего азот в качестве его основного компонента, как в случае сжигания топлива в воздухе.
Сжигание топлива в чистом кислороде является более сложным, чем обычное сжигание, вследствие необходимости в источнике кислорода, как правило, в установке (ASU) для разделения воздуха методом глубокого охлаждения, в которой воздух охлаждается и сжимается так, что кислород может быть отделен от других компонентов воздуха, главным образом, азота. СО2 может быть отделен от отходящего газа, например посредством охлаждения его до сравнительно низкой температуры и посредством сжатия его до высокого давления, как правило, превышающего 110 бар. Как получение кислорода, так и сжатие/очистка диоксида углерода увеличивают суммарные издержки производства, связанные с процессом выработки энергии, например за счет уменьшения полезной мощности, вырабатываемой в данном процессе.
Паровой цикл энергетического котла содержит некоторое количество ступеней нагрева, в которых питательная вода с низкой температурой, получаемая из конденсатора, превращается в высокотемпературный пар, который будет подаваться в паровую турбину высокого давления. Процесс нагрева питательной воды включает в себя стадии предварительного нагрева, испарения и перегрева. Обычно предварительный нагрев воды состоит из нагрева паром, который отбирается из паровых турбин, и последней стадии предварительного нагрева в одном или нескольких экономайзерах, расположенных в находящейся дальше по потоку части канала для отходящего газа. Пример обычного парового цикла энергетического котла показан в патенте США No. 4430962.
Парообразующие поверхности теплообмена обычно выполнены в виде топочных экранов котла, и поверхности перегрева и возможные поверхности предварительного нагрева наиболее часто расположены в находящейся ближе по потоку части канала для отходящего газа. Для увеличения термического кпд котла в находящейся дальше по потоку части канала для отходящего газа обычно расположен воздухоподогреватель, находящийся за экономайзером по ходу потока, при этом отходящий газ будет охлаждаться до конечной температуры, которая, как правило, составляет от 150 до 120°С. Пример энергетического котла с воздухоподогревателем показан в патенте США No. 4205630.
В патенте США No. 6202574 предложен агрегат сгорания для сжигания ископаемого топлива в по существу чистом кислороде для образования отходящего газа, имеющего диоксид углерода и воду в качестве компонентов с наибольшим содержанием в нем. Часть отходящего газа посредством рециркуляции возвращается в агрегат сгорания, а остальная часть отходящего газа подвергается сжатию и обработке для получения диоксида углерода в жидкой фазе. Подвергнутый рециркуляции отходящий газ и поток по существу чистого кислорода предварительно нагреваются посредством отходящего газа в соответствующих газовых теплообменниках.
В патенте США No. 6935251 предложен способ сжигания топлива в потоке окислителя, содержащем обогащенный кислородом поток газа, имеющем содержание кислорода от 21 до 100%, смешанном с топочным газом, для образования топочного газа, имеющего массовую скорость потока, которая меньше массовой скорости потока топочного газа, образованного при использовании воздуха в качестве потока окислителя, в результате чего размеры системы борьбы с загрязнением, вызываемым топочным газом, могут быть уменьшены.
В каждом из патентов США No.No. 5344627 и 6883327 описан обычный процесс парообразования, в котором СО2 удаляется из отходящего газа посредством абсорбции с помощью растворителя, при этом часть пара, выходящего из паровых турбин высокого давления или промежуточного давления расширяется во вспомогательных турбинах для приведения в действие компрессора для диоксида углерода и вспомогательного оборудования. Данные процессы могут быть использованы для минимизации, в некоторой степени, затрат или минимизации снижения полезной мощности, вырабатываемой в данном процессе.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Цель настоящего изобретения заключается в разработке способа сжигания топлива в кислороде и к энергетической установке для сжигания топлива в кислороде, при которых затраты или потери выработанной энергии, обусловленные удалением диоксида углерода, минимизируются.
Другая цель настоящего изобретения заключается в разработке способа модификации процесса выработки энергии посредством сжигания углеродсодержащего топлива от сжигания в воздухе до сжигания в кислороде, включая удаление диоксида углерода, при котором общие затраты или потери минимизируются.
В соответствии с одним аспектом изобретения разработан способ выработки энергии посредством сжигания углеродсодержащего топлива в по существу чистом кислороде, при этом способ включает в себя следующие операции: (а) подачу углеродсодержащего топлива в топку; (b) подачу по существу чистого кислорода из источника (запаса) кислорода в топку для сжигания топлива в кислороде для образования отходящего газа, содержащего главным образом диоксид углерода и воду; (с) выпуск отходящего газа через посредство канала для отходящего газа из топки; (d) извлечение всего количества низкопотенциального тепла из отходящего газа посредством использования множества охладителей для отходящего газа, расположенных в находящейся дальше по потоку части канала для отходящего газа, при этом первая часть извлеченного низкопотенциального тепла используется для предварительного нагрева питательной воды; (е) превращение предварительно нагретой питательной воды в пар посредством извлечения высокопотенциального тепла на теплопередающих поверхностях, расположенных в топке и в находящейся ближе по потоку части канала для отходящего газа; (f) повышение давления первой части отходящего газа в множестве компрессоров для отходящего газа для получения жидкого диоксида углерода; (g) возврат второй части отходящего газа посредством рециркуляции в топку через посредство канала для рециркуляции отходящего газа; (h) расширение пара в паротурбинной системе для приведения в действие генератора мощности; (i) отбор всего количества пара из паротурбинной системы и использование первой части отобранного пара для предварительного нагрева питательной воды, при этом первая часть извлеченного низкопотенциального тепла составляет более 50% от всего количества извлеченного низкопотенциального тепла, что обеспечивает возможность минимизации первой части отобранного пара, и при этом способ включает в себя дополнительную операцию: (j) расширение второй части отобранного пара, по меньшей мере, в одной вспомогательной паровой турбине для приведения в действие, по меньшей мере, одного компрессора или, по меньшей мере, одного насоса энергетической установки.
Предпочтительно первая часть отобранного пара обеспечивает менее 50% от всего тепла, используемого для предварительного нагрева питательной воды.
Предпочтительно вторая часть отобранного пара составляет, по меньшей мере, 50% от всего количества отобранного пара.
Предпочтительно температура второй части отходящего газа при подаче его в топку составляет менее 200°С.
Предпочтительно по существу чистый кислород смешивают со второй частью отходящего газа до подачи кислорода и второй части отходящего газа в топку, с тем чтобы образовать вводимый газ.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения разработана энергетическая установка для выработки энергии посредством сжигания углеродсодержащего топлива в по существу чистом кислороде, при этом энергетическая установка содержит: топку для сжигания топлива; канал для кислорода, соединенный с топкой для подачи по существу чистого кислорода из источника кислорода в топку для сжигания топлива в кислороде для образования отходящего газа, содержащего главным образом диоксид углерода и воду; канал для отходящего газа, соединенный с топкой для выпуска отходящего газа из топки; паровой цикл для превращения питательной воды в пар, включающий в себя экономайзерную систему, предназначенную для предварительного нагрева питательной воды, и теплопередающие поверхности, расположенные в топке и в находящейся ближе по потоку части канала для отходящего газа, предназначенные для извлечения высокопотенциального тепла для превращения предварительно нагретой питательной воды в пар; множество охладителей для отходящего газа, расположенных в находящейся дальше по потоку части канала для отходящего газа, предназначенных для извлечения всего количества низкопотенциального тепла из отходящего газа, при этом часть охладителей для отходящего газа образует экономайзерную систему; множество компрессоров для отходящего газа, предназначенных для повышения давления первой части отходящего газа для получения жидкого диоксида углерода; канал для рециркуляции отходящего газа, предназначенный для возврата второй части отходящего газа в топку посредством рециркуляции; паротурбинную систему, предназначенную для расширения пара для приведения в действие генератора мощности, при этом паротурбинная система содержит средство для отбора всего количества пара; средства для использования первой части отобранного пара для предварительного нагрева питательной воды, при этом экономайзерная система предназначена для извлечения в ней при нормальном рабочем режиме более 50% от всего количества низкопотенциального тепла, подлежащего извлечению газоохладителями, что обеспечивает возможность минимизации первой части отобранного пара, и при этом энергетическая установка дополнительно содержит: по меньшей мере, одну вспомогательную паровую турбину для расширения второй части отобранного пара для приведения в действие, по меньшей мере, одного компрессора или, по меньшей мере, одного насоса энергетической установки.
Предпочтительно канал для кислорода соединен с каналом для рециркуляции отходящего газа для подачи вводимого газа, состоящего из по существу чистого кислорода и второй части отходящего газа, в топку.
