JP2011247266A - ガス・タービン・エンジン内で排気ガスを用いるためのシステムおよび方法 - Google Patents

ガス・タービン・エンジン内で排気ガスを用いるためのシステムおよび方法 Download PDF

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Abstract

【課題】複数のガス・タービン・エンジンを制御するシステムを提供する。
【解決手段】第1のガス・タービン・エンジン52は、空気を取り入れて第1の圧縮空気14を生成するように構成された第1の圧縮機80と、第1の混合物を燃焼させて第1の燃焼ガスを生成するように構成された第1の燃焼器88とを有する。第1の混合物は、第1の燃料、第1の圧縮空気14の少なくとも第1の部分、および第2のガス・タービン・エンジン10からの第2の燃焼ガス24を有する。また第1のガス・タービン・エンジン52は、第1の燃焼ガスから仕事を抽出するように構成された第1のタービン92を備える。
【選択図】図2

Description

本明細書で開示する主題は、ガス・タービン・エンジン内で排気ガスを用いることに関する。具体的には、排気ガスを、再循環した作動流体として用いて、1または複数のガス・タービン・エンジン内での化学量論的燃焼を図る。
一般的に、ガス・タービン・エンジンは、圧縮空気と燃料との混合物を燃焼させて燃焼ガスを生成する。燃焼ガスは、1または複数のタービン段を通って流れて、負荷および/または圧縮機に対するパワーを発生させる場合がある。燃焼ガスには、種々の燃焼副生成物、たとえば一酸化炭素(CO)、亜酸化窒素およびその誘導体(NO)、二酸化炭素(CO)などが含まれている場合がある。これらの副生成物(または排出物)は一般的に規制を受けるが、このような規制はますます厳しくなりつつある。しかしながら、排出物削減技術は、性能または効率の低下につながることが多い。
米国特許第4,313,300号明細書
排気ガスを、再循環した作動流体として用いて、1または複数のガス・タービン・エンジン内での化学量論的燃焼を図る。
当初に請求される発明と範囲において見合っているある実施形態を以下にまとめる。これらの実施形態は、請求される発明の範囲を限定することは意図されておらず、むしろこれらの実施形態は、本発明の可能な形態の簡単な概要を与えることのみが意図されている。実際には、本発明は、以下に述べる実施形態と同様の場合も異なる場合もある種々の形態を包含する場合がある。
一実施形態においては、第1の混合物を燃焼させて第1の燃焼ガスを生成するように構成された第1の燃焼器と、第1の燃焼ガスから仕事を抽出して第1の排気ガスを出力するように構成された第1のタービンと、第1の排気ガスを圧縮して圧縮排気ガスを発生させるように構成された第1の圧縮機とを備える第1のガス・タービン・エンジンを有するシステムが提供される。第1のガス・タービン・エンジンは、圧縮排気ガスの第1の部分を第1の燃焼器に送り、第1のガス・タービン・エンジンは、圧縮排気ガスの第2の部分を第2のガス・タービン・エンジンに送るように構成される。
別の実施形態においては、第1のガス・タービン・エンジンを備えるシステムが提供される。第1のガス・タービン・エンジンは、空気を取り入れて第1の圧縮空気を生成するように構成された第1の圧縮機と、第1の混合物を燃焼させて第1の燃焼ガスを生成するように構成された第1の燃焼器とを有する。第1の混合物は、第1の燃料と、第1の圧縮空気の少なくとも第1の部分と、第2のガス・タービン・エンジンからの第2の燃焼ガスと、を有する。また第1のガス・タービン・エンジンは、第1の燃焼ガスから仕事を抽出するように構成された第1のタービンを備える。
さらなる実施形態においては、ガス・タービン・エンジン・システムの動作方法が提供される。本方法は、第1のガス・タービン・エンジンの第1の燃焼器内で燃料混合物を燃焼させて燃焼ガスを生成することと、第1のガス・タービン・エンジンの第1のタービンを用いて燃焼ガスから仕事を抽出して排気ガスを発生させることと、第1のガス・タービン・エンジンの圧縮機を用いて排気ガスを圧縮して圧縮排気ガスを発生させることと、を含む。圧縮排気ガスの第1の部分を第1の燃焼器に戻して、圧縮排気ガスの第2の部分を1または複数の別個のガス・タービン・エンジンに与える。
本発明のこれらおよび他の特徴、態様、および優位性は、以下の詳細な説明を添付図面を参照して読むことでより良好に理解される。なお図面の全体に渡って同様の文字は同様の部品を表わす。
本開示の一実施形態により排気ガスを作動流体として用いるために再循環させるように構成されたガス・タービン・エンジンの概略図である。 本開示の一実施形態により、3つの相互接続されたガス・タービン・エンジンを有するガス・タービン・エンジン・システムの概略図であって、ガス・タービン・エンジンのうちの1つは、排気ガスを作動流体として用いるために再循環させるように構成されている図である。 本開示の一実施形態により、2つの相互接続されたガス・タービン・エンジンを有するガス・タービン・エンジン・システムの概略図であって、ガス・タービン・エンジンのうちの1つは、排気ガスを作動流体として用いるために再循環させるように構成されている図である。 本開示の一実施形態により、4つの相互接続されたガス・タービン・エンジンを有するガス・タービン・エンジン・システムの概略図であって、ガス・タービン・エンジンのうちの1つは、排気ガスを作動流体として用いるために再循環させるように構成されている図である。 本開示の一実施形態により、排気ガスを燃焼燃料として用いるために再循環させるように構成されたガス・タービン・エンジンの動作の方法のプロセス・フロー図である。 再循環された排気ガスの化学量論の燃焼を行なうように構成された1または複数のガス・タービン・エンジンを有するガス化複合発電(IGCC)プラントのブロック図である。
以下に、本発明の1または複数の特定の実施形態について説明する。これらの実施形態について簡潔に説明するために、本明細書では実際の具体化のすべての特徴については説明しない場合がある。当然のことながら、任意のこのような実際の具体化を開発する際には、任意のエンジニアリングまたはデザイン・プロジェクトの場合と同様に、開発者の具体的な目標たとえばシステム関連およびビジネス関連の制約と適合することを達成するために、具体化に固有の多数の決定を行なわなければならない。具体的な目標は具体化ごとに変わる場合がある。また当然のことながら、このような開発努力は、複雑で時間がかかる場合があるが、それでも、本開示の利益を受ける当業者にとってはデザイン、作製、および製造の日常的な取り組みであろう。
