CN1824934A - 烧重质油改质燃料的燃气轮机系统及其运转方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了从改质重质油而制造燃气轮机燃料的阶段到燃气轮机的起动、停机、紧急停机的燃烧重质油改质燃料的燃气轮机系统及其运转方法。本发明的烧重质油改质燃料的燃气轮机系统，具有通过将重质油和水混合使之反应而从重质油中分离并去除重质组分的反应器、将在反应器中得到的轻质组分分离成烃气和改质油的气液分离器、将由气液分离器供给的烃气燃烧的燃气轮机燃烧器、利用在燃气轮机燃烧器中生成的燃烧气体驱动的燃气轮机，并且在从气液分离器向燃气轮机燃烧器供给烃气的系统中，设置将烃气排出到体系外的系统。
Description
技术领域
本发明涉及烧重质油改质燃料的燃气轮机系统及其运转方法，尤其涉及通过将重质油和水混合进行反应而改质，将得到的轻质组分用于燃料，由燃气轮机进行发电的燃气轮机系统及其运转方法。
背景技术
重质油含有较多重金属，不适合用作为燃气轮机发电燃料。因此，人们提出了从重质油中去除金属而转变为有用能源的方法。其中有一种方法是，使高温高压水和重质油在20MPa或20MPa以上及350℃或350℃以上的反应条件下接触来分解重质油的方法(例如参照特开2003-49180号公报(摘要))。通过分解重质油，得到烃气、轻质油组分、重质组分、金属氧化物等金属化合物，将烃气和轻质油组分溶解到高温高压水中制成改质油，用于燃气轮机燃料。存在于重质油中的金属化合物，以钙化合物的形式被去除或者通过与焦炭等捕捉剂结合而被去除。
发明内容
以往，关于重质油的改质方法以及以改质油作为燃料的燃气轮机发电系统，都有很多报道。但是，关于重质油的改质体系和燃气轮机发电体系联合的系统，相关报道较少。
与燃气轮机的运转联动地控制重质油改质体系，对于在现场安全地进行重质油的改质和燃气轮机的运转来说也是非常重要的。
本发明的目的是，在重质油的改质装置和燃气轮机联合的系统中，安全地进行燃气轮机的包括起动、停止、紧急停止的运转。
本发明是烧重质油改质燃料的燃气轮机系统，该系统具备：使重质油和水反应而得到重质组分和轻质组分的反应器；将用所述反应器得到的轻质组分分离成烃气和改质油的气液分离器；将由所述气液分离器分离的烃气供给燃气轮机燃烧器的系统；将通过所述系统供给的烃气燃烧的燃气轮机燃烧器；由在所述燃气轮机燃烧器中生成的燃烧气体驱动的燃气轮机；将由所述气液分离器分离的烃气供给到所述燃气轮机燃烧器之前排出体系外的装置。
本发明中，可以具备储存由气液分离器分离的改质油的改质油储罐。该储罐的容量，优选为能够储存从起动反应器到由气液分离器生成烃气期间，以该储罐内的改质油作为燃料使燃气轮机运转所需的必要量。
另外，在供给到燃气轮机燃烧器之前排出体系外的烃气，可以用于制造加热反应器的加热用气体。
本发明为烧重质油改质燃料的燃气轮机系统的运转方法，通过将重质油与水混合、在反应器中反应，生成重质组分和轻质组分，将轻质组分气液分离为烃气和改质油，以所得到的烃气作为燃料来运转燃气轮机，其特征在于，在所述燃气轮机停止运转时，停止向所述燃气轮机供给作为燃料的所述烃气，将来自所述反应器的烃气排出体系外。
在这种运转方法中，可以储存通过气液分离轻质组分而得到的改质油，在起动燃气轮机时，用来作为直到由反应器和气液分离器生成烃气期间的燃气轮机燃料。
另外，燃气轮机停止运转时，检测储罐内的改质油的液位，以确认能够确保直到由反应器和气液分离器生成烃气期间的燃气轮机使用量后，转到反应器的停止运转操作。
根据本发明，可以提供通过使重质油与高温、高压水反应而改质，将得到的轻质组分作为燃气轮机的主燃料进行发电的，包括从重质油的改质到发电的系统，该系统的燃气轮机的起动、正常停机、紧急停机的运用性优异。
