用于熱電聯(lián)產(chǎn)的方法和設(shè)備的制造方法
【專利摘要】提供了一種運(yùn)行熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備(10)(CHP設(shè)備)的方法。熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備(10)包括產(chǎn)生熱煙氣的熱煙氣發(fā)生器(12)，該熱煙氣隨后在熱回收蒸汽發(fā)生器(16)(HRSG)中通過(guò)一系列冷卻步驟被冷卻以回收熱量并且產(chǎn)生蒸汽。熱回收蒸汽發(fā)生器(16)包括：位于熱煙氣發(fā)生器(12)的下游的蒸汽蒸發(fā)器(26)、以及位于熱煙氣發(fā)生器(12)與蒸汽蒸發(fā)器(26)之間的至少一個(gè)蒸汽過(guò)熱器(22)。蒸汽過(guò)熱器(22)配置成在熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備(10)正常運(yùn)行狀態(tài)下至少使輸入至熱回收蒸汽發(fā)生器(16)中的蒸汽(110)過(guò)熱。所述方法包括：當(dāng)由于沒(méi)有足夠質(zhì)量流量的輸入蒸汽(110)輸入至蒸汽過(guò)熱器(22)而導(dǎo)致在熱煙氣發(fā)生器(12)的下游、蒸汽蒸發(fā)器(26)的上游的熱煙氣中移除的熱量不足、以至于蒸汽過(guò)熱器(22)的下游的熱煙氣溫度將上升或提高至預(yù)定限度或預(yù)定限度以上時(shí)，通過(guò)將鍋爐給送水或冷凝水(162)注入蒸汽過(guò)熱器(22)內(nèi)的蒸汽中或被給送至蒸汽過(guò)熱器(22)的蒸汽中來(lái)使所述蒸汽急冷，以在蒸汽過(guò)熱器(22)中產(chǎn)生蒸汽，由此使從熱煙氣移除的熱量增加，并且因此降低蒸汽過(guò)熱器(22)的下游的熱煙氣溫度。
【專利說(shuō)明】
用于熱電聯(lián)產(chǎn)的方法和設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及熱電聯(lián)產(chǎn)。特別地，本發(fā)明涉及運(yùn)行熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備的方法，并且涉及熱 電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 已知用于同時(shí)產(chǎn)生熱(通常呈蒸汽的形式)和動(dòng)力(通常呈由汽輪機(jī)或氣體膨脹式 渦輪產(chǎn)生的機(jī)械動(dòng)力和/或電的形式）的工藝和設(shè)施。在EP 2584157A1中描述了這種設(shè)備的 示例。用于熱電聯(lián)產(chǎn)的設(shè)備通常被稱為熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備(CHP設(shè)備）。
[0003] 還已知的是，將熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備與另一設(shè)施集成，例如如US 6,673,845、W0 2007/ 009951和W0 2010/057222中教示的諸如費(fèi)托(Fischer-Tropsch)合成設(shè)施、或者甲醇合成 設(shè)備之類的經(jīng)合成設(shè)施。Pascal Fontaine的標(biāo)題為"Fresh air firing:熱回收蒸汽發(fā)生 器guarantees steam supplies to French refinery(新鮮空氣燃燒：熱回收蒸汽發(fā)生器 保證蒸汽供給至法國(guó)煉油廠)"的文章--其基于2006年于科倫（Cologne)的Power-Gen Europe(歐洲國(guó)際電力展覽會(huì)）中首次發(fā)表的論文一一大致描述了熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備與煉油廠 的蒸汽集成（可以在http : //www · cospp · com/articles/print/volume-7/issue_5/ proiect-prof ile/fresh-air-f irinq-hrsq-quarantees-steam-supplies-t〇-french-ref inery.html得到）。這些文獻(xiàn)均示出了在熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備中將燃?xì)廨啓C(jī)與熱回收蒸汽發(fā)生 器(通常稱作熱回收蒸汽發(fā)生器)一起使用，用于產(chǎn)生熱和電力。
