TW201819752A - 用於提供超臨界蒸氣之系統及方法 - Google Patents

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提德珍妮 尼雅思
莫拉德 尤尼斯
葛蘭 裘科拉
布魯斯 懷爾赫姆
達爾 費洛
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Abstract

一種用於提供超臨界蒸氣之系統包含:一第一鍋爐,其經由燃燒一第一燃料而產生蒸氣;及一第二鍋爐,其經由一導管流體連接至該第一鍋爐,該第二鍋爐經由燃燒一第二燃料而將該經產生蒸氣加熱至超臨界蒸氣溫度。該導管之一第一溫度可低於一臨界腐蝕溫度,且該導管之一第二溫度大於或等於該臨界腐蝕溫度。該第一鍋爐及該第二鍋爐之一組合碳排放率可小於使用僅燃燒該第一燃料之鍋爐來產生該蒸氣且將該蒸氣加熱至超臨界蒸氣溫度之一組合碳排放率。該第一鍋爐可流體連接至一熱交換器,該熱交換器經由藉由一氣體渦輪機產生之一煙道氣體將該經產生蒸氣加熱至一超臨界蒸氣溫度。

Description

用於提供超臨界蒸氣之系統及方法
本發明之實施例大體上係關於發電廠技術,且更明確言之係關於一種用於提供超臨界蒸氣之系統及方法。
鍋爐係在一燃燒室中燃燒一燃料(諸如石油基產品及/或煤)以產生熱之裝置。許多發電廠使用鍋爐來產生蒸氣,蒸氣繼而用以經由一蒸氣渦輪發電機產生電。每給定量之燃料藉由一發電廠產生電之比率稱為發電廠之效率。可藉由增加為蒸氣渦輪發電機提供動力之經產生蒸氣之溫度及/或壓力而增加一發電廠之效率。 因此,許多現代燃煤發電廠之鍋爐產生在超臨界蒸氣範圍內之蒸氣(例如,具有大於或等於565°C之一溫度之蒸氣)。然而,許多現代油基發電廠之鍋爐維持超臨界蒸氣之產生之能力有限,此係歸因於藉由燃燒石油基油而產生之污染物在含有超臨界蒸氣之導管之表面溫度或更高溫度下趨於變得有腐蝕性。通常,當此等污染物與含有超臨界蒸氣之導管接觸時,污染物可造成熔渣、污損、腐蝕及/或損壞導管。一般而言,正在一鍋爐中灼燒/燃燒之石油基油之等級/品質愈低,則產生之污染物愈多,且對導管造成之腐蝕愈大。 許多精煉機正增加高級石油產品之生產,此已導致增加低級石油基油副產物(諸如重油殘渣(「OHR」))之量。現在,此等低級石油基油之最近相對豐度使其等經濟地用作發電廠中之燃料。因此,現在許多現代油基發電廠經設計以灼燒低級石油基油。然而,如先前所述,藉由燃燒低級石油基油而產生之污染物在含有超臨界蒸氣之導管之表面溫度或更高溫度下變得有腐蝕性之性質阻礙現代油基發電廠之效率。 此外,低級石油基油之燃燒趨於產生大量二氧化碳(「CO2 」)。歸因於日益擔心CO2 可能促成全球暖化,現期望減少發電廠之CO2 排放。 因此,需要一種用於提供超臨界蒸氣之系統及方法,與現有油基發電廠相比,其抑制由藉由燃燒石油基油而產生的污染物所致之腐蝕及/或排放較少CO2
在一實施例中,提供一種用於提供超臨界蒸氣之系統。該系統包含一第一鍋爐及一第二鍋爐。該第一鍋爐經由燃燒一第一燃料而產生蒸氣。該第二鍋爐經由一導管流體連接至該第一鍋爐使得該經產生蒸氣自該第一鍋爐流動至該第二鍋爐,該第二鍋爐經由燃燒不同於該第一燃料之一第二燃料而將該經產生蒸氣加熱至一超臨界蒸氣溫度。該導管之一第一溫度低於藉由燃燒該第一燃料而產生之污染物腐蝕該導管之一臨界腐蝕溫度,且該導管之一第二溫度大於或等於該臨界腐蝕溫度。 在另一實施例中,提供一種用於提供超臨界蒸氣之方法。該方法包含:經由在一第一鍋爐中燃燒一第一燃料而產生蒸氣,該第一鍋爐經由一導管流體連接至一第二鍋爐使得該經產生蒸氣自該第一鍋爐流動至該第二鍋爐;及經由在該第二鍋爐中燃燒不同於該第一燃料之一第二燃料而將該經產生蒸氣加熱至一超臨界蒸氣溫度。在此等實施例中,該導管之一第一溫度低於藉由燃燒該第一燃料而產生之污染物腐蝕該導管之一臨界腐蝕溫度,且該導管之一第二溫度大於或等於該臨界腐蝕溫度。 在另一實施例中,提供一種用於提供超臨界蒸氣之下游鍋爐。該下游鍋爐包含一燃燒室及一蒸氣導管。該燃燒室經組態以藉由燃燒一第一燃料而產生熱。該蒸氣導管與該燃燒室加熱接觸且具有一進口及一出口。該進口經組態以流體連接至一上游鍋爐,該上游鍋爐藉由燃燒不同於該第一燃料之一第二燃料而產生蒸氣。該出口經組態以流體連接至一蒸氣渦輪發電機。當該進口接收到由該上游鍋爐產生之蒸氣時,該燃燒室經由燃燒該第一燃料而將該導管中之該經接收蒸氣加熱至一超臨界蒸氣溫度,使得該蒸氣導管之一溫度大於或等於藉由燃燒該第二燃料而產生之污染物腐蝕該蒸氣導管之一臨界腐蝕溫度。 在另一實施例中,提供一種用於提供超臨界蒸氣之系統。該系統包含一第一鍋爐及一第二鍋爐。該第一鍋爐經由燃燒一第一燃料而產生蒸氣。該第二鍋爐經由一導管流體連接至該第一鍋爐使得該經產生蒸氣自該第一鍋爐流動至該第二鍋爐,該第二鍋爐經由燃燒不同於該第一燃料之一第二燃料而將該經產生蒸氣加熱至一超臨界蒸氣溫度。在此等實施例中,該第一鍋爐及該第二鍋爐之一組合碳排放率小於使用僅燃燒該第一燃料之一或多個鍋爐產生該蒸氣且將該蒸氣加熱至一超臨界蒸氣溫度之一組合碳排放率。 在另一實施例中,提供一種用於提供超臨界蒸氣之方法。該方法包含:經由在一第一鍋爐中燃燒一第一燃料而產生蒸氣,該第一鍋爐經由一導管流體連接至一第二鍋爐使得該經產生蒸氣自該第一鍋爐流動至該第二鍋爐;及經由在該第二鍋爐中燃燒不同於該第一燃料之一第二燃料而將該經產生蒸氣加熱至一超臨界蒸氣溫度。在此等實施例中,該第一鍋爐及該第二鍋爐之一組合碳排放率小於使用僅燃燒該第一燃料之一或多個鍋爐產生該蒸氣且將該蒸氣加熱至一超臨界蒸氣溫度之一組合碳排放率。 