附图说明
图1是表示本发明的烧重质油改质燃料的燃气轮机系统的一个实施例的简要图。
图2是表示起动方法的流程图。
图3是表示反应器和气液分离器的控制体系的简要图。
图4是表示正常停机方法的流程图。
图5是表示紧急停机方法的流程图。
图中，1是反应器，2是重质组分排出系统，3是重质组分回收器，4是减压器，5是气液分离器，6是改质油储罐，10是脱盐装置，16是烃气流量控制阀，17是气液分离器压力调节阀，41是水预热器，42是混合预热器，52是加热炉，60是燃气轮机燃烧器，61是燃气轮机，62是压缩机，72是改质油储罐液位计，73是气液分离器液位计，74是重质油燃烧炉，75是地面废气燃烧塔，100是水槽，101是重质油储罐，102是已脱盐重质油储罐，105是重质组分，107是烃气，108是改质油，114是燃烧气体，116是加热用气体，120是气液分离器压力控制装置，121是液位控制装置，122是反应器压力控制装置，123是气液分离器温度控制装置，201是温度计，202是温度计，203是温度计，211是压力计，212是压力计。
具体实施方式
下面，使用附图说明本发明的实施例，但本发明并不限于以下的实施例。
实施例
在本实施例中，使用图1说明通过混合重质油和水，将从重质油中分离和去除重质组分而得到的重质油改质燃料供给到燃气轮机进行发电的系统。
本系统中，储存在重质油储罐101内的重质油由重质油供给泵31加压后，分到两个系统。一方被供给到重质油燃烧炉74中，与由重质油燃烧炉用送风机36供给的空气混合进行燃烧，成为加热用气体116。另一方则通过重质油供给阀25供给到脱盐装置10，去除钠、钾、氯等水溶性杂质后，储存到已脱盐重质油储罐102内。已脱盐重质油储罐102内的已脱盐的重质油，由脱盐重质油加压泵32被加压至10～25MPa。
储存到水槽100内的水，由水加压泵30被加压至10～25MPa，供给到水预热器41。通过与由气液分离器分离的液体成分的改质油108进行热交换，被加压的水的温度上升。改质油108的温度可以取常温～约400℃的范围，因此水预热器41出口的被加压的水的温度可以根据改质油108的温度而变化。
所述温度上升的水和已脱盐的重质油被混合而成为混合流体，被送到混合预热器42，与在重质油燃烧炉74中产生的加热用气体116进行热交换。通过调节预热器气体流量调节阀19的开度，控制供给到混合预热器42的加热用气体116的流量，使混合流体的出口温度上升至430～460℃。
预热到430～460℃的混合流体被供给到反应器1。反应器1通过将由重质油燃烧炉74产生的加热用气体116供给到反应器1的外部的加热炉52而加热并保温。通过调节加热炉气体流量调节阀20的开度，调节供给到加热炉52的燃烧气体流量，将反应器1的内部温度控制在430～460℃，压力控制在10～25MPa。通过将这些温度、压力条件下的水蒸气密度换算得到的平均滞留时间定为1.5～2.5分钟，含在混合流体中的重质油与水发生反应而成为重质组分和含有水蒸气的轻质组分。轻质组分从反应器1输出，重质组分在反应器1中进行比重分离。重质油中含有的金属类被重质组分浓缩，通过开闭设置在重质组分排出系统2的反应器出口阀13或反应器下部阀29，被排出到反应器1的外部。将重质组分从反应器出口阀13排出时，测定重质组分回收器3内的液拉。当液位高时，打开重质组分排出阀14，关闭反应器出口阀13，打开重质组分排出阀14，将重质组分排出到体系外。被排出的重质组分作为燃料供给重质油燃烧炉74。另一方面，从反应器下部阀29排出重质组分时，直接供给重质油燃烧炉74，与空气混合进行燃烧。