[0004] 這些聯(lián)產(chǎn)或熱電聯(lián)產(chǎn)工藝或設(shè)施通常包括燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)施，該燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)施包括燃 燒室以及氣體膨脹式渦輪或渦輪膨脹器，烴燃料在該燃燒室中燃燒，在燃燒室中產(chǎn)生的熱 燃燒氣體通過(guò)該氣體膨脹式渦輪或渦輪膨脹器而膨脹。通常，氣體膨脹式渦輪機(jī)械地聯(lián)接 至發(fā)電機(jī)并且/或者聯(lián)接至空氣壓縮機(jī)等。因此，在燃燒室中產(chǎn)生的熱燃燒氣體的膨脹提供 機(jī)械動(dòng)力并且/或者發(fā)電。膨脹的熱燃燒氣體通常途經(jīng)熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)，在該熱回 收蒸汽發(fā)生器處，膨脹的熱燃燒氣體(低壓廢氣）中的熱量被回收，例如作為過(guò)程熱并且/或 者來(lái)產(chǎn)生蒸汽并且/或者使蒸汽過(guò)熱。然后，這樣產(chǎn)生的蒸汽通常用于一個(gè)或更多個(gè)汽輪機(jī) 驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)，以進(jìn)一步發(fā)電，并且/或者用于汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)器以產(chǎn)生機(jī)械動(dòng)力，用于使比如 壓縮機(jī)之類的設(shè)備旋轉(zhuǎn)，并且/或者用作過(guò)程蒸汽，例如與熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備集成的設(shè)施、比如 煉油廠中的過(guò)程蒸汽。
[0005] 此外，如通過(guò)上述文獻(xiàn)所示的，在沿?zé)崤蛎浀娜紵龤怏w或熱膨脹煙氣離開(kāi)氣體膨 脹式渦輪的流動(dòng)方向上、在氣體膨脹式渦輪的下游，常規(guī)的熱回收蒸汽發(fā)生器依次包括：
[0006] (I)管道燃燒器，該管道燃燒器可以是可選的，
[0007] (II)至少一個(gè)用于高壓(HP)蒸汽的過(guò)熱器，
[0008] (III)用以產(chǎn)生高壓蒸汽的鍋爐或蒸發(fā)器，以及
[0009] (IV)鍋爐給水或冷凝水的預(yù)熱器或經(jīng)濟(jì)器，以從由氣體膨脹式渦輪產(chǎn)生的煙氣回 收低品位熱能。
[0010] 如由US 6,673,845所示，熱回收蒸汽發(fā)生器還可包括用于輸入中壓(MP)蒸汽的過(guò) 熱器，該過(guò)熱器位于高壓蒸汽蒸發(fā)器的下游并且通常位于鍋爐給水預(yù)熱器或經(jīng)濟(jì)器的上 游。高壓蒸汽通常從合成氣產(chǎn)生階段一一比如例如從自熱重整器之類的重整器一一輸入至 熱回收蒸汽發(fā)生器中，而中壓蒸汽通常從烴合成設(shè)施一一比如費(fèi)托合成設(shè)施一一輸入至熱 回收蒸汽發(fā)生器中。
[0011] 在膨脹的燃?xì)廨啓C(jī)煙氣中可獲得的熱的一大部分通常被位于氣體膨脹式渦輪與 (通常為高壓)蒸汽蒸發(fā)器之間的任何過(guò)熱器或高溫?zé)峤粨Q器、以及被(通常為高壓)蒸汽蒸 發(fā)器移除。一個(gè)或更多個(gè)這種過(guò)熱器或熱交換器用于使流體、例如蒸汽過(guò)熱，所述流體中的 至少一些可以是從集成的設(shè)施、比如費(fèi)托烴合成設(shè)施輸入的。由蒸汽蒸發(fā)器以及位于蒸汽 蒸發(fā)器的上游的高溫?zé)峤粨Q器比如過(guò)熱器提供的較大的熱沉作用有可能在以下期間造成 嚴(yán)重問(wèn)題:熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備啟動(dòng)期間和/或與熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備集成的設(shè)施、比如費(fèi)托烴合成設(shè)施 的啟動(dòng)期間、以及集成的設(shè)施的過(guò)程異常期間。
[0012] 集成的設(shè)施、比如費(fèi)托烴合成設(shè)施的啟動(dòng)通常需要電力和蒸汽，電力和蒸汽的峰 值需求通常分別發(fā)生在啟動(dòng)過(guò)程的不同階段。因此，在集成的設(shè)施的啟動(dòng)過(guò)程開(kāi)始期間，集 成的設(shè)施存在凈蒸汽需求以及電力需求。能夠理解，為了維持集成的設(shè)施的電力需求，熱電 聯(lián)產(chǎn)設(shè)備的燃?xì)廨啓C(jī)需要以接近其基本負(fù)載(base load)的值運(yùn)行。換句話說(shuō)，盡可能快地 使熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)以滿足待啟動(dòng)或正在啟動(dòng)的集成的設(shè)施的動(dòng)力系統(tǒng)需 求。