用于调节循环废气的系统和方法与流程

本申请要求2014年3月26日提交的、标题为SYSTEM AND METHOD FOR THE CONDITIONING OF RECIRCULATED EXHAUST GAS的美国临时专利申请号61/970766的优先权，其全部内容在此引入作为参考。

技术领域

本说明书总体涉及燃气涡轮机，和更具体地，涉及燃气涡轮机驱动的发电厂。

背景技术：

燃气涡轮发动机被用于广泛的多种应用，例如发电、飞机和不同的机器。燃气涡轮发动机通常将燃料与氧化剂(例如空气)在燃烧器区中燃烧，来产生热的燃烧产物，其然后驱动涡轮机区的一个或多个涡轮机级。依次的，所述涡轮机区驱动了压缩机区的一个或多个压缩机级，由此压缩氧化剂来与燃料一起吸入燃烧器区中。再次的，所述燃料和氧化剂在燃烧器区中混合，然后燃烧来产生热的燃烧产物。这些燃烧产物可以包括未燃烧的燃料、残留氧化剂和不同的排放物(例如氮的氧化物)，这取决于燃烧条件。此外，燃气涡轮发动机典型地消耗了大量的作为氧化剂的空气，并且将相当大量的废气输出到大气中。换言之，所述废气典型地是作为燃气涡轮机运行的副产物而被废弃。

技术实现要素：

发明概述

一种系统，其包含：循环的废气调节回路，其将废气从热回收蒸汽发生器送到涡轮压缩机入口，其中所述循环的废气调节回路包括：废气调节装置，其将所述废气冷却和从所述废气中除去颗粒物质，和除湿器，其将所述废气除湿。

所述系统可以进一步包括：在所述废气调节装置和所述除湿器之间的分离区，其从所述废气中除去液体，所述液体已经通过所述废气调节装置引入。

所述废气调节装置可以包括具有喷雾柱的垂直的直接接触冷凝器，其产生了在相同的向下方向上的并流流动的废气和传热液体。

所述系统可以进一步包含：热回收蒸汽发生器，其中到所述循环的气体调节回路的入口(an input)与所述热回收蒸汽发生器的顶部后区流体连通。

所述系统可以进一步包含在所述废气调节装置之前的：旁路烟道(a bypass stack)，其提供所述废气的大气排气；和风门组件(a damper assembly)，其将所述废气送到所述旁路烟道或所述废气调节装置。

所述除湿器可以包括烟道气冷凝器，其中所述烟道气冷凝器将所述废气冷却和除湿。

所述系统可以进一步包含：保护烟道，其提供了在所述除湿器下游和所述涡轮压缩机入口之前的所述废气的大气排气；和风门组件，其将所述废气送到所述保护烟道或者所述涡轮压缩机入口，和位于所述烟道气冷凝器下游。

一种方法，其包括：将废气循环通过调节回路，其将废气从热回收蒸汽发生器送到涡轮压缩机入口，其中所述循环包括用废气调节装置将所述废气冷却，用废气调节装置从废气中除去颗粒物质，和用除湿器将废气除湿。

所述方法可以进一步包括：用废气调节装置和除湿器之间的分离区来从所述废气中除去液体，所述液体已经通过废气调节装置引入。

所述废气调节装置可以包括具有喷雾柱的垂直的直接接触冷凝器，和所述方法可以包括产生在相同的向下方向上的并流流动的废气和从所述喷雾柱排出的传热液体。

所述方法可以进一步包括：用计算机控制风门组件，来将所述废气送到旁路烟道或者废气调节装置，其中所述旁路烟道提供了在所述废气到达所述废气调节装置之前的所述废气的大气排气。

所述方法可以进一步包括：用计算机控制风门组件，来将所述废气送到保护烟道或者所述涡轮压缩机入口，其中所述保护烟道提供了所述除湿器下游的、所述涡轮压缩机入口之前和所述烟道气冷凝器的下游的所述废气的大气排气。

附图说明

虽然本发明允许不同的改变和可选择的形式，但是其具体实例已经显示在附图中，并且在此详细描述。但是，应当理解此处对具体实例的说明并非打算将本发明限制到此处公开的具体形式，而是相反，本发明覆盖了附加的权利要求所定义的全部改变和等同物。还应当理解的是附图无需按照尺寸绘制，代之以重点在于清楚地显示本发明技术进步的原理。此外，某些尺寸可以夸张，来帮助在视觉上传达这样的原理。