反应器1的压力是根据减压阀12和减压器4调节。为了减轻因轻质组分的性状或水与重质油的供给量的变动引起的压力的变动，调节减压阀12的开度，进而对减压器4使用锐孔(orifice)进行减压。轻质组分经过减压器4被减压至2.5MPa后，被供给到气液分离器5，被分离成含有水蒸气、氢气、一氧化碳、二氧化碳、烃气(碳原子数小于等于15的烃)等的烃气107，以及液化的成分即改质油108。气液分离器5具有水喷雾喷嘴54，将储存于水槽100中的水用喷雾水泵34加压后供给。利用喷雾水量调节装置55调节水量，调节气液分离器5内的温度。气液分离器5内的温度优选设定为轻质组分中含有的水蒸气不至于液化的温度，最好是在从气液分离器5内的压力2.5MPa下的水的沸点即224℃加上气液分离器5的下游管线中的温度下降的温度以上。另一方面，如果气液分离5内的温度高，则从改质油108蒸发的量增加，气液分离器5中作为液体残留的改质油108的量减少。在燃气轮机起动时，将作为液体燃料的改质油108作为燃料来使用，因此，在改质油储罐6中需要储存在从燃气轮机起动到改质油108流进改质油储罐6的时间以上，运转燃气轮机所需要的充分量的改质油108。为了将反应器1及混合预热器42的内部温度升温至450℃左右，需要花大约2～3小时，因此改质油储罐6的容量相对于每一小时的燃料使用量需要为3倍或3倍以上。另外，为了将烃气液化而提高作为液体燃料的改质油108的生成比例，气液分离器5内的温度，优选为高于气液分离器内压力下的水的沸点且在可控制的范围内尽量低。另一方面，在正常运转时等，当改质油储罐6的液位高时，烃气的生成比例高的一方，由于改质油储罐6的液位不上升，所以也可以提高气液分离器5内的温度，而减少改质油108的生成量。
气液分离器5是使用气液分离器压力调节阀17进行控制，使压力成为一定压力。气液分离器5与燃气轮机燃烧器60之间，设置有用于向燃气轮机燃烧器60供给由气液分离器5分离的烃气107的系统50，流过该系统的烃气107的流量由烃气流量控制阀16控制后，供给燃气轮机燃烧器60。燃气轮机燃烧器60中，被供给的烃气107与被压缩机62压缩的空气混合而燃烧，成为燃烧气体114，驱动燃气轮机61，然后变成燃烧废气从烟囱53排放到大气中。
用气液分离器液位计73测定气液分离器5内的改质油108的液位，调节液位调节阀22的开度，以使液位一定。由此改质油108从气液分离器5被排出，供给到水预热器41，与由水加压泵30加压的水进行热交换而冷却至60℃后，储存到改质油储罐6中。或者在改质油冷却后，将地面废气燃烧塔燃烧用阀28切换到地面废气燃烧塔75侧，将改质油108作为燃料供给地面废气燃烧塔75。
储存在改质油储罐6中的改质油108，由改质油泵33加压，进行流量控制后供给燃气轮机燃烧器60，与烃气107同样地与被压缩机62压缩的空气混合而燃烧，成为燃烧气体114，驱动燃气轮机61，变成燃烧废气从烟囱53排放到大气中。
图2是起动方法的流程图，结合图1来说明烧重质油改质燃料的燃气轮机系统的起动方法。
烧重质油改质燃料的燃气轮机系统中，将用于改质重质油的反应器1、或者用于加热重质油或水的混合预热器42升温到给定温度，需要2～3小时。对于期望迅速改变发电输出功率的用户来说，到起动燃气轮机需要2～3小时，因此其用途受到限制。为此，在本发明中按照以下步骤起动烧重质油改质燃料的燃气轮机系统。
在步骤1(S1)中，用改质油储罐液位计72测定储存在改质油储罐6中的改质油108的液位，确认储存有从起动系统到生成改质油108期间燃气轮机所需要的燃料。在系统起动时，由于反应器1的加热需要2-3小时，因此改质油储罐6中必须储存运转燃气轮机61达3小时以上所需要的改质油108的液量。当改质油储罐6中有运转燃气轮机61达3小时以上所需的液量时，进入步骤2(S2)，没有上述液量时，为了生成改质油而跳过步骤2进入步骤3(S3)。
