专利名称：：用于运行燃气透平的方法以及用于实施该方法的燃气透平的制作方法
技术领域：
：本发明涉及发电站技术的领域。它涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的用于运行(固定的)燃气透平的方法，以及涉及一种用于实施该方法的燃气透平。
背景技术：
：带有中间再热的燃气透平(中间再热式燃气透平)是公知的(例如参见US-A-5,577,378或"现有技术的燃气透平之最新简介，"ABB评论02/1997,图15,透平类型GT26),它将灵活的运行与非常低的废气排放值相结合。类型GT26的燃气透平的机器构造是独特的和极佳地适合于实现是本发明的主题的构思，因为-在压缩机的情况下就已经具有在中级压缩机压力下的压缩机空气的相当大的分流，-顺次燃烧的构思可以实现燃烧稳定性的提高同时减少过剩氧气值，和-存在二次空气系统，它可以实现从压缩机中分流空气，将该空气冷却和将冷却的空气用于冷却燃烧室和透平。具有中间再热的公知燃气透平的原理示于图i中。燃气透平11,它是联合循环发电站10的一部分，包括两个布置在一个公共的轴15上的相互前后连接的压缩机，即低压压缩机13和高压压缩机14,以及两个燃烧室，即高压燃烧室18和中间再热燃烧室19,和所配属的透平，即高压透平16和^^压透平17。轴15驱动发电才几12。设备的工作方式如下:空气通过空气入口20由低压压缩机13吸入，和先被压缩到中间压力水平(大约20bar)。然后高压压缩机14继续将空气压缩到高压水平(大约32bar)。冷却空气不仅在中间压力水平而且在高压水平下^皮分流和在所配属的OTC冷却器(OTC=QnceIhroughCooler(—次通流冷却器或直流冷却器))23和24中#1冷却并且通过冷却管道25和26为了冷却被继续引导到燃烧室18,19和透平16,17。来自高压压缩机14的留下的空气被引向高压燃烧室18,并且在那里通过燃烧由燃料供给管线21供入的燃料被加热。形成的废气则在随后的高压透平16中在做功下膨胀到中级压力水平。在废气膨胀之后，在它在随后的低压透平17中在做附加的功下进行膨胀之前，它在中间再热燃烧室19中通过燃烧由燃料供给管线22供入的燃料而被再次加热。通过冷却管线25,26流动的冷却空气喷入到燃烧室18，19和透平16,17的合适的地点，以便将材料温度限制在合理的尺度上。从低压透平17出来的废气通过废热蒸汽发生器27(HRSG=geatRecovery§teamGenerator)发送用于产生蒸汽，该蒸汽在水-蒸汽回^^内流动通过蒸汽透平29和在那里做出附加的功。在废气流过废热蒸汽发生器27之后，废气最后通过废气管线28向外排出。OTC冷却器23,24是水-蒸汽回路的一部分;在它们的出口处产生过热的蒸汽。通过在相互独立的前后相继设置的燃烧室18和19中的两次燃烧，实现了大的运行灵活性;燃烧室中的温度可以这样地调节，使得在存在的极限内达到最大的效率。顺次燃烧系统的低的废气值通过固有的低的排放值产生，该低的排放值可以在中间再热情况下实现(在一定的条件下第二次燃烧甚至导致Nox的消耗)。在另一方面，具有在燃气透平中的单级燃烧的联合循环发电站是公知的(例如参见US-A-4,785,622或US-B2-6，513,317),其中组合有煤汽化设备，以便提供燃气透平所需要的形式为从煤中获取的合成气的燃料。这种联合循环发电站被称为IGCC(IntegratedgasificationCombinedCycle(综合汽化联合循环))设备。本发明从这样的认识出发，即由于在IGCC设备中使用具有中间再热的燃气透平，可以以特别的方式将这种类型的燃气透平的优点用于该设备。