图1是一种系统的非限定性实例，其具有连接到烃生产系统上的基于涡轮机的服务系统。

图2是循环废气的调节的非限定性实例。

图3是调节循环废气的方法的非限定性实例的流程图。

图4是可用于本发明技术进步的计算机的非限定性实例。

图5是用于控制循环气体的调节的非限定性方法的流程图。

具体实施方式

此处描述本发明技术进步的非限定性实例。本发明不限于下述的具体实例，而是它包括落入附加的权利要求的主旨和范围内的全部选项、改变和等同物。

为了尝试提供对于这些实施方案的简要说明，实际实施方案的全部特征可以不在说明书中描述。应当理解在开发任何这样的实际技术方案中，如在工程化或者设计方案中，进行了诸多的专门实施决定来实现特定目标，例如符合系统相关的和/或商业相关的局限，其可以在方案之间变化。此外，应当理解这样的尝试可能是复杂的和耗时的，但是对于受益于本发明的本领域技术人员来说，仍然是常规进行的设计、制作和制造。

此处公开了详细示例的实施方案。但是，此处公开的具体结构和功能细节仅仅是为了描述示例的实施方案的代表。但是，本发明技术进步的实施方案可以体现于许多可选择的形式，并且不应当解释为仅仅局限于此处所述的实施方案。

此处所用的术语仅仅用于描述具体的实施方案，并非打算限制示例的实施方案。作为此处使用的，单数形式“一个”，“一种”和“所述”目的是还包括复数形式，除非上下文另有明确指示。术语“包含”，“包含着”，“包括”和/或“包括着”当在此使用时，指示了存在着所述的特征，整数，步骤，操作，元件和/或部件，但是不排除存在或者加入了一种或多种其它特征，整数，步骤，操作，元件，部件和/或其组。

虽然术语第一、第二、首先、其次等可以在此用于描述不同的元件，但是这些元件不应当受限于这些术语。这些术语仅仅用于区分不同元件。例如但不限于，第一元件可以称作第二元件，和类似的，第二元件可以称作第一元件，而不脱离示例的实施方案的范围。作为此处使用的，术语“和/或”包括一种或多种相关所列项目的任何和全部的组合。

某些术语可以在此仅仅用于方便读者，并不用作限制本发明的范围。例如措词例如“上”，“下”，“左”，“右”，“前”，“后”，“顶部”，“底部”，“水平”，“垂直”，“上游”，“下游”，“前部”，“后部”等；仅仅描述了图中所示的构造。确实的，本发明实施方案的一个或多个元件可以在任何方向上定向，和因此所述术语应当理解为包括了这样的变化，除非另有规定。

如下详细所述的，所公开的实施方案总体涉及具有废气循环(EGR)的燃气涡轮机系统，和特别是使用EGR的燃气涡轮机系统的化学计量运行。例如所述燃气涡轮机系统可以配置来将废气沿着废气循环路径循环，与至少一些的所述循环的废气一起化学计量地燃烧燃料和氧化剂，和捕集所述废气用于不同的目标系统。废气的循环以及化学计量燃烧会有助于增加废气中二氧化碳(CO₂)的浓度水平，其然后可以后处理来分离和净化CO₂和氮气(N₂)，用于不同的目标系统。所述燃气涡轮机系统还可以沿着废气循环路径使用不同的废气加工(例如热回收，催化剂反应等)，由此增加CO₂的浓度水平，降低其它排放物(例如一氧化碳，氮氧化物和未燃烧的烃)的浓度水平，和增加能量回收(例如使用热回收单元)。此外，所述燃气涡轮发动机可以配置来燃烧燃料和氧化剂，具有一种或多种扩散火焰(例如使用扩散燃料喷嘴)，预混火焰(例如使用预混燃料喷嘴)或者其任意组合。在某些实施方案中，所述扩散火焰会有助于保持稳定性和在用于化学计量燃烧的某些限度内的运行，其又有助于增加CO₂的生产。例如与用预混火焰运行的燃气涡轮机系统相比，用扩散火焰运行的燃气涡轮机系统可以具有更大量的EGR。相应地，所述增加量的EGR有助于增加CO₂的生产。可能的目标系统包括管线，存储罐，碳封存系统和烃生产系统，例如增强的油回收(EOR)系统。

具体地，本发明的实施方案涉及燃气涡轮机系统，即化学计量废气循环(EGR)系统，包括超低排放技术(ULET)发电厂。这些系统通常包括至少一个燃气涡轮发动机，其连接到电格栅上，并且产生用于其的电功率。例如本发明的实施方案包括ULET发电厂，其具有一个或多个发电机，来将一个或多个EGR燃气涡轮发动机所提供的一部分的机械功率转化成电功率，用于传递到电格栅。