在步骤2中，将储存在改质油储罐6中的改质油108，用改质油泵33供给燃气轮机燃烧器60作为燃料，与普通的烧液体燃料的燃气轮机系统同样地操作，起动燃气轮机61，开始发电。
在步骤3中，将重质油储罐101中的重质油，用重质油供给泵31送到脱盐装置10，去除混合在重质油中的钠或钾等碱金属、镁或钙等碱土金属、以及氯或氟等卤素，储存到已脱盐重质油储罐102中。储存在已脱盐重质油储罐102中的已脱盐的重质油的量，没有特别限制，只要脱盐装置10的处理能力大于在单位时间使用的燃气轮机的燃料量即可，在生成脱盐重质油的同时转到下一步骤4(S4)。另外，为了在使反应器升温等所需的时间即2～3小时期间能够运转燃气轮机，将所需量的脱盐重质油时常储存在已脱盐重质油储罐102中，则能够在重质油供给泵31起动的同时转到步骤4。进而，如果在购买重质油时购买已脱盐的重质油，则不需要脱盐装置10及重质油储罐101、重质油供给泵31，只在已脱盐重质油储罐102中储存脱盐重质油即可。
在步骤4中，为了产生用于加热反应器1和混合预热器42的加热用气体116，起动重质油燃烧炉74。从重质油储罐101排出的重质油，被重质油供给泵31加压，由重质油流量调节阀26调节流量后供给重质油燃烧炉74。在重质油燃烧炉74中，由重质油燃烧炉用送风机36供给的空气与重质油混合而燃烧，成为加热用气体116。加热用气体116的温度是通过控制从重质油燃烧炉用送风机36供给的空气量，来调节至525℃左右。为了缩短起动时间，优选提高加热用气体116的温度，以提高升温速度，但考虑到会缩短反应器1和混合预热器42的寿命的腐蚀速度，考虑到会降低热传导率的沾灰速度，优选为低温。即，重质油中的钒和钠形成复合氧化物时，由525℃左右开始有可能会液化，在混合预热器42的传热管外面或反应器1的外面沾灰，因此加热用气体116优选在525℃以下。
为了将重质油燃烧炉74内的压力保持在一定水平，设置用于测量炉内压力的压力计，将炉内压力读入压力控制器中，基于该压力信息调节阀27的开度，从而调节加热用气体116的流量，使炉内压力保持为一定。从阀27排出的加热用气体116，由地面废气燃烧塔75排放到大气中。
在步骤5(S5)中，使用在步骤4中起动的重质油燃烧炉74所生成的加热用气体116，将混合预热器42和反应器1的内部流体温度升温至430～460℃。打开预热器气体流量调节阀19，向混合预热器42供给加热用气体116。与此同时或者在其后，打开加热炉气体流量调节阀20，向加热反应器1的加热炉52供给加热用气体116。如果混合预热器42及反应器1的内部与用加热用气体116加热的加热炉52内部的温差大，则在熔接部等部位应力集中，而有可能发生破裂。尤其是壁厚较厚的部分存在应力升高的可能性。因此，在用加热用气体116加热之前后，打开水供给阀24，使用水加压泵30和脱盐重质油加压泵32，将储存在水槽100中的水供给混合预热器42及反应器1。由此，经混合预热器42加热的水被供给反应器1，能够从内部加热反应器1，同时提高热容量大的反应器1的升温速度。
预热器气体流量调节阀19和加热炉气体流量调节阀20的开度可以是全开，但需要调节温度时，也可以降低预热器气体流量调节阀19和加热炉气体流量调节阀20的开度。另外，与步骤4相同，在步骤5中也为了使重质油燃烧炉74内的压力保持为一定而调节阀27的开度。
供给反应器1的水，通过打开设置在反应器1下部的反应器下部阀29而从反应器1排出，喷雾到重质油燃烧炉74的重质油的燃烧处，成为加热用气体116的一部分，加热混合预热器42和反应器1后，经过地面废气燃烧塔75排放到大气中。
确认混合预热器42和反应器1内的流体温度在水的临界温度附近后，将反应器1的温度调节为430～460℃，压力为10～25MPa，加热气液分离器5及水预热器41，转到调节气液分离器5内的温度和压力的步骤5。
