[发明专利]改善燃气涡轮机的排放性能的系统和方法

权利要求书

1.一种发电系统，所述发电系统包括：

燃气涡轮机系统，所述燃气涡轮机系统包括：

燃烧室，所述燃烧室配置成燃烧燃料流；

压缩器，所述压缩器配置成接收进给氧化剂流并且将经压缩的氧化剂流供应到所述燃烧室；以及

膨胀器，所述膨胀器配置成接收来自所述燃烧室的排出流并且生成包括二氧化碳的废气流和电能；以及

废气再循环系统，所述废气再循环系统包括：

热回收蒸汽发生器，所述热回收蒸汽发生器配置成接收所述废气流并且生成再循环流，其中所述再循环流与新鲜氧化剂混合以生成所述进给氧化剂流；以及

废气再循环控制回路，所述废气再循环控制回路配置成接收与负荷压力、废气再循环的百分比、燃烧器的出口处的NO_x和CO₂的排放以及燃烧室中的点火温度中的至少一种相关的反馈以控制所述进给氧化剂流的先导比。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述燃气涡轮机系统在部分预混模式下操作。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述燃气涡轮机系统在完全预混模式下操作。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述废气再循环控制回路配置成在部分负荷状态下最小化NO_x产生并且改善火焰稳定性。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，高达50%的所述废气流再循环回到所述压缩器。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括配置成将所述废气流分成第一分流和第二分流的分流器，并且其中所述分流器包括康达喷射器。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述热回收蒸汽发生器配置成接收所述第一分流并且生成经冷却的第一分流。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述经冷却的第一分流和所述第二分流生成所述再循环流。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述废气再循环控制回路包括配置成接收燃烧参数反馈的基于模型的控制。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述燃料选自天然气、甲烷、甲醇、乙醇、乙烷、液态石油气（LPG）、石脑油、丁烷、丙烷、柴油、煤油、航空燃料、煤炭衍生燃料、生物燃料、瓦斯油、原油、含氧烃原料、炼厂废气、伴生气和它们的混合物。

11.一种发电系统，所述发电系统包括：

燃气涡轮机系统，所述燃气涡轮机系统包括：

燃烧室，所述燃烧室配置成燃烧燃料流；

压缩器，所述压缩器配置成接收进给氧化剂流并且将经压缩的氧化剂流供应到所述燃烧室；以及

膨胀器，所述膨胀器配置成接收来自所述燃烧室的排出流并且生成包括二氧化碳的废气流和电能；以及

废气再循环系统，所述废气再循环系统包括：

分流器，所述分流器配置成将所述废气流分成第一分流和第二分流；

热回收蒸汽发生器，所述热回收蒸汽发生器配置成接收所述第一分流并且生成经冷却的第一分流，其中所述经冷却的第一分流的一部分与所述第二分流混合以生成再循环流，并且其中所述再循环流与新鲜氧化剂混合以生成所述进给氧化剂流；以及

废气再循环控制回路，所述废气再循环控制回路配置成接收与负荷压力、废气再循环的百分比、燃烧器的出口处的NO_x和CO₂的排放以及燃烧室中的点火温度中的至少一种相关的反馈以控制所述进给氧化剂流的先导比。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述燃气涡轮机系统在部分预混模式下操作。

13.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述燃气涡轮机系统在完全预混模式下操作。

14.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述废气再循环控制回路配置成在部分负荷状态下最小化NO_x产生并且改善火焰稳定性。

15.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述废气再循环控制回路包括配置成接收燃烧参数反馈的基于模型的控制。