В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения разработан способ модификации процесса выработки энергии посредством сжигания углеродсодержащего топлива от сжигания топлива в воздухе до сжигания топлива в по существу чистом кислороде, при этом исходный процесс включает в себя следующие операции: (а) подачу углеродсодержащего топлива в топку с первой скоростью подачи топлива; (b) подачу воздуха при определенной температуре вводимого воздуха в топку для сжигания топлива в воздухе для образования отходящего газа с топки с первым интервалом температур; (с) выпуск отходящего газа из топки через посредство канала для отходящего газа; (d) извлечение первого общего количества низкопотенциального тепла из отходящего газа в охладителях для отходящего газа, расположенных в находящейся дальше по потоку части канала для отходящего газа, при этом первая часть первого общего количества низкопотенциального тепла используется для предварительного нагрева питательной воды; (е) превращение предварительно нагретой питательной воды в пар посредством извлечения высокопотенциального тепла на теплопередающих поверхностях, расположенных в топке и в находящейся ближе по потоку части канала для отходящего газа; и (f) расширение пара в паротурбинной системе для приведения в действие генератора мощности и отбор пара из паротурбинной системы, при этом, по меньшей мере, часть отобранного пара используется для предварительного нагрева питательной воды, модифицированный процесс включает в себя следующие операции: (а') подачу углеродсодержащего топлива в топку со второй скоростью подачи топлива; (b') подачу по существу чистого кислорода из источника кислорода в топку с некоторой скоростью подачи кислорода для сжигания топлива в кислороде для образования отходящего газа, содержащего главным образом диоксид углерода и воду, со второй температурой; (с') выпуск отходящего газа из топки через посредство канала для отходящего газа; (d') извлечение второго общего количества низкопотенциального тепла из отходящего газа в модифицированном комплекте охладителей для отходящего газа, расположенных в находящейся дальше по потоку части канала для отходящего газа, при этом первая часть второго общего количества низкопотенциального тепла используется для предварительного нагрева питательной воды; (е') превращение предварительно нагретой питательной воды в пар посредством извлечения высокопотенциального тепла на теплопередающих поверхностях, расположенных в топке и в находящейся ближе по потоку части канала для отходящего газа; (f') повышение давления части отходящего газа в множестве компрессоров для отходящего газа для получения жидкого диоксида углерода; (g') возврат другой части отходящего газа посредством рециркуляции в топку через посредство канала для рециркуляции отходящего газа; (h') расширение пара в паротурбинной системе для приведения в действие генератора; (i') отбор всего количества пара из паротурбинной системы и использование первой части отобранного пара для предварительного нагрева питательной воды, при этом первая часть второго общего количества низкопотенциального тепла больше первой части первого общего количества низкопотенциального тепла, что обеспечивает возможность минимизации первой части отобранного пара, и при этом способ включает в себя дополнительную операцию: (j') расширение второй части отобранного пара, по меньшей мере, в одной вспомогательной паровой турбине для приведения в действие, по меньшей мере, одного компрессора или, по меньшей мере, одного насоса энергетической установки.
Предпочтительно вторая скорость подачи топлива, по меньшей мере, на 10% больше первой скорости подачи топлива.
Предпочтительно первая часть отобранного пара, по меньшей мере, на 30% меньше части отобранного пара, которая на операции (f) исходного процесса используется для предварительного нагрева питательной воды.
Предпочтительно температура второй части отходящего газа при подаче его в топку ниже определенной температуры вводимого воздуха.
Предпочтительно в модифицированном процессе по существу чистый кислород смешивают со второй частью отходящего газа до подачи кислорода и второй части отходящего газа в топку, с тем чтобы образовать вводимый газ.
В дальнейшем тепло, которое извлекается в процессе сгорания при высоких температурах посредством парообразующих поверхностей, поверхностей нагрева пароперегревателя или поверхностей нагрева промежуточного пароперегревателя, названо высокопотенциальным теплом, и тепло, которое извлекается из отходящего газа при более низких температурах посредством экономайзеров или одного или нескольких газовых теплообменников, названо низкопотенциальным теплом.
В обычных энергетических котлах большая часть предварительного нагрева питательной воды, как правило, более 70% предварительного нагрева, обычно выполняется посредством использования пара, отбираемого из паровых турбин, и, соответственно, доля предварительного нагрева посредством низкопотенциального тепла отходящего газа посредством экономайзеров значительно ниже, как правило, составляет менее 30%. Вследствие относительно незначительного использования экономайзеров большая часть низкопотенциального тепла от отходящего газа обычно извлекается из отходящего газа в одном или нескольких регенеративных или извлекаемых подогревателях для вводимого газа. Соответственно, часть низкопотенциального тепла, которая извлекается в экономайзерах, так называемая первая часть низкопотенциального тепла, обычно составляет менее 50% от всего количества извлеченного низкотемпературного тепла.
В соответствии с настоящим изобретением первая часть извлеченного низкопотенциального тепла больше, чем в обычных котлах, и предпочтительно составляет более 50%, даже более предпочтительно - более 80% от всего количества извлеченного низкопотенциального тепла. Данные высокие степени извлечения тепла предпочтительно обеспечиваются посредством размещения дополнительных поверхностей экономайзеров в находящейся дальше по потоку части канала для отходящего газа. Тем самым последняя поверхность экономайзера предпочтительно расположена в канале для отходящего газа в месте, в котором температура отходящего газа предпочтительно составляет менее 200°С, даже более предпочтительно - менее 100°С. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, одна поверхность экономайзера используется в качестве охладителя внутренней ступени между двумя компрессорами для отходящего газа.
Использование развитых (оребренных) поверхностей экономайзеров обеспечивает увеличение доли нагрева питательной воды, выполняемого экономайзерами, и, соответственно, уменьшается необходимость в нагреве питательной воды посредством отобранного пара. Предпочтительно, менее 50% нагрева питательной воды обеспечивается посредством отобранного пара. Соответственно, сравнительно большая другая часть, предпочтительно составляющая более 50% отобранного пара, так называемая вторая часть отобранного пара, может быть использована для других целей. В соответствии с настоящим изобретением вторая часть отобранного пара расширяется, по меньшей мере, в одной вспомогательной паровой турбине для приведения в действие, по меньшей мере, одного компрессора или, по меньшей мере, одного насоса энергетической установки.
В соответствии с ранее предложенными конструкциями для котла, предназначенного для сжигания топлива в чистом кислороде, полезная мощность, обеспечиваемая котлом, значительно уменьшается вследствие мощности собственных нужд, необходимой для получения по существу чистого кислорода и для отделения диоксида углерода, сжатого до жидкости. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, часть компрессоров для отходящего газа приводится в действие непосредственно за счет механической энергии одной из вспомогательных паровых турбин. Таким образом, минимизируется потребность в мощности собственных нужд для сжатия диоксида углерода. В том случае, в котором источник кислорода содержит установку (ASU) для разделения воздуха методом глубокого охлаждения, имеющую компрессоры для повышения давления воздуха, один или несколько из данных компрессоров также могут быть приведены в действие непосредственно вспомогательными паровыми турбинами для дополнительного снижения потребности в мощности собственных нужд.
Прямым следствием извлечения сравнительно большой части низкопотенциального тепла на поверхностях экономайзеров является то, что сравнительно малая часть низкопотенциального тепла может быть извлечена в газовых теплообменниках, расположенных в находящейся дальше по потоку части канала для отходящего газа. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения энергетическая установка не содержит никакого газового теплообменника для передачи тепла от отходящего газа подвергнутому рециркуляции отходящему газу или потоку по существу чистого кислорода. Альтернативно, энергетическая установка может содержать газовый теплообменник, обеспечивающий передачу тепла от отходящего газа подвергнутому рециркуляции отходящему газу или смеси подвергнутого рециркуляции отходящего газа и потока по существу чистого кислорода, но кпд газового теплообменника будет явно меньше, чем кпд типового воздухоподогревателя обычного энергетического котла.
В соответствии с настоящим изобретением вводимые газы могут содержать подаваемые в топку, отдельные потоки подвергнутого рециркуляции отходящего газа и сравнительно чистого кислорода, как правило, имеющего степень чистоты 95% или выше. Тем не менее, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения поток вводимого газа представляет собой комбинированный поток подвергнутого рециркуляции отходящего газа и по существу чистого кислорода. Вследствие того что энергетическая установка не содержит никаких газовых теплообменников для передачи тепла от отходящего газа газу, вводимому в топку, или того, что эффективность подобных теплообменников является низкой, температура вводимого газа остается сравнительно низкой. В соответствии с настоящим изобретением температура вводимого газа при подаче его в топку предпочтительно составляет менее 200°С, даже более предпочтительно - менее 100°С. Она несомненно ниже, чем в обычных энергетических котлах, в которых температура вводимого газа обычно составляет от 250 до 400°С, как правило, приблизительно 300°С.