为了测量混合预热器42的出口内部流体温度，插入温度计测量流体温度。将混合预热器42的出口内部温度读入温度控制器，用温度控制器调节预热器气体流量调节阀19的开度，调节加热用气体116的流量至混合预热器42的出口内部成为规定温度。
与混合预热器42的温度控制同样，在反应器1的内部设置用于测量流体温度的温度计，测定流体温度。将反应器1内部的流体温度读入温度控制器，用温度控制器调节加热炉气体流量调节阀20的开度，调节加热用气体116的流量至反应器1的内部温度成为规定温度。
在步骤6(S6)中，在步骤5的水加压泵30和脱盐重质油加压泵32起动之前或者在起动的同时，起动地面废气燃烧塔用送风机37及地面废气燃烧塔用泵35，把储存在改质油储罐6内的改质油108供给地面废气燃烧塔75，进行燃烧。流过混合预热器42及反应器1，由气液分离器5浓缩而成为液体的水，由气液分离器液位计73测量液位，通过使用液位控制装置调节液位调节阀22的开度，将气液分离器5内的液位保持为一定。流过液位调节阀22的水，流过规定成送到地面废气燃烧塔75侧的状态的三通阀的地面废气燃烧塔燃烧用阀28而供给到地面废气燃烧塔75。
供给到地面废气燃烧塔75的水含有微量的油成分，因此供给到地面废气燃烧塔75，与改质油108混合进行燃烧，来一同燃烧微量含有的油成分。
在步骤7(S7)中，将气液分离器5内的压力调节为2.5MPa左右，由反应器1将上游的压力用减压阀12调节到10～25MPa。由此，将系统压力调节为设定压力。使用图3说明步骤7中的各阀和装置的控制方法。图3中放大示出图1的包括反应器1、气液分离器5、燃气轮机燃烧器60及重质油燃烧炉74的系统，并追加了控制系统。
高温高压的重质油与水的混合流体被供给到反应器1，重质油被分离和去除，流过反应器出口阀13而回收到重质组分回收器3。另一方面，轻质组分流过减压阀12及减压器4而被减压，供给到气液分离器5。在气液分离器5中，轻质组分被分离为液体和气体。液体组分由气液分离器液位计73测定，其测定值被读入液位控制装置121，由液位调节阀22控制成液位达到一定值。流过液位调节阀22的改质油被供给到改质油储罐6。气体组分流过气液分离器压力调节阀17被供给到重质油燃烧炉74，或者流过烃气流量控制阀16供给到燃气轮机燃烧器60。
在没有起动燃气轮机61的场合，烃气107直接泄漏到外部，因此打开烃气流量控制阀16，以不流失蒸气和烃气107。
如果改变压力和温度，则反应器1和气液分离器5的状态发生变化，从重质油中的钒去除率或改质组分的气液分离比发生变化，改质油108和烃气107的成分发生变化。通过改变来自改质油泵33的流量来控制燃料成分的急剧变化的方法，从泵和控制装置的响应速度方面考虑是不可能的，会损害燃气轮机燃烧器60的燃烧稳定性，而有可能失火，由燃气轮机61的发电将变得不稳定。因此，下面说明反应器1及气液分离器5的温度和压力的控制方法。
为了将反应器1上游的压力调节为设定值(10～25MPa)，在反应器1的出口设置压力计211，将测定值读入反应器压力控制装置122，从反应器压力控制装置122向减压阀12发出调节开度的指令，使反应器1上游的压力成为设定值。由此，反应器1上游的压力被保持为一定的设定值。
为了将气液分离器5的压力调节为设定值(2.5MPa附近)，在气液分离器5的出口设置压力计212，将测定值读入气液分离器压力控制装置120，从气液分离器压力控制装置120向气液分离器压力调节阀17发出调节开度的指令，使反应器1上游的压力成为设定值。由此，气液分离器5的压力被保持为一定的设定值。另外，起动了燃气轮机61时，将含有蒸气的烃气107从烃气流量控制阀16流到燃气轮机燃烧器60，燃烧烃气107。烃气107在燃气轮机燃烧器60中被燃烧而驱动燃气轮机61的方式，比在重质油燃烧炉74中燃烧的方式发电效率更高。因此，由气液分离器压力控制装置120，使从气液分离器压力调节阀17流出的烃气107最小化，将烃气流量控制阀16控制成向燃气轮机燃烧器60的流量最大化。即，把气液分离器压力调节阀17的开度定为零，并且根据气液分离器压力控制装置120决定烃气流量控制阀16的开度，使压力计212成为设定压力。