本発明の種々の実施形態の要素を導入するとき、冠詞「a」、「an」、「the」、および「前記」は、要素の1つまたは複数が存在することを意味することが意図されている。用語「備える(comprising)」、「含む(including)」、および「有する(having)」は、包含的であることが意図されており、列記された要素以外の付加的な要素が存在していても良いことを意味する。
本開示は一般的に、ガス・タービン・エンジンにおける化学量論的排気ガス再循環(SEGR)に向けられる。1つの具体化においては、2つのガス・タービン・エンジンはそれらの圧縮機内に空気を吸い込む。各圧縮機から空気の約21%が抽出されて、管を通して第3のガス・タービン・エンジンに送られる。第3のガス・タービン・エンジンでは、この空気が1または複数のSEGR燃焼器に供給されて、再循環された排気ガス(排気ガス再循環(EGR))と混合され、化学量論的に燃焼される(すなわち、実質的に残存Oは残さない)。燃焼の生成物は、第3のガス・タービン・エンジンのタービンを通り、NO触媒(ガス内の実質的にすべてのNOを破壊する)を通る。排気ガスは次に、熱回収蒸気発生器(HRSG)を通って、第3のガス・タービン・エンジンの入口に再循環される。
一実施形態においては、第3のガス・タービン・エンジン圧縮機は排気ガスのみを圧縮する。排気ガスの約42%が第3のガス・タービン・エンジンの圧縮機から抽出されて、分割され、最初の2つのガス・タービン・エンジンに送られる。最初の2つのガス・タービン・エンジン内で、排気ガス再循環(EGR)は燃料および空気と混合される。EGRからのOは実質的に無いため、EGRは希釈剤として働くことができる。したがって、最初の2つのガス・タービン・エンジン内で燃焼中に発生する副産物ガス(たとえばNO)の全体濃度が下がる場合がある。いくつかの具体化においては、このような構成から生じるNO排出物は、3つのガス・タービン・エンジンが実質的に等しいレベルのEGRで動作する場合(たとえば3つのガス・タービン・エンジンがすべて等しく構成されている場合)よりも、約3分の1(1/3)を超えて低い場合がある。
本実施形態によれば、これらおよび他のプロセスは、排気ガス再循環および燃焼を行なうように構成された特徴物を有するガス・タービン・エンジンによって、実行または促進しても良い。図1に、このようなガス・タービン・エンジンの一実施形態を例示する。図1は、排気ガス再循環(EGR)ガス・タービン・エンジン10の一実施形態のブロック図である。一例としては、EGRガス・タービン・エンジン10は複合サイクル・システムの一部であっても良い。EGRガス・タービン・エンジン10は一般的に、圧縮空気14と燃料15(たとえば、天然ガス、軽または重蒸留油、ナフサ、原油、残留油、またはシンガス)との混合物を燃焼させることによって負荷12を駆動するように構成されている。燃焼は、燃焼器16内で行なわれる。燃焼器16は、1または複数の燃焼室を備えていても良い。従来のガス・タービン・エンジンとは違って、EGRガス・タービン・エンジン10は、取り入れ空気を圧縮機20(たとえば、1または複数の圧縮段)内に含まなくても良いことに注意されたい。むしろ、燃焼器16は、圧縮機20によって与えられる圧縮EGR18の流れを受け取る。燃焼器16は圧縮EGR18の流れの一部を受け取るが、別の部分が、1または複数の別個のガス・タービン・エンジンに、圧縮EGR移出流れ24として与えられる。図2〜4に関して、圧縮EGR移出流れ24を与えるプロセスについて、より詳細に説明する。
燃焼器16内の燃焼プロセスを始めるために、圧縮EGR18を、圧縮空気14(燃焼器16の1または複数の燃焼室内に噴射される)と混合しても良く、着火を起こしても良い。着火によって高温燃焼ガス26が生成され、このガス26によってガス・タービン・エンジン10にパワーが供給される。より具体的には、高温燃焼ガス26がタービン28(たとえば、1または複数のタービン段)を通って流れ、タービン28によって負荷12がシャフト30を介して駆動される。たとえば、燃焼ガス26によって、推進力が(たとえば、対流、膨張などを介して)タービン28内のタービン・ロータ・ブレードに加えられて、シャフト30が回転しても良い。プロセス例では、燃焼器16から出た高温燃焼ガス26がタービン28を通る。高温燃焼ガス26は強制的にタービン28内のタービン・ブレードに、シャフト30を、ガス・タービン・エンジン10の軸に沿って回転させる。例示したように、ドライブ・シャフト30は、ガス・タービン・エンジン10の種々の構成部品(たとえば、圧縮機20)に接続されている。
ドライブ・シャフト30は、タービン28を圧縮機20に接続してロータを構成しても良い。圧縮機20は、ドライブ・シャフト30に結合されたブレードを備えていても良い。その結果、タービン28内のタービン・ブレードが回転すると、タービン28を圧縮機20に接続するドライブ・シャフト30によって、圧縮機20内のブレードが回転しても良い。この圧縮機20内のブレードの回転によって、圧縮機20はEGR供給源を圧縮して、圧縮EGR流れ18を生成する。圧縮EGR流れ18の一部を次に、燃焼器16に供給して、他の燃焼成分と混合する。さらに加えて、前述したように、圧縮EGR流れ18の別個の部分を1または複数の別個のガス・タービン・エンジンに、移出EGR24として与える。シャフト30は、負荷12に加えてまたはその代わりに、圧縮機20を駆動しても良い。一例としては、負荷12は、とりわけ、発電機、プロペラ、変速機、または駆動システムであっても良い。
タービン28が高温燃焼ガス26から仕事を抽出したらすぐに、排気ガス32の流れを排気部分34に与えても良い。排気部分34では、排気ガス32を冷却しても良いしさらに処理しても良い。たとえば、排気部分34は、一酸化炭素(CO)触媒、NO触媒、未燃炭化水素触媒、または任意の同様の金属系触媒(たとえば、白金系触媒)を含む触媒部分36を備えていても良い。例示した実施形態においては、触媒部分36は、排気ガス32の流れ内のほとんどすべてのNOガスを破壊するように構成されたNO触媒を含み、CO触媒を除いている。排気ガス32の流れは次に、排気部分34から排気ガス再循環(EGR)流れ38として出ても良い。EGR流れ38を次に、圧縮機20によって圧縮して、燃焼器16に圧縮EGR流れ18として与えるとともに、圧縮EGR24として移出する。移出EGR24を、たとえば、他のガス・タービン・エンジン、または不活性ガス(たとえば、実質的にOが無いガス)を用いる他のプロセスに与えても良い。このようなプロセスとしては、石油増進回収、ガス製油所における難燃剤パージなどを挙げても良い。実際には、実質的にOが無いガスを用いることから利益を得る任意のシステムが、本明細書において考えられる。