记住前述内容，图1是系统10的一种实施方案的图，其具有与基于涡轮机的服务系统14相关联的烃生产系统12。如下面进一步详述的，配置基于涡轮机的服务系统14的不同实施方案，来将不同的服务例如电功率、机械功率和流体(例如废气)提供到烃生产系统12，来促进油和/或气的生产或者回收。在所示的实施方案中，烃生产系统12包括油/气提取系统16和增强的油回收(EOR)系统18，其连接到地下储层20(例如油，气或者烃储层)上。所述油/气提取系统16包括多种表面装置22，例如采油树或者生产树24，其连接到油/气井26上。此外，井26可以包括一个或多个管28，其延伸穿过地层32中的钻井筒30到地下储层20。所述树24包括一个或多个阀门，阻气门，隔离套管，防喷器和不同的流动控制装置，其调控压力和控制流入和流出地下储层20的流动。虽然树24通常用于控制产出流体(例如油或者气)从地下储层20的流出，并且EOR系统18可以通过将一种或多种流体注入地下储层20来增加油或者气的生产。

因此，EOR系统18可以包括流体注射系统34，其具有一个或多个管36，其延伸穿过地层32中的筒38到地下储层20。例如所述EOR系统18可以将一种或多种流体40例如气体、蒸汽、水、化学品或者其任意组合送入流体注射系统34。例如，如下面进一步详述的，EOR系统18可以连接到基于涡轮机的服务系统14，以使得系统14将废气42(例如基本上没有或者完全没有氧)送到EOR系统18来用作注射流体40。流体注射系统34将流体40(例如废气42)送过一个或多个管36进入地下储层20，如箭头44所示。所述注射流体40穿过在远离油/气井26的管28的偏距46处的管36进入地下储层20。因此注射流体40置换了位于地下储层20中的油/气48，并且驱动所述油/气48向上穿过烃生产系统12的一个或多个管28，如箭头50所示。如下面进一步详述的，注射流体40可以包括来源于基于涡轮机的服务系统14的废气42，其能够根据烃生产系统12的需要原位产生废气42。换言之，所述基于涡轮机的系统14可以同时产生烃生产系统12所用的一种或多种服务(例如电功率，机械功率，蒸汽，水(例如脱盐水)和废气(例如基本上没有氧气))，由此降低或者消除对于这样的服务的外部来源的依赖。

在所示的实施方案中，基于涡轮机的服务系统14包括化学计量废气循环(SEGR)燃气涡轮机系统52和废气(EG)加工系统54。燃气涡轮机系统52可以配置来以化学计量燃烧运行模式(例如化学计量控制模式)和非化学计量燃烧运行模式(例如非化学计量控制模式)来运行，例如贫燃料控制模式或者富燃料控制模式。在化学计量控制模式中，燃烧通常以燃料和氧化剂处于基本上化学计量比来进行，由此产生基本上化学计量的燃烧。具体地，化学计量的燃烧通常包括在燃烧反应中消耗基本上全部的燃料和氧化剂，以使得燃烧产物基本上没有或者完全没有未燃烧的燃料和氧化剂。化学计量燃烧的一种量度是当量比或者phi(φ)，其是实际的燃料/氧化剂比率相对于化学计量的燃料/氧化剂比率之比。大于1.0的当量比产生了燃料和氧化剂的富含燃料的燃烧，而小于1.0的当量比产生了燃料和氧化剂的贫燃料燃烧。相反，1.0的当量比产生了既非富含燃料，也非贫含燃料的燃烧，由此在燃烧反应中基本上消耗了全部的燃料和氧化剂。在所公开的实施方案的上下文中，术语化学计量或者基本上化学计量可以指的是大约0.95-大约1.05的当量比。但是，所公开的实施方案还可以包括当量比1.0加上或者减去0.01，0.02，0.03，0.04，0.05或者更大。同样，基于涡轮机的服务系统14中燃料和氧化剂的化学计量燃烧可以产生燃烧产物或者废气(例如42)，其基本上没有剩余的未燃烧的燃料或氧化剂。例如，废气42可以具有小于1，2，3，4或者5体积％的氧化剂(例如氧气)、未燃烧的燃料或者烃(例如HC)、氮的氧化物(例如NO_X)、一氧化碳(CO)、硫的氧化物(例如SO_X)、氢气和其它不完全燃烧的产物。作为另一实例，废气42可以具有小于大约10，20，30，40，50，60，70，80，90，100，200，300，400，500，1000，2000，3000，4000或者5000份/百万份体积(ppmv)的氧化剂(例如氧气)、未燃烧的燃料或者烃(例如HC)、氮的氧化物(例如NO_X)、一氧化碳(CO)、硫的氧化物(例如SO_X)、氢气和其它不完全燃烧的产物。但是，所公开的实施方案还可以生产废气42中的其它范围的残留燃料、氧化剂和其它排放物水平。作为此处使用的，术语排放物、排放物水平和排放物目标可以指的是某些燃烧产物(例如NO_X，CO，SO_X，O₂，N₂，H₂，HC等)的浓度水平，其可以存在于循环的气体物流、排出的气体物流(例如排入大气中)和用于不同的目标系统(例如烃生产系统12)中的气体物流。

