專利名稱：用于改進(jìn)igcc發(fā)電設(shè)施的性能的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文所公開的主題涉及整體氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC，integratedgasification combined cycle)發(fā)電設(shè)施。更具體而言，所公開的實(shí)施例涉及用于改進(jìn)IGCC發(fā)電設(shè)施的 性能的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
IGCC發(fā)電站能相對(duì)清潔地且高效地從諸如煤或天然氣的各種含碳給料生成能量。 IGCC技術(shù)可通過在氣化器中與氧氣和蒸汽起反應(yīng)而將含碳給料轉(zhuǎn)變成一氧化碳(CO)和氫 氣(H2)的氣體混合物，即，合成氣。這些氣體可被清潔、處理和利用為IGCC發(fā)電設(shè)施中的 燃料。舉例而言，合成氣可被饋送到IGCC發(fā)電設(shè)施的燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒器內(nèi)且被點(diǎn)燃以向燃 氣輪機(jī)提供動(dòng)力用于發(fā)電。這種IGCC發(fā)電設(shè)施包括生成低級(jí)熱(low-grade heat)的若干 構(gòu)件，這些熱隨后被耗散。

發(fā)明內(nèi)容
在范圍上符合最初主張的本發(fā)明的某些實(shí)施例在下文中概述。這些實(shí)施例預(yù)期并 不限制所要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是這些實(shí)施例預(yù)期僅提供本發(fā)明的可能形式的簡(jiǎn)要 概述。實(shí)際上，本發(fā)明可涵蓋可類似于或不同于下文所述的實(shí)施例的多種形式。在第一實(shí)施例中，系統(tǒng)包括氣體清潔器。該氣體清潔器包括用于清潔合成氣的溶 劑。該系統(tǒng)還包括熱交換器，熱交換器被配置成加熱液體以生成蒸汽。該系統(tǒng)還包括蒸汽 吸收制冷(VAR)循環(huán)，其配接到氣體清潔器和熱交換器。VAR循環(huán)被配置成冷卻溶劑。此 外，蒸汽驅(qū)動(dòng)VAR循環(huán)。在第二實(shí)施例中，系統(tǒng)包括多冷卻器控制器。該多冷卻器控制器包括第一冷卻器 控制器和第二冷卻器控制器。第一冷卻器控制器被配置成控制蒸汽壓縮制冷(VCR)循環(huán)。 第二冷卻器控制器被配置成控制VAR循環(huán)。多冷卻器控制器被配置成選擇性地調(diào)整VCR循 環(huán)和VAR循環(huán)的負(fù)荷以冷卻氣體清潔器的溶劑。在第三實(shí)施例中，系統(tǒng)包括IGCC熱交換器，其被配置成加熱水以產(chǎn)生蒸汽。IGCC 熱交換器包括在氣化器下游的合成氣冷卻器和配接到空氣分離單元(ASU)的空氣冷卻器。 該系統(tǒng)還包括蒸汽管道，其配接到IGCC熱交換器。該系統(tǒng)還包括配接到蒸汽管道的IGCC 構(gòu)件。IGCC構(gòu)件包括VAR循環(huán)、除氣器或者蒸汽輪機(jī)。


當(dāng)參看附圖來閱讀本發(fā)明下文的詳細(xì)描述時(shí)，本發(fā)明的這些和其它特點(diǎn)、方面和 優(yōu)點(diǎn)將變得更好理解，在所有附圖中，相似的附圖標(biāo)記表示相似的部件，其中圖1是IGCC發(fā)電設(shè)施的示范性實(shí)施例的示意方塊圖；圖2是圖1的低溫氣體冷卻(LTGC)單元的示范性實(shí)施例的處理流程圖，其可生成 低、低壓(LLP)蒸汽；
圖3是圖1的ASU空氣壓縮機(jī)的示范性實(shí)施例的處理流程圖，其可生成LLP蒸汽；圖4是圖1的合成氣清潔系統(tǒng)的示范性實(shí)施例的處理流程圖，其被配置成利用LLP 蒸汽；圖5是圖1的燃?xì)廨啓C(jī)的示范性實(shí)施例的處理流程圖，其被配置成利用LLP蒸汽；圖6是除氣器的示范性實(shí)施例的處理流程圖，其被配置成利用LLP蒸汽；以及圖7是圖1的蒸汽輪機(jī)的示范性實(shí)施例的處理流程圖，其被配置成利用LLP蒸汽。部件列表10整體氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)系統(tǒng)12燃料源14給料制備單元16氣化器18 漁料20低溫氣體冷卻(LTGC)單元22合成氣清潔系統(tǒng)24 硫26 鹽28氣體處理器30殘留氣體成分32燃燒器34燃?xì)廨啓C(jī)36空氣分離單元(ASU)38ASU 壓縮機(jī)40稀釋氣態(tài)氮?dú)?DGAN)壓縮機(jī)42 渦輪44驅(qū)動(dòng)軸桿46壓縮機(jī)48第一負(fù)荷50蒸汽輪機(jī)52熱回收蒸汽發(fā)生(HRSG)系統(tǒng)M第二負(fù)荷56冷凝器58冷卻塔60第一熱交換器62第二熱交換器64第三熱交換器66第一壓縮部段68第二壓縮部段70公共軸桿72熱壓縮空氣
74中間冷卻器76冷壓縮空氣78熱壓縮空氣80后冷卻器82吸收器84溶劑流86溶劑/酸氣混合物88控制閥89氣液分離罐(K/0罐)90熱交換器92溶劑再生器94溶劑/酸氣混合物流96溶劑流98泵100溶劑的第一部分102再沸器104溶劑的第二部分106蒸汽吸收制冷(VAR)循環(huán)108蒸汽壓縮制冷(VCR)循環(huán)110多冷卻器控制器112VCR控制器114VAR控制器116入口空氣激冷器118VAR循環(huán)120冷卻流體循環(huán)流122冷卻流體循環(huán)流124控制器126除氣器128托盤部段130沸騰器給水容器132泵134控制器136低壓部段138中壓部段140高壓部段142公共軸桿144排氣流145排氣流146排氣流
148控制器