在另一實施例中,提供一種下游鍋爐。該下游鍋爐包含一燃燒室及一蒸氣導管。該燃燒室經組態以燃燒一第一燃料。該蒸氣導管與該燃燒室加熱接觸且具有一進口及一出口。該進口經組態以流體連接至一上游鍋爐,該上游鍋爐藉由燃燒不同於該第一燃料之一第二燃料而產生蒸氣。該出口經組態以流體連接至一蒸氣渦輪發電機。在此等實施例中,該下游鍋爐及該上游鍋爐之一組合碳排放率小於僅燃燒該第二燃料之一或多個鍋爐之一組合碳排放率。 在另一實施例中,提供一種用於提供超臨界蒸氣之系統。該系統包含:一主鍋爐,其經由燃燒一第一燃料而產生蒸氣;一氣體渦輪機,其經由燃燒不同於該第一燃料之一第二燃料而產生一煙道氣體;及一熱交換器,其分別經由一第一導管及一第二導管流體連接至該主鍋爐及該氣體渦輪機。該經產生蒸氣及該煙道氣體分別經由該第一導管及該第二導管自該主鍋爐及該氣體渦輪機流動至該熱交換器,該熱交換器經由該煙道氣體將該經產生蒸氣加熱至一超臨界蒸氣溫度。 在另一實施例中,提供一種用於提供超臨界蒸氣之方法。該方法包含:在一主鍋爐中燃燒一第一燃料而產生蒸氣,該主鍋爐經由一第一導管流體連接至一熱交換器使得該經產生蒸氣經由該第一導管自該主鍋爐流動至該熱交換器;及經由藉由在一氣體渦輪機中燃燒一第二燃料而產生之一煙道氣體將該經產生蒸氣加熱至一超臨界蒸氣溫度,該氣體渦輪機經由一第二導管流體連接至該熱交換器使得該煙道氣體經由該第二導管流動至該熱交換器,該第二燃料不同於該第一燃料。
下文將詳細參考本發明之例示性實施例,其等實例繪示於隨附圖式中。在可行之處,貫穿圖式使用之相同元件符號指代相同或相似零件而不進行重複描述。 如本文中使用,術語「實質上」、「大體上」及「約」指示相對於適於達成一組件或總成之功能目的之理想所要條件在可合理達成的製造及組裝容限內之條件。如本文中使用,「電耦合」、「電連接」及「電連通」意謂所引用之元件經直接或間接連接使得一電流可自一元件流動至另一元件。連接可包含一直接導電連接(即,不具有一中介電容元件、感應元件或主動元件)、一感應連接、一電容連接,及/或任何其他適合電連接。可存在中介組件。亦如本文中使用,術語「流體連接」意謂所引用之元件經連接使得一流體(包含一液體、氣體及/或電漿)可自一元件流動至另一元件。因此,如本文中使用之術語「上游」及「下游」描述所引用元件相對於在所引用元件之間及/或附近流動之一流體之一流動路徑之位置。另外,如本文中使用,術語「填充」包含用一填充物件完全填充及部分填充一容納物件兩者。如本文中使用,術語「加熱接觸」意謂所引用之物件彼此接近使得熱/熱能可在其等之間傳遞。如本文中使用,術語「臨界腐蝕溫度」及「臨界腐蝕性溫度」係指代經由燃燒一燃料而產生之污染物變得有腐蝕性以造成熔渣、污損、腐蝕及/或損壞一鍋爐之各種組件超過一可接受程度之一溫度。如本文中使用,術語「腐蝕」及「腐蝕性」意謂能夠經由化學手段(例如,氧化及/或酸鹼反應)對一材料引起損壞。例如,當此一污染物與高於該污染物之臨界腐蝕性溫度之一導管之一表面接觸時,污染物可熔融且黏著至導管之表面,使得導管變得劣化/受損,例如,熔融污染物可在導管處污損及/或「侵蝕」。如本文中使用,術語「超臨界蒸氣」及「超臨界蒸氣溫度」指代在已藉由一第二加熱源(例如,一第二鍋爐)加熱達一第二時間而至高於蒸氣先前由一第一加熱源(例如,一第一鍋爐)所加熱至之溫度之一溫度之後的蒸氣及其對應溫度。亦如本文中使用,術語「組合碳排放」指代由一或多個鍋爐/燃燒室產生之總CO2 量。因此,如本文中使用之術語「組合碳排放率」指代一或多個鍋爐/燃燒室產生給定量之電及/或電力所產生之組合CO2 量。 此外,雖然關於產生超臨界蒸氣之燃油鍋爐描述本文中揭示之實施例,但應瞭解,本發明之實施例同樣適用於其中需要將曝露於藉由燃燒一燃料而產生之污染物的一導管及/或其他結構元件加熱至高於污染物之一臨界腐蝕性溫度之一溫度的任何裝置及/或程序,及/或其中期望減少CO2 排放之程序。 因此,參考圖1,提供用於提供超臨界蒸氣之一系統10。系統10包含一第一鍋爐12及一第二鍋爐14。系統10可進一步包含一蒸氣渦輪發電機16、一空氣預熱器(「APH」) 18、一靜電集塵器(「ESP」)及/或織物過濾器(「FF」) 20、一煙道氣體脫硫單元(「FGD」) 22、一輔助空氣源24、一排氣煙囪26、一或多個導管28至42 (其等可具有一或多個止回閥44、46),及/或一控制器48。 第一鍋爐12包含藉由燃燒一第一燃料52而產生熱(例如,熱能)之一燃燒室50。第一鍋爐12可進一步包含一燃料進口54及一排氣出口56。燃料進口54容許第一燃料52經由導管40流動至燃燒室50。排氣出口56排出由在燃燒室50中燃燒第一燃料52所產生之一第一煙道氣體。燃燒室50可與導管28 (在下文中稱為蒸氣導管28)加熱接觸,該導管28含有一工作介質,例如,水及/或能夠儲存熱能之另一適當介質。在實施例中,排氣口56可經由導管34 (在下文中稱為排氣導管34)流體連接至排氣煙囪26,使得經排出第一煙道氣體自燃燒室50流動至排氣煙囪26。如圖1中展示,APH 18、ESP/FF 20及FGD 22可安置於排氣導管34中/沿排氣導管34安置,使得APH 18、ESP/FF 20及FGD 22在第一煙道氣體藉由排氣煙囪26排入至大氣中之前處理及/或清潔第一煙道氣體。在實施例中,第一燃料52可為一油,包含重油殘渣(「OHR」)及/或重燃料油(「HFO」)。如將瞭解,在實施例中,OHR可為低級石油燃料及/或固體燃料(例如,煤及/或石油焦)之一混合物,其可含有大量金屬(例如,V、Ni、Na等)及/或硫。