本実施形態において、圧縮EGR流れ18を分割して、第1の部分を燃焼器16に与え、第2の部分を1または複数の他のガス・タービン・エンジンに移出EGR流れ24として与えても良い。1または複数のガス・タービン・エンジンは、従来のガス・タービン・エンジンを、EGRを1または複数の対応する燃焼室内に受け入れるために再配管または再構成したものであっても良い。図2は、EGRガス・タービン・エンジン10を、1つのEGRガス・タービン・エンジンと2つの他の別個のガス・タービン・エンジンとを備えるシステム50において用いる一実施形態の説明図である。具体的には、システム50は、第1のガス・タービン・エンジン52と第2のガス・タービン・エンジン54とを備える。これらは、EGRガス・タービン・エンジン10からの移出されたEGR流れ24を受け入れるように構成された領域を備える。第1および第2のガス・タービン・エンジン52および54については、後により詳細に説明する。
システム50の動作中に、圧縮EGR18の流れが、EGRガス・タービン・エンジン10の燃焼器16内に流れ込む。燃焼器16内では、空気14および燃料15を、EGR流れ18の存在下で化学量論的に燃焼させる。燃焼器16内に存在する実質的にすべての酸素(O)に着火する。その結果、結果としての高温燃焼ガス26は、従来のガス・タービン・エンジンの場合と比べて、一酸化炭素(CO)の量が増加している場合があり、またOが実質的に無い(たとえば、燃焼ガスの全体積を基準にして、約2、1.5、1、0.5、または0.25%未満のOを含む)場合がある。COの製造および使用方法については、後により詳細に説明する。それにもかかわらず、高温燃焼ガス26を次に、タービン28に送る。タービン28は、高温燃焼ガス26から仕事を抽出して、圧縮機20および/または負荷12を駆動する。その結果、排気ガス32が発生する。
例示した実施形態によれば、排気ガス32を次に、熱回収蒸気発生器(HRSG)56に送る。HRSG56は、図1に記載した排気部分34として動作し、触媒部分36を備えている。触媒部分36は、NO触媒を含んでいる。HRSGを用いる実施形態において、触媒部分36の配置によって、少なくとも部分的に、触媒部分36内で触媒によって排気ガス32が処理される温度が決まることに注意されたい。たとえば、HRSG56の前方部分において(たとえばタービン28により近い部分において)、排気ガス32は、HRSG56の後方部分(たとえばタービン28と反対側)よりも、蒸気、ガス膨張などを発生させる熱伝達が原因で熱くても良い。一例としては、触媒部分36内のNO触媒が、排気ガス32を、約1000〜1200°Fの温度(たとえば、約1000、1050、1100、1150、または1200°F)で処理しても良く、これは、触媒が行なうNO破壊プロセスに対して優位な場合がある。前述したように、排気ガス32は、COの大部分を含んでいても良い。いくつかの実施形態においては、燃焼中にCOをエネルギー源として用いることが望ましい場合がある。したがって、触媒部分36内の触媒は、COの大部分を何ら破壊しなくても良い。すなわち、触媒部分36はCO触媒を除いても良い。COを燃料として用いることについては、第1および第2のガス・タービン・エンジン52および54の説明に関して、後により詳細に説明する。
排気ガス32内の実質的にすべてのNOガスが破壊された後で、排気ガス32は、HRSG56を通りながら次第に冷却されていく。例示した実施形態においては、排気ガス32を用いて高圧高温蒸気を生成しても良い。HRSG56が生成した蒸気を次に、パワー発生用プラントの種々の特徴物に通しても良い。これについては、図6に関して、後により詳細に説明する。加えて、生成した蒸気を、蒸気を用いても良い任意の他のプロセス(たとえばガス化装置)に供給しても良い。EGRガス・タービン・エンジン10のHRSG56は、付加的な冷却を可能にする拡張部分58を備える特別に構成されたHRSGであっても良い。いくつかの実施形態においては、このような付加的な冷却は、種々のプロセス(たとえば、圧縮機20内での蒸気生成および圧縮)の効率を増加させるのに望ましい場合がある。したがって、排気流32を、約50〜150°F(たとえば、約50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、または150°F)まで冷却しても良い。さらに、いくつかのガス・タービン・エンジン構成とは違って、EGRガス・タービン・エンジン10には排気筒がないことに注意されたい。むしろ、EGRガス・タービン・エンジン10は、排気流32をガス・タービン・エンジン・システム50内に戻す。
その結果、排気流32は、冷却された後に、導管60内に入っても良い。導管60は、ダクトまたは同様のガス通気孔であっても良い。導管60は、排気流32をEGRガス・タービン・エンジン10の圧縮機20まで戻す。前述したように、圧縮機20は、排気32の流れを圧縮して圧縮EGR流れ18を生成する。本アプローチによれば、圧縮EGR流れ18は燃焼器領域62内に入る。燃焼器領域62は、EGR流れ18を2つ以上の部分に分離するための種々の特徴物(たとえば、バルブ、マニフォールドなど)を含んでいる。バルブによって、第1および第2のガス・タービン・エンジン52および54に送られるEGR流れ18の相対量とともに、燃焼器16内に入る圧縮空気14の相対量を制御しても良い。
燃焼器16に与えられるEGR流れ18の量に対して移出EGR24の量は、少なくとも部分的に、システム50内の別個のガス・タービン・エンジンの数と、化学量論的燃焼に適したOに対するEGRの量とによって、決定しても良い。たとえば、いくつかの実施形態においては、比率として約60%EGR対約40%空気が、化学量論的燃焼(Oの実質的な全消費)に適している場合がある。したがって、EGR流れ18の約40%±10%が、第1および第2のガス・タービン52および54に対する移出EGR24であり、この代わりに、約40%の圧縮空気14の移入が第1および第2のガス・タービン・エンジン52および54から行なわれる。本実施形態によれば、EGR移出24の量および圧縮空気14移入の量を、第1および第2のガス・タービン・エンジン52および54の間で実質的に等しく分けても良い。したがって、移出EGR24の約20%が、各ガス・タービン・エンジン52および54に与えられる。同様に、空気の約20%が、第1および第2のガス・タービン・エンジン52および54のそれぞれによって吸い込まれて、圧縮され、EGRガス・タービン・エンジン10に移入圧縮空気14として与えられる。EGR対空気のおおよその比率は、EGRガス・タービン・エンジン10以外のガス・タービン・エンジンの数によって実質的に不変のままであっても良いことに注意されたい。したがって、移入圧縮空気14および移出EGR24の量を、1つ、2つ、3つ、4つ、またはそれ以上の別個のガス・タービン・エンジンに等しく分けて、それぞれが約40、20、13.3、10%、またはそれ以下をそれぞれ与えるようにしても良い。実際には、任意の数の別個のガス・タービン・エンジンを、開示した実施形態により任意の組み合わせで用いても良い。たとえば、EGRガス・タービン・エンジン10は、EGRを複数のガス・タービン・エンジンのいずれか(たとえば、第1、第2、第3、第4などのいずれか)に与えて、圧縮空気を複数のうちのいずれかから受け取っても良い。さらに、複数のEGRガス・タービン・エンジンを、比率を一様に分配してか、または分割した後に相応に一様に分配して、用いても良い。