具體實(shí)施例方式將在下文中描述本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)具體實(shí)施例。為了提供這些實(shí)施例的簡(jiǎn)潔描 述，在說明書中可不描述實(shí)際實(shí)施方式的所有特點(diǎn)。應(yīng)了解在任何這樣實(shí)際實(shí)施方式的發(fā) 展中，如在任何工程或設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，必須做出許多具體實(shí)施決策來實(shí)現(xiàn)開發(fā)者的具體目的， 諸如符合系統(tǒng)相關(guān)和商務(wù)相關(guān)限制，對(duì)于不同的實(shí)施方式，這些限制可不同。此外，應(yīng)了解， 這些開發(fā)努力可為復(fù)雜的且耗時(shí)的，但仍是受益于本公開內(nèi)容的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員設(shè) 計(jì)、制作和制造的常規(guī)任務(wù)。當(dāng)介紹本發(fā)明的各種實(shí)施例的元件時(shí)，冠詞“一 ”、“ 一個(gè)”、“該，，和“所述，，預(yù)期表示存在這些元件中的一個(gè)或多個(gè)。術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”和“具有”預(yù)期是包括性的且意味 著可存在除了所列出元件之外的額外元件。具有碳捕獲的IGCC設(shè)施消耗比非碳捕獲設(shè)施更多的輔助負(fù)荷。但是，這些相同設(shè) 施生成低級(jí)熱能，其可另外耗散到(例如)冷卻水系統(tǒng)中。所公開的實(shí)施例通過使各種IGCC 熱交換器，諸如空氣分離單元(ASU)壓縮機(jī)中間冷卻器和后冷卻器、低溫氣體冷卻(LTGC) 部段、調(diào)溫冷卻器等利用由此低級(jí)熱能生成的低、低壓(LLP)蒸汽(例如，在20-40psia之 間壓力范圍的蒸汽)來減低IGCC設(shè)施的公用電力消耗和冷卻塔負(fù)荷。但是，其它IGCC熱 交換器可用于生成LLP蒸汽。在某些實(shí)施例中，LLP蒸汽可用于通過使用LLP蒸汽來驅(qū)動(dòng)蒸汽吸收制冷循環(huán)來 降低IGCC設(shè)施的酸氣移除(AGR)溶劑制冷系統(tǒng)的公用電力消耗。在其它實(shí)施例中，LLP蒸 汽可用于通過使用LLP蒸汽來驅(qū)動(dòng)另一蒸汽吸收制冷循環(huán)來冷卻IGCC設(shè)施的燃?xì)廨啓C(jī)的 進(jìn)氣。燃?xì)廨啓C(jī)的效率可大體上取決于周圍空氣溫度。在熱天，燃?xì)廨啓C(jī)的輸出可由于周 圍空氣的低密度而減少。因此，對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)的進(jìn)氣的冷卻改進(jìn)IGCC設(shè)施的輸出和效率。在 另外的實(shí)施例中，LLP蒸汽可通過補(bǔ)充在除氣系統(tǒng)中提取的低壓蒸汽的流量來降低從IGCC 設(shè)施的蒸汽輪機(jī)提取的低壓蒸汽量。在另外的實(shí)施例中，LLP蒸汽可被接納到IGCC設(shè)施的 蒸汽輪機(jī)的低壓部段內(nèi)以提高蒸汽輪機(jī)的輸出和效率。但是，LLP蒸汽可用于整個(gè)IGCC設(shè) 施上的各種其它應(yīng)用。圖1示出可由合成氣體(例如，合成氣)提供動(dòng)力的IGCC系統(tǒng)10。IGCC系統(tǒng)10 的元件可包括燃料源12，諸如固體進(jìn)料，其可用作IGCC的能源。燃料源12可包括煤、石油 焦、生物質(zhì)、木質(zhì)材料、農(nóng)業(yè)廢物、焦油、焦?fàn)t煤氣和浙青，或者其它含碳物質(zhì)。燃料源12的固體燃料可被傳遞到給料制備單元14。給料制備單元14可(例如) 通過將燃料源12切碎、研磨、撕裂、磨碎、壓塊或?；卣剂显?2的大小或形狀以生成 給料。此外，水或其它合適液體可添加到給料制備單元14中的燃料源12以形成漿給料。在 其它實(shí)施例中，并不向燃料源12添加液體，因而得到干給料。給料可從給料制備單元14傳遞到氣化器16。氣化器16可將給料轉(zhuǎn)化成一氧化 碳與氫氣的組合，即，合成氣。取決于所用氣化器16的類型，這種轉(zhuǎn)化可通過使給料在高壓 (例如，從大約290psia至1230psia)和高溫(例如，大約1300° F至2900° F)經(jīng)受控制 量的蒸汽和氧氣而達(dá)成。氣化處理可包括使給料經(jīng)歷熱解處理，其中給料被加熱。在熱解 處理中，在氣化器16內(nèi)的溫度可在大約300° F至1300° F之間，取決于用于生成給料的燃料源12。在熱解處理中加熱給料可生成固體，例如木炭，和殘留氣體，例如一氧化碳和氫氣。然后可在氣化器16中發(fā)生燃燒處理。燃燒可包括將氧氣引入到木炭和殘留氣體。 木炭和殘留氣體可與氧氣起反應(yīng)以形成二氧化碳和一氧化碳，其提供熱用于隨后的氣化反 應(yīng)。在燃燒處理中的溫度可在大約1300° 至四00° F的范圍。之后，蒸汽可在氣化步驟 中引入到氣化器16內(nèi)。木炭可與一氧化碳和蒸汽在從大約1500° F至2000° F的溫度范 圍起反應(yīng)以產(chǎn)生一氧化碳和氫氣。實(shí)質(zhì)上，氣化器利用蒸汽和氧氣來允許某些進(jìn)料“燃燒” 以產(chǎn)生一氧化碳和能量，其驅(qū)動(dòng)第二反應(yīng)，第二反應(yīng)將另外的給料轉(zhuǎn)變成氫氣和額外二氧 化碳。以此方式，由氣化器16制造合成的氣體。此合成的氣體可包括大約85%的一氧化碳 和氫氣，以及CH4、C02、H20、HCl、HF、COS, NH3, HCN和H2S (基于給料中的硫含量)。此合成的 氣體可被稱作臟合成氣。氣化器16也可生成廢料，諸如渣料18，其可為濕灰材料。此渣料 18可從氣化器16移除且被處置為(例如)路基或其它建筑材料。臟合成氣然后可被引導(dǎo)至低溫氣體冷卻(LTGC)單元20，其可被配置成冷卻臟合 成氣。如下文所述，LTGC單元20可包括一個(gè)或多個(gè)熱交換器，熱交換器被配置成從熱的臟 合成氣向其它介質(zhì)傳熱，諸如蒸汽冷凝液、來自冷卻塔的冷卻水以及自沸騰器給水系統(tǒng)的 沸騰器給水。來自LTGC單元20的冷的臟合成氣然后可在合成氣清潔系統(tǒng)22中清潔。