例如,在一些實施例中,第一燃料52之金屬含量可為0 ppm至1000 ppm,且硫含量可介於0重量%與15重量%之間。 第二鍋爐14包含藉由燃燒一第二燃料60而產生熱(例如,熱能)之一燃燒室58。第二鍋爐14可進一步包含一燃料進口62及一排氣出口64。燃料進口62容許第二燃料60經由導管42流動至燃燒室58。排氣出口64排出由在燃燒室58中燃燒第二燃料60所產生之一第二煙道氣體。在實施例中,第二鍋爐14之排氣出口64可經由導管32 (在下文中稱為煙道氣體導管32)流體連接,使得經排出第二煙道氣體自第二鍋爐14之燃燒室58流動至第一鍋爐12。例如,在此等實施例中,由第二鍋爐14產生之煙道氣體可與第一鍋爐12之一節熱器、一給水加熱管線及/或一空氣預熱器(例如,APH 18)加熱接觸。在實施例中,煙道氣體導管32可在第一鍋爐12之一對流旁路70處流體連接至第一鍋爐12。 如圖1中展示,燃燒室58亦可與蒸氣導管28加熱接觸。蒸氣導管28包含一進口66及一出口68,其等經組態以分別流體連接至第一鍋爐12及蒸氣渦輪發電機16。如將瞭解,在實施例中,蒸氣導管28可為一單一導管或可包含彼此流體連接之片段。例如,在實施例中,導管30 (在下文中稱為超臨界蒸氣導管30)可形成蒸氣導管28中將第二鍋爐14連接至蒸氣渦輪發電機16之部分。在實施例中,超臨界蒸氣導管30可經組態以容納超臨界蒸氣,例如,超臨界蒸氣導管30之壁可相對較厚。如將瞭解,在實施例中,蒸氣導管28可形成第二鍋爐14之部分及/或以其他方式安置於第二鍋爐14中。 在實施例中,第一鍋爐12及/或第二鍋爐14可經由導管36 (在下文中稱為輔助空氣導管36)流體連接至輔助空氣源24,輔助空氣源24可將熱空氣供應至燃燒室50及58以分別改良第一鍋爐12及/或第二鍋爐14之效率,例如,輔助空氣源24在第一鍋爐12與第二鍋爐14之間可為共同的。然而,在其他實施例中,第一鍋爐12及第二鍋爐14可利用獨立的輔助空氣源。如圖1中展示,APH 18可安置於輔助空氣導管36中。 控制器48可包含至少一個處理器/CPU 72及儲存一加熱程式/應用程式之一記憶體裝置74。控制器48可安置於系統10中使得控制器48與各種組件(包含第一鍋爐12及第二鍋爐14)電連通。 現參考圖2,其展示用於經由系統10提供超臨界蒸氣之一方法76。如將瞭解,在實施例中,可將儲存於記憶體裝置74中之一加熱應用程式載入至至少一個處理器/CPU 72中,使得控制器48由加熱應用程式調適以執行方法76之全部或部分。因此,在根據方法76之實施例中,第一鍋爐12經由燃燒第一燃料52而產生78蒸氣,使得含有蒸氣之導管28之一第一溫度低於藉由燃燒第一燃料52而產生之污染物腐蝕導管28之一臨界腐蝕溫度。在實施例中,導管28之第一溫度可為導管28中曝露於經由燃燒第一燃料52而產生之污染物之區段之溫度。例如,在實施例中,藉由燃燒第一燃料52而產生之污染物可具有600°C之一臨界腐蝕溫度。因此,第一鍋爐12可經組態以藉由將導管28中曝露於經由燃燒第一燃料52而產生之污染物之區段中所含有的蒸氣之溫度限制為540°C而將導管28之第一溫度限制為低於600°C之一溫度。雖然本文中揭示之實施例藉由限制導管28中曝露於經由燃燒第一燃料52而產生之污染物之區段內所含有的蒸氣之溫度而限制導管28之第一溫度,但應瞭解,其他實施例可藉由限制第一燃料52之灼燒溫度而限制導管28之第一溫度。 接著,經產生蒸氣經由蒸氣導管28流動至第二鍋爐14,在第二鍋爐14中,經由在燃燒室58中燃燒第二燃料60而將蒸氣加熱80至一超臨界蒸氣溫度,使得導管28之一第二溫度大於或等於第一燃料52之臨界腐蝕溫度。導管28之第二溫度可為導管28中未曝露於經由燃燒第一燃料52而產生之污染物之區段之溫度。在實施例中,導管28之第二溫度可介於約565°C至700°C之間。在實施例中,導管28之第二溫度可介於630°C至670°C之間,此容許所含有之蒸氣達到在600°C至620°C處及/或在600°C至620°C之間之一超臨界蒸氣溫度。在實施例中,超臨界蒸氣可具有介於594°C至625°C之間之一溫度。在其他實施例中,超臨界蒸氣可具有高於625°C及/或低於594°C之一溫度。例如,在一些實施例中,超臨界蒸氣可具有約565°C、或者大於或等於700°C之一溫度。然而,應瞭解,前述範圍僅為例示性的且並不意欲為限制性的。 因此,如將瞭解,在實施例中,第一鍋爐12藉由將工作介質加熱至一過熱狀態而提供大部分之蒸氣負載(duty),且第二鍋爐14藉由將過熱的工作介質加熱至一超臨界蒸氣溫度而提供剩餘的蒸氣負載。 應瞭解,在實施例中,第二燃料60具有高於第一燃料52之等級及/或比其更「清潔」。如本文中關於燃料使用之術語「清潔」及「骯髒」指代經由燃燒燃料而產生之CO2 及/或腐蝕性污染物之量,其中與燃燒一定量之一骯髒燃料相比,燃燒等量之一清潔燃料產生較少CO2 及/或較少腐蝕性污染物。例如,在實施例中,第二燃料60可為一氣體、各種液體燃料(例如,柴油、煤油及/或原油)之一混合物,且可額外地包含混合的固體燃料(例如煤、褐煤及/或生物質)。在一些實施例中,第二燃料60可具有一低金屬含量(例如,低於10 ppm)及/或硫含量。因而,與燃燒第一燃料52相比,燃燒第二燃料60可產生較少污染物。因此,導管28之第二溫度可高於導管28之第一溫度而未增加腐蝕導管28之風險。 接著,超臨界蒸氣經由超臨界蒸氣導管30流動至蒸氣渦輪發電機16,蒸氣渦輪發電機16消耗超臨界蒸氣以產生82電力。例如,在實施例中,蒸氣渦輪發電機16可作為一油基發電廠/系統之部分產生電功率(electrical power)。 