システム50の動作中に、空気14が、燃焼器16(燃焼器16の燃焼室)に、圧縮空気導管66を介して直接与えられる。圧縮空気導管66は、第1および第2のガス・タービン・エンジン52および54を、EGRガス・タービン・エンジン10と流体的に接続している。同様に、移出EGR24が圧縮EGR導管64を通して流れる。圧縮EGR導管64は、EGRガス・タービン・エンジン10を、第1および第2のガス・タービン・エンジン52および54に流体的に接続している。具体的には、圧縮EGR導管64は、第1のガス・タービン・エンジン52の第1のEGR入口68と、第2のガス・タービン・エンジン54の第2のEGR入口70とに至る。同様の方法で、第1および第2のガス・タービン・エンジン52および54によって生成された圧縮空気14が、圧縮空気導管66に、第1の圧縮空気出口72および第2の圧縮空気出口74をそれぞれ介して、与えられる。
EGRガス・タービン・エンジン10に与える圧縮空気14を生成するために、第1および第2のガス・タービン・エンジン52および54は、空気(たとえば、周囲空気)を、対応する第1および第2の取り入れ空気76および78を通して吸い込む。第1のガス・タービン・エンジン52の第1の空気圧縮機80(たとえば、1または複数の圧縮段)と、第2のガス・タービン・エンジン54の第2の空気圧縮機82(たとえば、1または複数の圧縮段)とが、吸い込み空気を圧縮して圧縮空気14を生成する。圧縮空気14は、第1のガス・タービン・エンジン52の第1の燃焼器領域84(たとえば、燃焼ゾーンの上流)および第2のガス・タービン・エンジン54の第2の燃焼器領域86(たとえば、燃焼ゾーンの上流)内にあるが、圧縮空気14の規定量(たとえば、約21%)を、第1および第2の圧縮空気出口72および74内に引き出して、圧縮空気導管66を通して送り、EGRガス・タービン・エンジン10に、燃焼器16内に噴射されるOの単独の供給源として与えても良い。
第1および第2のガス・タービン・エンジン52および54内での燃料(たとえば燃料15)の燃焼は、対応する第1および第2の燃焼器88および90内で行なわれる。移出EGR24は、第1および第2の燃焼器88および90の燃焼室内に直接与えられて、各燃焼室内で燃料の濃度を希釈する場合があることに注意されたい。実際には、各燃焼器88、90が複数の燃焼室を備えている場合には、移出EGR24をそれぞれに対して噴射しても良い。EGRの希釈効果によって、燃焼器88、90内でのピーク火炎温度が制御される場合がある。さらに加えて、第1および第2の燃焼器88および90内での燃焼から生じる燃焼ガス中に存在するNOのレベルが、希釈効果によって低下する場合がある。したがって、このような燃焼プロセスによって生成する燃焼ガス中のNOガスの平均濃度を低減できる場合がある(たとえば、約1、2、5、10、または15体積百万分率(ppmv)にすぎないNOまで)。
燃焼ガスが第1および第2の燃焼器88および90内で生成されたらすぐに、それは、第1のガス・タービン・エンジン52の第1のガス・タービン92と第2のガス・タービン・エンジン54の第2のガス・タービン94とに送られて、そこで、図1に関して前述したように、高温燃焼ガスから仕事が抽出される。第1および第2のガス・タービン92および94によって抽出された仕事は、1または複数の特徴物(たとえばガス・タービン92、94を対応する負荷96および98に接続するシャフト)の回転という結果になっても良い。その代わりにまたはそれに加えて、ガス・タービン92および94は、燃焼器88および90内で生成された燃焼ガスから仕事を抽出することによって、第1および第2のガス・タービン・エンジン52および54の対応する圧縮機80、82を駆動しても良い。
EGRガス・タービン・エンジン10について前述したプロセスと同様の方法で、第1および第2のガス・タービン92および94によって高温燃焼ガスから仕事を抽出することによって、対応する排気ガス・流れが発生する。排気ガス・流れは次に、第1のガス・タービン・エンジン52の第1のHRSG100と、第2のガス・タービン・エンジン54の第2のHRSG102とを通って進む。しかし、EGRガス・タービン・エンジン10とは違って、第1および第2のHRSG100および102には、それぞれの前方部分に配置される対応する触媒部分はない。むしろ、各ガス・タービン・エンジンの第1の触媒部分104および第2の触媒部分106は、各触媒部分内での触媒の動作温度が原因で、各HRSGの中央部分の方に配置される。たとえば、第1の燃焼器88および第2の燃焼器90内での燃焼によって生じる燃焼ガスに含まれるOのレベルが、他の触媒タイプ(たとえばNO触媒またはOの存在によって実質的に影響される他の触媒)を用いることを排除するものであり得る場合には、第1の触媒部分104と第2の触媒部分106とは、CO触媒のみを含んでいても良い。しかしNO削減の他の方法が本明細書で考えられることに注意されたい。たとえばアンモニアを用いた選択的触媒還元による方法である。それにもかかわらず、触媒部分104および106によって生成されたNおよび/またはCOを、種々のプラント・プロセス(たとえば炭素捕捉)のために用いても良い。
排気ガスが第1および第2の触媒部分104および106を通ったらすぐに、排気ガスは、第1および第2のHRSG100および102を通って進むときに冷却され続ける。例示した実施形態においては、第1および第2のHRSG100および102が従来サイズであって、燃焼ガスの温度が、HRSG100および102の端部に向かって約150〜200°F(たとえば、約150、160、170、180、190、または200°F)まで冷却されるようになっていても良い。排気ガスがHRSG100および102を通って進んだら、排気ガスは、第1および第2のガス・タービン・エンジン52および54から、第1の排気筒108および第2の排気筒110をそれぞれ介して、出ても良い。
前述したように、排気ガスには、NおよびCOが含まれている場合があり、これらを、ガス化プロセスにおける炭素捕捉用に用いても良いし、付加価値のあるガス・流れとして移出しても良い。システム50がガス化プラントの一部である実施形態においては、第1および第2の排気筒108、110を、1または複数の吸収剤の列に、直接または間接的に接続しても良いことに注意されたい。たとえば、第1および第2の排気筒108、110をそれぞれ、導管を介して、炭素捕捉用の対応するCO吸収剤に接続しても良い。このような実施形態においては、本アプローチによって、従来の構成と比べて小型(たとえば例示した実施形態では約33%のサイズ減少)のCO吸収剤によって好適に処理される場合がある冷却および/または圧縮排気ガスが提供されて有益な場合がある。その代わりにまたはそれに加えて、CO吸収剤の数を減らしても良い。たとえば、例示した実施形態では3つから2つへである。CO吸収剤のサイズ低減および/または数減少は、種々の因子に依存しても良い。たとえば、使用するガス・タービン・エンジンの数、処理に用いる溶媒のタイプおよび温度、ガス・タービン・エンジン上のHRSGのサイズなどである。