合成氣 清潔系統(tǒng)22可清洗冷的臟合成氣以從冷的臟合成氣移除HCl、HF、COS、HCN和H2S,其可包 括通過(例如)酸氣移除(AGR)處理分離硫?qū)Α６?，合成氣清潔系統(tǒng)22可經(jīng)由水處理過 程分離鹽沈與冷的臟合成氣，水處理過程可利用水純化技術(shù)來從冷的臟合成氣生成可用 的鹽26。隨后，來自合成氣清潔系統(tǒng)22的氣體可包括清潔的合成氣。氣體處理器觀可用于從清潔合成氣移除殘留氣體成分30，諸如氨、甲醇或任何殘 留化學(xué)品。但是，從清潔的合成氣移除殘留氣體成分30是可選的，因?yàn)榍鍧嵉暮铣蓺饪捎?作燃料，即使在包含殘留氣體成分30 (例如，尾氣)時(shí)。這種清潔的合成氣可作為可燃的燃 料被傳輸至燃?xì)廨啓C(jī)；34的燃燒器32 (例如，燃燒腔室)。IGCC系統(tǒng)10還可包括空氣分離單元(ASU) 36。ASU 36可經(jīng)過操作通過蒸餾技術(shù)將 空氣分成成分氣體。ASU 36可從ASU壓縮機(jī)38供應(yīng)到它的空氣分離出氧氣，且ASU 36可 將分離的氧氣轉(zhuǎn)移至氣化器16。此外，ASU 36可將分離的氮?dú)鈧鬏斨料♂寶鈶B(tài)氮?dú)?DGAN) 壓縮機(jī)40。如下文所述，ASU壓縮機(jī)38可包括一個(gè)或多個(gè)壓縮部段，在壓縮部段之間的一 個(gè)或多個(gè)中間冷卻器和/或在壓縮部段后的一個(gè)或多個(gè)后冷卻器。中間冷卻器和后冷卻器 可在將壓縮空氣遞送到ASU36之前冷卻壓縮的空氣。DGAN壓縮機(jī)40可將從ASU 36接收的氮?dú)鈮嚎s至與燃?xì)廨啓C(jī)34的燃燒器32中的 壓力水平至少相等的壓力水平，以發(fā)生到燃燒器腔室中適當(dāng)噴射。因此，在DGAN壓縮機(jī)40 將氮?dú)獬浞值貕嚎s到適當(dāng)水平后，DGAN壓縮機(jī)40可將壓縮的氮?dú)鈧鬏數(shù)饺細(xì)廨啓C(jī)34的燃 燒器32。氮?dú)饪捎米飨♂寗┮?例如)便于控制排放。燃?xì)廨啓C(jī)34可包括渦輪42、驅(qū)動(dòng)軸桿44和壓縮機(jī)46以及燃燒器32。燃燒器32 可接收燃料，諸如合成氣，其可在壓力下從燃料噴嘴噴射。此燃料可與壓縮空氣以及來自 DGAN壓縮機(jī)40的壓縮氮?dú)饣旌?，且在燃燒?2內(nèi)燃燒。此燃燒可形成熱加壓燃燒氣體。燃燒器32可將燃燒氣體引導(dǎo)至渦輪42入口。在來自燃燒器32的燃燒氣體穿過渦輪42時(shí)，燃燒氣體可迫使渦輪42中的渦輪葉片沿著燃?xì)廨啓C(jī)34的軸線旋轉(zhuǎn)該驅(qū)動(dòng)軸桿 44。如圖所示，驅(qū)動(dòng)軸桿44連接到燃?xì)廨啓C(jī)34的各個(gè)構(gòu)件，包括壓縮機(jī)46。驅(qū)動(dòng)軸桿44可將渦輪42連接到壓縮機(jī)46以形成轉(zhuǎn)子。壓縮機(jī)46可包括配接到 驅(qū)動(dòng)軸桿44的葉片。因此，渦輪42中渦輪葉片旋轉(zhuǎn)造成驅(qū)動(dòng)軸桿44使壓縮機(jī)46內(nèi)的葉 片旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)軸桿44將渦輪42連接到壓縮機(jī)46。壓縮機(jī)46中葉片的這種旋轉(zhuǎn)可使壓縮機(jī) 46壓縮經(jīng)由壓縮機(jī)46中的空氣進(jìn)入口接收的空氣。壓縮空氣然后可被饋送到燃燒器32且 與燃料和壓縮的氮?dú)饣旌弦栽试S更高效燃燒。驅(qū)動(dòng)軸桿44也可連接到負(fù)荷48，其可為固定 負(fù)荷，諸如在發(fā)電設(shè)施中用于發(fā)電的發(fā)電機(jī)。實(shí)際上，負(fù)荷48可為任何合適的裝置，其由燃 氣輪機(jī)34的旋轉(zhuǎn)輸出提供動(dòng)力。IGCC系統(tǒng)10也可包括蒸汽輪機(jī)50和熱回收蒸汽發(fā)生(HRSG)系統(tǒng)52。蒸汽輪機(jī) 50可驅(qū)動(dòng)第二負(fù)荷M。第二負(fù)荷M也可為用于發(fā)電的發(fā)電機(jī)。但是，第一負(fù)荷48與第二 負(fù)荷M可為其它類型的負(fù)荷，其能分別由燃?xì)廨啓C(jī)34與蒸汽輪機(jī)50驅(qū)動(dòng)。此外，盡管燃 氣輪機(jī)34和蒸汽輪機(jī)50可驅(qū)動(dòng)單獨(dú)負(fù)荷48與M，如在圖示實(shí)施例中所示，燃?xì)廨啓C(jī)34與 蒸汽輪機(jī)50也可串聯(lián)地用于經(jīng)由單個(gè)軸桿驅(qū)動(dòng)單個(gè)負(fù)荷。蒸汽輪機(jī)50以及燃?xì)廨啓C(jī)34 的具體配置可視具體實(shí)施方式
而定且可包括部段的任何組合。系統(tǒng)10也可包括HRSG 52。自燃?xì)廨啓C(jī)34的熱廢氣可被輸送到HRSG 52且用于 加熱水且產(chǎn)生蒸汽，以用于向蒸汽輪機(jī)50提供動(dòng)力。自(例如)蒸汽輪機(jī)50的低壓部段 的排氣可被引導(dǎo)至冷凝器56。冷凝器56可利用冷卻塔58交換熱水與冷水。冷卻塔8用于 向冷凝器56提供冷水以輔助冷凝從蒸汽輪機(jī)50傳輸?shù)嚼淠?6的蒸汽。而自冷凝器56 的冷凝液可被引導(dǎo)至HRSG 52。同樣，自燃?xì)廨啓C(jī)34的排氣也可被引導(dǎo)至HRSG 52內(nèi)以加 熱來自冷凝器56的水且產(chǎn)生蒸汽。在諸如IGCC系統(tǒng)10的組合循環(huán)系統(tǒng)中，熱排氣可從燃?xì)廨啓C(jī)34流動(dòng)且傳遞到 HRSG 52，在HRSG 52，其可用于生成高壓、高溫蒸汽。由HRSG 52產(chǎn)生的蒸汽然后通過蒸汽 輪機(jī)50傳遞用于發(fā)電。此外，所產(chǎn)生的蒸汽也可被供應(yīng)到其中使用蒸汽的任何其它處理 中，諸如供應(yīng)到氣化器16。燃?xì)廨啓C(jī)34發(fā)電循環(huán)通常被稱作“頂循環(huán)”，而蒸汽輪機(jī)50發(fā) 電循環(huán)常常被稱作“底循環(huán)”。