为了将气液分离比保持为一定而使燃料性状稳定，将气液分离器5的温度保持为一定。在此，起动喷雾水泵34，从水喷雾喷嘴54将水进行喷雾，使气液分离器的温度保持为一定。用温度计202测定气液分离器5的内部液体温度，将该温度测定值读入气液分离器温度控制装置123，为了使内部液体温度达到气液分离器5内的压力下的沸点以上，根据来自气液分离器温度控制装置123的指示控制喷雾水泵34的流量，调节喷雾水的量。另外，将温度计201和温度计203的一方或双方的温度读入气液分离器温度控制装置123，在燃气轮机燃烧器60的入口，当烃气中含有的水分存在凝结的可能性时，由气液分离器温度控制装置123发出减少来自喷雾水泵34的水喷雾量的指令。
在步骤7中，如果反应器1和气液分离器5内的温度、压力上升到设定温度和设定压力并且稳定，则转到步骤8(S8)。在步骤8中，关闭水供给泵24，打开脱盐重质油供给阀18，从脱盐重质油加压泵32供给重质油。当重质油通过混合预热器42或反应器1时，由于重质油与水的比热之差，混合预热器出口内部温度或反应器出口内部温度发生变化。因此，改变预热器气体流量调节阀19和加热炉气体流量调节阀20的开度，将内部温度调节为规定温度430～460℃。
确认内部温度正常后，关闭反应器下部阀29，增大反应器出口阀13的开度，使重质组分105流过重质组分排出系统2而排出到重质组分回收器3。在重质组分回收器3中液位得以控制，将从脱盐重质油加压泵32供给的量的0.5～10wt％作为重质组分105排出。重质组分105通过打开重质组分排出阀14而被供给到重质油燃烧炉74，与从重质油燃烧炉用送风机36供给的空气混合进行燃烧。
在步骤9(S9)中，确认混合预热器出口温度、反应器出口温度、气液分离器的液体温度及气体温度稳定后，将由水预热器41进行热交换后供给到地面废气燃烧塔75的改质油108，用地面废气燃烧塔燃烧用阀28进行操作而改变成流入改质油储罐6侧。热交换后停止供给改质油108的地面废气燃烧塔75中，停止储存在改质油储罐6中的改质油108的供给和地面废气燃烧塔用送风机37的运转。向改质油储罐6中供给改质油108，确认液位上升后，进入步骤10(S10)。
在步骤10中，如果燃气轮机61已起动，则直接进入常规运转。而燃气轮机61没被起动的场合，则使用储存在改质油储罐6中的改质油108来起动燃气轮机61，进入常规运转。进入常规运转后，开始向燃气轮机燃烧器60供给烃气107，将全部烃气107供给燃气轮机燃烧器60。按照以上步骤起动烧重质油改质燃料的燃气轮机系统。
下面，说明烧重质油改质燃料的燃气轮机系统的正常停机方法。在本系统中，由于重质油热分解而产生烃气，所以在将燃气轮机61停机时，必须把烃气从燃气轮机燃烧器60排放到其他地方。另外，如果在混合预热器42或反应器1中直接放置高温的重质油，则重质油将焦化而有可能使装置的管线等堵塞，所以必须在清除重质油后将装置停机。这样，按照图4所示的流程使装置停机。
在步骤1中关闭烃气流量控制阀16，将气液分离器压力调节阀17的开度调节成气液分离器5内的压力成为2.5MPa左右，将烃气107排放到重质油燃烧炉74。由此，燃气轮机61成为改质油108的单独燃烧。