Скорость подачи сравнительно чистого кислорода определяют на основе скорости подачи топлива для обеспечения достаточно полного сгорания топлива. Обычно скорость подачи кислорода регулируют посредством мониторинга содержания остаточного кислорода в отходящем газе, которое должно оставаться на соответствующем уровне, как правило, приблизительно 3%.
Вследствие высокой скорости потока вводимого газа теплосодержание вводимого газа оказывает значительное влияние на тепловой баланс топки. Из сравнительно низкой температуры вводимого газа следует то, что сравнительно большое количество топлива должно быть подано в топку для получения заданной температуры в топке. Особенно в том случае, когда настоящее изобретение используется для модернизации котла для сжигания в воздухе до котла для сжигания в кислороде, скорость подачи топлива предпочтительно увеличивается, по меньшей мере, на 10%, даже более предпочтительно, по меньшей мере, на 15%. Тем самым посредством использования процесса сжигания топлива в чистом кислороде в соответствии с настоящим изобретением в топке можно сжигать больше топлива, чем при использовании обычного сжигания в воздухе.
Температура в топке модернизированного котла предпочтительно может поддерживаться приблизительно такой же, как температура в исходном огневоздушном котле (котле для сжигания в воздухе), для поддержания исходной скорости образования пара и для избежания, например, коррозии или проблем, связанных с прочностью материала стенок топки. В том случае, когда теплопередача в топке является в основном радиационной, температура в топке вследствие высокой излучательной способности подвергнутого рециркуляции отходящего газа может быть даже немного меньше, чем температура в исходном процесса, и, тем не менее, теплопередача будет поддерживаться на исходном уровне. Таким образом, посредством использования настоящего изобретения огневоздушный (предназначенный для сжигания в воздухе) котел с циркулирующим псевдоожиженным слоем или пылеугольный котел может быть сравнительно легко модернизирован для сжигания топлива в чистом кислороде.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения скорость подачи вводимого газа в модернизированном котле регулируют для поддержания исходной скорости газа в топке. Вследствие сниженной температуры вводимого газа по сравнению с температурой исходного вводимого воздуха скорость подачи топлива должна быть увеличена по сравнению с исходной скоростью подачи топлива для поддержания исходной температуры топки.
Тем не менее, вследствие более высокой теплоемкости отходящего газа в модернизированном процессе, имеющего диоксид углерода в качестве его основного компонента, по сравнению с теплоемкостью отходящего газа в исходном процессе, имеющего азот в качестве его исходного компонента, количество тепла, переносимого отходящим газом, увеличивается. Посредством этого увеличенное количество низкопотенциального тепла будет иметься в наличии для нагрева питательной воды в экономайзерах. Это также приводит к дополнительной экономии отобранного пара, который может быть предпочтительно расширен во вспомогательных паровых турбинах для приведения в действие компрессоров и/или насосов энергетической установки.
Когда скорость газа в топке поддерживается на исходном уровне, содержание кислорода во вводимом газе предпочтительно близко к содержанию кислорода в воздухе и, как правило, составляет от 18 до 28%. Например, когда скорость подачи топлива увеличивается на 17%, скорость рециркуляции отходящего газа предпочтительно регулируется таким образом, что содержание кислорода во вводимом газе составляет приблизительно 24%. Соответственно, соотношение массового расхода вводимого газа и топлива предпочтительно, по меньшей мере, на 10% выше, даже более предпочтительно, по меньшей мере, на 20% выше, чем соотношение массового расхода воздуха и топлива, которое используется при сжигании топлива в воздухе.
В соответствии с альтернативным вариантом осуществления настоящего изобретения скорость подачи топлива регулируют до заданного уровня, который в модернизированном котле предпочтительно, по меньшей мере, на 10% выше, даже более предпочтительно, по меньшей мере, на 15% выше, чем в исходном огневоздушном (предназначенном для сжигания в воздухе) котле, и скорость подачи вводимого газа в топку определяют так, чтобы получить заданную температуру в топке.
Преимуществом процесса выработки энергии посредством сжигания в чистом кислороде в соответствии с настоящим изобретением является то, что он может быть принят для использования сравнительно легко посредством модернизации обычного котла, предназначенного для сжигания в воздухе. Предпочтительно модернизация включает главным образом ввод в действие источника кислорода, такого как установка для разделения воздуха методом глубокого охлаждения, и оборудования для отделения диоксида углерода и повышение эффективности экономайзерной системы и скорости рециркуляции отходящего газа. В результате данных изменений часть отобранного пара может быть использована для выработки механической энергии для непосредственного приведения в действие компрессоров или насосов энергетической установки, что обеспечивает уменьшение потерь полезной мощности, вырабатываемой в энергетической установке.
Модифицированный процесс выработки энергии предпочтительно включает в себя дополнительную операцию снижения температуры газа, вводимого в топку, и увеличения скорости сжигания топлива по сравнению с соответствующими показателями исходного процесса для поддержания исходной температуры топки. Посредством этого топка и основное производство пара могут сохраняться почти не измененными. Тем не менее, вследствие увеличенной теплоемкости отходящего газа даже большее количество тепла может быть извлечено поверхностями экономайзеров, и даже большее количество отобранного пара может быть расширено во вспомогательных парогенераторах для выработки механической мощности для увеличения вырабатываемой полезной мощности.
Вышеприведенное краткое описание, а также дополнительные цели, признаки и преимущества настоящего изобретения станут более понятными за счет ссылки на нижеследующее подробное описание предпочтительных в настоящее время, но, тем не менее, иллюстративных вариантов осуществления настоящего изобретения, рассматриваемых совместно с приложенным чертежом.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖА
Чертеж представляет собой принципиальную схему энергетической установки для сжигания топлива в чистом кислороде в соответствии с настоящим изобретением.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Чертеж показывает принципиальную схему энергетической установки 10 в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. Энергетическая установка 10 содержит котел 12, который может представлять собой, например, пылеугольный (РС) котел или котел с циркулирующим псевдоожиженным слоем (CFB). Топка 14 котла содержит обычное средство 16 для подачи топлива, средство для введения кислородсодержащего вводимого газа 18 в топку и канал 20 для отходящего газа, предназначенный для выпуска отходящего газа, образуемого посредством сжигания топлива в кислороде, содержащемся во вводимом газе. Детали и тип некоторых элементов котла 12, таких как средство 16 для подачи топлива и средство 18 для подачи вводимого газа, естественно, зависят от типа котла. Однако подобные элементы, например горелки, углеразмольные мельницы, средства для подачи первичного и вторичного вводимого газа раздельно, не имеют важного значения для настоящего изобретения, и поэтому они не показаны на чертеже.
Кислородсодержащий вводимый газ предпочтительно представляет собой смесь по существу чистого кислорода, получаемого из потока 22 воздуха в установке (ASU) 24 для разделения воздуха, и части отходящего газа, которая подвергается рециркуляции посредством канала 26 для рециркуляции отходящего газа. Канал 26 для рециркуляции отходящего газа предпочтительно содержит средство, такое как вентилятор 28, для регулирования скорости рециркуляции отходящего газа. Скорость рециркуляции отходящего газа предпочтительно регулируется таким образом, что среднее содержание О2 во вводимом газе близко к содержанию кислорода в воздухе, предпочтительно от 18 до 28%. В некоторых вариантах настоящего изобретения также существует возможность ввода потоков подвергнутого рециркуляции отходящего газа и по существу чистого кислорода отдельно в топку 14, например в разных частях топки.
Стенки топки 14 предпочтительно образованы в виде конструкции трубчатой стенки, которая образует испарительную теплопередающую поверхность 30, предназначенную для превращения предварительно нагретой питательной воды в пар. Находящаяся ближе по потоку часть 32 канала 20 для отходящего газа содержит теплопередающую поверхность 34 нагрева пароперегревателя, предназначенную для извлечения так называемого высокопотенциального тепла из отходящего газа для перегрева пара. Для простоты чертеж показывает только одну поверхность нагрева пароперегревателя, но на практике находящаяся ближе по потоку часть 32 канала для отходящего газа обычно содержит множество поверхностей нагрева пароперегревателя и промежуточного пароперегревателя для извлечения высокопотенциального тепла. Отходящий газ, как правило, охлаждается посредством поверхностей нагрева пароперегревателя и промежуточного пароперегревателя до приблизительно 450°С.
Отходящий газ, проходящий в находящейся дальше по потоку части 36 канала 20 для отходящего газа, то есть его часть, находящаяся за последним пароперегревателем 34 по ходу потока, по-прежнему несет значительное количество тепла, которое представляет собой так называемое низкопотенциальное тепло. Обычно как можно большая часть низкопотенциального тепла должна извлекаться для максимизации теплового кпд котла. Таким образом, находящаяся дальше по потоку часть канала 20 для отходящего газа содержит несколько теплопередающих поверхностей, из которых наиболее близко по потоку расположена конечная поверхность 38 экономайзера, где питательная вода нагревается до ее конечной температуры перед подачей ее к испарительным поверхностям 30.