通過組合如圖1所示的這兩個(gè)循環(huán)，IGCC系統(tǒng)10可導(dǎo)致兩 個(gè)循環(huán)更高的效率。特別地，可俘獲自頂循環(huán)的放熱且用于生成蒸汽以用于底循環(huán)。如上文所述，IGCC系統(tǒng)10包括若干構(gòu)件，其生成低級(jí)熱能，低級(jí)熱能可另外被耗 散。所公開的實(shí)施例利用這種低級(jí)熱能生成低、低壓(LLP)蒸汽以在各種方法中用于改進(jìn) IGCC系統(tǒng)10的總性能。LLP蒸汽可在大約20-40psia的范圍，與低壓(LP)應(yīng)用不同，低壓 (LP)通常在大約60-100psia的范圍。IGCC系統(tǒng)10生成這種可轉(zhuǎn)變成LLP蒸汽的低品位 能源的兩個(gè)特定構(gòu)件是圖1的LTGC單元20和ASU壓縮機(jī)38。1。但是，利用LLP蒸汽的公 開實(shí)施例可由IGCC系統(tǒng)10的任何其它構(gòu)件用于生成低級(jí)熱能。圖2和圖3示出可用于生成LLP蒸汽以用于整個(gè)IGCC系統(tǒng)10的各種應(yīng)用的IGCC 系統(tǒng)10的兩個(gè)示范性構(gòu)件。舉例而言，圖2是圖1的LTGC單元20的示范性實(shí)施例的處理 流程圖。如圖所示，在某些實(shí)施例中，LTGC單元20可包括三個(gè)熱交換器60、62、64。三個(gè)熱 交換器60、62、64可為能從合成氣向冷卻劑(諸如水或蒸汽冷凝液)傳熱的任何類型的熱 交換器。特別地，LTGC 20可包括第一熱交換器60 (例如，LLP蒸汽發(fā)生器)，其被配置成從 圖1的氣化器16接收熱臟合成氣并利用沸騰器給水來冷卻熱臟合成氣。更具體而言，來自熱臟合成氣的熱可傳到沸騰器給水以生成LLP蒸汽。舉例而言，在某些實(shí)施例中，熱臟合成氣可在大約315° F的溫度進(jìn)入第一熱交 換器60且沸騰器給水可在大約95° F進(jìn)入第一熱交換器。但在其它實(shí)施例中，熱臟合成 氣可在250-400° F范圍的溫度進(jìn)入第一熱交換器60。更具體而言，熱臟合成氣可在大 約 290° F,295° F,300° F,305° F、310° F、315° F、320° F、325° F、330° F、335° F、 340° F等溫度進(jìn)入第一熱交換器60。此外，沸騰器給水可在70-290° F范圍的溫度進(jìn)入第 一熱交換器60。更具體而言，沸騰器給水可在大約80° F、85° F、90° F、95° F、100° F、 105° FUlO0 F等溫度進(jìn)入第一熱交換器60。在某些實(shí)施例中，所生成的LLP蒸汽可在大約250° F的溫度從第一熱交換器60 出來且臟合成氣可在大約255° F從第一熱交換器60出來。但在其它實(shí)施例中，熱臟蒸汽 可在200-300° F的溫度從第一熱交換器60出來。更具體而言，所生成的LLP蒸汽可在大 約 225° F,230° F,235° F,240° F,245° F,250° F,255° F,260° F,265° F,270° F、 275° F等溫度從第一熱交換器60出來。此外，臟合成氣可在200-300° F的溫度從第一熱 交換器60出來。更具體而言，臟合成氣可在大約230° F、235° F,240° F,245° F、250° F、 255° F,260° F,265° F、270° F、275° F,280° F 等溫度從第一熱交換器 60 出來。此外， 在某些實(shí)施例中，所生成的LLP蒸汽可在大約30psia從第一熱交換器60出來或者在其它 實(shí)施例中，可在20psia至40psia范圍從第一熱交換器60出來。如下文所述，所生成的LLP 蒸汽可用于整個(gè)IGCC設(shè)施上的各種其它應(yīng)用。如圖2所示，LTGC單元20也可包括第二熱交換器62，其被配置成從第一熱交換器 60接收臟合成氣且利用蒸汽冷凝液來冷卻臟合成氣。更具體而言，來自熱臟合成氣的熱可 傳到蒸汽冷凝液以生成熱蒸汽冷凝液。舉例而言，在某些實(shí)施例中，熱臟合成氣可在大約255 □的溫度進(jìn)入第二熱交換 器62且蒸汽冷凝液可在大約100° F進(jìn)入第二熱交換器62。但在其它實(shí)施例中，臟合成 氣可在200-300° F范圍的溫度進(jìn)入第二熱交換器62。更具體而言，臟合成氣可在大約 230° F、235° F、240° F、245° F、250° F、255° F、260° F、265° F、270° F、275° F、 280° F等溫度進(jìn)入第二熱交換器62。此外，蒸汽冷凝液可在50-150° F的溫度進(jìn)入第二 熱交換器62。更具體而言，蒸汽冷凝液可在大約85° F、90° F、95° F、100° F、105° F、 110° F、115° F等溫度進(jìn)入第二熱交換器62。在某些實(shí)施例中，熱蒸汽冷凝液可在大約200° F的溫度從第二熱交換器62出 來且臟合成氣可在大約120° F的溫度從第二熱交換器62出來。但在其它實(shí)施例中，熱 蒸汽冷凝液可在150-250° F的溫度從第二熱交換器62出來。更具體而言，熱蒸汽可在大 約 175° F、180° F、185° F、190° F、195° F,200° F,205° F、210° F、215° F、220° F、 225° F等溫度從第二熱交換器62出來。此外，臟合成氣可在50-150° F范圍的溫度從第 二熱交換器62出來。更具體而言，臟合成氣可在大約105° FUlO0 F、115° F、120° F、 125° F、130° F、135° F等溫度從第二熱交換器62出來。如圖2所示，LTGC單元20也可包括第三熱交換器64，其被配置成從第二熱交換器 62接收臟合成氣且利用來自圖1的冷卻塔58的冷卻水來冷卻臟合成氣。更具體而言，來自 熱臟合成氣的熱可傳到冷卻水以生成熱冷卻水，其可被發(fā)送回圖1的冷卻塔58。如上文所 述，來自第三熱交換器64的冷的臟合成氣可被引導(dǎo)至圖1的合成氣清潔系統(tǒng)22。