這導(dǎo)致熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備的熱回收蒸汽發(fā)生器在前期承受非常高的熱負(fù)載。然而，因?yàn)闆](méi)有 流體或沒(méi)有足夠的流體從正在啟動(dòng)的集成設(shè)施輸入、用以在蒸汽蒸發(fā)器的上游帶走足夠的 熱回收蒸汽發(fā)生器熱負(fù)荷，例如在蒸汽蒸發(fā)器的上游被過(guò)熱的輸入過(guò)程蒸汽不足，因此例 如由于過(guò)熱器過(guò)干或供應(yīng)不足、以及位于蒸汽蒸發(fā)器下游的熱交換設(shè)備和鍋爐給送水或冷 凝水加熱器或經(jīng)濟(jì)器承受太高溫度，因而熱回收蒸汽發(fā)生器的機(jī)械完整性可能存在風(fēng)險(xiǎn)。 盡管過(guò)熱器和其他熱交換設(shè)備可以在機(jī)械方面設(shè)計(jì)成承受當(dāng)干運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的高溫，但是其將付 出資金的代價(jià)。此外，由于沒(méi)有從蒸汽蒸發(fā)器的上游的熱膨脹煙氣移除足夠的熱量，因此在 蒸汽蒸發(fā)器中將產(chǎn)生更多蒸汽，從而可能超過(guò)蒸汽蒸發(fā)器的液壓限度。上述問(wèn)題可能出現(xiàn) 在熱回收蒸汽發(fā)生器的上游部分一一比如第一較高壓力蒸汽蒸發(fā)器或鍋爐的上游的過(guò)熱 部段中一一以及熱回收蒸汽發(fā)生器的下游部分一一例如第一蒸汽蒸發(fā)器的下游、第二較低 壓力蒸汽蒸發(fā)器或鍋爐的上游的過(guò)熱或經(jīng)濟(jì)部段。
[0013] 當(dāng)在正常運(yùn)行期間集成的設(shè)施中存在異常時(shí)會(huì)發(fā)生類似的問(wèn)題，導(dǎo)致極大的減少 了從集成設(shè)施輸入的、用于在位于蒸汽蒸發(fā)器上游的所述一個(gè)或更多個(gè)過(guò)熱器或其他熱交 換器設(shè)備中加熱或過(guò)熱的流體。再次，其可以導(dǎo)致過(guò)熱器可能過(guò)干或供應(yīng)不足、其他熱交換 設(shè)備的過(guò)熱、或鍋爐給送水或冷凝水預(yù)熱器或經(jīng)濟(jì)器以太高溫度運(yùn)行，以及超過(guò)蒸汽蒸發(fā) 器的液壓限度。
[0014] 盡管，在過(guò)程異常期間，可以使氣體膨脹式渦輪停機(jī)以降低熱回收蒸汽發(fā)生器上 的熱負(fù)荷，但是該方法通常是不理想的，因?yàn)閷?duì)于氣體膨脹式渦輪和熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備來(lái)說(shuō)，穩(wěn) 定的基本負(fù)載是優(yōu)選的，例如如果集成的設(shè)施基于全部或大部分以電運(yùn)行的動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì) (即由電動(dòng)馬達(dá)而非在集成的設(shè)施中的汽輪機(jī)提供原動(dòng)力，例如用來(lái)驅(qū)動(dòng)栗、壓縮機(jī)、鼓風(fēng) 機(jī)等）的話，從產(chǎn)生電能的觀點(diǎn)來(lái)看即是這樣。能夠理解，在集成的設(shè)施中直接使用蒸汽作 為原動(dòng)力（即在汽輪機(jī)中直接地用于驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)設(shè)備）的情況下，與采用電力動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)的 情況相比，氣體膨脹式渦輪和熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備的基本負(fù)載運(yùn)行穩(wěn)定以及熱回收蒸汽發(fā)生器上 的熱負(fù)載穩(wěn)定以確保穩(wěn)定的蒸汽產(chǎn)生將同樣重要，如果不是更重要的話。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 期望有這樣的運(yùn)行熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備的方法以及熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備:該熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備配置 成用以解決在啟動(dòng)期間、或由于輸入蒸汽流減少而導(dǎo)致的過(guò)程異常所造成的、在熱回收蒸 汽發(fā)生器的蒸汽蒸發(fā)器的上游移除的熱量不足的問(wèn)題，而不必使熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備的氣體膨脹 式渦輪停機(jī)。