发明内容本发明的任务是提出一种用于运行与煤气化器共同工作的燃气透平的方法，该方法的特征在于改善了效率并且可以利用现有的部件特别有利地实现，以及提供一种用于实施该方法的燃气透平。该任务通过权利要求1和6的特征的整体解决。主要的是具有中间再热的燃气透平被应用在以来自煤气化器的合成气工作的燃气透平设备中，它包括两个燃烧室和两个透平，其中在第一燃烧室中，合成气在使用压缩空气下燃烧，和产生的热燃气在第一透平中膨胀，和其中在第二燃烧室中，合成气在使用来自第一透平的燃气下燃烧，和产生的热燃气在第二透平中膨胀，和这样地实施合成气的产生，即产生的合成气可以直接地输送给第一燃烧室。按照本发明的方法的一个实施例的特征在于空气分离在压力>40bar下进行，或煤的气化在压力〉40bar下进行，或对在煤气化下形成的燃气进行过滤并且燃气的过滤在压力〉40bar下进行，或对在煤气化下形成的燃气进行C02的去除，和C02的去除在压力>40bar下进行。按照本发明的燃气透平的一个实施例的特征在于用于产生合成气的设备包括空气分离设备，和空气分离设备在压力MObar下工作，或用于产生合成气的设备包括煤气化器和煤气化器在压力〉40bar下工作，或用于产生合成气的设备包括过滤设备和过滤设备在压力〉40bar下工作，或用于产生合成气的设备包括C02分离器和C02分离器在压力〉40bar下工作。本发明以下根据实施例并结合附图进行详细说明。附图中所示图1是现有技术中的具有中间再热的燃气透平或顺次燃烧的联合循环发电站简化示意图；图2是按照本发明的一个实施例的、具有中间再热的燃气透平或顺次燃烧的IGCC设备的简化示意图。具体实施方式在具有中间再热的燃气透平中，如由类型GT26代表的和在图1示出的那样，空气在中级压力Ul-20bar(巴))和高压(〉30bar)下从压缩机13，14取出。第一燃烧室18需要在具有对应于压缩机13,14的最终压力加上管线中和燃烧室中的压力损失的压力下的合成气。在具有只带有一个燃烧室的燃气透平的常规的IGCC设备中，煤气化器中的压力大约为30bar。如果在这种设备中使用具有中间再热的燃气透平代替只带有一个燃烧室的燃气透平，则来自煤气化器的合成气必须借助于一个或多个压缩机被从煤气化器的最终压力(大约30bar)压缩到第一燃烧室的〉45bar的压力水平。在另一方面，如果要将没有中间再热的燃气透平的煤气化器中的压力提高到例如60bar，就必须使用膨胀机，以便将合成气膨胀到燃烧室的压力水平。本发明的构思在于，在具有带中间再热的燃气透平的IGCC设备中，使设备的煤气化分支，其通常包括空气分离设备，煤气化器，燃气过滤设备，和co2分离器，在与燃气透平的第一燃烧室的压力水平相匹配的、位于40至65bar范围的并且由此明显高于没有中间再热的燃气透平的压力水平的压力水平上运行。由此避免使用附加的压缩机来压缩合成气。在图2中的强烈简化的示意图中示出了一种按照本发明的一个实施例的具有中间再热的燃气透平或顺次燃烧的IGCC设备，其适合于用于实现本发明。联合循环发电站30包括燃气透平11，它带有低压压缩机13,随后的高压压缩机14,高压燃烧室18以及随后的高压透平16和中间再热燃烧室19以及随后的低压透平17。压缩机13,14和透平16，17支撑在公共的轴15上，通过该轴发电机12被驱动。通过供给管线31，对燃烧室18和19供给作为燃料的合成气，其通过在煤气化器34中煤的气化(煤输入33)产生。煤气化器34之后连接有用于合成气的冷却装置35,过滤装置36和C02分离器37,后者具有用于排放出032的C02出口38。为了在煤气化器34中对煤进行气化，使用了在空气分离设备32中获取的并且通过氧气管道32a输送的氧气(02)。空气分离设备32低压压缩机13，14获得压缩空气。也在分离中产生的氮气(N2)例如通过氮气管道32b输送给低压燃烧室19。为了冷却燃烧室18，19和透平16,17的被暴露给热燃气的部件，压缩的冷却空气在两个压缩机13和14的出口放出，在后面连接的OTC冷却器23或24中被冷却和然后通过相应的冷却管线25和26输送到要冷却的部位。在低压透平17的出口处布置废热蒸汽发生器27,它与连接的蒸汽透平29—起是水-蒸汽回路的一部分。从废热蒸汽发生器27出来的废气通过废气管线28排放到外部。在这种设备配置中，用于产生合成气的设备分支，其包括空气分离设备32,煤气化器34，过滤设备36,和C02分离器37，现在被这样地设计成和运行，使得产生的合成气可以被直接地输送到第一燃烧室18。为此，或者空气分离器32或者煤气化器34,或者过滤设备36或者C02分离器37可以在压力〉40bar下工作。为了将通过该设备分支流动的燃气达到所要求的压力水平，可以在合适的地方设置一个附加的压缩机39。附图标记表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>34煤气化器35冷却装置36过滤装置37C02分离器38C02出口39压缩才几权利要求1.