化学计量的排气再循环燃气涡轮系统中氧化剂压缩的系统和方法与流程

技术特征：

1.一种化学计量的排气再循环燃气涡轮系统中氧化剂压缩的系统，其包括：

燃气涡轮系统，其包括：

涡轮燃烧室；

涡轮，其由来自所述涡轮燃烧室的燃烧产物驱动；和

排气压缩机，其由所述涡轮驱动，其中所述排气压缩机配置为压缩和供应排气至所述涡轮燃烧室；和

排气再循环(EGR)系统，其中所述EGR系统配置为沿着排气再循环路径将排气从所述涡轮再循环至所述排气压缩机；

主要氧化剂压缩系统，其配置为供应压缩的氧化剂至所述燃气涡轮系统，并且所述主要氧化剂压缩系统包括：

第一氧化剂压缩机，其与所述排气压缩机分离并且配置为单独地压缩来自所述排气的氧化剂；和

第一变速箱，其布置在所述第一氧化剂压缩机和所述燃气涡轮系统之间，并且与其机械地串联连接，其中所述第一变速箱配置为使得所述第一氧化剂压缩机在独立于所述燃气涡轮系统的第一操作速度的第一速度下操作。

2.权利要求1所述的系统，其中所述第一变速箱包括并行轴变速箱，所述并行轴变速箱具有大致彼此并行的输入轴和输出轴，所述输入轴与所述燃气涡轮系统的轴线成一直线，并且所述输出轴驱动地连接至所述第一氧化剂压缩机，或者其中所述第一变速箱包括行星式变速箱，所述行星式变速箱具有彼此和与所述燃气涡轮系统的轴线成一直线的输入轴和输出轴，并且所述输出轴驱动地连接至所述第一氧化剂压缩机。

3.权利要求1所述的系统，其中所述主要氧化剂压缩系统至少部分地由所述燃气涡轮系统驱动，并且所述主要氧化剂压缩系统包括多个压缩阶段，所述多个压缩阶段包括所述第一氧化剂压缩机和第二氧化剂压缩机，其中所述第一氧化剂压缩机由所述燃气涡轮系统通过所述第一变速箱驱动。

4.权利要求3所述的系统，包括：

连接至所述燃气涡轮系统的轴的发电机，其中所述第一氧化剂压缩机通过所述第一变速箱连接至所述发电机；

连接至所述第二氧化剂压缩机的驱动，其中所述驱动包括蒸汽涡轮或电动机；和

连接所述第二氧化剂压缩机和所述驱动的第二变速箱，其中所述第二变速箱配置为使得所述第二氧化剂压缩机在不同于所述驱动的第二操作速度的第二速度下操作。

5.权利要求3所述的系统，其中所述第二氧化剂压缩机沿着所述燃气涡轮系统的轴线布置并且连接至发电机的输入轴，并且所述第一氧化剂压缩机通过所述第一变速箱连接至所述发电机的输出轴。

6.权利要求3所述的系统，其包括沿着所述燃气涡轮系统的轴线布置的发电机，其中所述第二氧化剂压缩机连接至所述发电机并连接至所述第一变速箱的输入轴，并且所述第一氧化剂压缩机通过所述第一变速箱连接至所述第二氧化剂压缩机。

7.权利要求3所述的系统，其包括沿着所述第一氧化剂压缩机和所述第二氧化剂压缩机之间的氧化剂流动路径布置的级间冷却系统。

8.权利要求7所述的系统，其中所述级间冷却系统包括配置为沿着所述氧化剂流动路径输出喷雾的喷雾系统。

9.权利要求7所述的系统，其中所述级间冷却系统包括蒸汽发生器、给水加热器或其组合，所述级间冷却系统配置为沿着所述氧化剂流动路径通过将热转移至给水供应冷却压缩的氧化剂，其中所述蒸汽发生器配置为生成用于蒸汽涡轮发生器的蒸汽，所述蒸汽涡轮发生器具有连接至发电机的蒸汽涡轮，和所述给水加热器配置为预热所述给水供应，用于最后供应至热回收蒸汽发生器(HRSG)。

10.权利要求1所述的系统，其包括：

连接至所述燃气涡轮系统的轴的发电机；和

连接至所述第一氧化剂压缩机的驱动，其中所述驱动包括蒸汽涡轮或电动机，并且所述驱动连接至所述第一变速箱的输入轴；和

其中所述主要氧化剂压缩系统包括通过第二变速箱连接至所述发电机的第二氧化剂压缩机，和所述第一氧化剂压缩机和所述第二氧化剂压缩机流动地并行连接至所述燃气涡轮系统，

化学计量的燃烧系统，其具有配置为以0.95到1.05之间的燃料与氧化剂中氧的燃烧当量比燃烧燃料/氧化剂混合物的所述涡轮燃烧室，

连接至所述燃气涡轮系统的热回收蒸汽发生器(HRSG)，其中所述HRSG配置为通过将热从所述排气转移至给水以生成蒸汽；和

其中所述HRSG流动地连接至蒸汽涡轮发生器，所述蒸汽涡轮发生器具有连接至发电机的蒸汽涡轮，所述蒸汽涡轮配置为通过所述第一变速箱驱动所述第一氧化剂压缩机，驱动所述主要氧化剂压缩系统的第二氧化剂压缩机，或其任意组合。

11.权利要求10所述的系统，其中所述EGR系统配置为发送来自所述涡轮的所述排气，通过所述HRSG，并且回到所述排气压缩机，其中所述EGR系统包括：

鼓风机，其配置为朝向所述排气压缩机推动所述排气；

冷却器，其配置为冷却所述排气；和

除湿单元，其配置为从所述排气去除湿气。

12.权利要求1所述的系统，其包括连接至所述燃气涡轮系统的排气提取系统，其中所述排气提取系统配置为从所述燃气涡轮系统去除部分排气；和

流动地连接至所述排气提取系统的烃产生系统，其中所述排气提取系统配置为利用所述部分排气作为用于提高采收率法采油的加压流体，其中所述排气提取系统包括配置为降低所述部分排气中氧浓度的催化剂。

13.权利要求1所述的系统，其中所述主要氧化剂压缩系统配置为供应所述压缩的氧化剂作为大气、具有按体积计21％和80％之间氧的富氧空气、具有按体积计1％和21％之间氧的贫氧空气或包括按体积计大于80％氧的基本上纯氧。

14.权利要求3所述的系统，其中所述第二氧化剂压缩机的氧化剂出口流动地连接至所述第一氧化剂压缩机的氧化剂进口。

15.权利要求14所述的系统，其中所述第一氧化剂压缩机和所述第二氧化剂压缩机由所述燃气涡轮系统通过发电机驱动，所述发电机驱动地连接至所述燃气涡轮系统的轴，其中所述第二氧化剂压缩机驱动地连接至所述发电机的输出轴。