舉例而言，在某些實(shí)施例中，熱臟合成氣可在大約120° F的溫度進(jìn)入第三熱交換 器64且可在大約115° F的溫度從第三熱交換器64出來。但在其它實(shí)施例中，臟合成氣 可在50-150° F的溫度進(jìn)入第三熱交換器64。更具體而言，臟合成氣可在大約105° F、 110° F、115° F、120° F、125° F、130° F、135° F等溫度進(jìn)入第三熱交換器64。此外，臟 合成氣可在50-150° F范圍的溫度從第三熱交換器64出來。更具體而言，臟合成氣可在大 約 100° F，105° F、110° F、115° F、120° F、125° F、130° F 等溫度從第三熱交換器 64 出來。換言之，僅少量熱可從臟合成氣耗散到冷卻水內(nèi)，因?yàn)檫M(jìn)入LTGC單元20的熱臟合成 氣中的大量熱能可分別在第一熱交換器60與第二熱交換器62中傳到LLP蒸汽和熱蒸汽冷 凝液。圖3是圖1的ASU壓縮機(jī)38的示范性實(shí)施例的處理流程圖，其可生成LLP蒸汽。 如圖所示，在某些實(shí)施例中，ASU壓縮機(jī)38可包括多個(gè)壓縮部段。特別地，圖示的ASU壓縮 機(jī)38包括由公共軸桿70連接的第一壓縮部段66與第二壓縮部段68。舉例而言，第一壓縮 部段66可為低壓壓縮部段，而第二壓縮部段68可為中壓或高壓部段?？諝饪捎傻谝粔嚎s 部段66接收且在第一壓縮部段66內(nèi)壓縮，從而升高空氣的壓力和溫度。在某些實(shí)施例中，熱壓縮空氣72可被弓I導(dǎo)至中間冷卻器74，在中間冷卻器74中可 冷卻熱壓縮空氣72。特別地，在某些實(shí)施例中，沸騰器給水可由中間冷卻器74用作冷卻介 質(zhì)。因此，自熱壓縮空氣72的熱可傳到沸騰器給水以生成LLP蒸汽，LLP蒸汽可用于整個(gè) IGCC系統(tǒng)10上的各種應(yīng)用。自中間冷卻器74的冷壓縮空氣76可被引導(dǎo)至第二壓縮級(jí)68 且在第二壓縮部段68內(nèi)壓縮從而升高冷壓縮空氣76的壓力和溫度。在某些實(shí)施例中，自第二壓縮部段68的熱壓縮空氣78可被弓I導(dǎo)至后冷卻器80，在 后冷卻器80中可冷卻熱壓縮空氣78。特別地，在某些實(shí)施例中，沸騰器給水可再次由中間 冷卻器80用作冷卻介質(zhì)。因此，自熱壓縮機(jī)空氣78的熱可傳到沸騰器給水以升高水的溫 度或生成LLP蒸汽，LLP蒸汽可用于整個(gè)IGCC系統(tǒng)10上的各種應(yīng)用。自后冷卻器80的冷 壓縮空氣可被引導(dǎo)至圖1的ASU 36內(nèi)。盡管在圖3中示出為具有兩個(gè)壓縮部段66、68，一個(gè)中間冷卻器74和一個(gè)后冷卻 器80，在某些實(shí)施例中，多于兩個(gè)壓縮部段，多于一個(gè)中間冷卻器，和/或多于一個(gè)后冷卻 器可用于ASU壓縮機(jī)38中。此外，盡管圖示為整合了直接加熱沸騰器給水或?qū)⒎序v器給水 轉(zhuǎn)變成LLP蒸汽的熱交換器，在某些實(shí)施例中，可利用轉(zhuǎn)變自中間冷卻器74和后冷卻器80 的低級(jí)熱能的多步處理(例如，中間冷卻器74或者后冷卻器80加上額外熱交換器)。此 外，在其它實(shí)施例中，沸騰器給水可在中間冷卻器74和后冷卻器80內(nèi)被加熱到飽和溫度且 熱沸騰器給水然后可用于LTGC單元20的第一熱交換器60中以生成LLP蒸汽。如上文所述，由IGCC熱交換器之一(例如，在圖1的LTGC單元20內(nèi)，圖3的ASU 壓縮機(jī)38中間冷卻器和后冷卻器內(nèi)等)所生成的LLP蒸汽可用于整個(gè)IGCC系統(tǒng)10的各 種應(yīng)用中。圖4至圖7示出利用LLP蒸汽的示范性方法。舉例而言，圖4是圖1的合成氣清 潔系統(tǒng)22的示范性實(shí)施例的處理流程圖，其被配置成利用LLP蒸汽作為熱能源。特別地， 圖4示出酸氣回收(AGR)處理，其可為合成氣潔凈系統(tǒng)22處理的一部分。如圖所示，自圖 1的LTGC單元20的臟合成氣可進(jìn)入吸收器82且潔凈合成氣可從吸收器82出來且根據(jù)燃 氣輪機(jī)34要求對(duì)合成氣調(diào)節(jié)和加熱后被引導(dǎo)至圖1的燃?xì)廨啓C(jī)34的燃燒器32。更具體而言，吸收器82可使用溶劑來凈化(例如，從其移除酸氣)臟氣流。在某些實(shí)施例中，溶劑可通過吸收器82頂部引入，如管線84所示。隨著溶劑向下移動(dòng)經(jīng)過吸收 器，溶劑可從臟合成氣選擇性地吸收酸氣蒸汽，使得潔凈合成氣靠近吸收器82上部出來。 因此，溶劑與酸氣的混合物可通過吸收器82底部出來，如由管線86所示。溶劑/酸氣混合 物可被引導(dǎo)通過控制閥88、氣液分離罐(K/0罐)89和熱交換器90，之后進(jìn)入溶劑再生器 92，如由管線94所示?？刂崎y88和K/0罐89可用于控制溶劑/酸氣混合物的流動(dòng)且降低 溶劑/酸氣混合物的壓力以釋放未溶解的氣體。此外，如下文所述，熱交換器90可被配置 成從溶劑再生器92的單獨(dú)溶劑流傳熱。由于酸氣比溶劑更輕，酸氣通常通過溶劑再生器92的頂部出來，而溶劑通過溶劑 再生器92的底部出來，如由管線96所示。如圖所示，自溶劑再生器92的溶劑的第一部分 可由泵98泵送到熱交換器90，如由管線100所示。但是，自溶劑再生器92的溶劑的第二部 分可通過再沸器102循環(huán)且被引導(dǎo)回到溶劑再生器92，如由管線104所示。因此，通過溶 劑再生器92的底部出來的溶劑可處于比進(jìn)入溶劑再生器92的溶劑/酸氣混合物更高的溫 度。但是，當(dāng)溶劑處于較低溫度時(shí)，溶劑可大體上更有效地吸收該吸收器82內(nèi)的酸氣蒸汽。 這是使用熱交換器90來從管線100中的溶劑向自吸收器82的溶劑/酸氣混合物傳熱的部 分緣由。但是，從管線100中的溶劑向自熱交換器中的吸收器82的溶劑/酸氣混合物的傳 熱量可相對(duì)較低。因此，合成氣清潔系統(tǒng)22可包括蒸汽吸收制冷(VAR)循環(huán)106和蒸汽壓 縮制冷(VCR)循環(huán)108以在溶劑通過吸收器82頂部進(jìn)入之前進(jìn)一步冷卻溶劑。冷卻溶劑 增強(qiáng)了其移除吸收器82中酸氣的能力。盡管被圖示為彼此串聯(lián)，VAR循環(huán)106和VCR循環(huán) 108在某些實(shí)施例中可用于并聯(lián)管線中。