当改质油储罐6中残留有能够使燃气轮机运转3小时以上的改质油时，在下一次起动系统时能够立即起动燃气轮机。为此，测定改质油储罐6的液位，以确认是否残留有能够使燃气轮机运转3小时以上所需量的改质油。当残留有所需量时转到步骤8，起动地面废气燃烧塔75，而没有残留所需量时则转到开始燃气轮机的停止操作的步骤2。
在步骤8中，将储存在改质油储罐6内的改质油108，由地面废气燃烧塔用泵35供给地面废气燃烧塔75，与由地面废气燃烧塔用送风机37供给的空气混合进行燃烧。
在步骤9中，将从气液分离器5流过水预热器41过来的改质油108，通过使地面废气燃烧塔燃烧用阀28的流向改变到地面废气燃烧塔75侧，而供给地面废气燃烧塔75来进行燃烧。
在步骤1之后或者步骤8之后，进入步骤2的燃气轮机61的停机操作。首先，进入储存在改质油储罐6中的改质油108停止向燃气轮机燃烧器60供给的常规停止操作。同时停止改质油泵33。
在步骤3中，测量改质油储罐6的液位，确认是否残留有能够使燃气轮机运转3小时以上量的改质油。如果确认残留，则打开水供给阀24，关闭脱盐重质油供给阀18，来停止供给重质油，清除在混合预热器42、反应器1、气液分离器5等系统中残留的重质油、重质组分105、改质油108。与此同时停止脱盐装置10，停止制造脱盐重质油。
这里，在步骤8中没有起动地面废气燃烧塔75时，在步骤10及步骤11按照与步骤8和步骤9同样的操作要领起动地面废气燃烧塔75。已被起动时则进入步骤4。
在步骤4中，使用脱盐重质油加压泵32和水加压泵30，清除在混合预热器42、反应器1、气液分离器5等系统中残留的重质油、重质组分105、改质油108。为了清除残留在系统内的油组分，关闭反应器出口阀13，同时将反应器下部阀29设定为反应器内压力不会下降的开度，向重质油燃烧炉74供给重质组分105而进行燃烧。
监测地面废气燃烧塔75的燃烧温度，确认改质油108被水取代。同样地监测重质油燃烧炉74的燃烧温度，确认重质组分105和烃气107被水分置换。继续步骤4至二者均被确认。
结束步骤4后，在步骤5中进入冷却整个系统的操作。通过关闭减压阀12，停止由气液分离器5流向下游，进行冷却。另外，为了停止在重质油燃烧炉74中生成的加热用气体116向混合预热器42和反应器1供给，关闭预热器气体流量调节阀19和加热炉气体流量调节阀20，从阀27排放加热用气体116。
在步骤6中，排放残留在系统内的混合有微量油组分的蒸气，降低压力。由于残留了微量油组分，所以不能向大气排放蒸气，因此打开反应器下部阀29，流到重质油燃烧炉74，反应器1内的压力降低到重质油燃烧炉74的压力的两倍左右。确认下降后，在步骤7停止向重质油燃烧炉74供给重质油，并停止重质油燃烧炉用送风机36。由此，重质油燃烧炉74也停止，整个系统完全停止。根据以上步骤可以将系统正常停止。
下面，说明烧重质油改质燃料的燃气轮机系统的紧急停机方法。由于在本系统中重质油热分解而产生烃气，所以必须在燃气轮机61停机的同时将烃气从燃气轮机燃烧器60排放到其他地方。另外，与正常停机的情况相同，如果在混合预热器42或反应器1中直接放置高温的重质油，则重质油将焦化而有可能使装置的管线等堵塞，所以必须在清除重质油后使装置完全停机。这样，按照图5所示的流程将装置停机。
紧急停机时，在步骤1将燃气轮紧急停机。在步骤2中为了紧急隔断燃料而关闭烃气流量控制阀16，为了停止来自改质油储罐6的改质油108的供给而将改质油泵33停机。此时，通过调节气液分离器压力调节阀17的开度，向重质油燃烧炉74紧急排放烃气107。
在步骤2之后则与正常停机中所述的操作相同，即可安全地将系统停机。
在根据本实施例以重质油作为燃料的燃气轮机系统中，不存在因在重质油改质体系中生成改质油所需的时间迟缓、或者清除重质油所需的时间迟缓等引起的制约燃气轮机运转的现象，能够迅速地实施起动和停机。另外，在系统停机时、紧急停机时都能够安全地停止系统运转。
产业上利用的可能性
