54] 如图所示，在运行时，压缩机部152接收并压缩来自EG处理系统54的排气66,并 将压缩后的排气170输出到燃烧器部154中的每个燃烧器160。在燃料60、氧化剂68和排 气170在每个燃烧器160内燃烧时，附加排气或燃烧产物172 (即燃烧气体）被输送到祸轮 机部156。类似于压缩机部152,祸轮机部156包括一个或多个祸轮机或祸轮机级174,其 可W包括一系列可转动祸轮机叶片。然后该些祸轮机叶片由在燃烧器部154中生成的燃烧 产物172驱动，由此驱动联结到机器106的轴176的转动。再者，机器106可W包括联结到 SEGR燃气祸轮机系统52的任一端的各种设备，例如联结到祸轮机部156的机器106、178和 /或联结到压缩机部152的机器106、180。在某些实施例中，机器106、178、180可W包括一 个或多个发电机、用于氧化剂68的氧化剂压缩机、用于燃料70的燃料累、齿轮箱或联结到 SEGR燃气祸轮机系统52的附加驱动器（例如蒸汽祸轮机104、电动机等）。非限制性示例 在下面参照表格1进一步详细讨论。如图所示，祸轮机部156输出排气60W沿着从祸轮机 部156的排气出口 182到进入压缩机部152的排气入口 184的排气再循环路径110再循环。 如上面所详细讨论的，沿着着排气再循环路径110,排气60穿过EG处理系统54 (例如皿SG 56和/或EGR系统58)。
[0055] 再者，燃烧器部154中的每个燃烧器160接收、混合并化学计量燃烧所压缩的排气 170、氧化剂68和燃料70,W产生驱动祸轮机部156的附加排气或燃烧产物172。在某些实 施例中，氧化剂68被氧化剂压缩系统186例如具有一个或多个氧化剂压缩机（MOC)的主氧 化剂压缩（M0C)系统（例如，主空气压缩（MAC)系统）压缩。氧化剂压缩系统186包括联 结到驱动器190的氧化剂压缩机188。例如，驱动器190可W包括电动机、燃烧发动机或其 任何组合。在某些实施例中，驱动器190可W是祸轮发动机，例如燃气祸轮发动机150。因 此，氧化剂压缩系统186可W是机器106的整体部分。换句话说，压缩机188可W被由燃气 祸轮发动机150的轴176供给的机械力72直接或间接驱动。在该类实施例中，驱动器190 可W被排除，该是因为压缩机188依赖来自祸轮发动机150的动力输出。然而，在采用不止 一个氧化剂压缩机的某些实施例中，第一氧化剂压缩机（例如低压（L巧氧化剂压缩机）可 W由驱动器190驱动，而轴176驱动第二氧化剂压缩机（例如高压（册）氧化剂压缩机），或 反之亦然。例如，在另一个实施例中，HPM0C由驱动器190驱动，并且LP氧化剂压缩机由 轴176驱动。在图示的实施例中，氧化剂压缩系统186与机器106是分开的。在该些实施 例中的每个实施例中，压缩系统186压缩氧化剂68并将氧化剂68供应给燃料喷嘴164和 燃烧器160。因此，机器106、178、180中的某些或全部可W被配置为增加压缩系统186(例 如压缩机188和/或附加压缩机）的运行效率。
[0056] 由元件编号106A、106B、106C、106D、106E和106F所指示的机器106的各个组件可 W沿着轴线176和/或平行于轴线176W-个或多个串联布局、并联布局或串联与并联布 局的任何组合布置。例如，机器106、178、180(例如106A至106巧可W包括下列设备W任 何次序的任何串联和/或并联布局；一个或多个齿轮箱（例如平行轴、行星齿轮箱）、一个 或多个压缩机（例如氧化剂压缩机、增压压缩机如EG增压压缩机）、一个或多个发电单元 (例如发电机）、一个或多个驱动器（例如蒸汽祸轮发动机、电机）、热交换单元（例如直接 或间接热交换器）、联轴器或其任何组合。所述压缩机可W包括轴向压缩机、径向或离屯、压 缩机或其任何组合，每种压缩机具有一个或多个压缩级。