在某些實(shí)施例中，VAR循環(huán)106可包括吸收器，其包含吸收劑，吸收劑可溶解制冷 劑；泵，其用于升高吸收劑/制冷劑混合物的壓力和溫度；冷凝器，其用于冷卻制冷劑同時(shí) 維持制冷劑的較高壓力；膨脹閥，其用于降低制冷劑的壓力和溫度以形成氣態(tài)/液態(tài)制冷 劑；以及，蒸發(fā)器，其用于冷卻溶劑。LLP蒸汽在某些實(shí)施例中可驅(qū)動(dòng)VAR循環(huán)106的泵。不 同的是，在某些實(shí)施例中，VCR108循環(huán)可包括壓縮機(jī)，其用于壓縮制冷劑以形成較高壓力 和溫度的過熱制冷劑；冷凝器，其用于冷卻過熱制冷劑同時(shí)維持制冷劑的較高壓力；膨脹 閥，其用于降低制冷劑的壓力和溫度以形成氣態(tài)/液態(tài)制冷劑；以及，蒸發(fā)器，其用于冷卻 溶劑。在某些實(shí)施例中，由IGCC熱交換器之一生成的LLP蒸汽可用于驅(qū)動(dòng)VAR循環(huán)106， 其被特殊地設(shè)計(jì)為由諸如LLP蒸汽這樣的熱源驅(qū)動(dòng)。特別地，在某些實(shí)施例中，VAR循環(huán)106 可添加到合成氣清潔系統(tǒng)22的現(xiàn)有AGR處理以補(bǔ)充現(xiàn)有VCR循環(huán)108。因此，通過添加VAR 循環(huán)106和利用LLP蒸汽來驅(qū)動(dòng)VAR循環(huán)106，可顯著降低VCR循環(huán)108的大小和功率要 求。換言之，可通過替代地利用來自LLP蒸汽的熱能來驅(qū)動(dòng)VAR循環(huán)106來滿足VAR循環(huán) 106與VCR循環(huán)108的組合的總冷卻要求，可補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)VCR循環(huán)108所需的公用電力。舉例而言，在某些實(shí)施例中，使用這種技術(shù)，可降低VCR循環(huán)108的大約30%的制 冷壓縮機(jī)負(fù)荷。但在其它實(shí)施例中，VCR循環(huán)108的制冷壓縮機(jī)負(fù)荷可降低大約10-100%， 10-50%，20-40%等。此外，VAR循環(huán)106大體上需要比VCR循環(huán)108更少的操作和維護(hù)成 本。如在下文中更詳細(xì)地描述，在操作中，VAR循環(huán)108能在IGCC系統(tǒng)10啟動(dòng)和部分負(fù)荷 操作期間穩(wěn)定操作，而VAR循環(huán)106可在IGCC系統(tǒng)10的正常操作條件期間增加IGCC系統(tǒng)10的凈輸出和效率。此外，如在下文中更詳細(xì)地描述，在某些實(shí)施例中，可使用多冷卻器控制器110來 控制VAR循環(huán)106和VCR循環(huán)108。特別地，在某些實(shí)施例中，多冷卻器控制器110可包括 VCR控制器112和VAR控制器114，其中VCR控制器112可通常被配置成控制VCR循環(huán)108 且VAR控制器114可通常被配置成控制VAR循環(huán)106。但多冷卻器控制器110可被配置成 在啟動(dòng)、部分負(fù)荷操作和正常操作期間協(xié)調(diào)VCR控制器112和VAR控制器114的操作。由IGCC熱交換器之一(例如，在圖2的LTGC單元20內(nèi)，圖3的ASU壓縮機(jī)38中 間冷卻器和后冷卻器內(nèi)等)所生成的LLP蒸汽來驅(qū)動(dòng)VAR循環(huán)的概念可擴(kuò)展到整個(gè)IGCC 系統(tǒng)10上的若干其它應(yīng)用。舉例而言，圖5是圖1的燃?xì)廨啓C(jī)34的示范性實(shí)施例的處理 流程圖，其被配置成利用LLP蒸汽作熱源來驅(qū)動(dòng)VAR循環(huán)。如圖所示，燃?xì)廨啓C(jī)34的壓縮 機(jī)46可吸入周圍空氣，周圍空氣可在壓縮機(jī)46內(nèi)壓縮。但是，當(dāng)吸入到壓縮機(jī)46內(nèi)的空 氣更冷且處于更高密度時(shí)，燃?xì)廨啓C(jī)34通常更有效地操作。因此，在某些實(shí)施例中，燃?xì)廨啓C(jī)34可包括入口空氣激冷器116，其可被配置成在 將冷空氣引導(dǎo)至壓縮機(jī)46之前冷卻周圍空氣。類似于圖4所示的實(shí)施例，由IGCC系統(tǒng)10 的構(gòu)件之一所生成的LLP蒸汽可用于驅(qū)動(dòng)VAR循環(huán)118，其可生成冷卻流體，冷卻流體可通 過入口空氣激冷器116循環(huán)，如由管線120和122所示。自VAR循環(huán)118的冷卻流體可由 入口空氣激冷器116用于冷卻周圍空氣，周圍空氣最終被引導(dǎo)至壓縮機(jī)46內(nèi)用于壓縮。應(yīng)了解，在熱天期間，由于更高的周圍空氣溫度和更低的周圍空氣密度，燃?xì)廨啓C(jī) 34的效率顯著較低，使用入口空氣激冷器116可證明是特別有益的。因此，使用LLP蒸汽來 驅(qū)動(dòng)VAR循環(huán)118，其使入口空氣激冷器116冷卻周圍空氣，可導(dǎo)致燃?xì)廨啓C(jī)34總體上更高 的效率。在某些實(shí)施例中，控制器1 可用于控制VAR循環(huán)118，類似于圖4的控制器110、 112、114。但驅(qū)動(dòng)VAR循環(huán)并非由IGCC熱交換器之一(例如，在圖2的LTGC單元20內(nèi)，圖3 的ASU壓縮機(jī)38中間冷卻器或后冷卻器等)所生成的LLP蒸汽的唯一應(yīng)用。舉例而言，圖 6是除氣器126的示范性實(shí)施例的處理流程圖，其被配置成利用LLP蒸汽。如圖所示，除氣 器126可接收一個(gè)或多個(gè)冷凝液流動(dòng)流和一個(gè)或多個(gè)蒸汽流動(dòng)流。特別地，圖6所示的除 氣器126可被配置成從圖1的蒸汽輪機(jī)50的低壓(LP)部段接收冷凝液，以及從整個(gè)IGCC 系統(tǒng)10的其它處理接收冷凝液。此外，圖6所示的除氣器1 可被配置成接收從圖1的蒸 汽輪機(jī)50的LP部段提取的LP蒸汽，以及接收由IGCC熱交換器之一所生成的LLP蒸汽。