[发明专利]废热回收系统和使用废热的方法

说明书

技术领域

本发明的领域大体涉及动力发生系统，并且更具体而言，涉及用于动力发生系统的废热回收系统和使用废热的方法。

背景技术

至少一些已知的动力发生系统(例如联合循环系统)包括空气压缩机、燃气轮机发动机、热回收蒸汽发生器(HRSG)、蒸汽轮机和气体分离系统。对于燃烧而言最佳的气体从气体源引导到燃气轮机发动机，以使得燃气轮机发动机能够产生动力输出。来自燃气轮机发动机的排气被引导到HRSG，其中，排气转换成蒸汽。然后蒸汽被引导到蒸汽轮机，以用其产生动力。

气体源还可包括对于燃烧而言不是最佳的各种组分，例如硫化氢气体(H₂S)、二氧化碳气体(CO₂)和/或氮气(N₂)。因而，来自气体源的气体可被引导到气体分离系统，其中，不可燃气体与可燃气体分离，使得仅可燃气体被引导到燃气轮机发动机。例如，可通过气体分离隔膜来分离气体，其中，取决于使用的隔膜的类型，诸如甲烷气体的可燃气体无法传送通过隔膜，而成为渗余物的一部分，并且其它气体传送通过隔膜，而成为渗透物的一部分。

渗余物中的气体被引导到燃气轮机发动机，以用于动力产生过程中。相反，渗透物不立即用于动力产生过程。但是，事实上，渗透物可包含可燃气体，例如甲烷气体。更具体而言，在这样的分离过程中使用的已知的气体分离隔膜不是完全选择性的，而是允许可燃气体的一部分传送通过隔膜。由于不将渗透物立即用作动力产生过程的一部分，所以渗透物内的可燃气体就代表系统的损失，因为可用于动力产生的所有能量没有完全得到利用。

发明内容

在一个实施例中，提供一种废热回收系统。该废热回收设备包括气体分离设备，气体分离设备包括腔室和定位在腔室内的至少一个隔膜。气体分离设备构造成产生至少包括可燃气体的渗余物和至少包括废气的渗透物，其中，废气至少包括不可燃气体。此外，该废热回收系统包括联接到气体分离设备上的燃烧器，其中，燃烧器构造成接收渗透物，以及燃烧渗透物，使得用渗透物产生热。另外，热回收蒸汽发生器联接到燃烧器上，并且构造成回收燃烧器产生的热。

在另一个实施例中，提供一种动力发生系统。该动力发生系统包括至少一个涡轮发动机和联接到涡轮发动机上的废热回收系统。废热回收设备包括气体分离设备，气体分离设备包括腔室和定位在腔室内的至少一个隔膜。气体分离设备构造成产生至少包括可燃气体的渗余物和至少包括废气的渗透物，其中，废气至少包括不可燃气体。此外，废热回收系统包括联接到气体分离设备上的燃烧器，其中，燃烧器构造成接收渗透物，以及燃烧渗透物，使得用渗透物产生热。另外，热回收蒸汽发生器联接到燃烧器上，并且构造成回收燃烧器产生的热。

在又一个实施例中，提供一种使用废热的方法。该方法包括通过至少一个隔膜来分离气态成分的混合物，以产生至少包括可燃气体的渗余物和至少包括废气的渗透物，其中，废气至少包括不可燃气体。渗透物被引导到燃烧器，并且通过燃烧器来燃烧渗透物，使得产生热。此外，燃烧器产生的热由热回收蒸汽发生器回收。

附图说明

图1是示例性动力发生系统的方框图；

图2是可用于图1中显示的动力发生系统的废热回收系统的方框图；以及

图3是使用废热的示例性方法的流程图，该方法使用了图2中显示的废热回收系统。

部件列表

100动力发生系统

102燃气轮机发动机

104蒸汽轮机发动机

106第一电力发电机

108第二电力发电机

110废热回收系统

112流体管道

114排气管道

116蒸汽管道

120油井

124分离系统

128流体管道

130空气压缩机

136流体管道

204气体分离设备

206入口

208入口第一端部分

210入口第二端部分

212分离腔室

216隔膜

218腔室高压区段

222腔室低压区段

230相关联的箭头

236泵

240第一出口

242第二出口

250燃烧器

256压缩机

260热回收蒸汽发生器(HRSG)

266高压(HP)过热器区段

268再热器/中压(RH/IP)区段