关于热交换器，直接热交换器可W 包括喷淋冷却器（例如喷淋中间冷却器），其将液体喷淋物注入到气流（例如氧化剂流）中 W便直接冷却气流。间接热交换器可W包括将第一流与第二流分开的至少一个壁（例如管 壳式换热器），例如与冷却剂流（例如水、空气、致冷剂或任何其他液态或气态冷却剂）分开 的流体流（例如氧化剂流），其中冷却剂流在与流体流没有任何直接接触的情况下传递来 自流体流的热量。间接热交换器的示例包括中间冷却器热交换器和热回收单元，例如热回 收蒸汽发生器。热交换器还可W包括加热器。如下面进一步详细讨论的，该些机器组件中 的每个组件可W被用在如表格1中阐述的非限制性示例所指示的各种组合中。
[0057] 通常，机器106、178、180可W被配置为通过例如调整系统186中的一个或多个氧 化剂压缩机的运行速度、通过冷却W促进氧化剂68的压缩和/或抽取过剩电力，来增加压 缩系统186的效率。所公开的实施例旨在包括在机器106、178、180中W串联或并联布局的 前述组件的任何和全部排列组合，其中所述组件中的一个、多于一个、全部组件或没有任何 组件从轴176获得动力。如下面所示，表格1示出靠近压缩机和祸轮机部152、156布置的和 /或联结到压缩机和祸轮机部152、156的机器106、178、180的布局的某些非限制性示例。
[0058]
[0059]
【主权项】
1. 一种系统，其包括： 涡轮燃烧器； 由来自所述涡轮燃烧器的燃烧产物驱动的涡轮机； 排气压缩机，其中所述排气压缩机被配置为压缩排气并将其从所述涡轮机输送到所述 涡轮燃烧器； 穿过所述排气压缩机、所述涡轮燃烧器和所述涡轮机延伸的排气再循环路径即EGR路 径； 沿着所述EGR路径布置的第一排气抽取口即第一EG抽取口；以及 沿着所述EGR路径布置的第二EG抽取口。
2. 根据权利要求1所述的系统，其包括排气供给系统即EG供给系统，所述EG供给系统 被配置为经由所述第一EG抽取口从所述EGR路径接收所述排气的第一部分，经由所述第二 EG抽取口从所述EGR路径接收所述排气的第二部分，并输出所接收排气的至少一部分至下 游处理过程。
3. 根据权利要求2所述的系统，其中所述EG供给系统被配置为输出所述第一部分排气 至第一下游处理过程，并且输出所述第二部分排气至第二下游处理过程。
4. 根据权利要求2所述的系统，其中所述EG供给系统被配置为组合所述第一部分排气 和所述第二部分排气并输出组合的排气至所述下游处理过程。
5. 根据权利要求2所述的系统，其中所述EG供给系统被配置为在第一运行模式期间输 出所述第一部分排气至所述下游处理过程，并且在第二运行模式期间输出所述第二部分排 气至所述下游处理过程。
6. 根据权利要求2所述的系统，其包括被配置为基于指示所述排气的属性的传感器反 馈控制所述EG供给系统的操作的控制器。
7. 根据权利要求2所述的系统，其中所述下游处理过程包括烃类生产系统、管线、储罐 或碳汇系统中的至少一个。
8. 根据权利要求1所述的系统，其包括沿着所述EGR路径布置在所述涡轮机与所述排 气压缩机之间并被配置为处理所述排气的排气处理系统即EG处理系统。
9. 根据权利要求8所述的系统，其中所述第一或第二EG抽取口中的至少一个被联结到 所述EG处理系统。
10. 根据权利要求8所述的系统，其中所述EG处理系统包括催化剂单元、增压鼓风机、 热交换器、热回收蒸汽发生器、微粒去除单元、水分去除单元或排气孔中的至少一个。
11. 根据权利要求10所述的系统，其中所述第一或第二EG抽取口在所述催化剂单元、 所述增压鼓风机、所述热交换器、所述热回收蒸汽发生器、所述微粒去除单元、所述水分去 除单元或所述排气孔中的至少一个之处、其上游或其下游被联结到所述EG处理系统。
12. 根据权利要求1所述的系统，其中所述第一或第二EG抽取口中的至少一个沿着所 述涡轮燃烧器、所述涡轮机或所述排气压缩机布置。
13. 根据权利要求1所述的系统，其中所述第一和第二EG抽取口被配置为抽取具有低 压、中压或高压或其任何组合的排气。