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種運(yùn)行熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備(CHP設(shè)備）的方法，該熱電 聯(lián)產(chǎn)設(shè)備包括熱煙氣發(fā)生器，該熱煙氣發(fā)生器產(chǎn)生熱煙氣，所述熱煙氣隨后在熱回收蒸汽 發(fā)生器(HRSG)中通過(guò)一系列冷卻步驟被冷卻以回收熱量并且產(chǎn)生蒸汽，該熱回收蒸汽發(fā)生 器包括:位于熱煙氣發(fā)生器的下游的蒸汽蒸發(fā)器、以及位于熱煙氣發(fā)生器與蒸汽蒸發(fā)器之 間的至少一個(gè)蒸汽過(guò)熱器，該蒸汽過(guò)熱器配置成在熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備正常運(yùn)行狀態(tài)下至少使輸 入至熱回收蒸汽發(fā)生器中的蒸汽過(guò)熱，所述方法包括：
[0017] 當(dāng)由于沒(méi)有足夠質(zhì)量流量的輸入蒸汽輸入至蒸汽過(guò)熱器而導(dǎo)致在熱煙氣發(fā)生器 的下游、蒸汽蒸發(fā)器的上游的熱煙氣中移除的熱量不足、以至于蒸汽過(guò)熱器的下游的熱煙 氣溫度將上升或提高至預(yù)定限度或預(yù)定限度以上時(shí)，通過(guò)將鍋爐給送水或冷凝水注入蒸汽 過(guò)熱器內(nèi)的蒸汽中或被給送至蒸汽過(guò)熱器的蒸汽中來(lái)使所述蒸汽急冷，以在蒸汽過(guò)熱器中 產(chǎn)生蒸汽，由此使從熱煙氣移除的熱量增加，并且因此降低蒸汽過(guò)熱器的下游的熱煙氣溫 度。
[0018] 所述方法可以包括對(duì)由于急冷使在蒸汽過(guò)熱器中產(chǎn)生的蒸汽中的至少一部分進(jìn) 一步過(guò)熱。
[0019] 蒸汽過(guò)熱器也可以使來(lái)自蒸汽蒸發(fā)器的蒸汽過(guò)熱。
[0020] 輸入蒸汽可以來(lái)自與熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備在蒸汽方面集成的任何設(shè)施，集成程度至少為 該蒸汽集成的設(shè)施將蒸汽輸出至熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備(CHP設(shè)備），該熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備包 括：
[0022] 熱煙氣發(fā)生器，所述熱煙氣發(fā)生器至產(chǎn)生熱煙氣；
[0023]熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)，該熱回收蒸汽發(fā)生器位于熱煙氣發(fā)生器的下游以通過(guò) 一系列的冷卻步驟對(duì)熱煙氣進(jìn)行冷卻來(lái)回收熱量并且產(chǎn)生蒸汽，該熱回收蒸汽發(fā)生器包 括:位于熱煙氣發(fā)生器下游的蒸汽蒸發(fā)器、以及位于熱煙氣發(fā)生器與蒸汽蒸發(fā)器之間的至 少一個(gè)蒸汽過(guò)熱器，該蒸汽過(guò)熱器與輸入蒸汽的供給源流動(dòng)連通以至少使輸入蒸汽過(guò)熱； 以及
[0024] 急冷設(shè)施，該急冷設(shè)施與蒸汽過(guò)熱器流動(dòng)連通并且與鍋爐給送水或冷凝水的供給 源流動(dòng)連通，該急冷設(shè)施配置成通過(guò)將鍋爐給送水或冷凝水注入蒸汽過(guò)熱器內(nèi)的蒸汽中或 被給送至蒸汽過(guò)熱器的蒸汽中來(lái)使所述蒸汽急冷，以在蒸汽過(guò)熱器中產(chǎn)生蒸汽，由此使從 熱煙氣移除的熱量增加，并且因此降低蒸汽過(guò)熱器的下游的熱煙氣的溫度。
[0025] 蒸汽過(guò)熱器也可以與蒸汽蒸發(fā)器流動(dòng)連通以使由蒸汽蒸發(fā)器產(chǎn)生的蒸汽過(guò)熱。
[0026] 輸入蒸汽的供給源可以由與熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備蒸汽集成的任何設(shè)施限定或提供，集成 程度至少為該蒸汽集成的設(shè)施配置成將蒸汽輸出至熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備。
[0027] 急冷設(shè)施可配置成：當(dāng)由于沒(méi)有足夠質(zhì)量流量的輸入蒸汽輸入至蒸汽過(guò)熱器而導(dǎo) 致在熱煙氣發(fā)生器的下游、蒸汽蒸發(fā)器的上游的熱煙氣中移除的熱量不足、以至于蒸汽過(guò) 熱器下游的熱煙氣溫度將上升或提高至預(yù)定限度或預(yù)定限度之上時(shí)，對(duì)蒸汽過(guò)熱器內(nèi)的蒸 汽或被給送至蒸汽過(guò)熱器的蒸汽進(jìn)行急冷。
[0028] 所述預(yù)定限度可以是下述溫度:在所述溫度以上熱回收蒸汽發(fā)生器的機(jī)械完整性 開(kāi)始受到威脅或者在所述溫度以上會(huì)超過(guò)蒸汽蒸發(fā)器的液壓限度。