虽然SEGR燃气涡轮机系统52和EG加工系统54在不同的实施方案中可以包括多个部件，但是所示的EG加工系统54包括热回收蒸汽发生器(HRSG)56和废气循环(EGR)系统58，其接收和加工来源于SEGR燃气涡轮机系统52的废气60。HRSG 56可以包括一个或多个热交换器、冷凝器和不同的热回收装置，其共同作用来将热从废气60传递到水的物流，由此产生蒸汽62。蒸汽62可以用于一个或多个蒸汽涡轮机、EOR系统18或者烃生产系统12的任何其它部分中。例如，HRSG 56可以产生低压、中压和/或高压蒸汽62，其可以选择性施用到低、中和高压蒸汽涡轮机级上，或者EOR系统18的不同应用中。除了蒸汽62之外，处理的水64例如脱盐的水可以通过HRSG 56、EGR系统58和/或另一部分的EG加工系统54或SEGR燃气涡轮机系统52来产生。处理的水64(例如脱盐的水)可以特别用于缺水地区例如内陆或者沙漠区域。处理的水64可以至少部分地由于SEGR燃气涡轮机系统52内大体积的空气驱动的燃料燃烧而产生。虽然原位产生蒸汽62和水64会在许多应用中是有益的(包括烃生产系统12)，但是废气42，60的原位产生对于EOR系统18会是特别有益的，这归因于它的低含氧量、高压力和来源于SEGR燃气涡轮机系统52的热。因此HRSG 56、EGR系统58和/或另一部分的EG加工系统54可以经由循环的废气调节系统(REGCS)100输出或者循环废气60进入SEGR燃气涡轮机系统52，同时还将废气42送入EOR系统18来与烃生产系统12一起使用。同样，废气42可以直接从SEGR燃气涡轮机系统52提取(即，不送过EG加工系统54)，来用于烃生产系统12的EOR系统18中。

废气循环是通过EG加工系统54的EGR系统58来处置的。例如所述EGR系统58包括一个或多个管道，阀门，鼓风机，废气处理系统(例如过滤器，颗粒除去单元，气体分离单元，气体净化单元，热交换器，热回收单元，除湿单元，催化剂单元，化学品注射单元或者其任意组合)，并且控制来将废气沿着废气循环路径从出口(例如排放的废气60)到SEGR燃气涡轮机系统52的入口(例如吸入废气60)循环。在所示的实施方案中，所述SEGR燃气涡轮机系统52将废气60吸入具有一个或多个压缩机的压缩机区，由此压缩所述废气60，来用于燃烧器区，同时吸入氧化剂68和一种或多种燃料70。氧化剂68可以包括环境空气，纯氧，富氧空气，贫氧空气，氧气-氮气混合物或者促进燃料70燃烧的任何合适的氧化剂。燃料70可以包括一种或多种气体燃料，液体燃料或者其任意组合。例如燃料70可以包括天然气，液化天然气(LNG)，合成气，甲烷，乙烷，丙烷，丁烷，石脑油，煤油，柴油燃料，乙醇，甲醇，生物燃料或者其任意组合。

SEGR燃气涡轮机系统52在燃烧器区中混合和燃烧了废气60、氧化剂68和燃料70，由此产生热的燃烧气体或者废气60来驱动涡轮机区中的一个或多个涡轮机级。在某些实施方案中，燃烧器区中的每个燃烧器包括一个或多个预混燃料喷嘴、一个或多个扩散燃料喷嘴或者其任意组合。例如每个预混燃料喷嘴可以配置来将氧化剂68和燃料70在燃料喷嘴和/或燃料喷嘴局部上游进行混合，由此将氧化剂-燃料混合物从燃料喷嘴注入燃烧区，用于预混燃烧(例如预混火焰)。通过另外的实例，每个扩散燃料喷嘴可以配置来在燃料喷嘴内分离氧化剂68和燃料70的流动，由此将氧化剂68和燃料70从燃料喷嘴分别注入燃烧区，用于扩散燃烧(例如扩散火焰)。具体地，通过扩散燃料喷嘴提供的扩散燃烧将氧化剂68和燃料70的混合延迟到初始燃烧的位置，即，火焰区。在使用扩散燃料喷嘴的实施方案中，所述扩散火焰可以提供增加的火焰稳定性，因为扩散火焰通常是在氧化剂68和燃料70分别的物流之间的化学计量的点处形成(即，在氧化剂68和燃料70混合时形成)。在某些实施方案中，一种或多种稀释剂(例如废气60，蒸汽，氮气或者其它惰性气体)可以与氧化剂68、燃料70或者二者在扩散燃料喷嘴或者预混燃料喷嘴中预混。另外，一种或多种稀释剂(例如废气60，蒸汽，氮气或者其它惰性气体)可以在每个燃烧器内的燃烧点处或者其下游处注入燃烧器中。使用这些稀释剂会有助于回火所述火焰(例如预混火焰或者扩散火焰)，由此有助于降低NO_X排放，例如一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO₂)。不管火焰的类型如何，所述燃烧产生了热燃烧气体或者废气60，来驱动一个或多个涡轮机级。因为每个涡轮机级被废气60驱动，SEGR燃气涡轮机系统52产生了机械功率72和/或电功率74(例如经由发电机)。系统52还输出废气60，和可以进一步输出水64。同样，水64可以是处理的水，例如脱盐的水，其可以用于原位或离位的多种应用。