За экономайзером 38 по ходу потока в некоторых случаях применения может быть расположен газовый теплообменник 40, который может представлять собой теплообменник извлекаемого или регенеративного типа, предназначенный для передачи тепла от отходящего газа газу, вводимому в котел 12. Подобный теплообменник может потребоваться, например, для нагрева первичного газа пылеугольного (РС) котла. Тем не менее, отличительным признаком настоящего изобретения является то, что эффективность (кпд) газового теплообменника меньше его эффективности в обычном энергетическом котле. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения между отходящим газом и вводимым газом отсутствует теплообменник. В особенности в том случае, в котором потоки подвергнутого циркуляции отходящего газа и по существу чистого кислорода подаются отдельно в топку, канал для подачи по существу чистого кислорода предпочтительно не содержит никакого газового теплообменника.
Следствием малой степени нагрева вводимого газа или даже отсутствия нагрева вводимого газа является то, что вводимый газ подается в топку 14 при сравнительно низкой температуре. Предпочтительно вводимый газ подается в печь при средней температуре, составляющей менее 200°С, даже более предпочтительно - при средней температуре, составляющей менее 100°С. Вследствие низкой температуры вводимого газа, скорости подачи соответственно топлива и кислорода предпочтительно могут быть увеличены для получения увеличенного количества тепла для поддержания соответствующей температуры в топке 14.
Чертеж показывает в находящейся дальше по потоку части 36 канала 20 для отходящего газа промежуточный экономайзер 42, два компрессора 44, 46 для отходящего газа и экономайзер 48, расположенный между компрессорами для промежуточного охлаждения. Отличительным признаком настоящего изобретения является то, что эффективность теплопередачи поверхностей экономайзера (38) выше, чем эффективность теплопередачи в паровом цикле обычного энергетического котла. Соответственно, некоторые из экономайзеров расположены в низкотемпературной части канала 20 для отходящего газа, предпочтительно в том месте, в котором отходящий газ охлаждается до температуры, составляющей менее 200°С, даже более предпочтительно - в том месте, в котором отходящий газ охлаждается до температуры, составляющей менее 100°С.
Вследствие низкой эффективности (низкого кпд) газового теплообменника и высокой эффективности экономайзеров 38, расположенных в находящейся дальше по потоку части 36 канала для отходящего газа, разделение низкопотенциального тепла по данным разным типам устройств в соответствии с настоящим изобретением несомненно отличается от соответствующего разделения в обычных энергетических котлах. Предпочтительно более 50%, даже более предпочтительно - более 80% извлекаемого низкопотенциального тепла извлекается в экономайзерах. Соответственно, предпочтительно менее 50%, даже более предпочтительно - менее 20% извлеченного низкопотенциального тепла извлекается в газовом теплообменнике.
Канал 20 для отходящего газа обычно содержит разные устройства для очистки отходящего газа от частиц и газообразных загрязняющих веществ, но поскольку они не имеют важного значения для настоящего изобретения, подобные устройства не показаны на чертеже. В соответствии с главной задачей сжигания топлива в чистом кислороде, то есть задачей удаления диоксида углерода из отходящего газа, концевая часть канала для отходящего газа снабжена средством для получения жидкого диоксида углерода, как правило, под давлением приблизительно 110 бар, так что он может быть перемещен для дальнейшего использования или для хранения его в соответствующем месте. Чертеж показывает два охладителя 42, 48 для отходящего газа, которые, как разъяснено выше, предпочтительно используются в качестве экономайзеров, и два компрессора 44, 46 для охлаждения и повышения давления отходящего газа. Система сжижения диоксида углерода обычно содержит на практике более двух ступеней охлаждения и сжатия, обычно, по меньшей мере, четыре ступени, для повышения кпд системы. На чертеже газовый охладитель 42 показан в виде конденсирующего охладителя, в результате чего вода удаляется из отходящего газа. Система отделения диоксида углерода также обычно содержит средства для полного удаления всей воды из отходящего газа и средства для отделения кислорода и возможных других примесей от диоксида углерода, которые, тем не менее, не показаны на чертеже. Подобные средства для обезвоживания и средства для отделения по отдельности известны в данной области техники.
Содержание воды в подвергнутом рециркуляции отходящем газе предпочтительно снижают до возврата отходящего газа в топку посредством рециркуляции. Следовательно, магистраль 26 для рециркуляции отходящего газа предпочтительно ответвляется от канала 20 для отходящего газа за конденсирующим охладителем 42 по ходу потока. Посредством этого содержание воды в газе, подвергнутом рециркуляции, уменьшается, что также вызывает уменьшение содержания воды в топке и в отходящем газе, выходящем из топки. Поскольку содержание O2 в отходящем газе должно поддерживаться на соответствующем уровне, составляющем приблизительно 3 объемных процента, для гарантирования достаточно полного сгорания топлива уменьшение содержания воды обеспечивает уменьшение соотношения O2/CO2 в отходящем газе. Таким образом, посредством возврата обезвоженного газа посредством рециркуляции в топку потребность в отделении O2 от диоксида углерода и потребность в получении O2 в устройстве 24 для разделения воздуха могут быть минимизированы.
Перегретый пар отводится от поверхностей 34 нагрева пароперегревателя для расширения его в паровой турбине 50 для выработки энергии посредством генератора 52 мощности. Обычно паротурбинная система энергетического котла содержит паровые турбины высокого давления, промежуточного давления и низкого давления и предусматривает промежуточный нагрев пара между турбинами высокого давления и промежуточного давления. Для простоты и вследствие того, что детали паротурбинной системы не имеют важного значения для настоящего изобретения, чертеж показывает только одну паровую турбину.
Паровой цикл котла 12 содержит обычным образом конденсатор 54, расположенный за паровой турбиной 50 по ходу потока. Конденсированный пар, то есть питательная вода следующего парового цикла, отводится от конденсатора 54 для предварительного нагрева в первом экономайзере 48, промежуточном экономайзере 42 и конечном экономайзере 38 для превращения ее снова в пар на испарительных поверхностях 30.
Паровая турбина 50 также содержит магистраль 56 для отбора пара промежуточного давления из турбины. Первая часть отобранного пара подается в паровой подогреватель 58 для дополнительного подогрева питательной воды. Паровой цикл на практике обычно содержит множество магистралей для отбора пара и множество паровых подогревателей для питательной воды, но они не показаны на чертеже. Тем не менее, в соответствии с настоящим изобретением, вследствие высокой эффективности (высокого кпд) экономайзеров потребность в предварительном нагреве питательной воды посредством отобранного пара минимизируется. Следовательно, число паровых подогревателей 58 меньше, чем в обычных котлах, или использование паровых подогревателей минимизируется, например, посредством клапанов 60. Предпочтительно менее 50% предварительного нагрева питательной воды выполняется паровыми подогревателями 54 и более 50% - экономайзерами.
Поскольку потребность в использовании отобранного пара для предварительного нагрева питательной воды минимизируется, часть отобранного пара предпочтительно может быть использована для других целей. В соответствии с настоящим изобретением вторая часть отобранного пара расширяется во вспомогательной паровой турбине 62. Паровая турбина 62 обеспечивает преобразование энергии отобранного пара в механическую энергию, которая может быть использована предпочтительно для непосредственного приведения в действие компрессоров или насосов энергетической установки. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения вспомогательная паровая турбина 62 используется для непосредственного приведения в действие компрессоров 44, 46 для отходящего газа. Альтернативно, вспомогательная паровая турбина 62 может быть использована для непосредственного приведения в действие компрессора в установке 40 для разделения воздуха.
В качестве примера воздействия настоящего изобретения на кпд энергетической установки, в которой используется сжигание топлива в чистом кислороде, была проанализирована модернизация котла сверхкритического давления с циркулирующим псевдоожиженным слоем и сжиганием в воздухе, рассчитанного на 460 МВт электрической энергии, до котла с сжиганием топлива в чистом кислороде. За счет использования признаков настоящего изобретения, то есть за счет увеличения поверхностей экономайзеров, увеличения скорости подачи топлива на 17% и рециркуляции холодного и сухого отходящего газа таким образом, чтобы содержание кислорода во вводимом газе составляло 24%, обеспечения незначительного увеличения потока газа от 1466 м3/с до 1505 м3/с и повышения температуры кипящего слоя от 855°С до 900°С, снижение полезной мощности установки составило 11%, что несомненно меньше, чем снижение, составляющее 21,4%, которое было получено при соответствующем обычном процессе сжигания топлива в чистом кислороде. Согласно расчетам, посредством использования настоящего изобретения скорость удаления CO2 была увеличена от 75,5 кг/с до 106,4 кг/с, и потери энергии на удаление CO2 были уменьшены с 333 кВт·ч на тонну CO2 до 126 кВт·ч на тонну CO2. Одновременно затраты на удаление CO2 были уменьшены с 27,7 доллара на тонну CO2 до 19,9 доллара на тонну CO2, и общие затраты на энергию были снижены от 7,3 цента на 1 кВт·ч до 6,5 цента на 1 кВт·ч, что довольно близко к 5,0 цента на 1 кВт·ч, то есть стоимости энергии при соответствующей выработке энергии при сжигании в воздухе без удаления CO2.