システム50を、3つのガス・タービン・エンジン(EGRガス・タービン・エンジン10、第1のガス・タービン・エンジン52、および第2のガス・タービン・エンジン54)を有するとして説明してきたが、本アプローチは、1または複数のEGRガス・タービン・エンジンに加えて任意の数のガス・タービン・エンジンを用いるシステムにも適用可能であることに注意されたい。図3および4に、このような実施形態を2つ例示する。それらの対応するシステムは、2つおよび4つの全体的なガス・タービン・エンジンを、それぞれ有している。図3は、EGRガス・タービン・エンジン10と第1のガス・タービン・エンジン52とを有するシステム120の実施形態である。
前述したように、第1のガス・タービン・エンジン52は、第1のEGR入口68が第1の燃焼器88内に直接配管されたガス・タービン・エンジンであっても良い。さらに、第1の燃焼器領域84が配管されていて、圧縮空気14の一部を第1の圧縮空気出口72を介して取り出せるようになっている。システム120の動作モードは、システム50の動作と同じかまたは同様であっても良いことに注意されたい。たとえば、EGRガス・タービン・エンジン10の配管を、圧縮EGR18の約40%±10%の抜き取りが(移出EGR24として)第1のガス・タービン・エンジン52に送られるように行なっても良い。実際には、EGRと化学量論的燃焼に適した圧縮空気とのほぼ60〜40の比率が、前述したように、ガス・タービン・エンジンの数にかかわらず実質的に不変のままである。したがって、図2のように圧縮空気14の約20%が第1の燃焼器領域84から取り出されるのではなくて、システム120の実施形態では約40%がそのように取り外される。したがって、圧縮EGR18の約40%が(移出EGR24として)第1の燃焼器88に第1のEGR入口68を介して与えられ、圧縮空気14の約40%が、圧縮空気導管66内に第1の圧縮空気出口72を介して引き出される。60〜40の比率は化学量論的燃焼に適しているが、圧縮空気14および移出EGR24の相対量は、たとえば約40%±10%の間で変動しても良いことに注意されたい。
前述したように、図4に、4つの全体的なガス・タービン・エンジン(1つのEGRガス・タービン・エンジンおよび3つのガス・タービン・エンジン)を有するシステム130を示す。システム130は、EGRガス・タービン・エンジン10を備えている。EGRガス・タービン・エンジン10は、1または複数のガス・タービン・エンジン、第1のガス・タービン・エンジン52、第2のガス・タービン・エンジン54、および第3のガス・タービン・エンジン132にEGRを移出して、それらから圧縮空気を受け取る。システム130は、図2および3に関してそれぞれ前述したシステム50および120と同様かまたは同じ方法で動作しても良いことに注意された。しかしシステム130の場合は、異なる量の圧縮空気14および移出EGR24が、各ガス・タービン・エンジンから送られてそれらに送出される。
たとえば、EGR燃焼器領域62から流れる移出EGR24は依然として、EGR圧縮機20から出る圧縮EGR18全体の約40%±10%に相当していても良い。しかし、図2の場合と同様に各ガス・タービンに約20%を送出するのでも、図3の場合と同様に40%を送出するのでもなくて、第1、第2、および第3のガス・タービン・エンジン52、54、および132がそれぞれ、圧縮EGR流れ18全体の約13.3%(約40%±10%を3つのガス・タービン・エンジンに実質的に等しく分配する)を受け取る。
したがって、図2のシステム50の動作に関して前述したプロセスに加えて(プロセスと実質的に同時に)、第3のガス・タービン・エンジン132は、圧縮されたEGR導管64から第3のEGR入口134を介して移出EGR24を受け取る。逆に、第3のガス・タービン・エンジン132によって生成される圧縮空気14の一部は、第3の圧縮空気出口136内へと出て、圧縮空気導管66内へと入る。圧縮空気14はその後、EGRガス・タービン・エンジン10の燃焼器16内に直接送出される。
第1および第2のガス・タービン・エンジン52および54と同様に、第3の圧縮EGR入口134と第3の圧縮空気出口136とは両方とも、第3の燃焼器領域138内に配置されている。第3の燃焼器領域138は、第3の取り入れ空気140の下流に、第3の空気圧縮機142と第3の燃焼器144との間に配置されている。具体的には、第3の圧縮空気出口136は、第3の燃焼器144のすぐ上流に配置されて、第3の取り入れ空気140内に入る空気が第3の圧縮機142によって圧縮されるようになっている。圧縮空気14は次に、実質的に即座に分割されて、一部は第3の燃焼器144に送出され、別の部分は圧縮空気14として移出されてEGRガス・タービン10の燃焼器16に直接送出される。
第3の燃焼器144に送られた圧縮空気14の部分は、第3の燃焼器144内に直接送出される移出EGR24と混合し、炭素質の燃料と一緒に燃焼される。前述のように、移出EGR24は、COを含んでいても良いことに注意されたい。COは燃料として用いることができる。第3の燃焼器144内での燃焼プロセスによって、高温燃焼ガスが生成される。高温燃焼ガスは第3のタービン146に入る。第3のタービン146では、高温燃焼ガスから仕事が抽出されて、排気ガスが出力される。このプロセスによって、第3の圧縮機142および/または第3の負荷148が駆動される。
第3のタービン146から出た排気ガスは次に、第3の触媒部分152を有する第3のHRSG150に送られる。図2に関して前述した第1および第2のガス・タービン・エンジン52および54と同様に、第3の触媒部分152は、排気ガス中に存在する実質的にすべてのCOを破壊してCOを生成するように構成されたCO触媒を含んでいる。第3の触媒部分152内のCO触媒は、約500〜700°F(たとえば、約500、600、または700°F)の温度で動作して、NOおよびCOからCOおよびNを生成しても良い。したがって、排気ガスは、移出EGR24による希釈を介して、また第3の触媒部分152との処理によって、含まれるNOのレベルが、従来の構成(たとえば、約10〜40%またはそれ以下)と比べて、低い場合がある。第3の触媒部分152が排気ガスを処理したらすぐに、第3の排気筒154によって排気ガスは、内用または外用に備えて、第3のガス・タービン・エンジン132を出ることができる。たとえば、CO含有で実質的にNOが無い排気ガス(たとえば、約2、5、10、または15体積百万分率(ppmv)にすぎないNO)には、多くの用途(たとえば、化学合成、炭素捕捉および/またはガス化に対する移出)があり得る。
