CN1194165C - 高效发电方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高效发电方法，用以使用至少一燃气透平、一锅炉和一蒸汽透平利用一废气再燃烧系统发电，包括如下步骤：利用从所述锅炉获得的蒸汽加热原油或重油；在减低的压力下蒸馏所述热原油或重油；以及使用所获得的作为一燃气透平燃料的轻油馏分和使用作为一锅炉燃料的重油馏分发电。

Description

高效发电方法
技术领域
本发明涉及一种高效发电方法。
背景技术
近年来，发电厂对原油或重油的分馏进行了研究。通过分馏获得的轻油馏分(低沸点成分)送至一燃气透平，并在其中燃烧，借以产生电力。由燃气透平获得的高温燃烧废气代替空气被送至一锅炉，重油馏分(高沸点成分)在锅炉中燃烧，而一蒸汽透平由在锅炉中产生的高温、高压蒸汽转动，借以产生电力。亦即，提供了一种方法，其中，发电的同时进行所谓的重新匹配动力，其中一燃气透平的废气被充入一锅炉且再燃烧。
作为蒸馏原油或重油的手段，通常一直采用常减压蒸馏，其中，原油或重油通过加热到约360度而被蒸馏。作为加热装置，加热炉一直被用来获得上述加热温度。加热炉通常燃烧燃料以获得热能，并利用燃烧期间产生的辐射热以及通过燃烧气体的对流加热原油(stock oil)。
使用这样一种加热炉使得原油或重油容易加热到高温。然而，当使用这样一种加热炉时，存在的问题是：造成废气的热损失，热效率低，需要对废气中的SOx和NOx进行处理。
发明内容
本发明是针对上述情况作出的，因此其目的之一是提供一种高效发电方法，其中不使用加热炉，从而废气热损失问题得以解决，发电系统没有处理废气中的SOx和NOx的负担，从而废气再燃烧系统的发电效率从整体上进一步提高。
因此，本发明提供了一种高效发电方法，用以使用至少一燃气透平、一锅炉和一蒸汽透平通过一废气再燃烧系统发电，包括如下步骤：利用从所述锅炉获得的蒸汽加热原油或重油；在减低压力下蒸馏所述热原油或重油；以及使用所获得的作为一燃气透平燃料的轻油馏分和使用作为一锅炉燃料的重油馏分发电，原油或重油通过提供用于在原油或重油与在蒸馏塔中获得的轻油馏分以及/或者重油馏分之间实现热交换的装置方便地得以加热。
而且，按照本发明，一蒸汽排出器可用作进行真空蒸馏的减低压力的装置。
本发明提供了一种高效发电方法，其中不使用加热炉，从而废气热损失问题得以解决，发电系统没有处理废气中的SOx和NOx的负担，从而废气再燃烧系统的发电效率从整体上进一步提高。
附图说明
下面参照附图描述本发明的优选实施例。
图1是一示意图，表明通过使用一废气再燃烧系统实施本发明高效发电方法的系统的通过蒸馏分离原油或重油的一系统的一实施例的布局；
图2是一曲线图，表明在本发明高效发电方法中原油A在一真空蒸馏塔中的蒸发曲线，与原油A在一传统常减压蒸馏塔(atmospheric distillationcolumn)中的蒸发曲线作对比；
图3是一曲线图，表明在本发明高效发电方法中原油B在一真空蒸馏塔中的蒸发曲线，与原油B在一传统常减压蒸馏塔中的蒸发曲线作对比；
图4是一曲线图，表明在本发明高效发电方法中原油C在一真空蒸馏塔中的蒸发曲线，与原油C在一传统常减压蒸馏塔中的蒸发曲线作对比；
图5是一曲线图，表明在本发明高效发电方法中原油D在一真空蒸馏塔中的蒸发曲线，与原油D在一传统常减压蒸馏塔中的蒸发曲线作对比；
图6是一曲线图，表明在本发明高效发电方法中原油E在一真空蒸馏塔中的蒸发曲线，与原油E在一传统常减压蒸馏塔中的蒸发曲线作对比。
具体实施方式
下面参照示于附图中的一实施例说明本发明的高效发电方法。
图1是一示意图，表明通过使用一废气再燃烧系统实施本发明高效发电方法的系统的通过蒸馏分离原油或重油的一系统的一实施例的布局；
本实施例的蒸馏设备包括一加热器1、一真空蒸馏塔2以及一蒸汽排出器3。
作为用于加热原油或重油的装置的加热器1通过蒸汽和原油或重油之间的热交换加热原油或重油。蒸汽供自一锅炉(未示出)。获自锅炉的蒸汽送至一蒸汽透平以使之转动，由此产生电能。供至加热器1的蒸汽是曾经使蒸汽透平旋转以产生电能的蒸汽。通常，温度约为600度的蒸汽被送至蒸汽透平，且在发电后，其压力和温度分别变为约20kg/cm2G和约200-230度。加热器1被供以压力约20kg/cm2G和温度约200-230度的蒸汽。