[0029] 在本說(shuō)明書(shū)中，認(rèn)為"鍋爐給送水"是從外部源一一例如從與熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備集成的 烴合成設(shè)施一一向熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備供給的鍋爐給送品質(zhì)的水，而認(rèn)為"冷凝水"指的是從熱電 聯(lián)產(chǎn)設(shè)備內(nèi)供給的鍋爐給送品質(zhì)的水，例如鍋爐給送品質(zhì)的水的重復(fù)利用，或熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè) 備內(nèi)的蒸汽冷凝水的重復(fù)利用。盡管鍋爐給送水的規(guī)格在設(shè)施與設(shè)施之間可以不同，但是 本領(lǐng)域技術(shù)人員了解在特定蒸汽產(chǎn)生（即溫度和壓力)應(yīng)用中使水適合用作鍋爐給送水的 最低要求。
[0030] 在本說(shuō)明書(shū)中，過(guò)程裝置或過(guò)程步驟的相對(duì)位置(例如上游或下游)是相對(duì)于從熱 煙氣發(fā)生器朝向從熱回收蒸汽發(fā)生器釋放冷卻后的煙氣(通常通過(guò)煙肉排放至大氣）的熱 煙氣流動(dòng)方向給定的。換句話說(shuō)，相對(duì)位置也沿著熱煙氣的持續(xù)降低的溫度分布、通常從熱 (超過(guò)460°C)降至足夠冷，即，冷到在工業(yè)規(guī)模上進(jìn)行進(jìn)一步熱回收是不經(jīng)濟(jì)的。還應(yīng)該理 解的是，從熱煙氣發(fā)生器至冷卻的煙氣被釋放的位置的熱煙氣流動(dòng)可以主要是水平的或主 要是豎向的、或者水平和豎向流動(dòng)的組合。
[0031] 由于沒(méi)有足夠的質(zhì)量流量的輸入蒸汽輸入至蒸汽過(guò)熱器而導(dǎo)致在熱煙氣發(fā)生器 的下游、蒸汽蒸發(fā)器的上游的熱煙氣中移除的熱量不足、以至于蒸汽過(guò)熱器的下游的熱煙 氣溫度將上升或提高至預(yù)定限度或預(yù)定限度之上，可能發(fā)生在與熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備集成的設(shè) 施、例如比如氣制油費(fèi)托烴合成設(shè)施或甲醇合成設(shè)施之類的烴合成設(shè)施的啟動(dòng)期間。
[0032] 另外，由于沒(méi)有足夠質(zhì)量流量的輸入蒸汽輸入至蒸汽過(guò)熱器而導(dǎo)致在熱煙氣發(fā)生 器的下游、蒸汽發(fā)生器的上游的熱煙氣中移除的熱量不足、以至于蒸汽過(guò)熱器的下游的熱 煙氣溫度將上升或提高至預(yù)定限度或預(yù)定限度之上，可能發(fā)生在與熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備集成的設(shè) 施、例如比如氣制油費(fèi)托烴合成設(shè)施或甲醇合成設(shè)施之類的烴合成設(shè)施的過(guò)程異常期間。
[0033] 熱煙氣發(fā)生器通常呈至少一個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)施的形式，所述至少一個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)包括 燃燒室以及氣體膨脹式渦輪或渦輪膨脹器，烴燃料在該燃燒室中燃燒，在燃燒室中產(chǎn)生的 熱燃燒氣體通過(guò)該氣體膨脹式渦輪或渦輪膨脹器而膨脹。燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)施可以產(chǎn)生溫度為至 少460°C、優(yōu)選地至少480 °C、更優(yōu)選地至少500 °C、例如大約501°C的膨脹的熱煙氣。通常，膨 脹的熱煙氣溫度不大于大約560°C。
[0034] 能夠理解，熱膨脹煙氣的溫度由燃燒室中的溫度以及膨脹式渦輪的設(shè)計(jì)來(lái)確定。
[0035] 氣體膨脹式渦輪(一個(gè)或多個(gè))可以以驅(qū)動(dòng)的方式連接至一個(gè)或更多個(gè)壓縮機(jī)、例 如一個(gè)或更多個(gè)空氣壓縮機(jī)?？諝鈮嚎s機(jī)（一個(gè)或多個(gè))可以設(shè)置成向燃燒室提供壓縮空 氣。替代性地或除此之外，空氣壓縮機(jī)可以設(shè)置成將空氣的一部分輸出至其第三方用戶、例 如將空氣輸出至空氣分離裝置。
[0036] 氣體膨脹式渦輪(一個(gè)或多個(gè))可以以驅(qū)動(dòng)的方式連接至一個(gè)或更多個(gè)發(fā)電機(jī)。