したがって、本アプローチは、前述のガス・タービン・エンジン・システム実施形態に関連して説明しているが、ガス・タービン・エンジン・システムの動作方法170も提供している。これを図5に、プロセス・フロー図として例示する。前述したように、本明細書で説明したアプローチは、システム内の任意の数のガス・タービン・エンジンに適用可能であり、ガス・タービン・エンジンのうちの少なくとも1つは、1または複数の別個のガス・タービン・エンジンから圧縮空気を受け取って(ブロック172)、直接その燃焼器内に入れる化学量論的EGRガス・タービン・エンジンである。EGRガス・タービン・エンジンは、燃料混合物を化学量論的に燃焼させる(ブロック174)。燃料混合物は、Oと圧縮排気ガスとの混合物であっても良いことは、前述した通りである。こうして、結果としての燃焼ガスは、実質的にOが無い場合があり、非化学量論的な燃焼プロセスと比べて高いレベルのCOを含んでいる場合がある。
燃焼が行なわれるとすぐに(ブロック174)、結果としての燃焼ガスがガス・タービンに送られて、そこで高温燃焼ガスから仕事が抽出される(ブロック176)。前述したように、高温燃焼ガスによって、ガス・タービン内でブレードの回転が生じても良く、その結果、シャフトが回転して圧縮機および/または別の負荷が駆動される。高温燃焼ガスから仕事が抽出されたらすぐに(ブロック176)、結果としての排気ガスの処理が、たとえば、触媒によって行なわれる(ブロック178)。触媒は、排気ガス中のNOのレベルを減らすようにデザインされたNO触媒であっても良い。さらに、NO触媒は、排気ガス中のCOの濃度に対しては何ら実質的な効果がなくても良い。なぜならば、COは、後のステップにおいて燃料として用いても良いからである。いくつかの実施形態においては、排気ガスには、実質的にOが何ら含まれていない場合がある。なぜならば、燃焼の後に余分なOがあると(すなわち、非化学量論的な燃焼)、NO触媒に対して有害な影響が及ぼされる場合があるからである。
NO触媒による処理の後(ブロック178)、排気ガスは排気部分(たとえばHRSG)を通っても良い。排気部分では、排気ガスが冷却される一方で、熱伝達によって蒸気を生成する(ブロック180)。たとえば、排気ガスは、図2に関して前述したように、約50〜100°Fまで冷却しても良い。冷却時に(ブロック180)、排気ガスは再循環されてEGRガス・タービン・エンジンまで戻る(ブロック182)。一例としては、排気ガスを再循環して、EGRガス・タービン・エンジンの圧縮機の入口まで戻しても良い。排気ガスを再循環してEGRガス・タービン・エンジンまで戻した後に、排気ガスを圧縮する(ブロック184)。圧縮は、たとえば、少なくとも部分的にガス・タービンによって駆動される圧縮機によって行なう。本アプローチによれば、結果としての圧縮排気ガス再循環(EGR)を次に、第1の部分と第2の部分とに分ける。1つの部分は、1または複数の別個のガス・タービン・エンジンに送り(ブロック186)、そこで、圧縮EGRを、それぞれの対応する燃焼器内に直接噴射する。一実施形態においては、この部分は、全圧縮EGRの約40%±10%に相当する。前述したように、圧縮EGRの移出部分は、1または複数の別個のガス・タービン・エンジンの燃焼器内において希釈効果を有していても良い。移出部分はCOを含んでいても良い。COは燃料として用いても良い。
圧縮EGRの第1の部分を、1または複数の別個のガス・タービン・エンジンに与え(ブロック186)、一方で、圧縮EGRの別の部分を、EGRガス・タービン・エンジンの燃焼器に与える(ブロック188)。いくつかの実施形態においては、圧縮EGRの第2の部分は、全圧縮EGRの約60%±10%に相当する。圧縮EGRの第2の部分がEGRガス・タービン・エンジンの燃焼器内に与えられる(ブロック188)とすぐに、方法170は燃料混合物を燃焼させることに回帰して(ブロック174)、前述したその後の行為を始める。さらに、圧縮EGRをEGRガス・タービン・エンジンの燃焼器に提供する行為(ブロック188)と、1または複数の別個のガス・タービン・エンジンから圧縮空気を受け取る行為(ブロック172)とは、実質的に同時に行なっても良いことに注意されたい。
前述の説明では、2つ以上のガス・タービン・エンジンを用いるシステムに言及しており、ガス・タービン・エンジンのうちの少なくとも1つはEGRガス・タービン・エンジンである。EGRガス・タービン・エンジンは、EGRを他のガス・タービン・エンジンの対応する燃焼器に移出し、圧縮空気をその燃焼器内に直接受け取る。このような構成は種々のシナリオ(たとえばパワーを発生させるように構成されたシステム)で具体化しても良い。図6を参照して、前述したアプローチの具体化の一例を示す。図は、ガス化複合発電パワー・プラント200の概略図である。IGCCシステム200には、合成ガス(すなわち、シンガス)によってパワー供給しても良い。IGCCシステム200の要素には、IGCCシステム200に対するエネルギー供給源として用いても良い燃料源202(たとえば固体供給物)が含まれていても良い。燃料源202としては、石炭(たとえば、低硫黄含有石炭)、石油コークス、バイオマス、木質材料、農業廃棄物、タール、コークス炉ガス、およびアスファルト、または他の炭素含有物品を挙げても良い。
燃料源202の固体燃料を、供給原料調製ユニット204に送っても良い。供給原料調製ユニット204は、たとえば、燃料源202のサイズ変更または再形成を、燃料源202をチョッピング、ミリング、細断、粉砕、ブリケッティング、またはパレット化して供給原料を作ることによって、行なっても良い。さらに、供給原料調製ユニット204において水または他の好適な液体を燃料源202に加えて、スラリ供給原料を形成しても良い。他の実施形態においては、燃料源に液体を加えないことによって、乾燥した供給原料を形成する。
供給原料を、供給原料調製ユニット204からガス化装置206に送っても良い。ガス化装置206は、供給原料をシンガス(たとえば一酸化炭素(CO)と水素(H)との組み合わせ)に変換しても良い。ガス化装置206内部の温度は、供給原料を形成するために用いる燃料源202に応じて、熱分解プロセスの間に約150°C〜700°Cの範囲であっても良い。