SEGR燃气涡轮机系统52使用一个或多个提取点76还提供了废气提取。例如所示的实施方案包括废气(EG)供给系统78，其具有废气(EG)提取系统80和废气(EG)处理系统82，其接收来自于提取点76的废气42，处理废气42，然后将废气42供给或分配到不同的目标系统。所述目标系统可以包括EOR系统18和/或其它系统，例如管线86，存储罐88或者碳封存系统90。EG提取系统80可以包括一个或多个管道，阀门，控制器和流动分离器，其促进了废气42与氧化剂68、燃料70和其它污染物的分离，同时还控制了提取的废气42的温度、压力和流速。EG处理系统82可以包括一种或多种热交换器(例如热回收单元例如热回收蒸汽发生器，冷凝器，冷却器或者加热器)，催化剂系统(例如氧化催化剂系统)，颗粒和/或水除去系统(例如气体脱水单元，惯性分离器，聚结过滤器，不透水过滤器和其它过滤器)，化学品注射系统，基于溶剂的处理系统(例如吸收器，闪蒸罐等)，碳捕集系统，气体分离系统，气体净化系统和/或基于溶剂的处理系统，废气压缩机，其任意组合。EG处理系统82的这些子系统能够控制温度、压力、流速、含湿量(例如水除去的量)、颗粒含量(例如除去的颗粒的量)和气体组成(例如CO₂，N₂等的百分比)。

所提取的废气42是通过EG处理系统82的一种或多种子系统来处理的，这取决于目标系统。例如，EG处理系统82可以将全部或者部分的废气42引导穿过碳捕集系统、气体分离系统、气体净化系统和/或基于溶剂的处理系统，其控制来分离和净化含碳气体(例如二氧化碳)92和/或氮气(N₂)94，用于不同的目标系统。例如，EG处理系统82的实施方案可以进行气体分离和净化，来生产废气42的多个不同的物流95，例如第一物流96，第二物流97和第三物流98。第一物流96可以具有第一组成，其富含二氧化碳和/或贫含氮气(例如富含CO₂，贫含N₂的物流)。第二物流97可以具有第二组成，其具有中间浓度水平的二氧化碳和/或氮气(例如中间浓度的CO₂，N₂物流)。第三物流98可以具有第三组成，其贫含二氧化碳和/或富含氮气(例如贫含CO₂，富含N₂的物流)。每个物流95(例如96，97和98)可以包括气体脱水单元，过滤器，气体压缩机或者其任意组合，来促进物流95到目标系统的传递。在某些实施方案中，所述富含CO₂，贫含N₂的物流96可以具有CO₂纯度或者浓度水平大于大约70，75，80，85，90，95，96，97，98或者99体积％，和N₂纯度或者浓度水平小于大约1，2，3，4，5，10，15，20，25或者30体积％。相反，所述贫含CO₂，富含N₂的物流98可以具有CO₂纯度或者浓度水平小于大约1，2，3，4，5，10，15，20，25或者30体积％，和N₂纯度或者浓度水平大于大约70，75，80，85，90，95，96，97，98或者99体积％。中间浓度CO₂，N₂的物流97可以具有CO₂纯度或者浓度水平和/或N₂纯度或者浓度水平是大约30-70，35-65，40-60，或者45-55体积％。虽然前述范围仅仅是非限定性实例，所述富含CO₂，贫含N₂的物流96和贫含CO₂，富含N₂的物流98可以特别好地适用于EOR系统18和其它系统84。但是，任何的这些富含、贫含或者中间浓度CO₂的物流95可以单独使用或者与EOR系统18和其它系统84不同组合来使用。例如EOR系统18和其它系统84(例如管线86，存储罐88和碳封存系统90)每个可以接收一种或多种富含CO₂，贫含N₂的物流96，一种或多种贫含CO₂，富含N₂的物流98，一种或多种中间浓度CO₂，N₂的物流97和一种或多种未处理的废气42物流(即，绕过EG处理系统82)。

所述EG提取系统80在沿着压缩机区、燃烧器区和/或涡轮机区的一个或多个提取点76提取了废气42，以使得废气42可以在合适的温度和压力用于EOR系统18和其它系统84中。所述EG提取系统80和/或EG处理系统82还可以将流体流(例如废气42)循环入和循环出EG加工系统54。例如送过EG加工系统54的一部分废气42可以通过EG提取系统80提取，来用于EOR系统18和其它系统84。在某些实施方案中，EG供给系统78和EG加工系统54可以独立的或者彼此整合，和因此可以独立使用或者使用共同的子系统。例如所述EG处理系统82可以通过EG供给系统78和EG加工系统54二者来使用。从EG加工系统54提取的废气42可以经历多级气体处理，例如EG加工系统54中的一级或多级气体处理，随后是EG处理系统82中的一级或多级另外的气体处理。