[0037] 除了位于熱煙氣發(fā)生器的下游的蒸汽蒸發(fā)器和位于熱煙氣發(fā)生器與蒸汽蒸發(fā)器 之間的所述至少一個(gè)蒸汽過(guò)熱器之外，熱回收蒸汽發(fā)生器通常還包括其他熱沉，熱量可以 從熱煙氣傳遞至所述其他熱沉。所述其他熱沉可以位于所述蒸汽蒸發(fā)器的下游或所述蒸汽 蒸發(fā)器的上游。
[0038]在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，蒸汽蒸發(fā)器是高壓蒸汽蒸發(fā)器、所述至少一個(gè)蒸汽 過(guò)熱器是高壓蒸汽過(guò)熱器、以及其他熱沉包括中壓(MP)蒸汽過(guò)熱器。在本發(fā)明的該實(shí)施方 式中，中壓蒸汽過(guò)熱器可以位于高壓蒸汽蒸發(fā)器的上游。通常，中壓蒸汽過(guò)熱器位于高壓蒸 汽過(guò)熱器的下游。換句話說(shuō)，熱回收蒸汽發(fā)生器可以包括位于蒸汽蒸發(fā)器的上游、蒸汽過(guò)熱 器的下游、或任何高壓蒸汽過(guò)熱器的下游的中壓蒸汽過(guò)熱器。
[0039]在本說(shuō)明書(shū)中，高壓蒸汽意在指代壓力范圍為大約34巴（g)至大約120巴（g)的蒸 汽。優(yōu)選地，高壓蒸汽的壓力范圍為大約45巴（g)至大約90巴（g)，更優(yōu)選地，壓力范圍為大 約65巴（g)至大約70巴（g)、例如大約66或67巴（g)。
[0040] 在本說(shuō)明書(shū)中，中壓蒸汽意在指代壓力范圍為大約8巴（g)至大約18巴(g)的蒸汽。 優(yōu)選地，中壓蒸汽的壓力范圍為大約8巴（g)至大約16巴（g)，更優(yōu)選地，壓力范圍為大約8巴 (g)至大約12巴（g)、例如大約10巴（g)。
[0041] 在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，蒸汽蒸發(fā)器為低壓蒸汽蒸發(fā)器、蒸汽過(guò)熱器為低壓 蒸汽過(guò)熱器、以及其他熱沉包括中壓蒸汽過(guò)熱器。在本發(fā)明的該實(shí)施方式中，中壓蒸汽過(guò)熱 器通常位于低壓蒸汽蒸發(fā)器的上游。
[0042]在本說(shuō)明書(shū)中，低壓蒸汽意在指代壓力范圍在從大約2巴（g)至大約8巴（g)的蒸 汽。優(yōu)選地，低壓蒸汽的壓力范圍為從大約4巴(g)至大約7巴(g)、更優(yōu)選地壓力范圍為從大 約4巴（g)至大約5巴（g)、例如大約4.5巴（g)。
[0043] 高壓蒸汽過(guò)熱器可以是下游高壓蒸汽過(guò)熱器，其中，熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備包括另一上游 高壓蒸汽過(guò)熱器。因此，上游高壓蒸汽過(guò)熱器一一當(dāng)存在時(shí)一一位于下游高壓蒸汽過(guò)熱器 的上游。
[0044] 能夠理解，熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備可以因此產(chǎn)生處于至少兩種溫度的過(guò)熱的高壓蒸汽。低 溫過(guò)熱高壓蒸汽的范圍可以處于大約380°C至大約550°C之間，優(yōu)選地處于大約400°C至大 約450°C之間，例如大約41TC。因此，該低溫過(guò)熱高壓蒸汽通常由下游高壓蒸汽過(guò)熱器產(chǎn) 生。
[0045]因此，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，蒸汽蒸發(fā)器為高壓蒸汽蒸發(fā)器，并且所述至少 一個(gè)蒸汽過(guò)熱器為高壓蒸汽過(guò)熱器，該高壓蒸汽過(guò)熱器是下游高壓蒸汽過(guò)熱器，其中，熱電 聯(lián)產(chǎn)設(shè)備包括位于下游高壓蒸汽過(guò)熱器的上游的另一上游高壓蒸汽過(guò)熱器，熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備 因此產(chǎn)生處于至少兩種溫度的過(guò)熱的高壓蒸汽。
[0046] 熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備可以輸出低溫過(guò)熱高壓蒸汽，例如被用在與熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備集成的設(shè) 施的吸熱過(guò)程中或輸出至過(guò)熱的高壓蒸汽的另一用戶、例如煉油廠。
[0047] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，低溫過(guò)熱的高壓蒸汽輸出至重整器設(shè)施，在該重整 器設(shè)施中烴給送流--例如天然氣、富含甲烷的氣體或來(lái)自煤氣化器的包含粗制合成氣的 甲烷--在存在所述輸出的過(guò)熱高壓蒸汽的情況下以吸熱的方式重整或以放熱的方式部 分氧化，以提供具有理想的出與0)的比例的合成氣。重整器設(shè)施可以包括自熱重整器、部分 氧化重整器、催化部分氧化重整器或蒸汽甲烷重整器(例如預(yù)重整器、燃料氣燃燒的主重整 器、或由丹麥的Ha 1 dor T〇pS0e A/S (托索普股份公司）提供的Ha 1 dor T〇pS?e交換重整器 (商標(biāo)名）），或者重整器設(shè)施可以是雙級(jí)重整器設(shè)施，包括自熱重整器和氣體加熱蒸汽重整 器，它們例如呈串聯(lián)構(gòu)型，其中來(lái)自自熱重整器的熱合成氣被用于加熱氣體加熱蒸汽重整 器，并且其中氣體加熱蒸汽重整器對(duì)烴流進(jìn)行重整以提供中間的合成氣流，其然后被給送 至自熱重整器以產(chǎn)生合成氣，該合成氣例如用于烴合成。