Несмотря на то что изобретение было описано здесь в виде примеров в связи с тем, что в настоящее время считается наиболее предпочтительными вариантами осуществления, следует понимать, что изобретение не ограничено раскрытыми вариантами осуществления, но предназначено для охвата различных комбинаций или модификаций его признаков и ряда других применений, включенных в объем изобретения, определенный в приложенной формуле изобретения.

Claims (14)

1. Способ выработки энергии в энергетической установке посредством сжигания углеродсодержащего топлива в, по существу, чистом кислороде, при этом способ включает в себя следующие этапы, на которых:
(a) подают углеродсодержащее топливо в топку;
(b) подают, по существу, чистый кислород из источника кислорода в топку для сжигания топлива в кислороде для получения отходящего газа, содержащего главным образом диоксид углерода и воду;
(c) выпускают отходящий газ из топки посредством канала для отходящего газа;
(d) извлекают все количество низкопотенциального тепла из отходящего газа посредством использования множества охладителей для отходящего газа, расположенных в находящейся дальше по потоку части канала для отходящего газа, при этом первая часть извлеченного низкопотенциального тепла используется для предварительного нагрева питательной воды;
(e) превращают предварительно нагретую питательную воду в пар посредством извлечения высокопотенциального тепла на теплопередающих поверхностях, расположенных в топке и в находящейся ближе по потоку части канала для отходящего газа;
(f) повышают давление первой части отходящего газа во множестве компрессоров для отходящего газа для получения жидкого диоксида углерода;
(g) рециркулируют вторую часть отходящего газа в топку посредством канала для рециркуляции отходящего газа;
(h) расширяют пар в паротурбинной системе для приведения в действие генератора мощности;
(i) отбирают все количество пара из паротурбинной системы и используют первую часть отобранного пара для предварительного нагрева питательной воды,
при этом первая часть извлеченного низкопотенциального тепла составляет более 50% от всего количества извлеченного низкопотенциального тепла, что обеспечивает возможность минимизации первой части отобранного пара, и способ включает в себя дополнительную операцию:
(j) расширяют вторую часть отобранного пара в, по меньшей мере, одной вспомогательной паровой турбине для приведения в действие, по меньшей мере, одного компрессора или, по меньшей мере, одного насоса энергетической установки.
2. Способ по п.1, в котором первая часть отобранного пара обеспечивает менее 50% от всего тепла, используемого для предварительного нагрева питательной воды.
3. Способ по п.1, в котором вторая часть отобранного пара составляет, по меньшей мере, 50% от всего количества отобранного пара.
4. Способ по п.1, в котором температура второй части отходящего газа при подаче его в топку составляет менее 200°С.
5. Способ по п.1, в котором, по существу, чистый кислород смешивают со второй частью отходящего газа до подачи кислорода и второй части отходящего газа в топку с тем, чтобы образовать вводимый газ.
6. Способ по п.5, в котором среднее объемное содержание кислорода во вводимом газе составляет от приблизительно 18 до приблизительно 28%.
7. Энергетическая установка для выработки энергии посредством сжигания углеродсодержащего топлива в, по существу, чистом кислороде, при этом энергетическая установка содержит:
топку для сжигания топлива;
канал для кислорода, соединенный с топкой для подачи, по существу, чистого кислорода из источника кислорода в топку для сжигания топлива в кислороде для получения отходящего газа, содержащего главным образом диоксид углерода и воду;
канал для отходящего газа, соединенный с топкой для выпуска отходящего газа из топки;
паровой цикл для превращения питательной воды в пар, включающий в себя экономайзерную систему для предварительного нагрева питательной воды и теплопередающие поверхности, расположенные в топке и в находящейся ближе по потоку части канала для отходящего газа для извлечения высокопотенциального тепла для превращения предварительно нагретой питательной воды в пар;
множество охладителей для отходящего газа, расположенных в находящейся дальше по потоку части канала для отходящего газа, предназначенных для извлечения всего количества низкопотенциального тепла из отходящего газа, при этом часть охладителей для отходящего газа образует экономайзерную систему;
множество компрессоров для отходящего газа для повышения давления первой части отходящего газа для получения жидкого диоксида углерода;
канал для рециркуляции отходящего газа, предназначенный для подачи второй части отходящего газа в топку;
паротурбинную систему для расширения пара для приведения в действие генератора мощности, при этом паротурбинная система содержит средство для отбора всего количества пара;
средства для использования первой части отобранного пара для предварительного нагрева питательной воды,
при этом экономайзерная система выполнена с возможностью извлечения в ней, при нормальном рабочем режиме, более 50% от всего количества низкопотенциального тепла, подлежащего извлечению газоохладителями, что обеспечивает возможность минимизации первой части отобранного пара, и при этом энергетическая установка дополнительно содержит:
по меньшей мере, одну вспомогательную паровую турбину для расширения второй части отобранного пара для приведения в действие, по меньшей мере, одного компрессора или, по меньшей мере, одного насоса энергетической установки.
8. Энергетическая установка по п.7, в которой канал для кислорода соединен с каналом для рециркуляции отходящего газа для подачи вводимого газа, состоящего из, по существу, чистого кислорода и второй части отходящего газа, в топку.
9. Способ модификации процесса выработки энергии посредством сжигания углеродсодержащего топлива от сжигания топлива в воздухе до сжигания топлива в, по существу, чистом кислороде, при этом исходный процесс включает в себя следующие этапы, на которых:
(a) подают углеродсодержащее топливо в топку с первой скоростью подачи топлива;
(b) подают воздух при определенной температуре вводимого воздуха в топку для сжигания топлива в воздухе для получения отходящего газа с первым интервалом температур;
(c) выпускают отходящий газ из топки посредством канала для отходящего газа;
(d) извлекают первое общее количество низкопотенциального тепла из отходящего газа в охладителях для отходящего газа, расположенных в находящейся дальше по потоку части канала для отходящего газа, при этом первая часть первого общего количества низкопотенциального тепла используется для предварительного нагрева питательной воды;
(e) превращают предварительно нагретую питательную воду в пар посредством извлечения высокопотенциального тепла на теплопередающих поверхностях, расположенных в топке и в находящейся ближе по потоку части канала для отходящего газа; и
(f) расширяют пар в паротурбинной системе для приведения в действие генератора мощности и отбирают пар из паротурбинной системы, при этом, по меньшей мере, часть отобранного пара используется для предварительного нагрева питательной воды,
модифицированный процесс включает в себя следующие этапы, на которых:
(а′) подают углеродсодержащее топливо в топку со второй скоростью подачи топлива;
(b′) подают, по существу, чистый кислород из источника кислорода в топку с некоторой скоростью подачи кислорода для сжигания топлива в кислороде для образования отходящего газа, содержащего главным образом диоксид углерода и воду, со вторым интервалом температур;
(с′) выпускают отходящий газ из топки посредством канала для отходящего газа;
(d′) извлекают второе общее количество низкопотенциального тепла из отходящего газа в модифицированном комплекте охладителей для отходящего газа, расположенных в находящейся дальше по потоку части канала для отходящего газа, при этом первая часть второго общего количества низкопотенциального тепла используется для предварительного нагрева питательной воды;
(е′) превращают предварительно нагретую питательную воду в пар посредством извлечения высокопотенциального тепла на теплопередающих поверхностях, расположенных в топке и в находящейся ближе по потоку части канала для отходящего газа;
(f′) повышают давление части отходящего газа во множестве компрессоров для отходящего газа для получения жидкого диоксида углерода;
(g′) подают другую часть отходящего газа в топку посредством канала для рециркуляции отходящего газа;
(h′) расширяют пар в паротурбинной системе для приведения в действие генератора;
(i′) отбирают все количество пара из паротурбинной системы и используют первую часть отобранного пара для предварительного нагрева питательной воды,
при этом первая часть второго общего количества низкопотенциального тепла больше первой части первого общего количества низкопотенциального тепла, что обеспечивает возможность минимизации первой части отобранного пара, и при этом способ включает в себя дополнительный этап, на котором:
(j′) расширяют вторую часть отобранного пара, по меньшей мере, в одной вспомогательной паровой турбине для приведения в действие, по меньшей мере, одного компрессора или, по меньшей мере, одного насоса энергетической установки.
10. Способ по п.9, в котором вторая скорость подачи топлива, по меньшей мере, на 10% больше первой скорости подачи топлива.