燃焼プロセスがガス化装置206内で起こっても良い。燃焼には、酸素を炭および残留ガスに導入することが含まれていても良い。炭および残留ガスは酸素と反応して、二酸化炭素(CO)およびCOを形成することによって、後続のガス化反応に対する熱を発生させても良い。燃焼プロセスの間の温度は、約700°C〜1600°Cの範囲であっても良い。次に、ガス化ステップの間に蒸気をガス化装置206内に導入しても良い。炭はCOおよび蒸気と反応して、COおよびHを、約800°C〜1100°Cの範囲の温度において生成しても良い。本質的に、ガス化装置は、蒸気および酸素を用いて供給原料の一部を「燃焼」させて、COおよびエネルギーを生成することができ、これらによって、さらなる供給原料をHおよび付加的なCOに変換する第2の反応が推進される。
ガス混合物がガス化装置206内で生成される。ガス混合物は、未処理の、原料のままの、または硫黄分の多いシンガスであると考えても良く、また最大で約20体積パーセントのHSを含んでいても良い。またガス化装置206はスラグ208を生成しても良い。スラグ208は灰材料を濡らしても良い。スラグ208をガス化装置206から除去して、道路基盤または別の建築材料として用いても良い。ガス混合物を次に、ガス処理ユニット210に送って、種々の非シンガス成分の除去を図る。
一般的に、ガス処理ユニット210は、未処理のシンガスを受け取って、多くのガス(たとえば、HC、HF、COS、HCN、およびHS)を未処理のシンガスから除去しても良い。さらに、ガス処理ユニット210は、HSリッチ・ガスをイオウ・プロセッサ212(たとえばクラウス(Claus)反応器)に送っても良い。HSガスをイオウ・プロセッサ212によって処理して、イオウ214を移出用に生成しても良い。塩216を、未処理のシンガスから水処理ユニット218によって分離しても良い。水処理ユニット218は、浄水技術を用いて未処理のシンガスから利用可能な塩216を生成するものである。
またガス処理ユニット210を、二酸化炭素(CO)捕捉を行なうように構成しても良い。一実施形態においては、ガス・タービン・エンジン・システム(たとえばシステム50、120、または130)によって生成されるCO含有排気ガスを、ガス処理ユニットに接続されるかまたはその中にある特徴物210に与えて、その後の精製および炭素隔離に備えても良い。これについては、ガス・タービン・エンジン構成に関して以下で詳細に説明する。前述したいくつかのプロセスの後でおよび/またはそれらと実質的に同時に、ガス処理ユニット210から経路220に沿って出たガスは、処理され、硫黄分除去され、および/または浄化されたシンガスと考えても良い。すなわち、シンガスは実質的にイオウとともに残りのガス成分が無い場合がある。
ガス処理ユニット210を出る処理後シンガスは、燃料として用いるのに十分な純度の場合がある。たとえば、いくつかの実施形態においては、ガス処理ユニット210を出た処理後シンガスは、約0〜10%のCOを含んでいても良い。さらに、残りの体積は、だいたい1:1〜4:1モル比のH対COであっても良い。本明細書で説明した実施形態によれば、処理後シンガスを、経路220に沿ってガス・タービン・エンジン・システム120に送る。これについては、図2および3に関して前述している。前述したように、ガス・タービン・エンジン・システムには、一般的に、処理後シンガスと、圧縮空気と、EGRガス・タービン・エンジン10からの移出EGR24との混合物を燃焼させるように構成されたガス・タービン・エンジン52が含まれている。またシステム120には、EGRガス・タービン・エンジン10も含まれている。EGRガス・タービン・エンジン10は、第1のガス・タービン・エンジン52から圧縮空気14を受け取り、移出EGR24の流れをガス・タービン・エンジン52に送る。
IGCCシステム200の動作中に、処理後シンガスが、第1の燃焼器88(たとえば、第1のガス・タービン・エンジン52の燃焼室)に可燃性燃料として直接与えられる。また圧縮窒素222を、第1の燃焼器88に、たとえば希釈窒素(DGAN)圧縮機を介して与えても良い。第1の燃焼器88は、燃料(たとえば処理後シンガス)を受け取る。燃料は、加圧した状態で燃料ノズルから噴射しても良い。処理後シンガス燃料を、圧縮空気14(図2)とともに圧縮窒素222と混合して、燃焼させても良い。燃焼によって、高温加圧排気ガスを発生させても良い。IGCCシステム200(より具体的には、ガス・タービン・エンジン・システム120)の初期始動において、処理済みシンガスをEGRガス・タービン・エンジン10に与えて、排気ガスを最初に発生させても良いことに注意されたい。これを、波線の流れ224として示す。その代わりにおよび/またはそれに加えて、圧縮空気14は、このような目的のために処理後シンガスの一部を運んでも良い。
前述したように、EGRガス・タービン・エンジン10の燃焼器16は、圧縮した移出EGR24を第1の燃焼器88内に送る。第1の燃焼器88内での燃焼時に、結果としての燃焼ガスを第1のタービン92に送る。第1の燃焼器88からの燃焼ガスが第1のタービン92を通るときに、排気ガスによって強制的に、タービン92内のタービン・ブレードが、第1のドライブ・シャフト226を第1のガス・タービン・エンジン52の軸に沿って回転させても良い。図1に関して説明したEGRガス・タービン・エンジン10の場合と同様に、ドライブ・シャフト226は、第1のガス・タービン・エンジン52の種々の構成部品(たとえば、第1の圧縮機80)に接続されている。結果としての排気ガスは次に、第1のタービン92を出て、第1のHRSG100に送られる。これは、図2に前述した通りである。
またIGCCシステム200は、第1のHRSG100によって生成された蒸気の少なくとも一部を用いる蒸気タービン・エンジン228を備えていても良い。したがって、蒸気タービン・エンジン228によって負荷230を駆動しても良い。負荷230は、電力を発生させるための発電機であっても良い。ガス・タービン・エンジン10および52と蒸気タービン・エンジン228とが、例示した実施形態に示すように別個の負荷を駆動しても良いが、タービン・エンジン10、52、および228一列に並べて用いて、単一軸を介して単一負荷を駆動しても良いことに注意されたい。蒸気タービン・エンジン228とともにガス・タービン・エンジン10および52の具体的な構成は、具体化に固有であっても良く、また部分の任意の組み合わせを含んでいても良い。
動作中に、蒸気タービン・エンジン228から排気ガスが発生しても良い。排気ガスには、低圧蒸気または凝縮水が含まれていても良い。たとえば蒸気タービン・エンジン228の低圧部分からの排気ガスを、凝縮器232内に送っても良い。凝縮器232は、冷却塔234を用いて温水を冷水に替えても良い。冷水はまた凝縮プロセスを助ける。凝縮器232からの凝縮物を次に、第1のHRSG100内に送っても良い。第1のガス・タービン・エンジン92によって発生し、第1のHRSG100内に送られた高温排気ガスによって、凝縮器232からの水が加熱されて蒸気が生成される。排気ガスは次に、第1のHRSG100を排気筒108を介して出てから、いくつかの実施形態において、排気流236としてガス処理ユニット210の炭素捕捉部分に送られて、捕捉CO238を生成する。さらに、排気の全部または一部が、排気筒108から大気に排気ガス240として出ても良いことに注意されたい。