[0048]替代性地，重整器設(shè)施可以是雙級(jí)重整器設(shè)施，包括自熱重整器和氣體加熱蒸汽 重整器，它們例如呈并聯(lián)構(gòu)型，其中，烴給送流行進(jìn)至并聯(lián)的自熱重整器和氣體加熱蒸汽重 整器，其中來(lái)自自熱重整器的熱合成氣被用于加熱氣體加熱蒸汽重整器，并且其中，來(lái)自自 熱重整器的熱合成氣和來(lái)自氣體加熱蒸汽重整器的合成氣結(jié)合以產(chǎn)生合成氣，該合成氣例 如用于烴合成。
[0049] 高溫過(guò)熱的高壓蒸汽的范圍可以處于大約450°C至大約550°C之間、優(yōu)選地處于大 約470°C至大約520°C之間、例如大約500°C。自然地，高溫過(guò)熱的高壓蒸汽將處于比低溫過(guò) 熱的高壓蒸汽更高的溫度。該高溫過(guò)熱的高壓蒸汽通常由上游高壓蒸汽過(guò)熱器產(chǎn)生。
[0050] 在熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備中，高溫過(guò)熱的高壓蒸汽可以被給送至高壓汽輪機(jī)以產(chǎn)生機(jī)械動(dòng) 力或電。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，高壓汽輪機(jī)由此以驅(qū)動(dòng)的方式連接至發(fā)電機(jī)來(lái)發(fā)電。
[0051] 高壓汽輪機(jī)可以是背壓(即非冷凝)式汽輪機(jī)。
[0052]通常，熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備包括多個(gè)高壓汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)。
[0053] 給送至熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備的高壓汽輪機(jī)的高壓蒸汽與從熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備輸出的高壓蒸 汽的質(zhì)量比可以在從大約〇(即沒(méi)有高壓蒸汽被給送至汽輪機(jī)并且熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備至少輸出 一些高壓蒸汽)至大約1:10的范圍內(nèi)。能夠理解，在過(guò)熱的高壓蒸汽被輸出至重整器設(shè)施的 本發(fā)明的實(shí)施方式中，隨著重整器設(shè)施中的蒸汽需求的降低(例如由于重整器技術(shù)改進(jìn)）， 相對(duì)于從熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備輸出的高壓蒸汽而言，更多蒸汽可以被給送至熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備的高壓 汽輪機(jī)，并且所述質(zhì)量比可以增大。
[0054] 高壓蒸汽過(guò)熱器可以包括至少兩個(gè)高壓蒸汽過(guò)熱器部段，或者當(dāng)存在多于一個(gè)的 高壓蒸汽過(guò)熱器時(shí)，下游高壓蒸汽過(guò)熱器可以包括至少兩個(gè)高壓蒸汽過(guò)熱器部段，例如，兩 組過(guò)熱盤管或管道等，其中一個(gè)高壓蒸汽過(guò)熱器部段是上游高壓蒸汽過(guò)熱器部段，并且另 一高壓蒸汽過(guò)熱器部段是下游高壓蒸汽過(guò)熱器部段。
[0055] 急冷設(shè)施可以與下游高壓蒸汽過(guò)熱器流動(dòng)連通。因此當(dāng)需要時(shí)，液態(tài)水、即鍋爐給 送水或冷凝水可以被輸入下游高壓蒸汽過(guò)熱器中。鍋爐給送水或冷凝水可以注入上游高壓 蒸汽過(guò)熱器部段并且該注入可以避免任何液態(tài)水注入至下游高壓蒸汽過(guò)熱器部段。
[0056] 該方法可以包括將足夠的液態(tài)水、即鍋爐給送水或冷凝水注入高壓蒸汽過(guò)熱器中 以將高壓蒸汽溫度降低至高壓蒸汽的飽和溫度以上5°C至20°C的范圍內(nèi)、例如高壓蒸汽的 飽和溫度以上大約10 °C。