11. Способ по п.9, в котором первая часть отобранного пара, по меньшей мере, на 30% меньше части отобранного пара, которая на операции (f) исходного процесса используется для предварительного нагрева питательной воды.
12. Способ по п.9, в котором температура второй части отходящего газа при подаче его в топку ниже определенной температуры вводимого воздуха.
13. Способ по п.9, в котором в модифицированном процессе, по существу, чистый кислород смешивают со второй частью отходящего газа до подачи кислорода и второй части отходящего газа в топку с тем, чтобы образовать вводимый газ.
14. Способ по п.13, в котором соотношение массового расхода вводимого газа и топлива, по меньшей мере, на 10% выше соотношения массового расхода воздуха и топлива, которое используется в исходном процессе.
RU2009149700/06A 2007-06-08 2008-06-03 Способ выработки энергии в энергетической установке посредством сжигания углеродсодержащего топлива в, по существу, чистом кислороде, энергетическая установка для выработки энергии посредством сжигания углеродсодержащего топлива в, по существу, чистом кислороде, способ модификации процесса выработки энергии посредством сжигания углеродсодержащего топлива от сжигания топлива в воздухе до сжигания топлива в, по существу, чистом кислороде RU2433339C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/760,280 US7874140B2 (en) 2007-06-08 2007-06-08 Method of and power plant for generating power by oxyfuel combustion
US11/760,280 2007-06-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009149700A RU2009149700A (ru) 2011-07-20
RU2433339C2 true RU2433339C2 (ru) 2011-11-10

Family

ID=39831630

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009149700/06A RU2433339C2 (ru) 2007-06-08 2008-06-03 Способ выработки энергии в энергетической установке посредством сжигания углеродсодержащего топлива в, по существу, чистом кислороде, энергетическая установка для выработки энергии посредством сжигания углеродсодержащего топлива в, по существу, чистом кислороде, способ модификации процесса выработки энергии посредством сжигания углеродсодержащего топлива от сжигания топлива в воздухе до сжигания топлива в, по существу, чистом кислороде

Country Status (9)

Country Link
US (1) US7874140B2 (ru)
EP (1) EP2162680A2 (ru)
JP (1) JP2010530948A (ru)
KR (1) KR20100055381A (ru)
CN (1) CN101755169A (ru)
AU (1) AU2008259375B2 (ru)
RU (1) RU2433339C2 (ru)
WO (1) WO2008149284A2 (ru)
ZA (1) ZA201000072B (ru)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2613789C2 (ru) * 2011-12-06 2017-03-21 Нуово Пиньоне С.п.А. Система и способ сжатия диоксида углерода
RU2651918C1 (ru) * 2017-06-16 2018-04-24 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) Способ и установка для выработки механической и тепловой энергии
RU2665794C1 (ru) * 2017-09-11 2018-09-04 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) Способ и установка для выработки механической и тепловой энергии
RU2674302C2 (ru) * 2014-05-08 2018-12-06 Дженерал Электрик Текнолоджи Гмбх Тепловая интеграция системы подачи воздуха в силовую установку с котлом со сжиганием в кислороде
RU2698865C1 (ru) * 2018-10-29 2019-08-30 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) Способ регулирования и установка для выработки механической и тепловой энергии
RU2740349C1 (ru) * 2020-04-24 2021-01-13 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения Российской академии наук Способ безотходного сжигания углеродного топлива

Families Citing this family (106)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2268897B1 (en) 2008-03-28 2020-11-11 Exxonmobil Upstream Research Company Low emission power generation and hydrocarbon recovery system and method
CA2718803C (en) 2008-03-28 2016-07-12 Exxonmobil Upstream Research Company Low emission power generation and hydrocarbon recovery systems and methods
US20090260585A1 (en) * 2008-04-22 2009-10-22 Foster Wheeler Energy Corporation Oxyfuel Combusting Boiler System and a Method of Generating Power By Using the Boiler System
JP4644725B2 (ja) * 2008-05-07 2011-03-02 株式会社日立製作所 酸素燃焼ボイラシステム，微粉炭燃焼ボイラの改造方法，酸素燃焼ボイラシステムの制御装置及びその制御方法
WO2010044958A1 (en) 2008-10-14 2010-04-22 Exxonmobil Upstream Research Company Methods and systems for controlling the products of combustion
JP5174618B2 (ja) * 2008-10-31 2013-04-03 株式会社日立製作所 酸素燃焼ボイラシステム及び酸素燃焼ボイラシステムの制御方法
BRPI1008485B1 (pt) 2009-02-26 2020-06-02 Palmer Labs, Llc Aparelho e método para combustão de um combustível em alta pressão e alta temperatura e sistema e dispositivo associados.
US10018115B2 (en) 2009-02-26 2018-07-10 8 Rivers Capital, Llc System and method for high efficiency power generation using a carbon dioxide circulating working fluid
US8596075B2 (en) 2009-02-26 2013-12-03 Palmer Labs, Llc System and method for high efficiency power generation using a carbon dioxide circulating working fluid
WO2010141777A1 (en) 2009-06-05 2010-12-09 Exxonmobil Upstream Research Company Combustor systems and methods for using same
WO2011022653A2 (en) * 2009-08-20 2011-02-24 Reilly Timothy J Recuperative combustion system
BR112012010294A2 (pt) 2009-11-12 2017-11-07 Exxonmobil Upstream Res Co sistema integrado, e, método para a recuperação de hidrocarboneto de baixa emissão com produção de energia
GB0919771D0 (en) * 2009-11-12 2009-12-30 Rolls Royce Plc Gas compression
JP5500642B2 (ja) * 2010-05-06 2014-05-21 株式会社タクマ 廃棄物焼却処理施設の排ガス処理設備後段の排ガスからの低温熱回収システム
CN101871367A (zh) * 2010-05-11 2010-10-27 华北电力大学（保定） 一种在富氧燃煤发电***中采用汽轮机驱动压缩机的***
EA026404B1 (ru) 2010-07-02 2017-04-28 Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани Интегрированная система и способ производства энергии
WO2012003080A1 (en) 2010-07-02 2012-01-05 Exxonmobil Upstream Research Company Low emission power generation systems and methods
MY156099A (en) 2010-07-02 2016-01-15 Exxonmobil Upstream Res Co Systems and methods for controlling combustion of a fuel
MX352291B (es) 2010-07-02 2017-11-16 Exxonmobil Upstream Res Company Star Sistemas y métodos de generación de potencia de triple ciclo de baja emisión.