在每个提取点76，提取的废气42可以基本上没有氧化剂68和燃料70(例如未燃烧的燃料或者烃)，这归因于EG加工系统54中的基本上化学计量的燃烧和/或气体处理。此外，取决于目标系统，所提取的废气42可以在EG供给系统78的EG处理系统82中经历另外的处理，由此进一步降低任何残留的氧化剂68，燃料70，或者其它不期望的燃烧产物。例如，在EG处理系统82中处理之前或之后，所提取的废气42可以具有小于1，2，3，4或者5体积％的氧化剂(例如氧气)、未燃烧的燃料或者烃(例如HC)、氮的氧化物(例如NO_X)、一氧化碳(CO)、硫的氧化物(例如SO_X)、氢气和其它不完全燃烧的产物。作为另外的实例，在EG处理系统82中处理之前或之后，所提取的废气42可以具有小于大约10，20，30，40，50，60，70，80，90，100，200，300，400，500，1000，2000，3000，4000或者5000份/百万份体积(ppmv)的氧化剂(例如氧气)、未燃烧的燃料或者烃(例如HC)、氮的氧化物(例如NO_X)、一氧化碳(CO)、硫的氧化物(例如SO_X)、氢气和其它不完全燃烧的产物。因此，废气42特别好的适用于EOR系统18。

涡轮机系统52的EGR运行具体能够在多个位置76进行废气提取。例如，系统52的压缩机区可以用于压塑废气60，而无任何氧化剂68(即，仅仅压缩废气60)，以使得在氧化剂68和燃料70进入之前，基本上无氧的废气42可以从压缩机区和/或燃烧器区中提取。提取点76可以位于相邻的压缩机级之间的级间端口，沿着压缩机排放箱的端口处，沿着燃烧器区中每个燃烧器的端口处或者其任何组合。在某些实施方案中，直到它到达燃烧器区中每个燃烧器的头端部分和/或燃料喷嘴，废气60可以才与氧化剂68和燃料70混合。此外，一种或多种流动分离器(例如壁，分隔器，挡板等)可以用于将氧化剂68和燃料70与提取点76分离。使用这些流动分离器，提取点76可以直接沿着燃烧器区中每个燃烧器的壁布置。

一旦废气60、氧化剂68和燃料70流过头端部分(例如流过燃料喷嘴)进入每个燃烧器的燃烧部分(例如燃烧室)，则控制SEGR燃气涡轮机系统52来提供废气60、氧化剂68和燃料70的基本上化学计量的燃烧。例如，系统52可以保持当量比是大约0.95-大约1.05。结果，每个燃烧器中废气60、氧化剂68和燃料70的混合物的燃烧产物基本上没有氧气和未燃烧的燃料。因此，燃烧产物(或者废气)可以从SEGR燃气涡轮机系统52的涡轮机区提取，来用作送到EOR系统18的废气42。沿着涡轮机区，所述提取点76可以位于任何涡轮机级，例如相邻涡轮机级之间的级间端口。因此，使用任何前述提取点76，基于涡轮机的服务系统14可以产生、提取和传递废气42到烃生产系统12(例如EOR系统18)，用于由地下储层20生产油/气48。

图2是循环废气调节的一个非限定性实例。许多挑战是与使用循环的废气(EGR)作为用于燃气涡轮机或者类似装置的空气吸入的替代选项有关的。EGR应当冷却到这样的温度，其将不损害燃气涡轮机转子和其它相关部件。此外，EGR应当尽可能没有颗粒。

在这个非限定性实例中，涡轮机废气60送过HRSG 56，其降低了废气的温度。管道燃烧器和与位于HRSG 56内的催化剂床的反应会导致在废气60中形成烟灰(soot)和颗粒。HRSG 56可以配置，以使得废气60离开HRSG 56的后端56A的顶部。这种构造减轻了对于56B所示的区域中蒸气聚集的关注。但是，其它构造可以与本发明的技术进步一起使用。

离开HRSG，旁路烟道风门200可以经由旁路烟道202将涡轮机废气60送到大气。传感器可以位于旁路烟道风门200处或附近。这样的传感器可以监控温度、水浓度和/或颗粒浓度，并且将信息传输到控制所述系统的一个或多个计算机，如图1和2所示。如果温度、水浓度和/或颗粒浓度处于可接受的范围之外，则所述计算机可以布置所述风门来将所述废气送到大气。虽然讨论了温度、水浓度和颗粒传感器，则它们仅仅是示例的，并且可以使用监控其它标准的传感器。