接著,在實施例中,第二鍋爐14可進一步包含一再熱進口83,其經由導管38 (在下文中稱為再熱導管38)流體連接至蒸氣渦輪發電機16,使得第二鍋爐14形成蒸氣渦輪發電機16之一再熱循環迴路之部分,例如,第二鍋爐14提供再熱負載。在此等實施例中,第二鍋爐14可再熱84先前由蒸氣渦輪發電機16消耗之蒸氣,且經由超臨界蒸氣導管30將經再熱蒸氣再循環至蒸氣渦輪發電機16。雖然在所提供之圖中展示之實施例描繪第二鍋爐14經由超臨界蒸氣導管30將經再熱蒸氣再循環至蒸氣渦輪發電機16,但應瞭解,在其他實施例中,第二鍋爐14可經由可存在於第二鍋爐14與蒸氣渦輪發電機16之間的其他導管/流動路徑將經再熱蒸氣再循環至蒸氣渦輪發電機16。例如,在實施例中,導管38可延伸穿過第二鍋爐14而至蒸氣渦輪發電機16。 另外,雖然圖1展示其中第一鍋爐12係一燃氣鍋爐之系統10之一實施例,但應瞭解,在其他實施例中,第一鍋爐12可為一燃氧鍋爐。因此,如圖3中展示,在此等實施例中,系統10可進一步包含一氣體處理單元(「GPU」) 86及一氧氣源88。如圖3中繪示,GPU 86可安置於排氣導管34及輔助空氣導管36中。在此等實施例中,氧氣可經由輔助空氣導管36自氧氣源88分別流動至第一鍋爐12之燃燒室50及第二鍋爐14之燃燒室58,例如,氧氣源88在第一鍋爐12與第二鍋爐14之間可為共同的。類似地,在實施例中,第二鍋爐14可為一燃氣或一燃氧鍋爐。此外,在實施例中,第一鍋爐12及第二鍋爐14可連接至獨立氧氣源。 現參考圖4,在實施例中,系統10可包含經由導管96流體連接至一熱交換器94之一氣體渦輪機92,如所展示,熱交換器94可併入至第二/輔助鍋爐14中。在此等實施例中,氣體渦輪機92藉由燃燒一燃料(其在實施例中可為第二燃料60)以產生經由導管96自氣體渦輪機92流動至熱交換器94之一煙道氣體而產生電力(例如,電功率)。熱交換器94亦經由導管28流體連接至第一/主鍋爐12,使得經產生蒸氣自主鍋爐12流動至熱交換器94,熱交換器94經由來自氣體渦輪機92之煙道氣體加熱經產生蒸氣。在實施例中,可在發送經產生蒸氣以供蒸氣渦輪發電機16消耗之前,熱交換器94將經產生蒸氣加熱至一超臨界蒸氣溫度。在實施例中,主鍋爐12及氣體渦輪機92之一組合碳排放率可小於使用僅燃燒/燒灼第一燃料52之鍋爐來產生蒸氣且將蒸氣加熱至一超臨界蒸氣溫度之一組合碳排放率。亦如圖4中展示,在實施例中,來自氣體渦輪機92之煙道氣體亦可用以加熱再熱導管38中之蒸氣。 如圖4中進一步展示,在實施例中,一第一節風門/閥98可安置於熱交換器94上游之導管96內,其容許來自氣體渦輪機92之煙道氣體轉離熱交換器94以經由一排氣煙囪100排放至大氣中。另外,在實施例中,導管96可流體連接至安置於熱交換器94下游之一第二節風門/閥102,該第二節風門/閥102容許將由氣體渦輪機92產生之煙道氣體引導至:煙囪26以排放至大氣中;恰在ESP/FF 20上游之一點;及/或導管36,使得煙道氣體進入燃燒室50及/或58以改良第一/主鍋爐12及/或第二/輔助鍋爐14之效率。 如將瞭解,在實施例中,氣體渦輪機92可具有快於主鍋爐12及/或輔助鍋爐14之起動程序時間(即,從起動主鍋爐12及/或輔助鍋爐14直至可產生電力(例如,電功率)所花費之時間量)之一起動程序時間(即,從起動氣體渦輪機92直至可產生電力(例如,電功率)所花費之時間量)。在此等實施例中,氣體渦輪機92可提供一圍繞型(encompassing)發電廠以比依賴於鍋爐來產生蒸氣之一些傳統發電廠更快地產生電力。特定言之,藉由使煙道氣體轉向而離開排氣煙囪100,第一節風門98提供利用氣體渦輪機92以在第一鍋爐12及/或第二鍋爐14中之燃燒開始之前產生電力。 例如,在圖5中展示用於經由系統10提供超臨界蒸氣之另一方法104。在實施例中,可經儲存於記憶體裝置74中之加熱應用程式載入至至少一個處理器/CPU 72中,使得控制器48由加熱應用程式調適以執行方法104之全部或部分。如圖5中展示,在實施例中,氣體渦輪機92可用以在經由主鍋爐12及/或輔助鍋爐14產生108蒸氣之前產生106電力,其中節風門98使導管96內之煙道氣體轉向而離開排氣煙囪100。一旦主鍋爐12及/或輔助鍋爐14產生108蒸氣,或恰在產生108蒸氣之前,節風門98便可經調整使得容許煙道氣體流動通過導管96而至熱交換器94,使得熱交換器94將經產生蒸氣加熱110至一超臨界溫度,接著藉由蒸氣渦輪機16消耗該超臨界溫度以產生112電力(例如,電功率)。 此外,在實施例中,氣體渦輪機92可用以在主鍋爐12及/或輔助鍋爐14仍在構造中時及/或在主鍋爐12及/或輔助鍋爐14經關閉用於維護時產生電力。類似地,在實施例中,主鍋爐12及輔助鍋爐14可在氣體渦輪機92關閉時繼續經由蒸氣渦輪機16產生電力。 如將進一步瞭解,雖然本文中之實施例將系統10描繪為包含氣體渦輪機92及輔助鍋爐14兩者,但將瞭解,其他實施例可包含氣體渦輪機92而無輔助鍋爐14,即,在一些實施例中,氣體渦輪機92可代替輔助鍋爐14。 返回參考圖1,亦將瞭解,系統10可包含必要的電子器件、軟體、記憶體、儲存器、資料庫、韌體、邏輯/狀態機、微處理器、通信鏈路、顯示器或其他視覺或音訊使用者介面、列印裝置,及用以執行本文中描述之功能及/或達成本文中描述之結果之任何其他輸入/輸出介面。例如,如先前提及,系統10可包含至少一個處理器72及系統記憶體74 (其可包含隨機存取記憶體(RAM)及唯讀記憶體(ROM))。系統10可進一步包含一輸入/輸出控制器及一或多個資料儲存結構。全部此等後者元件可與至少一個處理器72通信以促進如上文論述之系統10之操作。