[发明专利]用于气体增湿控制的方法及系统

说明书

发明背景

本发明大致涉及联合循环发生系统，更详细地，涉及用于 控制联合循环发生系统中气流含湿量的方法及系统。

至少一些已知的联合循环发生系统包括增湿(moisturization) 子系统，该子系统构造成可为相对干燥的气体加入增湿流体。通常， 气体包括碳基或氢基燃料气，而增湿流体一般为水或水蒸汽。一般， 增湿塔或饱和器在为燃气轮机供应燃料气体的生产气体吸收装置 (process gas train)之间排成一列。控制单气源与单气体负载之间的气流 的水分是一项相对较容易的任务。然而，其它构造可能节省材料及运 行费用的成本。当使用其它构造的气源、增湿器及气体负载(gas load) 时，供应给气体负载的气体仍然必须满足预定的规格。对于这些构造 的所有运行条件，例如开机、停机过程中，或涉及一种或多种气源和 /或供应的过渡过程中，简单的湿度控制方法可能是不够的。

所需要的是一种控制系统，该控制系统构造成可控制包括 从多个气源到多个气体负载的一个或多个增湿器的系统的气流中的 湿度，并控制来自多个热源的热量输入。

发明内容

在一个实施例中，增湿系统包括构造成可将气体流供应给 多个气体负载的多个气源，以及以流动连通的方式与多个气源和多个 气体负载联接的单台气体增湿器(gas moisturizer)。该单台气体增湿器 构造成可将具有预定含湿量的气体流供应给多个气体负载，并且控制 系统构造成可维持预定的含湿量。单台气体增湿器包括再循环子系 统，其包括串联地流动连通的泵、第一热交换器和第二热交换器。第 一热交换器和第二热交换器两者一起包括气体流道及非接触的增湿 流体流道。就气体流道而言，第一热交换器位于第二热交换器的下游。 就增湿流体流道而言，第二热交换器位于第一热交换器的下游。

在另一个实施例中，在使用增湿器的气流供应系统中控制 湿度的方法包括：确定增湿器的目标出口温度——该温度对应于增湿 器出口中的预定的目标含湿量，使用基于增湿器热平衡的前馈控制来 预测增湿器进水口的目标温度——该温度对应于所确定的增湿器目 标出口温度。该方法还包括反馈控制，其确定增湿器目标出口温度与 增湿器实际出口温度之间的差异，并且使用反馈控制器修正由前馈控 制所计算的增湿器进水口的目标温度。

在又一个实施例中，在气体增湿器系统中控制湿度的方法 包括：确定增湿器的目标出口温度——该温度对应于增湿器出口中的 预定的目标含湿量，使用增湿器的热平衡来预测增湿器进水口的温 度，以获得预定的离开气体的含湿量。所预测的温度由反馈控制器进 行修正，该反馈控制器对增湿器的实际出口温度与对应于预定含湿量 的出口温度之间的差异进行处理。使用第一热源和第二热源将入口水 温控制到修正目标，并在必要时更改水气比，以在第二热源达到热量 输入极限时增加从第一热源输入增湿器的热量。在该实施例中，水气 比的升高引起水的目标温度的调整，使得当第一热源设计有额外的传 热能力时可降低对第二热源的传热要求。

附图说明

图1是示例性的联合循环发电系统的一部分的示意图。

图2是图1所示的增湿器子系统的示例性实施例的示意图。

图3是图2所示的温度控制子系统和水气比控制子系统的 示例性实施例的示意性流程框图。

图4是图2所示的温度控制子系统和水气比控制子系统的 示例性实施例的控制图。

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