CA2801494C (en) 2010-07-02 2018-04-17 Exxonmobil Upstream Research Company Stoichiometric combustion of enriched air with exhaust gas recirculation
WO2012018457A1 (en) 2010-08-06 2012-02-09 Exxonmobil Upstream Research Company Systems and methods for optimizing stoichiometric combustion
US9399950B2 (en) 2010-08-06 2016-07-26 Exxonmobil Upstream Research Company Systems and methods for exhaust gas extraction
GB201021023D0 (en) 2010-12-10 2011-01-26 Doosan Power Systems Ltd Control system and method for oxyfuel boiler plant
US20120227425A1 (en) * 2011-03-08 2012-09-13 Wayne Poerio Solar turbo pump - hybrid heating-air conditioning and method of operation
US9772127B2 (en) 2011-03-08 2017-09-26 JOI Scientific, Inc. Solar turbo pump—hybrid heating-air conditioning and method of operation
TWI563165B (en) 2011-03-22 2016-12-21 Exxonmobil Upstream Res Co Power generation system and method for generating power
TWI563166B (en) 2011-03-22 2016-12-21 Exxonmobil Upstream Res Co Integrated generation systems and methods for generating power
TWI593872B (zh) 2011-03-22 2017-08-01 艾克頌美孚上游研究公司 整合系統及產生動力之方法
TWI564474B (zh) 2011-03-22 2017-01-01 艾克頌美孚上游研究公司 於渦輪系統中控制化學計量燃燒的整合系統和使用彼之產生動力的方法
US8671659B2 (en) * 2011-04-29 2014-03-18 General Electric Company Systems and methods for power generation using oxy-fuel combustion
US9044727B2 (en) * 2011-09-22 2015-06-02 Ensyn Renewables, Inc. Apparatuses and methods for controlling heat for rapid thermal processing of carbonaceous material
WO2013067149A1 (en) 2011-11-02 2013-05-10 8 Rivers Capital, Llc Power generating system and corresponding method
CN104428490B (zh) 2011-12-20 2018-06-05 埃克森美孚上游研究公司 提高的煤层甲烷生产
WO2013120070A1 (en) 2012-02-11 2013-08-15 Palmer Labs, Llc Partial oxidation reaction with closed cycle quench
DE102012208223B4 (de) * 2012-02-22 2013-11-07 Siemens Aktiengesellschaft Anlage und Verfahren zur Kohlenstoffdioxid- und Wasserabscheidung
US9353682B2 (en) 2012-04-12 2016-05-31 General Electric Company Methods, systems and apparatus relating to combustion turbine power plants with exhaust gas recirculation
US9784185B2 (en) 2012-04-26 2017-10-10 General Electric Company System and method for cooling a gas turbine with an exhaust gas provided by the gas turbine
US10273880B2 (en) 2012-04-26 2019-04-30 General Electric Company System and method of recirculating exhaust gas for use in a plurality of flow paths in a gas turbine engine
US9708977B2 (en) 2012-12-28 2017-07-18 General Electric Company System and method for reheat in gas turbine with exhaust gas recirculation
US9631815B2 (en) 2012-12-28 2017-04-25 General Electric Company System and method for a turbine combustor
US9574496B2 (en) 2012-12-28 2017-02-21 General Electric Company System and method for a turbine combustor
US9611756B2 (en) 2012-11-02 2017-04-04 General Electric Company System and method for protecting components in a gas turbine engine with exhaust gas recirculation
US10215412B2 (en) 2012-11-02 2019-02-26 General Electric Company System and method for load control with diffusion combustion in a stoichiometric exhaust gas recirculation gas turbine system
US9599070B2 (en) 2012-11-02 2017-03-21 General Electric Company System and method for oxidant compression in a stoichiometric exhaust gas recirculation gas turbine system
US10107495B2 (en) 2012-11-02 2018-10-23 General Electric Company Gas turbine combustor control system for stoichiometric combustion in the presence of a diluent
US9803865B2 (en) 2012-12-28 2017-10-31 General Electric Company System and method for a turbine combustor
US10100741B2 (en) 2012-11-02 2018-10-16 General Electric Company System and method for diffusion combustion with oxidant-diluent mixing in a stoichiometric exhaust gas recirculation gas turbine system
US9869279B2 (en) 2012-11-02 2018-01-16 General Electric Company System and method for a multi-wall turbine combustor
US10208677B2 (en) 2012-12-31 2019-02-19 General Electric Company Gas turbine load control system
US9581081B2 (en) 2013-01-13 2017-02-28 General Electric Company System and method for protecting components in a gas turbine engine with exhaust gas recirculation
US9512759B2 (en) 2013-02-06 2016-12-06 General Electric Company System and method for catalyst heat utilization for gas turbine with exhaust gas recirculation
US9938861B2 (en) 2013-02-21 2018-04-10 Exxonmobil Upstream Research Company Fuel combusting method
TW201502356A (zh) 2013-02-21 2015-01-16 Exxonmobil Upstream Res Co 氣渦輪機排氣中氧之減少
RU2637609C2 (ru) 2013-02-28 2017-12-05 Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани Система и способ для камеры сгорания турбины
TW201500635A (zh) 2013-03-08 2015-01-01 Exxonmobil Upstream Res Co 處理廢氣以供用於提高油回收
US20140250945A1 (en) 2013-03-08 2014-09-11 Richard A. Huntington Carbon Dioxide Recovery
US9618261B2 (en) 2013-03-08 2017-04-11 Exxonmobil Upstream Research Company Power generation and LNG production
EP2964735A1 (en) 2013-03-08 2016-01-13 Exxonmobil Upstream Research Company Power generation and methane recovery from methane hydrates
US20160033128A1 (en) * 2013-03-21 2016-02-04 Siemens Aktiengesellschaft Power generation system and method to operate
US9617874B2 (en) * 2013-06-17 2017-04-11 General Electric Technology Gmbh Steam power plant turbine and control method for operating at low load
US9631542B2 (en) 2013-06-28 2017-04-25 General Electric Company System and method for exhausting combustion gases from gas turbine engines
TWI654368B (zh) 2013-06-28 2019-03-21 美商艾克頌美孚上游研究公司 用於控制在廢氣再循環氣渦輪機系統中的廢氣流之系統、方法與媒體
US9835089B2 (en) 2013-06-28 2017-12-05 General Electric Company System and method for a fuel nozzle
US9617914B2 (en) 2013-06-28 2017-04-11 General Electric Company Systems and methods for monitoring gas turbine systems having exhaust gas recirculation
US9903588B2 (en) 2013-07-30 2018-02-27 General Electric Company System and method for barrier in passage of combustor of gas turbine engine with exhaust gas recirculation
US9587510B2 (en) 2013-07-30 2017-03-07 General Electric Company System and method for a gas turbine engine sensor
US9951658B2 (en) 2013-07-31 2018-04-24 General Electric Company System and method for an oxidant heating system
JP6250332B2 (ja) 2013-08-27 2017-12-20 ８ リバーズ キャピタル，エルエルシー ガスタービン設備
US10030588B2 (en) 2013-12-04 2018-07-24 General Electric Company Gas turbine combustor diagnostic system and method
US9752458B2 (en) 2013-12-04 2017-09-05 General Electric Company System and method for a gas turbine engine
US10227920B2 (en) 2014-01-15 2019-03-12 General Electric Company Gas turbine oxidant separation system
US9915200B2 (en) 2014-01-21 2018-03-13 General Electric Company System and method for controlling the combustion process in a gas turbine operating with exhaust gas recirculation
US9863267B2 (en) 2014-01-21 2018-01-09 General Electric Company System and method of control for a gas turbine engine
US10079564B2 (en) 2014-01-27 2018-09-18 General Electric Company System and method for a stoichiometric exhaust gas recirculation gas turbine system
EP2942495B1 (en) * 2014-05-08 2018-10-10 General Electric Technology GmbH Coal fired oxy plant with heat integration
PL2942494T3 (pl) 2014-05-08 2020-03-31 General Electric Technology Gmbh Instalacja opalana mieszanką tlenowo-węglową z integracją ciepła
EP2942496B1 (en) * 2014-05-08 2018-10-10 General Electric Technology GmbH Oxy boiler power plant with a heat integrated air separation unit
US10047633B2 (en) 2014-05-16 2018-08-14 General Electric Company Bearing housing
US10655542B2 (en) 2014-06-30 2020-05-19 General Electric Company Method and system for startup of gas turbine system drive trains with exhaust gas recirculation
US10060359B2 (en) 2014-06-30 2018-08-28 General Electric Company Method and system for combustion control for gas turbine system with exhaust gas recirculation
US9885290B2 (en) 2014-06-30 2018-02-06 General Electric Company Erosion suppression system and method in an exhaust gas recirculation gas turbine system
TWI657195B (zh) 2014-07-08 2019-04-21 美商八河資本有限公司 加熱再循環氣體流的方法、生成功率的方法及功率產出系統
US11231224B2 (en) 2014-09-09 2022-01-25 8 Rivers Capital, Llc Production of low pressure liquid carbon dioxide from a power production system and method
CA2960195C (en) 2014-09-09 2023-04-25 8 Rivers Capital, Llc Production of low pressure liquid carbon dioxide from a power production system and method
MA40950A (fr) 2014-11-12 2017-09-19 8 Rivers Capital Llc Systèmes et procédés de commande appropriés pour une utilisation avec des systèmes et des procédés de production d'énergie
US10961920B2 (en) 2018-10-02 2021-03-30 8 Rivers Capital, Llc Control systems and methods suitable for use with power production systems and methods
US11686258B2 (en) 2014-11-12 2023-06-27 8 Rivers Capital, Llc Control systems and methods suitable for use with power production systems and methods
US9819292B2 (en) 2014-12-31 2017-11-14 General Electric Company Systems and methods to respond to grid overfrequency events for a stoichiometric exhaust recirculation gas turbine
US9869247B2 (en) 2014-12-31 2018-01-16 General Electric Company Systems and methods of estimating a combustion equivalence ratio in a gas turbine with exhaust gas recirculation
US10788212B2 (en) 2015-01-12 2020-09-29 General Electric Company System and method for an oxidant passageway in a gas turbine system with exhaust gas recirculation
US10253690B2 (en) 2015-02-04 2019-04-09 General Electric Company Turbine system with exhaust gas recirculation, separation and extraction
US10094566B2 (en) 2015-02-04 2018-10-09 General Electric Company Systems and methods for high volumetric oxidant flow in gas turbine engine with exhaust gas recirculation
US10316746B2 (en) 2015-02-04 2019-06-11 General Electric Company Turbine system with exhaust gas recirculation, separation and extraction
US10267270B2 (en) 2015-02-06 2019-04-23 General Electric Company Systems and methods for carbon black production with a gas turbine engine having exhaust gas recirculation
US10145269B2 (en) 2015-03-04 2018-12-04 General Electric Company System and method for cooling discharge flow
US10480792B2 (en) 2015-03-06 2019-11-19 General Electric Company Fuel staging in a gas turbine engine
CN104910938B (zh) * 2015-05-15 2017-08-01 石家庄新华能源环保科技股份有限公司 一种煤中水分回收的装置
WO2016205116A1 (en) 2015-06-15 2016-12-22 8 Rivers Capital, Llc System and method for startup of a power production plant
KR102204443B1 (ko) 2016-02-18 2021-01-18 8 리버스 캐피탈, 엘엘씨 메탄화를 포함하는 동력 생산을 위한 시스템 및 방법
AU2017223264B2 (en) 2016-02-26 2019-08-29 8 Rivers Capital, Llc Systems and methods for controlling a power plant
PL3512925T3 (pl) 2016-09-13 2022-07-11 8 Rivers Capital, Llc Układ i sposób wytwarzania energii z wykorzystaniem częściowego utleniania
KR102669709B1 (ko) 2017-08-28 2024-05-27 8 리버스 캐피탈, 엘엘씨 회수식 초임계 co2 동력 사이클들의 저등급의 열 최적화
KR101999448B1 (ko) * 2017-11-21 2019-07-11 두산중공업 주식회사 초임계 이산화탄소 작동 유체를 이용한 하이브리드 발전 시스템
PL3759322T3 (pl) 2018-03-02 2024-03-18 8 Rivers Capital, Llc Układy i sposoby wytwarzania energii z wykorzystaniem płynu roboczego z dwutlenku węgla
KR102113796B1 (ko) * 2018-10-25 2020-05-21 한국에너지기술연구원 직화식 초임계 이산화탄소 발전 시스템 및 방법
GB2603743A (en) * 2020-12-07 2022-08-17 Lge Ip Man Company Limited Method and apparatus for recovering carbon dioxide from a combustion engine exhaust

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4099383A (en) * 1976-06-21 1978-07-11 Texaco Inc. Partial oxidation process
US4205630A (en) * 1978-11-15 1980-06-03 Combustion Engineering, Inc. Steam air preheater for maintaining the flue gas temperature entering dust collection equipment
EP0054601B2 (de) * 1980-12-23 1991-08-28 GebràœDer Sulzer Aktiengesellschaft Zwanglaufdampferzeugeranlage
NL9101984A (nl) 1991-11-27 1993-06-16 Zuid Holland Electriciteit Werkwijze en inrichting voor het bereiden van co2-houdend gas, meer in het bijzonder ten behoeve van de co2-bemesting in de glastuinbouw.