可提供適合電腦程式碼以執行諸多功能,包含上文結合本文中揭示之系統10以及方法76及104論述之功能。電腦程式碼亦可包含程式元件,諸如一作業系統、一資料庫管理系統,及容許系統10與電腦周邊裝置(例如,感測器、一視訊顯示器、一鍵盤、一電腦滑鼠等)介接之「裝置驅動器」。 系統10之至少一個處理器72可包含一或多個習知微處理器及一或多個增補協同處理器,諸如數學協同處理器或類似者。彼此通信之元件無需彼此持續地傳訊或傳輸。恰相反,此等元件可視需要彼此傳輸、可避免在特定時間交換資料,且可引起執行若干步驟以建立其等之間的一通信鏈路。 資料儲存結構(諸如本文論述之記憶體)可包含磁性、光學及/或半導體記憶體之一適當組合,且可包含例如RAM、ROM、快閃隨身碟、一光碟(optical disc) (諸如一光碟(compact disc)),及/或一硬碟或硬碟機。資料儲存結構可儲存例如系統10所需之資訊及/或經調適以引導系統10之一或多個程式,例如,電腦程式碼,諸如加熱應用程式及/或其他電腦程式產品。程式可以例如一壓縮格式、一未編譯格式及/或一加密格式儲存,且可包含電腦程式碼。可將電腦程式碼之指令自一電腦可讀媒體讀取至一處理器之一主記憶體中。雖然執行程式中之指令序列引起處理器執行本文中描述之程序步驟,但硬接線電路可用來代替用於實施本發明之程序之軟體指令或可結合軟體指令一起使用。因此,本發明之實施例不限於硬體及軟體之任何特定組合。 程式亦可在可程式化硬體裝置(諸如場可程式化閘極陣列、可程式化陣列邏輯、可程式化邏輯裝置或類似者)中實施。程式亦可在用於由各種類型之電腦處理器執行之軟體中實施。可執行程式碼之一程式可例如包含可例如組織為一對象、程序、製程或功能之電腦指令之一或多個實體或邏輯區塊。然而,一經識別程式之可執行碼無需實體地定位在一起,而是可包含儲存於不同位置中之各別指令,其等在邏輯上結合在一起時形成程式且達成程式之所述目的,諸如藉由執行複數個隨機操作而保護隱私。在一實施例中,可執行程式碼之一應用可為許多指令之一編譯,且甚至可分佈於若干不同程式碼分區或片段內、分佈於不同程式當中且跨若干裝置分佈。 如本文中使用之術語「電腦可讀媒體」指代提供或參與提供指令至系統10之至少一個處理器72 (或本文中描述之一裝置之任何其他處理器)以供執行之任何媒體。此一媒體可採取許多形式,包含但不限於非揮發性媒體及揮發性媒體。非揮發性媒體包含例如光碟、磁碟或光磁碟,諸如記憶體。揮發性媒體包含動態隨機存取記憶體(DRAM),其通常構成主記憶體。電腦可讀媒體之常見形式包含例如一軟碟、一軟性碟、硬碟、磁帶、任何其他磁性媒體、一CD-ROM、DVD、任何其他光學媒體、一RAM、一PROM、一EPROM或EEPROM (電子可擦除且可程式化唯讀記憶體)、一FLASH-EEPROM、任何其他記憶體晶片或匣,或一電腦可讀取之任何其他媒體。 在將一或多個序列之一或多個指令載送至至少一個處理器以供執行時可涉及各種形式之電腦可讀媒體。例如,指令最初可承載於一遠端電腦(未展示)之一磁碟上。遠端電腦可將指令載入至其動態記憶體中且使用一數據機在一乙太網路連接、電纜線或電話線上發送指令。一運算裝置本端之一通信裝置(例如,一伺服器)可在各自通信線上接收資料且將資料放置於至少一個處理器之一系統匯流排上。系統匯流排將資料載送至主記憶體,至少一個處理器自該主記憶體擷取指令且執行指令。由主記憶體接收之指令可視情況在藉由至少一個處理器執行之前或之後儲存於記憶體中。另外,指令可經由一通信埠接收為電信號、電磁信號或光學信號,其等係載送各種類型之資訊之無線通信或資料串流之例示性形式。 進一步應瞭解,上述描述意欲為闡釋性的且非限制性的。例如,上文描述之實施例(及/或其之態樣)可彼此結合使用。另外,可在不脫離本發明之範疇之情況下進行許多修改以使一特定情境或材料適於本發明之教示。 例如,在一實施例中,提供一種用於提供超臨界蒸氣之系統。該系統包含一第一鍋爐及一第二鍋爐。第一鍋爐經由燃燒一第一燃料而產生蒸氣。第二鍋爐經由一導管流體連接至第一鍋爐使得經產生蒸氣自第一鍋爐流動至第二鍋爐,該第二鍋爐經由燃燒不同於第一燃料之一第二燃料而將經產生蒸氣加熱至一超臨界蒸氣溫度。導管之一第一溫度低於藉由燃燒第一燃料而產生之污染物腐蝕導管之一臨界腐蝕溫度,且導管之一第二溫度大於或等於臨界腐蝕溫度。在某些實施例中,第一燃料係一重油殘渣、一重燃料油及一固體燃料之至少一者。在某些實施例中,第一鍋爐及第二鍋爐之至少一者係一燃氣鍋爐或一燃氧鍋爐。在某些實施例中,第二燃料係一氣體或與一液體燃料或一固體燃料之至少一者混合之一氣體之一組合。在某些實施例中,第一鍋爐及第二鍋爐各自進一步流體連接至一共同空氣源。在某些實施例中,第二燃料藉由第二鍋爐之燃燒產生一煙道氣體,且第二鍋爐進一步流體連接至第一鍋爐使得煙道氣體自第二鍋爐流動至第一鍋爐。在某些實施例中,系統進一步包含一蒸氣渦輪發電機,其流體連接至第二鍋爐使得超臨界蒸氣自第二鍋爐流動至消耗超臨界蒸氣以產生電力之蒸氣渦輪發電機。在某些實施例中,第二鍋爐形成蒸氣渦輪發電機之一再熱循環迴路之部分。 其他實施例提供一種用於提供超臨界蒸氣之方法。該方法包含:經由在一第一鍋爐中燃燒一第一燃料而產生蒸氣,該第一鍋爐經由一導管流體連接至一第二鍋爐使得經產生蒸氣自第一鍋爐流動至第二鍋爐;及經由在第二鍋爐中燃燒不同於第一燃料之一第二燃料而將經產生蒸氣加熱至一超臨界蒸氣溫度。在此等實施例中,導管之一第一溫度低於藉由燃燒第一燃料而產生之污染物腐蝕導管之一臨界腐蝕溫度,且導管之一第二溫度大於或等於臨界腐蝕溫度。在某些實施例中,第一燃料係一重油殘渣、一重燃料油及一固體燃料之至少一者。