能够安全地对包括重质油的改质体系和燃气轮机发电体系的系统进行起动、停机、紧急停机等操作，从而其利用价值极其大。
Claims (12)
1.烧重质油改质燃料的燃气轮机系统，该燃气轮机系统具有：通过将重质油和水混合使之进行反应而从所述重质油中分离和去除重质组分的反应器、将由所述反应器得到的轻质组分分离成烃气和改质油的气液分离器、将由所述气液分离器分离的烃气供给到燃气轮机燃烧器的系统、将通过所述系统供给的烃气燃烧的燃气轮机燃烧器、利用在所述燃气轮机燃烧器中生成的燃烧气体驱动的燃气轮机，其特征是，在将由所述气液分离器分离的烃气供给所述燃气轮机燃烧器的系统的途中，具有将烃气排出到体系外的系统。
2.权利要求1所述的烧重质油改质燃料的燃气轮机系统，其特征是，具有用于燃烧所述排出到体系外的所述烃气的燃烧炉。
3.权利要求2所述的烧重质油改质燃料的燃气轮机系统，其特征是，在所述燃烧炉中生成的燃烧气体被供给作为所述反应器的加热用气体。
4.权利要求2所述的烧重质油改质燃料的燃气轮机系统，其特征是，具有向所述燃烧炉供给由所述反应器分离的重质组分的系统。
5.权利要求1所述的烧重质油改质燃料的燃气轮机系统，其特征是，具有储存由所述气液分离器分离的改质油的改质油储罐，所述反应器起动后到所述气液分离器得到烃气的期间，能够将储存在所述改质油储罐中的改质油作为燃料来使所述燃气轮机运转。
6.权利要求5所述的烧重质油改质燃料的燃气轮机系统，其特征是，所述改质油储罐的容量为，能够储存从所述反应器起动到由所述气液分离器得到烃气的期间所述燃气轮机使用的量的改质油。
7.烧重质油改质燃料的燃气轮机系统，该燃气轮机系统具有：通过将重质油和水混合使之反应而从所述重质油中分离和去除重质组分的反应器、将在所述反应器中得到的轻质组分分离成烃气和改质油的气液分离器、将由所述气液分离器分离的烃气供给到燃气轮机燃烧器的系统、将通过所述系统供给的烃气燃烧的燃气轮机燃烧器、利用在所述燃气轮机燃烧器中生成的燃烧气体驱动的燃气轮机，其特征在于，具有在将由所述气液分离器分离的烃气供给所述燃气轮机燃烧器的系统的途中将烃气排出到体系外的系统，以及储存由所述气液分离器分离的改质油而在起动所述燃气轮机时，到由所述反应器生成轻质组分的期间用作为燃气轮机燃料的改质油储罐。
8.权利要求7所述的烧重质油改质燃料的燃气轮机系统，其特征是，具有将所述排出到体系外的烃气用来作为燃料的一部分而生成所述反应器的加热用气体的重质油燃烧炉。
9.烧重质油改质燃料的燃气轮机系统的运转方法，通过将重质油与水混合，在反应器中反应，生成重质组分和轻质组分，将轻质组分气液分离为烃气和改质油，以所得到的烃气作为燃料运转燃气轮机，其特征是，在所述燃气轮机停止运转时，停止供给所述烃气作为所述燃气轮机的燃料，将由所述反应器送出的烃气排出体系外。
10.权利要求9所述的烧重质油改质燃料的燃气轮机系统的运转方法，其特征是，使用所述排出到体系外的烃气作为制造用于加热所述反应器的加热用气体的燃料。
11.权利要求9所述的烧重质油改质燃料的燃气轮机系统的运转方法，其特征是，储存将由所述反应器生成的轻质组分气液分离而得到的改质油，在起动所述燃气轮机时直到由所述反应器制造轻质组分并通过气液分离生成烃气的期间，用来作为所述燃气轮机的燃料。
12.权利要求11所述的烧重质油改质燃料的燃气轮机系统的运转方法，其特征是，将储存所述改质油的储罐的容量规定为，能够储存在由所述反应器制造轻质组分并通过气液分离生成烃气之前的期间运转所述燃气轮机所需的足够量的容量，在停止运转所述燃气轮机后检测所述储罐的液位，以确认在规定液位或其以上，然后转到所述反应器的停止运转操作。
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