圖6所示的除氣器1 是托盤式除氣器，其包括在沸騰器給水容器130上方的托 盤部段128。但是，也可使用其它類型的除氣器。冷凝液流朝向托盤部段1 頂部進(jìn)入且通 過穿孔的托盤朝向沸騰器給水容器130向下流動(dòng)。LP與LLP蒸汽朝向托盤部段1 的底部 進(jìn)入且向上流動(dòng)通過穿孔托盤。LP和LLP蒸汽從冷凝液汽提溶解于冷凝液內(nèi)的氣體且通過 托盤部段1 頂部的排氣孔出來。相反，除氣的冷凝液作為沸騰器給水流入到沸騰器給水 容器130內(nèi)，其中其可由泵132泵送到圖1的HRSG 52，或者在整個(gè)IGCC系統(tǒng)10上可使用 沸騰器給水的任何其它處理。圖6所示的實(shí)施例在以下方面類似于圖4所示的實(shí)施例來自IGCC熱交換器的 LLP蒸汽用于補(bǔ)充現(xiàn)有設(shè)備和/或熱源。特別地，噴射到除氣器126的托盤部段128內(nèi)的 LLP蒸汽可補(bǔ)償從圖1的蒸汽輪機(jī)50的LP部段所提取的LP蒸汽量。因此，以此方式利用LLP蒸汽可提高蒸汽輪機(jī)50的效率和因此IGCC系統(tǒng)10的總效率。在某些實(shí)施例中，控制 器134可用于控制LLP蒸汽到托盤部段128內(nèi)的流動(dòng)。圖7示出由IGCC熱交換器之一(例如，在圖2的LTGC單元20內(nèi)，圖3的ASU壓 縮機(jī)38中間冷卻器或后冷卻器等)所生成的LLP蒸汽的另一應(yīng)用。特別地，圖7是圖1的 蒸汽輪機(jī)50的示范性實(shí)施例的處理流程圖，其被配置成利用LLP蒸汽。在圖示實(shí)施例中， 蒸汽輪機(jī)50可包括一個(gè)低壓部段136 (LP ST)，一個(gè)中壓部段138 (IP ST)，和一個(gè)高壓部段 140 (HP ST)。但是，蒸汽輪機(jī)50的具體配置可視具體實(shí)施方式
而定且可包括部段的任何組 合。在某些實(shí)施例中，蒸汽輪機(jī)50的部段136、138、140可驅(qū)動(dòng)公共軸桿142，公共軸桿142 可驅(qū)動(dòng)圖1的負(fù)荷M。在某些實(shí)施例中，高壓(HP)蒸汽可由蒸汽輪機(jī)50的高壓部段140從圖1的HRSG 52接收。而來自蒸汽輪機(jī)50的高壓部段140的排氣可在再加熱后或未經(jīng)再加熱引導(dǎo)至蒸 汽輪機(jī)50的中壓部段138內(nèi)，如由管線144和145所示。此外，來自蒸汽輪機(jī)50的中壓部 段138的排氣可被引導(dǎo)至蒸汽輪機(jī)50的低壓部段136內(nèi)，如由管線146所示。而且，來自 蒸汽輪機(jī)50的低壓部段136的排氣可被引導(dǎo)至圖1的冷凝器56內(nèi)。如圖所示，來自IGCC 熱交換器之一的LLP蒸汽可基于LLP蒸汽壓力水平被接納到蒸汽輪機(jī)50的低壓部段136 內(nèi)。為此目的，LLP蒸汽可在處理部段或HRSG系統(tǒng)52中過熱。因此，可提高低壓部段136 的輸出和因此蒸汽輪機(jī)50的總效率。在某些實(shí)施例中，控制器148可用于控制LLP蒸汽到 蒸汽輪機(jī)50的低壓部段136內(nèi)的流動(dòng)。所公開的實(shí)施例的技術(shù)效果包括使用IGCC系統(tǒng)10的各種IGCC熱交換器(例如， 在圖2的LTGC單元20內(nèi)，圖3的ASU壓縮機(jī)38中間冷卻器和后冷卻器等)生成LLP蒸汽 和在整個(gè)IGCC系統(tǒng)10上的各種應(yīng)用中利用LLP蒸汽(例如，驅(qū)動(dòng)圖4的VAR循環(huán)以補(bǔ)充 圖4的VCR循環(huán)108，驅(qū)動(dòng)圖5的VAR循環(huán)118以冷卻到圖5的燃?xì)廨啓C(jī)34的周圍入口空 氣，補(bǔ)充從圖6的除氣器126中蒸汽輪機(jī)50所提取的LP蒸汽的流動(dòng)，改進(jìn)圖7的蒸汽輪機(jī) 50的輸出和效率等)。所公開的實(shí)施例帶來若干有形益處。舉例而言，所公開的實(shí)施例可降低AGR制冷 負(fù)荷，改進(jìn)IGCC系統(tǒng)10的效率和凈功率輸出。此外，所公開的實(shí)施例可在熱天通過在氣體 被吸入到IGCC系統(tǒng)10的燃?xì)廨啓C(jī)34的壓縮機(jī)46內(nèi)之前冷卻周圍空氣而改進(jìn)燃?xì)廨啓C(jī)34 的性能。所公開的實(shí)施例也可導(dǎo)致從蒸汽輪機(jī)50提取用于除氣器126的LP蒸汽量減少。 所公開的實(shí)施例還可提高蒸汽輪機(jī)50的輸出和性能。除了這些益處之外，所公開的實(shí)施例 也可減小冷卻塔58大小，ASU 36的冷卻塔負(fù)荷和合成氣清潔系統(tǒng)22的AGR部段等。而且， 所公開的實(shí)施例可實(shí)施于現(xiàn)有IGCC設(shè)施以及新的IGCC設(shè)施中。此外，所公開的實(shí)施例可至少部分地分別受到至少一個(gè)控制器或者獨(dú)特編程的裝 置(例如，計(jì)算機(jī))控制，諸如圖4的多冷卻器控制器110、VAR控制器112和VCR控制器 114以及圖5、圖6和圖7的控制器124、134和148。特別地，控制器可被配置成控制生成 LLP蒸汽的IGCC熱交換器的操作和/或利用LLP蒸汽的應(yīng)用。在某些實(shí)施例中，控制器可 為獨(dú)特編程以控制閥、泵等的物理計(jì)算裝置。更具體而言，控制器可包括輸入/輸出(I/O) 裝置以確定如何來控制閥、泵等。此外，在某些實(shí)施例中，控制器也可包括用于存儲(chǔ)歷史數(shù) 據(jù)、理論性能曲線等的存儲(chǔ)媒體?？刂破骺煽刂艻GCC系統(tǒng)10的操作以利用LLP蒸汽的一個(gè)實(shí)例涉及圖4所示的多冷卻器控制器110。一旦圖1的氣化器16接通和合成氣生產(chǎn)到達(dá)正常操作流率的至少50% 時(shí)，可啟用控制器110、112、114中控制合成氣潔凈系統(tǒng)22中的溶劑溫度的溫度控制邏輯。 在啟動(dòng)氣化器16之后，IGCC系統(tǒng)10可立即以部分負(fù)荷條件操作且因此，控制邏輯可啟用 VCR循環(huán)108中多個(gè)個(gè)別單元之一。