在某些實施例中,第一鍋爐及第二鍋爐之至少一者係一燃氣鍋爐或一燃氧鍋爐。在某些實施例中,第二燃料係一氣體或與一液體燃料或一固體燃料之至少一者混合之一氣體之一組合。在某些實施例中,方法進一步包含經由消耗超臨界蒸氣之一蒸氣渦輪發電機產生電力,蒸氣渦輪發電機流體連接至第二鍋爐,使得超臨界蒸氣自第二鍋爐流動至蒸氣渦輪發電機。在某些實施例中,方法進一步包含經由第二鍋爐再熱先前由蒸氣渦輪發電機消耗之蒸氣。 其他實施例提供一種用於提供超臨界蒸氣之下游鍋爐。下游鍋爐包含一燃燒室及一蒸氣導管。燃燒室經組態以藉由燃燒一第一燃料而產生熱。蒸氣導管與燃燒室加熱接觸且具有一進口及一出口。進口經組態以流體連接至一上游鍋爐,該上游鍋爐藉由燃燒不同於第一燃料之一第二燃料而產生蒸氣。出口經組態以流體連接至一蒸氣渦輪發電機。當進口接收到由上游鍋爐產生之蒸氣時,燃燒室經由燃燒第一燃料而將導管中之經接收蒸氣加熱至一超臨界蒸氣溫度,使得蒸氣導管之一溫度大於或等於藉由燃燒第二燃料而產生之污染物腐蝕蒸氣導管之一臨界腐蝕溫度。在某些實施例中,第一燃料係一氣體或與一液體燃料或一固體燃料之至少一者混合之一氣體之一組合;且第二燃料係一重油殘渣、一重燃料油及一固體燃料之至少一者。在某些實施例中,燃燒室經組態以流體連接至一共同空氣源,該共同空氣源亦流體連接至上游鍋爐。在某些實施例中,下游鍋爐進一步包含一煙道氣體導管,其將燃燒室流體連接至上游鍋爐,使得經由燃燒第一燃料而產生之一煙道氣體與上游鍋爐之一節熱器或上游鍋爐之一給水管線加熱接觸。在某些實施例中,下游鍋爐進一步包含一再熱蒸氣進口,其組態為蒸氣渦輪發電機之一再熱循環之部分而自蒸氣渦輪發電機接收蒸氣。 其他實施例提供一種用於提供超臨界蒸氣之系統。該系統包含一第一鍋爐及一第二鍋爐。第一鍋爐經由燃燒一第一燃料而產生蒸氣。第二鍋爐經由一導管流體連接至第一鍋爐使得經產生蒸氣自第一鍋爐流動至第二鍋爐,該第二鍋爐經由燃燒不同於第一燃料之一第二燃料而將經產生蒸氣加熱至一超臨界蒸氣溫度。在此等實施例中,第一鍋爐及第二鍋爐之一組合碳排放率小於使用僅燃燒第一燃料之一或多個鍋爐來產生蒸氣且將蒸氣加熱至一超臨界蒸氣溫度之一組合碳排放率。在某些實施例中,第一燃料係一重油殘渣、一重燃料油及一固體燃料之至少一者。在某些實施例中,第一鍋爐及第二鍋爐之至少一者係一燃氣鍋爐或一燃氧鍋爐。在某些實施例中,第二燃料係一氣體或與一液體燃料或一固體燃料之至少一者混合之一氣體之一組合。在某些實施例中,第一鍋爐及第二鍋爐各自進一步流體連接至一共同空氣源。在某些實施例中,第二燃料藉由第二鍋爐之燃燒產生一煙道氣體,且第二鍋爐進一步流體連接至第一鍋爐使得煙道氣體自第二鍋爐流動至第一鍋爐。在某些實施例中,系統進一步包含一蒸氣渦輪發電機,其流體連接至第二鍋爐使得超臨界蒸氣自第二鍋爐流動至消耗超臨界蒸氣以產生電力之蒸氣渦輪發電機。 其他實施例提供一種用於提供超臨界蒸氣之方法。該方法包含:經由在一第一鍋爐中燃燒一第一燃料而產生蒸氣,該第一鍋爐經由一導管流體連接至一第二鍋爐使得經產生蒸氣自第一鍋爐流動至第二鍋爐;及經由在第二鍋爐中燃燒不同於第一燃料之一第二燃料而將經產生蒸氣加熱至一超臨界蒸氣溫度。在此等實施例中,第一鍋爐及第二鍋爐之一組合碳排放率小於使用僅燃燒第一燃料之一或多個鍋爐來產生蒸氣且將蒸氣加熱至一超臨界蒸氣溫度之一組合碳排放率。在某些實施例中,方法進一步包含經由消耗超臨界蒸氣之一蒸氣渦輪發電機產生電力,蒸氣渦輪發電機流體連接至第二鍋爐使得超臨界蒸氣自第二鍋爐流動至蒸氣渦輪發電機。在某些實施例中,方法進一步包含經由第二鍋爐再熱先前由蒸氣渦輪發電機消耗之蒸氣。 其他實施例提供一種下游鍋爐。該下游鍋爐包含一燃燒室及一蒸氣導管。燃燒室經組態以燃燒一第一燃料。蒸氣導管與燃燒室加熱接觸且具有一進口及一出口。進口經組態以流體連接至一上游鍋爐,該上游鍋爐藉由燃燒不同於第一燃料之一第二燃料而產生蒸氣。出口經組態以流體連接至一蒸氣渦輪發電機。在此等實施例中,下游鍋爐及上游鍋爐之一組合碳排放率小於僅燃燒第二燃料之一或多個鍋爐之一組合碳排放率。 其他實施例提供一種用於提供超臨界蒸氣之系統。該系統包含:一主鍋爐,其經由燃燒一第一燃料而產生蒸氣;一氣體渦輪機,其經由燃燒不同於第一燃料之一第二燃料而產生一煙道氣體;及一熱交換器,其分別經由一第一導管及一第二導管流體連接至主鍋爐及氣體渦輪機。經產生蒸氣及煙道氣體分別經由第一導管及第二導管自主鍋爐及氣體渦輪機流動至熱交換器,該熱交換器經由煙道氣體將經產生蒸氣加熱至一超臨界蒸氣溫度。在某些實施例中,第一導管之一第一溫度低於藉由燃燒第一燃料而產生之污染物腐蝕第一導管之一臨界腐蝕溫度,且第一導管之一第二溫度大於或等於臨界腐蝕溫度。在某些實施例中,主鍋爐及氣體渦輪機之一組合碳排放率小於使用僅燃燒第一燃料之一或多個鍋爐來產生蒸氣且將蒸氣加熱至一超臨界蒸氣溫度之一組合碳排放率。在某些實施例中,第一燃料係一重油殘渣、一重燃料油及一固體燃料之至少一者。在某些實施例中,熱交換器經併入至加熱經產生蒸氣之一輔助鍋爐中。在某些實施例中,輔助鍋爐藉由燃燒第二燃料而加熱經產生蒸氣。在某些實施例中,第二燃料係一氣體或與一液體燃料或一固體燃料之至少一者混合之一氣體之一組合。 其他實施例提供一種用於提供超臨界蒸氣之方法。該方法包含:在一主鍋爐中燃燒一第一燃料而產生蒸氣,該主鍋爐經由一第一導管流體連接至一熱交換器使得經產生蒸氣經由第一導管自主鍋爐流動至熱交換器;及經由藉由在一氣體渦輪機中燃燒一第二燃料而產生之一煙道氣體將經產生蒸氣加熱至一超臨界蒸氣溫度,該氣體渦輪機經由一第二導管流體連接至熱交換器使得煙道氣體經由第二導管流動至熱交換器,第二燃料不同於第一燃料。