[发明专利]用于扩展联合循环动力装置的最低调低负载的系统和方法

说明书

技术领域

本文公开的主题涉及动力装置，并且更特别地，涉及动力装置中的排放合规性。

背景技术

联合循环动力装置结合燃气涡轮系统与蒸汽涡轮系统，以在减少能量浪费的同时产生电。在运行中，燃气涡轮系统燃烧燃料-空气混合物，以产生旋转能，该旋转能驱动负载(即，产生电功率)。燃烧气体可包括各种燃烧副产物，诸如一氧化碳(CO)、氧化氮(NO_x)、二氧化碳(CO₂)等。为了减少能量浪费，联合循环动力装置使用燃气涡轮系统排气中的热能来产生蒸汽，用于在蒸汽涡轮系统中使用。不幸的是，电网可接收来自各种源的功率，从而降低联合循环动力装置功率生产要求(即，负载)。功率要求降低可导致装置中的燃气涡轮在最低排放合规负载(MECL)约束之外运行(即，关于它们的负载，超过排气排放水平)。因此，联合循环动力装置可更频繁地开启和关闭，以便遵守排放规范，并且因而除了别的之外提高维护成本以及启动成本。

发明内容

在下面概括在范围上与最初要求权利的本发明相称的某些实施例。这些实施例不意图限制要求权利的本发明的范围，而是相反地，这些实施例仅意图提供本发明的可能形式的简要概括。实际上，本发明可包含可与在下面提出的实施例相似或不同的各种形式。

在一个实施例中，一种系统包括燃气涡轮系统和电解单元，该电解单元构造成产生氢气，用于降低燃气涡轮系统的最低排放合规负载。

在另一个实施例中，一种系统包括：构造成用燃烧气体驱动负载的燃气涡轮系统；热回收蒸汽发生器，其构造成通过从燃烧气体中回收热来产生蒸汽；以及电解单元，其构造成接收来自热回收蒸汽发生器的蒸汽，用于在产生氢气时使用，以降低燃气涡轮系统的最低排放合规负载。

在另一个实施例中，一种方法包括在电解单元中产生氢气，以存储容器捕捉氢气，监测燃气涡轮系统的至少一个参数，以及将氢气发送到燃气涡轮系统中，以响应于至少一个参数降低最低排放合规负载。

一种系统，包括：燃气涡轮系统；以及电解单元，其构造成产生氢气，用于降低燃气涡轮系统的最低排放合规负载。

优选地，电解单元构造成用蒸汽供应产生氢气。

优选地，系统包括由燃气涡轮系统驱动的第一发电机。

优选地，第一发电机构造成对电解单元供应电功率。

优选地，系统包括热回收蒸汽发生器，其构造成从燃气涡轮系统输出的排气中回收热，用回收的热产生蒸汽，并将蒸汽供应给电解单元。

优选地，系统包括联接到热回收蒸汽发生器上的蒸汽涡轮系统。

优选地，系统包括由蒸汽涡轮系统驱动的第二发电机。

优选地，第二发电机构造成将电功率供应给电解单元。

优选地，系统包括存储容器，其构造成存储电解单元产生的氢气，以供燃气涡轮系统使用。

一种系统，包括：燃气涡轮系统，其构造成用燃烧气体驱动负载；热回收蒸汽发生器，其构造成通过从燃烧气体中回收热来产生蒸汽；以及电解单元，其构造成接收来自热回收蒸汽发生器的蒸汽，用于在产生氢气时使用，以降低燃气涡轮系统的最低排放合规负载。

优选地，系统包括构造成捕捉电解单元产生的氢的存储容器。

优选地，系统包括控制器，其构造成基于指示燃气涡轮系统上的负载的至少一个监测参数，来控制氢气从电解单元供应到燃气涡轮系统。

优选地，控制器构造成当监测参数指示负载低于阈值水平时，将氢气发送到燃气涡轮系统。

优选地，系统包括第一发电机，其联接到燃气涡轮系统上，并且构造成产生功率供电解单元使用。

优选地，系统包括第二发电机，其联接到蒸汽涡轮系统上，并且构造成产生功率供电解单元使用。

一种方法，包括：在电解单元中产生氢气；以存储容器捕捉氢气；监测燃气涡轮系统的至少一个参数；以及将氢气发送到燃气涡轮系统中，以响应于至少一个参数来降低最低排放合规负载。

优选地，该方法产生氢气包括在电解单元中将蒸汽电解成氢气和氧。

优选地，该方法包括在热回收蒸汽发生器中产生蒸汽，以及将蒸汽供应到电解单元。

优选地，该方法包括在电解单元中产生蒸汽。

优选地，该方法包括用联接到燃气涡轮系统、蒸汽涡轮系统或它们的组合上的发电机来产生电功率，用于在电解单元中使用。

附图说明

当参考附图阅读下列详细描述时，将更好地理解本发明的这些和其它的特征、方面和优点，其中，同样的标记在所有附图中表示同样的部件，其中：