如果没有动机来将废气60送到大气，则所述计算机可以布置旁路烟道风门200来将废气60送到循环管道系统，然后送到烟灰清洗/冷却区204。

废气60可以向下进入烟灰清洗/冷却区204。所述烟灰清洗/冷却区204包括喷雾柱204a，其将冷的洁净水向下喷。管线206携带了来自于过滤系统230(如下所述)的冷的洁净水和任何必需的补充冷的洁净水(未示出来源)。所述冷的洁净水冷却或者降温了废气60和清洗了废气60的颗粒。喷雾柱204a可以是一种或多种喷射器、喷嘴或者淋浴头。虽然冷的洁净水在这个实施方案中被用作传热介质来冷却废气60，但是其它液体或者冷却剂可以潜在地用作传热介质。降温指的是冷却超过它的露点的废气。

在一种非限定性实施方案中，并流流动(例如废气和水都在相同方向和向下流动)直接接触喷雾冷凝器，形成了冷却废气和从废气中除去颗粒的设计基础。包含烟灰清洗/冷却区204的容器可以非必要地包括另外的传热介质，其将进一步冷却废气60。这样另外的传热介质包括但不限于填料盘和表面冷凝器。

所述烟灰清洗/冷却区204还包括水收集器208a。水收集器208a在烟灰清洗/冷却区204底部收集了温暖的脏水。作为并流流动的结果，重力使得所述温暖的脏水收集到水收集器208a中。排水口、管道、阀门和/或泵210的集合体然后可以将所述温暖的脏水送到水过滤系统230。

在所述烟灰清洗/冷却区204之后，废气进入分离区212。分离区212除去了水/液滴(其可以是从烟灰清洗/冷却区204携带来的)。分离区212可以包括单个翼片或者翼片的组合，在其中水/液体和残留的小滴被夹带和送到水收集器208b。在一些构造中，水收集器208a和208b可以彼此流体连通，或者共用的水收集器可以用于烟灰清洗/冷却区204和分离区212二者。同样，水收集器208b所收集的水可以送到水过滤系统。

在分离区212之后，废气送过鼓风机214。鼓风机214可以是风扇，其驱使废气通过循环转移管道216。图2的系统显示了一个鼓风机，但是所述系统根据需要可以包括多个鼓风机，其沿着循环转移管道216布置。

前进穿过循环转移管道216，废气60接着进入烟道气冷凝器218。烟道气冷凝器218可以由具有棒的管道形成，其增加了受热表面和将热传递到循环通过冷洁净水管220的冷洁净水。可选择地，所述烟道气冷凝器可以是除湿器，其包括冷凝盘管。烟道气冷凝器218可以通过计算机控制，并且使用适当的温度和/或湿度传感器，来进一步冷却和/或将所述废气除湿到预定温度和/或湿度范围，所述预定温度和/或湿度范围适于输入到压缩机SEGR燃气涡轮机系统52。

在烟道气冷凝器218之后，废气流到具有水收集器208c的第二分离区222。所述第二分离区除去了FGC中所产生的冷凝物。非必要的，在第二分离区222之前，可以使用另一烟灰清洗/冷却区。

在第二分离区222之后，废气60流到保护烟道风门224和保护烟道226。计算机可以使用一种或多种传感器来监控废气的品质或者SEGR燃气涡轮机系统52的状态，和控制风门来在需要时将所述废气送到大气。第二分离区222下游的保护烟道226允许保护SEGR燃气涡轮机系统52，如果废气的任何方面未能提供期望的水含量、颗粒浓度和温度。如果传感器和计算机确认废气60的水含量、颗粒浓度和温度处于可接受的限度内，则所述计算机可以控制保护烟道风门224来将废气60送到SEGR燃气涡轮机系统52的入口。

上述的水过滤系统230提供了清洁和循环图2的系统所用的水的手段。将水收集器208a和208b所收集的温暖的脏水送过过滤器232。将废物234丢弃。将温暖的洁净水236送到板框式热交换器238。来自于水收集器208c的温暖的洁净水也经由管道240送到所述板框式热交换器238。所述板框式热交换器将冷的洁净水输出到管道206(其为烟灰清洗/冷却区204供料)和输出到管道220(其冷却了烟道气冷凝器218)。元件242和246分别是来自于冷却剂罐(未示出)的入口和到冷却剂罐的出口。