在某些實施例中,第一導管之一第一溫度低於藉由燃燒第一燃料而產生之污染物腐蝕第一導管之一臨界腐蝕溫度,且第一導管之一第二溫度大於或等於臨界腐蝕溫度。在某些實施例中,主鍋爐及氣體渦輪機之一組合碳排放率小於使用僅燃燒第一燃料之一或多個鍋爐來產生蒸氣且將蒸氣加熱至一超臨界蒸氣溫度之一組合碳排放率。在某些實施例中,第一燃料係一重油殘渣、一重燃料油及一固體燃料之至少一者。在某些實施例中,熱交換器經併入至加熱經產生蒸氣之一輔助鍋爐中。在某些實施例中,輔助鍋爐藉由燃燒第二燃料而加熱經產生蒸氣。在某些實施例中,方法可進一步包含:在熱交換器已經由煙道氣體加熱經產生蒸氣之後將煙道氣體引導至主鍋爐或輔助鍋爐之至少一者中。在某些實施例中,方法可進一步包含在經由在主鍋爐中燃燒第一燃料產生蒸氣之前經由氣體渦輪機產生電力。 因此,如將瞭解,藉由使用第二鍋爐14來將由第一鍋爐12產生之蒸氣加熱至一臨界腐蝕溫度,系統10可在導管28中與經由燃燒第一燃料52產生之污染物接觸之區段之第一溫度不超過藉由燃燒第一燃料52而產生之污染物之臨界腐蝕溫度的情況下產生超臨界蒸氣。因此,系統10之一些實施例改良油基發電廠之效率而不增加腐蝕之風險。 另外,一些實施例(其中第一燃料52係一低級油,諸如OHR)容許油基發電廠在利用大量低級燃料的同時在超臨界蒸氣條件下操作。 此外,在一些實施例中,第二鍋爐14可小於第一鍋爐12。因此,在此等實施例中,第二鍋爐14可安置於系統10內而靠近蒸氣渦輪發電機16,因此減小超臨界蒸氣導管30之長度且降低其成本。例如,在此等實施例中,超臨界蒸氣導管30之長度可為約不具有此一第二鍋爐之習知鍋爐配置之超臨界蒸氣導管長度之三分之一。 此外,藉由燃燒與一第一燃料52相比產生較低CO2 量之一第二燃料60,本發明之一些實施例減少一發電廠所排放之CO2 量。換言之,本發明之一些實施例將一些蒸氣加熱負載自一第一鍋爐12轉移至一第二鍋爐14,其中第二鍋爐14燒灼與由第一鍋爐12燒灼之一第一燃料52相比排放較少CO2 之一第二燃料60。因此,如將瞭解,在本發明之一些實施例中,第一鍋爐12及第二鍋爐14產生超臨界蒸氣所需之組合碳排放低於使用僅燒灼第一燃料52 (例如,一高CO2 排放燃料)來產生等量超臨界蒸氣之一或多個鍋爐之組合碳排放。 此外,藉由利用氣體作為第二燃料60,本發明之一些實施例提供較高煙道氣體速率、較緊密導管間距及/或對吹灰器之一減少的需求。 此外,藉由利用一氣體渦輪發電機來加熱經產生蒸氣,一些實施例提供一圍繞型發電廠以在主鍋爐及/或輔助鍋爐完成之前經由氣體渦輪機產生電功率。 另外,將瞭解,可在構造一新的發電廠期間及/或經由改裝一現有發電廠兩者實施本發明之實施例,現有發電廠在被改裝之前可產生在次臨界溫度(例如,小於565°C)下之蒸氣。因此,本發明之一些實施例可延長現有發電廠之服務壽命及特定言之主要燒灼煤之現有發電廠之服務壽命。 如將瞭解,雖然本文中描述之材料之尺寸及類型意欲定義本發明之參數,但其等絕非限制性的且為例示性實施例。熟習此項技術者在檢閱上文描述之後將瞭解許多其他實施例。因此,應參考隨附申請專利範圍以及此等申請專利範圍所授權之等效物之全部範疇來判定本發明之範疇。在隨附申請專利範圍中,術語「包含」及「其中」用作各自術語「包括」及「其中」之普通英語等效物。此外,在以下列申請專利範圍中,諸如「第一」、「第二」、「第三」、「上」、「下」、「底部」、「頂部」等之術語僅用作標籤,且並不意欲對其等物件施加數值或位置要求。此外,以下申請專利範圍之限制並未以構件加功能之格式寫出、其並不意欲如此解釋,除非且直至此等申請專利範圍限制明確使用片語「構件用於」其後接著功能之一陳述而無進一步結構。 此書面描述使用實例來揭示本發明之若干實施例(包含最佳模式),且亦使一般技術者能夠實踐本發明之實施例,包含製作且使用任何裝置或系統及執行任何所併入方法。本發明之專利範疇由申請專利範圍定義且可包含一般技術者所想到之其他實例。若此等其他實例具有無異於申請專利範圍之字面語言之結構元件,或若此等其他實例包含與申請專利範圍之字面語言無實質差異之等效結構元件,則此等其他實例意欲在申請專利範圍之範疇內。 如本文中使用,以單數敘述且以字詞「一」或「一個」進行之一元件或步驟應理解為不排除複數個所述元件或步驟,除非明確陳述此排除。此外,引用本發明之「一項實施例」並不意欲解釋為排除存在亦併有所敘述特徵之額外實施例。此外,除非明確相反陳述,否則實施例「包括」、「包含」或「具有」具一特定性質之一元件或複數個元件可包含不具有該性質之額外此等元件。 由於可在不脫離本文中涉及之本發明之精神及範疇之情況下在上文描述之本發明中進行某些改變,故在隨附圖式中展示之上文描述之全部標的應意欲僅解釋為繪示本文中之發明概念之實例且不應解釋為限制本發明。
10‧‧‧系統
12‧‧‧第一鍋爐/主鍋爐
14‧‧‧第二鍋爐/輔助鍋爐
16‧‧‧蒸氣渦輪發電機/蒸氣渦輪機
18‧‧‧空氣預熱器(APH)
20‧‧‧靜電集塵器(ESP)/織物過濾器(FF)
22‧‧‧煙道氣體脫硫單元(FGD)
24‧‧‧輔助空氣源
26‧‧‧排氣煙囪
28‧‧‧蒸氣導管/第一導管
30‧‧‧超臨界蒸氣導管
32‧‧‧煙道氣體導管
34‧‧‧排氣導管
36‧‧‧輔助空氣導管
38‧‧‧再熱導管
40‧‧‧導管
42‧‧‧導管
44‧‧‧止回閥
46‧‧‧止回閥
48‧‧‧控制器
50‧‧‧燃燒室
52‧‧‧第一燃料
54‧‧‧燃料進口
56‧‧‧排氣出口/排氣口
58‧‧‧燃燒室
60‧‧‧第二燃料
62‧‧‧燃料進口
64‧‧‧排氣出口