用于运行燃气透平(11)的方法，该燃气透平尤其是用在联合循环发电站(30)中，在该方法中空气由燃气透平(11)吸入和压缩，压缩的空气被输送到燃烧室(18，19)用于燃烧从煤中获取的合成气，和在燃烧中产生的热燃气在随后的透平(16，17)中做功而膨胀，其中压缩的空气的一部分被分离成氧气和氮气，和氧气被用于在煤气化设备(34)产生合成气和其中压缩的空气的一部分被用于冷却燃气透平(11)的承受热燃气负荷的部分，其特征在于，-使用具有中间再热的燃气透平(11)，它包括两个燃烧室(18，19)和两个透平(16，17)，其中在第一燃烧室(18)中在使用压缩空气下在40-65bar的范围的压力下燃烧合成气和使产生的热燃气在第一透平(16)中膨胀，和其中在第二燃烧室中在使用来自第一透平(16)的燃气下燃烧合成气和使产生的热燃气在第二透平(17)中膨胀，和-合成气的产生这样地实施，即产生的合成气可以被直接地输送给第一燃烧室(18)。2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，空气分离在压力>40bar下进行。3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，煤的气化在压力>4Obar下进行。4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，对煤气化中产生的燃气进行过滤和对燃气的过滤在压力〉40bar下进行。5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，从在煤气化中产生的燃气中取出C02和CO2的取出在压力〉40bar下进行。6.用于实施按照权利要求1所述方法的燃气透平(11),该燃气透平(11)设计成具有中间再热的燃气透平和包括用于压缩吸入的空气的压缩机(13,14)以及两个燃烧室(18,19)和两个透平(16,17),其中在第一燃烧室(18)中使用该压缩的空气并在40-65bar范围的压力下燃烧燃料和产生的热燃气在第一透平(16)中膨胀，和其中在第二燃烧室中使用来自第一透平(16)的燃气来燃烧燃料和产生的热燃气在第二透平(17)中膨胀，其特征在于，设置有用于借助于煤的气化从煤中产生合成气的设备(32,39),其在出口侧与燃烧室(18，19)连接并且对燃烧室U8，19)供给作为燃料的合成气，和用于产生合成气的设备(32，...，39)的出口侧与第一燃烧室(18)直接连接。7.按照权利要求6所述的燃气透平，其特征在于，用于产生合成气的设备(32,39)包括空气分离设备(32)和该空气分离设备(32)在压力〉40bar下工作。8.按照权利要求6所述的燃气透平，其特征在于，用于产生合成气的设备(32,39)包括煤气化器(34),和该煤气化器(34)在压力〉40bar下工作。9.按照权利要求6所述的燃气透平，其特征在于，用于产生合成气的设备(32,...，39)包括过滤设备(36)和该过滤设备(36)在压力>40bar下工作。10.按照权利要求6所述的燃气透平，其特征在于，用于产生合成气的设备(32，…，39)包括C02分离器(37)和该(302分离器(37)在压力〉40bar下工作。全文摘要本发明涉及一种用于运行在联合循环发电站(40)中的燃气透平(11)的方法，在该方法中空气由燃气透平(11)吸入和压缩，压缩的空气被输送到燃烧室(18，19)用于燃烧从煤中获取的合成气，其中压缩的空气的一部分被分离成氧气和氮气。在该方法中这样实现改进的效率，即使用具有中间再热的燃气透平(11)，它具有两个燃烧室(18，19)和两个透平(16，17)，其中在第一燃烧室(18)中用压缩空气燃烧合成气和使产生的热燃气在第一透平(16)中膨胀。在第二燃烧室中使用来自第一透平(16)的燃气燃烧合成气和使产生的热燃气在第二透平(17)中膨胀，和合成气的产生这样地实施，即产生的合成气可以被直接地输送给第一燃烧室(18)。文档编号F02C3/28GK101238341SQ200680028970公开日2008年8月6日申请日期2006年8月7日优先权日2005年8月10日发明者E·本茨,M·维尔萨姆申请人:阿尔斯托姆科技有限公司