图3是用于调节循环的废气的一种方法的非限定性实例的流程图。步骤302包括将废气循环通过调节回路，其将废气从热回收蒸汽发生器送到涡轮压缩机入口。步骤304包括用计算机控制风门组件，来将所述废气送到旁路烟道或者废气调节装置，其中所述旁路烟道提供所述废气的大气排气。步骤306包括用废气调节装置来将所述废气冷却。步骤308包括用废气调节装置从废气中除去颗粒物质。步骤310包括用分离区从废气除去液体，所述液体已经通过废气调节装置引入。步骤312包括用烟道气冷凝器将所述废气冷却和除湿。步骤314包括用计算机控制风门组件，来将所述废气送到所述保护烟道或者所述涡轮压缩机入口，其中所述保护烟道在除湿器之后和在涡轮压缩机入口之前和烟道气冷凝器下游，提供所述废气的大气排气。

图4是计算机400的块图，其可以用于控制图1和2中的一个或多个系统。中央处理器(CPU)402连接到系统母线(system bus)404。CPU 402可以是任何通用CPU，虽然也可以使用CPU 402(或者示例的系统400的其它部件)的其它类型的结构，只要CPU 402(和系统400的其它部件)支持此处所述的运行就行。本领域技术人员将理解虽然图4中显示了仅仅单个的CPU 402，但是可以存在另外的CPU。此外，计算机400可以包含网络化的、多处理器计算机，其可以包括杂合的平行CPU/GPU系统。CPU402可以根据此处公开的不同的教导来执行不同的逻辑指令。例如CPU402可以执行机器水平的指令，用于进行根据所述操作流程的加工。

计算机400还可以包括计算机部件例如非暂时的、计算机可读介质。计算机可读介质的实例包括随机存取存储器(RAM)406，其可以是SRAM，DRAM，SDRAM等。计算机400还可以包括另外的非暂时的、计算机可读介质例如只读存储器(ROM)408，其可以是PROM，EPROM，EEPROM等。RAM406和ROM 408保存了用户和系统数据和程序，如本领域已知的。计算机400还可以包括输入/输出(I/O)适配器410，通讯适配器422，用户界面适配器424和显示器适配器418。

所述I/O适配器410可以连接另外的非暂时的、计算机可读介质例如存储装置(一种或多种)412，其包括例如硬驱，光盘(CD)驱动，软磁盘驱动，带驱动等到计算机400。当RAM 406对于与存储用于运行本发明技术的数据相关的存储器要求是不足的时，可以使用存储装置(一种或多种)。计算机400的数据存储可以用于存储如此处公开的所用或所存储的信息和/或其它数据。例如存储装置(一种或多种)412可以用于存储根据本发明技术的构造信息或者另外的插件程序。此外，用户界面适配器424将用户输入装置例如键盘428、定位装置426和/或输出装置连接到计算机400。显示器适配器418通过CPU 402驱动来控制显示装置420上的显示来例如将信息显示给可利用插件程序的用户。

系统400的结构可以根据期望变化。例如，可以使用任何合适的基于处理器的装置，包括但不限于个人计算机、膝上型计算机、计算机工作站和多处理器服务器。此外，本发明的技术进步可以体现在特定用途集成电路(ASIC)或者超大规模集成(VLSI)电路。实际上，本领域技术人员可以使用任何数目的合适的硬件结构，其能够根据本发明的技术进步来执行逻辑操作。术语“处理电路”包括硬件处理器(例如存在于上述硬件装置中的那些)，ASIC和VLSI电路。输入数据到计算机400中可以包括不同的插件软件和库文件。输入数据可以另外包括构造信息。

图5显示了一种非限定性方法，来控制循环的气体的调节。图5中的步骤不必需以所述次序来进行，并且一些步骤可以与其它步骤同时进行。

在步骤502中，传感器用于测量温度、颗粒浓度、湿度和/或装置的运行状态。在步骤504中，计算机将传感器读数与预先建立的标准进行比较，并且控制旁路烟道风门200来将废气60经由旁路烟道202送到大气或者将废气60送到烟灰清洗/冷却区204。在步骤506中，计算机400控制了阀门，其使得冷的洁净水供给到喷雾柱204a，其依次可以推动废气通过分离区212。在步骤508中，计算机400使得鼓风机214驱使废气通过循环管道216。在步骤510中，在送过分离区222之前，计算机400控制烟道气冷凝器来冷却和/或除湿废气60。在步骤512中，传感器被用于测量温度、颗粒浓度，湿度和/或装置的运行状态。在步骤514中，计算机将传感器读数与预先建立的标准进行比较，并且控制保护烟道风门224来将废气60经由保护烟道226送到大气或者将废气60送到SEGR燃气涡轮机系统52。在步骤516中，计算机400控制水过滤系统，以及任何相关阀门，其控制了系统的不同管道中的流动水，来循环水和将它供给到图2所示的不同的部件。

这个已经写出的说明书使用了实施例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使得本领域技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或者系统和进行任何所引入的方法。本发明的请求保护的范围是通过权利要求来定义的，并且可以包括本领域技术人员能够想到的其它实例。如果它们具有不同于权利要求的字面语言的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言没有实质性差异的等同的结构元件，则这样的其它实例目的是处于权利要求的范围内。