第1のHRSG100によって生成された蒸気は、高圧高温蒸気であっても良い。蒸気タービン・エンジン228に与えることに加えて、生成された蒸気を、蒸気を用いても良い任意の他のプロセス(たとえばガス化装置206)に供給しても良い。ガス・タービン・エンジン・システム120発生サイクルは「トッピング・サイクル」と言われることが多く、一方で、蒸気タービン・エンジン228発生サイクルは「ボトミング・サイクル」と言われることが多い。図6に例示したこれら2つのサイクルを組み合わせることによって、IGCCシステム200は、両方のサイクルにおいてより大きな効率に至る場合がある。特に、トッピング・サイクルからの排熱を取り込み、それを用いて、ボトミング・サイクルで用いる蒸気を生成しても良い。
蒸気タービン・エンジン、凝縮器、冷却塔、および発電機の存在を、第1のガス・タービン・エンジン52に関連して説明してきたが、EGRガス・タービン・エンジン10のHRSG56を、同様の対応する特徴物に結合しても良いことに注意されたい。実際には、いくつかの実施形態においては、HRSG56およびHRSG100は、同じ蒸気タービン、負荷などを駆動しても良い。したがって、多くの構成が可能であっても良く、EGRガス・タービン・エンジン10および第1のガス・タービン・エンジン52(およびいくつかの構成では他のガス・タービン・エンジン)が、共通のまたは同じ特徴物(たとえば、これらに限定されないが、負荷、蒸気タービン・エンジン、冷却塔、凝縮器など)を共有しても良いことを理解されたい。
この書面の説明では、実施例を用いて、本発明を、ベスト・モードも含めて開示するとともに、どんな当業者も本発明を実施できるように、たとえば任意の装置またはシステムを作りおよび用いること、ならびに取り入れた任意の方法を実行することができるようにしている。本発明の特許可能な範囲は、請求項によって定められるとともに、当業者に想起される他の実施例を含んでいても良い。このような他の実施例は、請求項の文字通りの言葉使いと違わない構造要素を有するか、または請求項の文字通りの言葉使いとの差が非実質的である均等な構造要素を含む場合には、請求項の範囲内であることが意図されている。

Claims (10)

  1. 空気を取り入れて第1の圧縮空気(14)を生成するように構成された第1の圧縮機(80)と、
    第1の混合物を燃焼させて第1の燃焼ガスを生成するように構成された第1の燃焼器(88)であって、前記第1の混合物は、第1の燃料、前記第1の圧縮空気(14)の少なくとも第1の部分、および第2のガス・タービン・エンジン(10)からの第2の燃焼ガス(24)を含む第1の燃焼器(88)と、
    前記第1の燃焼ガスから仕事を抽出するように構成された第1のタービン(92)と、を備える第1のガス・タービン・エンジン(52)を備えるシステム(50、120、130、200)。
  2. 前記第1の圧縮機(80)は、前記第1の圧縮空気(14)の第2の部分を前記第2のガス・タービン・エンジン(10)に出力するように構成される請求項1に記載の前記システム(50、120、130、200)。
  3. 第2の圧縮機(20)、第2の燃焼器(16)、および第2のタービン(28)を有する前記第2のガス・タービン・エンジン(10)を備え、前記第2の圧縮機(20)は、前記第2の燃焼ガス(24)を、前記第1の燃焼器(88)に送出する前に圧縮するように構成され、前記第2の燃焼器(16)は、前記第2の圧縮機(20)の下流で、前記第1の圧縮空気(14)の前記第2の部分を受け取るように構成される請求項2に記載の前記システム(50、120、130、200)。
  4. 第3の圧縮機(82)、第3の燃焼器(90)、および第3のタービン(94)を有する第3のガス・タービン・エンジン(54)を備え、前記第3の燃焼器(90)は、前記第2のガス・タービン・エンジン(10)から前記第2の燃焼ガス(24)の一部を受け取るように構成される請求項3に記載の前記システム(50、120、130、200)。
  5. 前記第1のガス・タービン・エンジン(52)からの第1の排気経路を備え、前記第1の排気経路は少なくとも1種の一酸化炭素(CO)触媒を備え、前記第2のガス・タービン・エンジン(10)は前記第2のガス・タービン・エンジン(10)からの第2の排気経路を備え、および前記第2の排気経路は任意の一酸化炭素(CO)触媒を除く請求項1に記載の前記システム(50、120、130、200)。
  6. 前記第1のガス・タービン・エンジン(52)からの第1の排気経路を備え、前記第1の排気経路は少なくとも1つの排気筒(108)を備え、前記第2のガス・タービン・エンジン(10)は前記第2のガス・タービン・エンジン(10)からの第2の排気経路を備え、および前記第2の排気経路は任意の排気筒を除く請求項1に記載の前記システム(50、120、130、200)。
  7. 第1の混合物を燃焼して第1の燃焼ガスを生成するように構成された第1の燃焼器(16)と、
    前記第1の燃焼ガスから仕事を抽出して第1の排気ガスを出力するように構成された第1のタービン(28)と、
    前記第1の排気ガスを圧縮して圧縮排気ガス(18)を生成するように構成された第1の圧縮機(20)と、を備える第1のガス・タービン・エンジン(10)を備え、
    前記第1のガス・タービン・エンジン(10)は、前記圧縮排気ガス(18)の第1の部分を前記第1の燃焼器(16)へ送り、前記第1のガス・タービン・エンジン(10)は、前記圧縮排気ガス(24)の第2の部分を移出するように構成されるシステム(50、120、130、200)。
  8. 前記第1の燃焼器(16)は、第2のガス・タービン・エンジン(52)の第2の圧縮機(80)から第1の取り入れ空気(14)を受け取るように構成される請求項7に記載の前記システム(50、120、130、200)。
  9. 前記第1の圧縮機(20)は、前記圧縮排気ガス(24)の前記第2の部分を前記第2のガス・タービン・エンジン(52)の第2の燃焼器(88)に出力するように構成される請求項8に記載の前記システム(50、120、130、200)。
  10. 前記第1の燃焼器(16)は、第3のガス・タービン・エンジン(54)の第3の圧縮機(82)から第2の取り入れ空気(14)を受け取るように構成され、前記第1の圧縮機(20)は、前記圧縮排気ガス(24)の第3の部分を前記第3のガス・タービン・エンジン(54)の第3の燃焼器(90)に出力するように構成される請求項9に記載の前記システム(50、120、130、200)。
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