66‧‧‧蒸氣導管之進口
68‧‧‧蒸氣導管之出口
70‧‧‧對流旁路
72‧‧‧處理器/CPU
74‧‧‧記憶體裝置/系統記憶體
76‧‧‧方法
78‧‧‧經由在第一鍋爐中燃燒第一燃料而產生蒸氣
80‧‧‧經由在第二鍋爐中燃燒第二燃料而將經產生蒸氣加熱至超臨界蒸氣溫度
82‧‧‧蒸氣渦輪發電機消耗超臨界蒸氣以產生電力
83‧‧‧再熱進口
84‧‧‧第二鍋爐再熱先前由蒸氣渦輪發電機消耗之蒸氣
86‧‧‧氣體處理單元(GPU)
88‧‧‧氧氣源
92‧‧‧氣體渦輪機
94‧‧‧熱交換器
96‧‧‧導管/第二導管
98‧‧‧第一節風門/閥
100‧‧‧排氣煙囪
102‧‧‧第二節風門/閥
104‧‧‧方法
106‧‧‧氣體渦輪機產生電力
108‧‧‧經由主鍋爐及/或輔助鍋爐產生蒸氣
110‧‧‧熱交換器將經產生蒸氣加熱至超臨界溫度
112‧‧‧藉由蒸氣渦輪機消耗超臨界溫度以產生電力
參考隨附圖式,在閱讀非限制性實施例之以下描述之後將更佳理解本發明,其中如下: 圖1係根據本發明之一實施例之用於提供超臨界蒸氣之一系統之一方塊圖; 圖2係描繪根據本發明之一實施例之用於經由圖1之系統提供超臨界蒸氣之一方法之一流程圖; 圖3係圖1之系統之一額外圖,其中系統包含一燃氧鍋爐; 圖4係圖1之系統之一額外圖,其中系統包含根據本發明之一實施例之一氣體渦輪機;及 圖5係描繪根據本發明之一實施例之用於經由圖4之系統提供超臨界蒸氣之一方法之一流程圖。

Claims (15)

  1. 一種用於提供超臨界蒸氣之系統10,其包括: 一第一鍋爐12,其經由燃燒一第一燃料52而產生蒸氣; 一第二鍋爐14,其經由一導管28流體連接至該第一鍋爐12使得該經產生蒸氣自該第一鍋爐12流動至該第二鍋爐14,該第二鍋爐14經由燃燒不同於該第一燃料52之一第二燃料60而將該經產生蒸氣加熱至一超臨界蒸氣溫度;及 其中該導管28之一第一溫度低於藉由燃燒該第一燃料52而產生之污染物腐蝕該導管28之一臨界腐蝕溫度,且該導管28之一第二溫度大於或等於該臨界腐蝕溫度。
  2. 如請求項1之系統10,其中該第一燃料52係一重油殘渣、一重燃料油及一固體燃料之至少一者。
  3. 如請求項1之系統10,其中該第一鍋爐12及該第二鍋爐14之至少一者係一燃氣鍋爐或一燃氧鍋爐。
  4. 如請求項1之系統10,其中該第二燃料60係一氣體或與一液體燃料或一固體燃料之至少一者混合之一氣體之一組合。
  5. 如請求項1之系統10,其中該第一鍋爐12及該第二鍋爐14各自進一步流體連接至一共同空氣源24。
  6. 如請求項1之系統10,其中該第二燃料60藉由該第二鍋爐14之燃燒產生一煙道氣體,且該第二鍋爐14進一步流體連接至該第一鍋爐12使得該煙道氣體自該第二鍋爐14流動至該第一鍋爐12。
  7. 如請求項1之系統10,其中該系統10進一步包括: 一蒸氣渦輪發電機16,其流體連接至該第二鍋爐14使得該超臨界蒸氣自該第二鍋爐14流動至消耗該超臨界蒸氣以產生電力之該蒸氣渦輪發電機16。
  8. 如請求項7之系統10,其中該第二鍋爐14形成該蒸氣渦輪發電機16之一再熱循環迴路之部分。
  9. 一種用於提供超臨界蒸氣之方法,該方法包括: 經由在一第一鍋爐12中燃燒一第一燃料52而產生78蒸氣,該第一鍋爐12經由一導管28流體連接至一第二鍋爐14使得該經產生蒸氣自該第一鍋爐12流動至該第二鍋爐14; 經由在該第二鍋爐14中燃燒不同於該第一燃料52之一第二燃料60而將該經產生蒸氣加熱80至一超臨界蒸氣溫度;及 其中該導管28之一第一溫度低於藉由燃燒該第一燃料52而產生之污染物腐蝕該導管28之一臨界腐蝕溫度,且該導管28之一第二溫度大於或等於該臨界腐蝕溫度。
  10. 如請求項9之方法,其中該第一燃料52係一重油殘渣、一重燃料油及一固體燃料之至少一者。
  11. 如請求項9之方法,其中該第一鍋爐12及該第二鍋爐14之至少一者係一燃氣鍋爐或一燃氧鍋爐。
  12. 如請求項9之方法,其中該第二燃料60係一氣體或與一液體燃料或一固體燃料之至少一者混合之一氣體之一組合。
  13. 如請求項9之方法,其中該方法進一步包括: 經由消耗該超臨界蒸氣之一蒸氣渦輪發電機16產生82電力,該蒸氣渦輪發電機16流體連接至該第二鍋爐14使得該超臨界蒸氣自該第二鍋爐14流動至該蒸氣渦輪發電機16。
  14. 一種用於提供超臨界蒸氣之方法,該方法包括: 經由在一第一鍋爐12中燃燒一第一燃料52而產生78蒸氣,該第一鍋爐12經由一導管28流體連接至一第二鍋爐14使得該經產生蒸氣自該第一鍋爐12流動至該第二鍋爐14; 經由在該第二鍋爐14中燃燒不同於該第一燃料52之一第二燃料60而將該經產生蒸氣加熱80至一超臨界蒸氣溫度;及 其中該第一鍋爐12及該第二鍋爐14之一組合碳排放率小於使用僅燃燒該第一燃料52之一或多個鍋爐來產生該蒸氣且將該蒸氣加熱至一超臨界蒸氣溫度之一組合碳排放率。
  15. 一種用於提供超臨界蒸氣之系統10,其包括: 一主鍋爐12,其經由燃燒一第一燃料52而產生蒸氣; 一氣體渦輪機92,其經由燃燒不同於該第一燃料52之一第二燃料60而產生一煙道氣體; 一熱交換器94,其分別經由一第一導管28及一第二導管96流體連接至該主鍋爐12及該氣體渦輪機92,使得該經產生蒸氣及該煙道氣體分別經由該第一導管28及該第二導管96自該主鍋爐12及該氣體渦輪機92流動至該熱交換器94,該熱交換器94經由該煙道氣體將該經產生蒸氣加熱至一超臨界蒸氣溫度。
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