[发明专利]为热SCR催化剂混合调温空气与烟道气的系统和方法

说明书

一种简单循环燃气涡轮系统包括喷射系统，喷射系统包括多个喷射管，喷射管可将流体喷射到排气处理系统的导管中，排气处理系统可处理由燃气涡轮发动机产生的排气。排气处理系统包括选择性催化还原(SCR)系统，它可降低排气内的氮氧化物(NO_X)的水平；以及定位在多个喷射管附近且在排气处理系统内的混合系统。混合系统包括混合模块，混合模块具有多个湍流器，湍流器可使流体或排气或它们两者沿第一漩涡方向打漩，以沿着排气处理系统的轴线激励湍流，并且从而促进流体和排气之间的混合。

技术领域

本文公开的主题涉及涡轮系统，并且更具体地，涉及排气处理。

背景技术

燃气涡轮系统典型地包括至少一个燃气涡轮发动机，其具有压缩机、燃烧器和涡轮。燃烧器构造成燃烧燃料和压缩空气的混合物，以产生热燃烧气体，热燃烧气体又驱动涡轮的叶片。燃气涡轮发动机产生的排气可包括某些副产物，诸如氮氧化物(NO_X)、硫氧化物(SO_X)、碳氧化物(CO_X)和未燃烧的烃。大体上，合乎需要的为在排气离开燃气涡轮系统之前消除或显著降低排气中的这种副产物的量。

发明内容

下面对在范围方面与原本声明的发明相当的某些实施例进行概述。这些实施例不意于限制声明的发明的范围，而是相反，这些实施例仅意于提供发明的可能形式的简要概述。实际上，发明可包括可能类似于或不同于下面阐述的实施例的多种形式。

在第一实施例中，一种简单循环燃气涡轮系统，包括：喷射系统，喷射系统包括多个喷射管，喷射管可将流体喷射到排气处理系统的导管中，排气处理系统可处理由燃气涡轮发动机产生的排气。排气处理系统包括可降低排气内的氮氧化物(NO_X)的水平的选择性催化还原(SCR)系统；以及定位在多个喷射管附近且在排气处理系统内的混合系统。混合系统包括混合模块，混合模块具有多个湍流器，湍流器可使流体或排气或它们两者沿第一漩涡方向打漩，以沿着排气处理系统的轴线激励湍流，并且从而促进流体和排气之间的混合。

在第二实施例中，一种简单循环重型燃气涡轮系统，包括混合系统，混合系统设置在简单循环重型燃气涡轮系统的排气处理系统中。混合系统包括：第一混合模块，其包括第一多个湍流器，第一多个湍流器构造和定位在排气处理系统内，以使冷却空气、由简单循环重型燃气涡轮系统的重型燃气涡轮发动机产生的排气流或它们两者沿第一漩涡方向打漩；以及第二混合模块，其包括第二多个湍流器，第二多个湍流器可使冷却空气、排气流或它们两者沿第二漩涡方向打漩。

在第三实施例中，一种在简单循环燃气涡轮系统中处理排气的方法，包括：使排气流从燃气涡轮发动机中流出且进入到排气处理系统的过渡区段中；使用空气喷射系统将冷却空气喷射到过渡区段中的排气流流中，空气喷射系统包括可喷射冷却空气的多个空气喷射管；以及使用混合系统使排气流或冷却空气或它们两者在排气处理系统的过渡区段中打漩，混合系统具有成阵列的混合模块。成阵列的混合模块中的各个混合模块包括多个湍流器，湍流器可使排气流、冷却空气或它们两者沿第一方向、第二方向或它们两者打漩，并且使排气、空气或它们两者打漩会混合排气处理系统内的排气蒸汽和冷却空气和促进排气蒸汽和冷却空气之间的热传递，以产生经冷却排气。方法还包括将经冷却排气引导到选择性催化还原(SCR)系统，以及使用SCR系统来降低经冷却排气中的氮氧化物(NO_X)的水平。

技术方案1. 一种简单循环燃气涡轮系统，包括：

喷射系统，其包括构造成将流体喷射到排气处理系统的导管中的多个喷射管，所述排气处理系统构造成处理由燃气涡轮发动机产生的排气，其中，所述排气处理系统包括构造成降低所述排气内的氮氧化物(NO_X)的水平的选择性催化还原(SCR)系统；以及

定位在所述多个喷射管附近且在所述排气处理系统内的混合系统，其中，所述混合系统包括混合模块，所述混合模块具有多个湍流器，所述湍流器构造成使所述流体或所述排气或它们两者沿第一漩涡方向打漩，以沿着所述排气处理系统的轴线激励湍流，并且从而促进所述流体和所述排气之间的混合。