最初，VCR循環(huán)108中僅一個(gè)壓縮機(jī)可接通且可逐漸地 斜升至其最大操作點(diǎn)。這可被稱作啟動(dòng)模式。一旦IGCC系統(tǒng)10斜升到正常操作條件，控制器可啟用VAR循環(huán)106。在成功啟動(dòng) VAR循環(huán)106的情況下，VCR循環(huán)108的壓縮機(jī)之一可停止。一旦溶劑溫度降低特定時(shí)段， VCR循環(huán)108的其它壓縮機(jī)可停止，允許制冷負(fù)荷由VAR循環(huán)106與VCR循環(huán)108共用。這 可被稱作斜升模式。在某些實(shí)施例中，VAR控制器114可控制VAR循環(huán)106的操作且VCR控制器112 可被配置成控制VCR循環(huán)108的操作。VCR循環(huán)108可一直操作，與IGCC系統(tǒng)10上的負(fù) 荷無關(guān)，而VAR循環(huán)106可在調(diào)低期間通過手動(dòng)超控而停止。因此，一般而言，控制器可包 括VCR模式和聯(lián)合模式，在VCR模式，VCR控制器112啟用VCR循環(huán)108且VAR控制器114 禁用VAR循環(huán)106，在聯(lián)合模式，VCR控制器112啟用VCR循環(huán)108且VAR控制器114啟用 VAR 循環(huán) 106。本書面描述使用實(shí)例來公開本發(fā)明，包括最佳實(shí)施方式，且也能使本領(lǐng)域技術(shù)人 員實(shí)踐本發(fā)明，包括做出和使用任何裝置或系統(tǒng)和執(zhí)行任何合并的方法。專利保護(hù)范圍由 權(quán)利要求書限定，且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的這些修改和其它實(shí)例。如果其它實(shí)例具 有與權(quán)利要求書的字面語(yǔ)言并無不同的結(jié)構(gòu)元件或者如果其它實(shí)例包括與權(quán)利要求書的 字面語(yǔ)言并無實(shí)質(zhì)不同的等效結(jié)構(gòu)元件，這些其它實(shí)例預(yù)期在權(quán)利要求書的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)，其包括氣體清潔器(22)，其包括用于清潔合成氣的溶劑；熱交換器(20)，其被配置成加熱液體以生成蒸汽；以及蒸汽吸收制冷(VAR)循環(huán)(106)，其配接到所述氣體清潔器0 和所述熱交換器 (20)，其中所述VAR循環(huán)(106)被配置成冷卻溶劑，且所述蒸汽驅(qū)動(dòng)所述VAR循環(huán)(106)。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述氣體清潔器02)包括酸氣移除(AGR)系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述熱交換器00)配接到整體氣化聯(lián)合循環(huán) (IGCC)構(gòu)件(10)。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述熱交換器00)配接到壓縮機(jī)。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中所述壓縮機(jī)(38)配接到空氣分離單元(ASU)(36)。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述熱交換器00)配接到所述氣體清潔器02)上 游的合成氣通路。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述熱交換器OO)配接到氣化器(16)與所述氣體 清潔器0 之間的合成氣通路。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其包括配接到所述氣體清潔器02)的冷卻器(108)和配 接到所述VAR循環(huán)(106)和所述冷卻器(108)的控制器(110)，其中所述冷卻器(108)獨(dú)立 于所述VAR循環(huán)(106)，且所述控制器(110)被配置成選擇性地改變所述冷卻器(108)和所 述VAR循環(huán)(106)的操作。
9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其包括配接到所述氣體清潔器02)的蒸汽壓縮制冷 (VCR)循環(huán)(108)，其中所述VCR循環(huán)(10 和所述VAR循環(huán)(106)被配置成冷卻所述溶劑。
10.一種系統(tǒng)，其包括多冷卻器控制器(100)，其包括第一冷卻器控制器(11 和第二冷卻器控制器(114)， 其中所述第一冷卻器控制器(11 被配置成控制蒸汽壓縮制冷(VCR)循環(huán)(108)，所述第二 冷卻器控制器(114)被配置成控制蒸汽吸收制冷(VAR)循環(huán)(106)，且所述多冷卻器控制器 (110)被配置成選擇性地調(diào)整所述VCR循環(huán)(108)
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于改進(jìn)IGCC發(fā)電設(shè)施的性能的系統(tǒng)和方法，在某些實(shí)施例中，系統(tǒng)包括氣體清潔器(22)。該氣體清潔器(22)包括用于清潔合成氣的溶劑。該系統(tǒng)還包括熱交換器(20)，熱交換器(20)被配置成加熱液體以生成蒸汽。該系統(tǒng)還包括蒸汽吸收制冷(VAR)循環(huán)(106)，VAR循環(huán)(106)配接到氣體清潔器(22)和熱交換器(20)。VAR循環(huán)(106)被配置成冷卻溶劑。此外，蒸汽驅(qū)動(dòng)VAR循環(huán)(106)。
文檔編號(hào)F01D15/10GK102052101SQ20101054792
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月5日
發(fā)明者A·A·蘇帕漢, S·J·哈扎里卡, V·巴拉舒布拉馬尼延 申請(qǐng)人:通用電氣公司