[发明专利]低热值燃料气体混合控制

说明书

技术领域

本文所公开的主题涉及燃料气体的混合控制，并且更具体地涉及对接收自炼钢设备(steel mill)的副产气体的混合控制。

背景技术

通过常规鼓风炉炼钢导致产生大量的鼓风炉气体，鼓风炉气体的特征通常为热值低于典型的燃料气体。因此，不管其相对丰度如何，鼓风炉气体通常都不适合用作诸如燃气轮机的燃烧驱动式设备的燃料源。然而，炼焦炉气体是炼钢期间产生的第二副产气体。炼焦炉气体的特征通常为热值高于典型的燃料气体，但通常可用的量远小于鼓风炉气体。因此，由炼钢产生的这些副产气体其自身均不适于作为燃料气体源。

发明内容

在范围上与初始要求得到专利保护的发明相称的一些实施例在下文中进行了概述。这些实施例并非意图限制要求得到专利保护的本发明的范围，而是这些实施例仅意图用来提供对本发明可能形式的简要概括。实际上，本发明可包含与下文阐述的实施例相似或不同的多种形式。

在第一实施例中，一种系统包括燃料系统。该燃料系统包括构造成用以将第一燃料与第二燃料以一定比例混合来产生第三混和燃料的燃料混合系统。第一燃料具有第一热值，第二燃料具有第二热值，以及第三混和燃料具有第三热值。此外，第一热值小于第二热值。燃料系统还包括构造成用以调整第一燃料与第二燃料的比例来修正第三热值的前馈控制器。

在第二实施例中，一种系统包括涡轮燃料混合控制器。涡轮燃料混合控制器包括前馈控制逻辑(logic)，其构造成用以预测进行混和来提供第三混和燃料的第一燃料和/或第二燃料的燃料流量(flow rate)。第一燃料和第二燃料具有彼此不同的热值。此外，涡轮燃料混合控制器包括反馈控制逻辑，其构造成用以至少部分地基于在第三混和燃料的目标热值与实测热值之间的比较来修正燃料流量。

在第三实施例中，一种方法包括将第一燃料与第二燃料以一定比例混合来产生第三混和燃料。第一燃料具有第一热值，第二燃料具有第二热值，以及第三混和燃料具有第三热值。此外，第一热值不同于第二热值。该方法还包括通过至少部分地基于在测量结果和对于第三热值的目标之间的比较来预测和修正第一燃料和/或第二燃料的燃料流量用以调整第一燃料和第二燃料的比例，对第三混和燃料的第三热值进行前馈控制。

附图说明

当参照附图研读如下详细描述时，本发明的这些及其它特征、方面和优点将变得更容易理解，所有附图中的相似标号表示相似的部分，在附图中：

图1为具有燃气轮机、蒸汽轮机、热回收蒸汽发生系统以及燃料气体系统的联合循环发电系统实施例的示意性流程图；

图2为可产生燃料气体源来在燃料气体系统内使用的炼钢设备实施例的工艺流程图；

图3为包括燃料气体清洁和混合系统、燃料气体压缩系统和燃料气体控制模块的燃料气体系统实施例的工艺流程图；

图4为图3中的燃料气体系统的燃料气体清洁和混合系统实施例的示意性流程图；

图5为图3中的燃料气体系统的燃料气体压缩系统实施例的示意性流程图；

图6为图3中的燃料气体系统的燃料气体控制模块实施例的示意性流程图；

图7为绘出在从燃料传输加载到燃气轮机基本负载期间燃料气体的预定目标LHV(target LHV schedule)和实测LHV的图表；

图8为图3中的燃料气体系统的控制器所使用的控制器逻辑的实施例；

图9为绘出在利用图8中的控制器逻辑从燃料传输加载到燃气轮机基本负载的期间，图7的预定目标LHV与燃料气体的实测LHV的图表；以及

图10为利用图8中的控制器逻辑来控制气体混合的方法实施例的流程图。

零件清单

10联合循环发电系统

12燃气轮机

14第一负载

16涡轮

18燃烧室

20压缩机

22蒸汽轮机

24第二负载

26低压区段

28中压区段

30高压区段

32热回收蒸汽产生系统

34热排气

36冷凝器

38冷凝泵

64燃料气体系统

66燃料气体

68炼钢设备

70炼焦炉

72煤

74焦料

76炼焦炉气体

78铁矿石

80鼓风炉

82生铁

85转炉

86钢

88转炉气体

90燃料气体清洁和混合系统

92燃料气体压缩系统

94燃料气体控制模块