真空蒸馏塔2是用于在减低压力下蒸馏原油或重油的设备。真空蒸馏塔2通常配设有一多层托盘(multi-tier tray)，且轻油馏分和重油馏分分别聚集在其上和下部。
作为用于降低真空蒸馏塔2中的压力的设备的蒸汽排出器3通过使蒸汽以高流速流动抽吸蒸馏塔中的气体。以便真空蒸馏塔2中的压力减少到低于大气压力的值。
下面，说明使用示于图1的实施例的系统通过实施本发明高效产生电能的方法的一实施例。
作为燃料供向一电站的原油或重油经由一供应管路L1通过加热器1，并被供向真空蒸馏塔2，如上所述，加热器1被供以曾经使蒸汽透平旋转以产生电能的蒸汽。压力约20kg/cm2G和温度约200-230度的该蒸汽将在加热器1中流动的原油或重油加热至约200度。
真空蒸馏塔2的内部通过蒸汽排出器3抽吸操作被减压。在具有减低压力(50mmHg)的真空蒸馏塔2中，原油或重油被蒸馏，且轻油馏分即使在约200度的的温度下也有效地蒸发。轻油馏分和重油馏分被分别分离到真空蒸馏塔2的上和下部。
如表示原油A-E(A-E表示原油产区的分类)的蒸发曲线的图2-6的曲线图所示，组分的沸点在减低的压力下降低，且蒸发曲线从(A)变到(B).即使在月200度的温度下，蒸发、冷凝和分馏有效地得以实现。
对燃气透平有害的钠、钒、钾和其他成分自然地应当从轻油馏分中去除。通过如本发明所示地蒸馏原油或重油，诸如钠、钒、钾等成分不蒸发，从而它们不侵入轻油馏分。因此，轻油馏分可提供质地优良的燃气透平燃料。
轻油馏分以被蒸汽排出器3抽吸的方式传送到分离箱4，并在分离箱4中分离成气体成分和液体成分。身为轻油馏分的液体成分通过一泵7从分离箱4的底部抽走。其中的一些再循环到真空蒸馏塔2的上部，而其余在则储放在储箱5中。气体成分从分离箱4的上部取出。轻油馏分在其由蒸汽排出器3抽吸期间利用一换热器6与原油或重油热交换，原油或重油从而得以加热。
从真空蒸馏塔2的底部由泵8抽吸的重油馏分储放在重油馏分储箱10中。由泵8抽吸的重油馏分在其通往储箱10的途中通过换热器9，从而实现与原油或重油的热交换，而油得以加热。
分别储放在储箱5和10中的轻油馏分和重油馏分按需要取走而用作燃料。在某些系统中，轻油馏分和重油馏分可直接送至一下阶段发电过程而不通过储箱。
轻油馏分用作燃气透平燃料，而重油馏分用作锅炉燃料。使用其中剩有13％体积或更多氧气的燃气透平的燃烧废气的锅炉燃料的燃烧不对锅炉中的燃烧造成特别的阻碍。由于燃气透平的燃烧废气具有的约580度的高温热能可以在锅炉中有效利用，锅炉所用燃料得以节省。发电量从整体上得以增加，且单位燃料的发电效率也得以改善。亦即，可进行重新匹配动力。
此外，按照该实施例的发电方法，最初存在于发电站中的蒸汽被有效利用，且同时不存在废气热量损失的问题以及由于未使用加热而炉处理废气中的SOx和NOx的额外负担。亦即，废气再燃烧系统的发电效率从整体上进一步提高。
虽然结合图1所示实施例说明了本发明，但本发明不限于该实施例。业内人士易于作出的所有改型、变化和增加都包括在本发明的技术范围内。在图1的实施例中，真空蒸馏塔2具有50mmHg的减低压力。然而，该减低压力依条件可从30mmHg到500mmHg变化。
1999年9月8日提交的、包括说明书、权利要求、附图和摘要的日本专利申请No.11-254242的公开内容在本文中引作参考。

Claims (2)

1.一种高效发电方法，用以使用至少一燃气透平、一锅炉和一蒸汽透平利用一废气再燃烧系统发电，包括如下步骤：
利用从所述锅炉获得的蒸汽加热原油或重油；
在减低的压力下蒸馏所述热原油或重油；
使用所获得的作为一燃气透平燃料的轻油馏分和使用作为一锅炉燃料的重油馏分发电；以及
其中在所述原油或重油与在减低的压力下通过蒸馏所述原油或重油获得的所述轻油馏分和重油馏分之一或者所述轻油馏分与重油馏分两者之间进行热交换，从而所述原油或重油被加热。
2.按照权利要求1所述的高效发电方法，其特征在于，一蒸汽排出器用作进行真空蒸馏的减低压力的装置。
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