JP2792777B2 (ja) * 1992-01-17 1998-09-03 関西電力株式会社 燃焼排ガス中の炭酸ガスの除去方法
US5296206A (en) * 1992-07-31 1994-03-22 Foster Wheeler Energy Corporation Using flue gas energy to vaporize aqueous reducing agent for reduction of NOx in flue gas
US6202574B1 (en) * 1999-07-09 2001-03-20 Abb Alstom Power Inc. Combustion method and apparatus for producing a carbon dioxide end product
US6935251B2 (en) * 2002-02-15 2005-08-30 American Air Liquide, Inc. Steam-generating combustion system and method for emission control using oxygen enhancement
JP4274846B2 (ja) * 2003-04-30 2009-06-10 三菱重工業株式会社 二酸化炭素の回収方法及びそのシステム
NO321817B1 (no) * 2003-11-06 2006-07-10 Sargas As Renseanlegg for varmekraftverk
EP1643100B1 (de) * 2004-09-29 2017-06-28 Ansaldo Energia IP UK Limited Kraftwerksanlage und zugehöriges Betriebsverfahren
JP4875303B2 (ja) * 2005-02-07 2012-02-15 三菱重工業株式会社 二酸化炭素回収システム、これを用いた発電システムおよびこれら方法
DE102005026534B4 (de) 2005-06-08 2012-04-19 Man Diesel & Turbo Se Dampferzeugungsanlage
US7927568B2 (en) * 2006-10-26 2011-04-19 Foster Wheeler Energy Corporation Method of and apparatus for CO2 capture in oxy-combustion
US7856829B2 (en) * 2006-12-15 2010-12-28 Praxair Technology, Inc. Electrical power generation method
US20090158978A1 (en) * 2007-12-20 2009-06-25 Foster Wheeler Energy Corporation Method of controlling a process of generating power by oxyfuel combustion
US20090260585A1 (en) * 2008-04-22 2009-10-22 Foster Wheeler Energy Corporation Oxyfuel Combusting Boiler System and a Method of Generating Power By Using the Boiler System
US20090293782A1 (en) * 2008-05-30 2009-12-03 Foster Wheeler Energia Oy Method of and system for generating power by oxyfuel combustion
US20090297993A1 (en) * 2008-05-30 2009-12-03 Foster Wheeler Energia Oy Method of and System For Generating Power By Oxyfuel Combustion
US20100077947A1 (en) * 2008-09-26 2010-04-01 Foster Wheeler Energy Corporation Method of combusting sulfur-containing fuel

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2613789C2 (ru) * 2011-12-06 2017-03-21 Нуово Пиньоне С.п.А. Система и способ сжатия диоксида углерода
US10487697B2 (en) 2011-12-06 2019-11-26 Nuovo Pignone S.P.S. Heat recovery in carbon dioxide compression and compression and liquefaction systems
RU2674302C2 (ru) * 2014-05-08 2018-12-06 Дженерал Электрик Текнолоджи Гмбх Тепловая интеграция системы подачи воздуха в силовую установку с котлом со сжиганием в кислороде
US10203112B2 (en) 2014-05-08 2019-02-12 General Electric Technology Gmbh Oxy boiler power plant oxygen feed system heat integration
RU2651918C1 (ru) * 2017-06-16 2018-04-24 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) Способ и установка для выработки механической и тепловой энергии
RU2665794C1 (ru) * 2017-09-11 2018-09-04 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) Способ и установка для выработки механической и тепловой энергии
RU2698865C1 (ru) * 2018-10-29 2019-08-30 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) Способ регулирования и установка для выработки механической и тепловой энергии
RU2740349C1 (ru) * 2020-04-24 2021-01-13 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения Российской академии наук Способ безотходного сжигания углеродного топлива

Also Published As

Publication number Publication date
ZA201000072B (en) 2011-04-28
EP2162680A2 (en) 2010-03-17
WO2008149284A2 (en) 2008-12-11
US7874140B2 (en) 2011-01-25
AU2008259375A1 (en) 2008-12-11
KR20100055381A (ko) 2010-05-26
AU2008259375B2 (en) 2011-03-17
CN101755169A (zh) 2010-06-23
RU2009149700A (ru) 2011-07-20
JP2010530948A (ja) 2010-09-16
US20080302107A1 (en) 2008-12-11
WO2008149284A3 (en) 2009-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2433339C2 (ru) Способ выработки энергии в энергетической установке посредством сжигания углеродсодержащего топлива в, по существу, чистом кислороде, энергетическая установка для выработки энергии посредством сжигания углеродсодержащего топлива в, по существу, чистом кислороде, способ модификации процесса выработки энергии посредством сжигания углеродсодержащего топлива от сжигания топлива в воздухе до сжигания топлива в, по существу, чистом кислороде
TWI657195B (zh) 加熱再循環氣體流的方法、生成功率的方法及功率產出系統
EP2300692B1 (en) Oxyfuel combusting boiler system and a method of generating power by using the boiler system
US7191587B2 (en) Hybrid oxygen-fired power generation system
US5327726A (en) Staged furnaces for firing coal pyrolysis gas and char
US8091369B2 (en) Method and apparatus for generating electrical power
JP2008545945A (ja) 蒸気発生設備および蒸気発生設備の運転方法とその追加装備方法
US20120129112A1 (en) Method Of And A System For Combusting Fuel In An Oxyfuel Combustion Boiler
JP5883125B2 (ja) エネルギー変換システムとのインターフェースのための二酸化炭素回収を伴う高圧化石燃料酸素燃焼システム
US20160033128A1 (en) Power generation system and method to operate
CN102859304B (zh) 驱动汽轮机发电设备的方法和由褐煤产生蒸汽的装置
CN106643191A (zh) 一种基于炼钢炉与轧钢加热炉余热集成的发电***
CN105980773A (zh) 用于热电联产的方法和设备
KR20190051987A (ko) 발전 사이클 시스템 및 방법
RU2553160C2 (ru) Извлечение энергии из газов в установке доменной печи
JP3223434U (ja) 石炭ガス化複合発電設備
KR101999448B1 (ko) 초임계 이산화탄소 작동 유체를 이용한 하이브리드 발전 시스템
RU25508U1 (ru) Устройство для снабжения доменным газом воздуходувной или энергетической паротурбинной установки
JPS63285230A (ja) 石炭ガス化複合発電プラント
JPH11211012A (ja) 加圧流動層複合発電設備
JPS61241394A (ja) 石炭ガス化複合発電装置
JPS58204108A (ja) 高炉炉頂ガスエネルギ−回収方法
JPH09194855A (ja) 石炭ガス化複合発電プラントおよびその運転方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120604