14. 根据权利要求13所述的系统，其中所述第一和第二EG抽取口被配置为抽取具有低 温、中温或高温或其任何组合的排气。
15.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一和第二EG抽取口被配置为抽取具有低 温、中温或高温或其任何组合的排气。
16.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一和第二EG抽取口被配置为基于所述排 气的物理属性抽取所述排气。
17.根据权利要求1所述的系统，其包括具有所述涡轮燃烧器、所述涡轮机和所述排气 压缩机的燃气涡轮发动机。
18.根据权利要求17所述的系统，其中所述燃气涡轮发动机是化学计量排气再循环燃 气涡轮发动机即SEGR燃气涡轮发动机。
19.根据权利要求18所述的系统，其包括联结到所述燃气涡轮发动机的排气抽取系 统，以及联结到所述排气抽取系统的烃类生产系统。
20. -种系统，其包括： 控制系统，其被配置为： 接收指示流过一部分排气再循环路径即EGR路径的排气的属性的传感器反馈，所述EGR路径延伸穿过排气压缩机、祸轮燃烧器和涡轮机；以及 至少部分基于所述传感器反馈，控制通过沿着所述EGR路径设置的多个抽取口的排气 的抽取。
21. 根据权利要求20所述的系统，其中所述控制系统被配置为： 基于所述传感器反馈，确定所述多个抽取口中的两个或更多个抽取口的组合，该组合 有利于抽取具有期望属性的排气；以及 控制经由所述两个或更多个抽取口抽取所述排气。
22. 根据权利要求20所述的系统，其包括具有所述排气压缩机、所述涡轮燃烧器和所 述涡轮机的燃气涡轮发动机。
23.根据权利要求22所述的系统，其中所述控制系统被配置为： 确定所述燃气涡轮发动机是否以满负荷或减负荷运行； 当所述燃气涡轮发动机以满负荷运行时，控制从第一抽取口抽取所述排气； 当所述燃气涡轮发动机以减负荷运行时，控制从第二抽取口抽取所述排气。
24.根据权利要求20所述的系统，其中所述控制系统被配置为： 基于传感器反馈，确定在所述涡轮燃烧器中是否发生化学计量燃烧；以及 当发生化学计量燃烧时，控制从布置在所述涡轮燃烧器下游的抽取点抽取所述排气。
25. -种方法，其包括： 用来自涡轮燃烧器的燃烧产物驱动涡轮机； 在排气压缩机中压缩来自所述涡轮机的排气； 沿着从所述排气压缩机穿过所述涡轮燃烧器进入所述涡轮机的流动路径输送所述排 气； 经由沿着所述流动路径布置的第一抽取口抽取所述排气；以及 经由沿着所述流动路径布置的第二抽取口抽取所述排气。
26.根据权利要求25所述的方法，其包括经由排气供给系统即EG供给系统处理所抽取 的排气，所述EG供给系统被配置为将处理后的排气输出到一个或多个下游处理过程。
27.根据权利要求25所述的方法，其包括在所述涡轮燃烧器内燃烧所述排气与燃料的 混合物。
28.根据权利要求27所述的方法，其中所述混合物是以化学计量燃烧的。
【专利摘要】本发明涉及一种系统，其包括涡轮燃烧器，由来自涡轮燃烧器的燃烧产物驱动的涡轮机，以及排气压缩机。排气压缩机被配置为压缩排气并将其从涡轮机输送到涡轮燃烧器。该系统还包括穿过排气压缩机、涡轮燃烧器和涡轮机延伸的排气再循环(EGR)路径，沿着该EGR路径布置的第一排气(EG)抽取口，以及沿着该EGR路径布置的第二EG抽取口。
【IPC分类】F02C3-34
【公开号】CN104769255
【申请号】CN201380030789
【发明人】L·A·韦奇曼, S·F·辛普森
【申请人】埃克森美孚上游研究公司
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2013年4月10日
【公告号】CA2881606A1, EP2836692A1, WO2013155214A1