[0057] 在鍋爐給送水或冷凝水注入高壓蒸汽過(guò)熱器期間，緊鄰高壓蒸汽過(guò)熱器的下游的 膨脹的熱煙氣的溫度優(yōu)選地處于大約420°C至大約520°C的范圍中、例如大約429°C。然而， 優(yōu)選地，該方法因此包括將足夠的鍋爐給送水或冷凝水注入至高壓蒸汽過(guò)熱器中以確保緊 鄰高壓蒸汽過(guò)熱器的下游的膨脹的熱煙氣的溫度不大于大約440°C、更優(yōu)選不大于大約430 °C。能夠理解，緊鄰高壓蒸汽過(guò)熱器的下游的膨脹的熱煙氣的溫度可以根據(jù)熱交換設(shè)備的 設(shè)計(jì)機(jī)械限度改變，例如在使用更多耐熱合金的情況下，可以允許溫度升高，例如升高至大 約 800°C。
[0058] 該方法可包括將足夠的鍋爐給送水或冷凝水注入高壓蒸汽過(guò)熱器，以確保通過(guò)高 壓蒸汽過(guò)熱器由注入的鍋爐給送水或冷凝水來(lái)產(chǎn)生的高壓蒸汽的過(guò)熱溫度在從大約380°C 至大約550°C的范圍中，例如大約500°C。
[0059]通常，輸入高壓蒸汽是飽和的高壓蒸汽。輸入高壓蒸汽可以連同來(lái)自高壓蒸汽蒸 發(fā)器的高壓蒸汽一起(根據(jù)具體情況)而被給送至高壓蒸汽過(guò)熱器或下游高壓蒸汽過(guò)熱器。 [0060]在正常運(yùn)行狀態(tài)下，輸入至熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備的高壓蒸汽與高壓蒸汽蒸發(fā)器中產(chǎn)生的 高壓蒸汽的質(zhì)量比可以處于大約1:1至大約17:1的范圍內(nèi)。通常，在正常運(yùn)行狀態(tài)下，輸入 熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備中的高壓蒸汽與高壓蒸汽蒸發(fā)器中產(chǎn)生的高壓蒸汽的質(zhì)量比為大約4:1。
[0061] "正常運(yùn)行狀態(tài)"指的是以下?tīng)顟B(tài):熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備至少滿足其設(shè)計(jì)基本負(fù)載需求， 因此以穩(wěn)態(tài)運(yùn)行，根據(jù)其設(shè)計(jì)基本負(fù)載工藝流程連續(xù)地產(chǎn)生熱和電力。
[0062] 與熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備蒸汽集成的設(shè)施可以是費(fèi)托烴合成設(shè)施。
[0063] 輸入高壓蒸汽可以通過(guò)重整器設(shè)施的廢熱鍋爐產(chǎn)生，在該重整器設(shè)施中烴給送流 被重整以提供重整氣或合成氣。換句話說(shuō)，輸入高壓蒸汽可以通過(guò)冷卻重整氣或合成器而 產(chǎn)生。從其輸入高壓蒸汽的重整器設(shè)施可以與下述重整器設(shè)施是同一重整器設(shè)施：熱電聯(lián) 產(chǎn)設(shè)備向該重整器設(shè)施輸出過(guò)熱的高壓蒸汽以用于重整目的。
[0064] 優(yōu)選地，輸入至熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備中的高壓蒸汽與高壓蒸汽蒸發(fā)器中產(chǎn)生的高壓蒸汽 的質(zhì)量比應(yīng)該盡可能高（即大多數(shù)高壓蒸汽應(yīng)該是被輸入熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備的），并且隨著重整 技術(shù)的發(fā)展允許將更少的高壓蒸汽輸出至重整器設(shè)施，并且因此將相對(duì)更多的高壓蒸汽輸 入至熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備，該比值可以增大。
[0065] 熱回收蒸汽發(fā)生器可以包括位于膨脹的熱煙道氣體發(fā)生器的下游、高壓蒸汽過(guò)熱 器的上游的管道燃燒器。管道燃燒器可以被供以氣態(tài)燃料和/或液體燃料用于補(bǔ)充燃燒。在 運(yùn)行期間，管道燃燒器可以將熱煙氣的溫度提高至從460°C至800°C的溫度范圍，從而實(shí)現(xiàn) 期望的蒸汽過(guò)熱溫度。在臨時(shí)情況下，比如在啟動(dòng)期間或在過(guò)程異常的情況下，管道燃燒器 可用于將熱煙氣的溫度提高至高于在熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備的正常運(yùn)行情況期間其所提高至的溫 度，從而通過(guò)將所述液態(tài)水注入蒸汽蒸發(fā)器的上游的蒸汽過(guò)熱器，能夠產(chǎn)生更多的額外的 蒸汽。
[0066] 熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備可配置成接收輸入中壓蒸汽用于供應(yīng)至中壓蒸汽過(guò)熱器。輸入中壓 蒸汽可以來(lái)自于與熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備集成的設(shè)施、例如運(yùn)行放熱過(guò)程一一比如費(fèi)托烴合成工藝 或甲醇合成工藝一一的設(shè)施。輸入的中壓蒸汽輸入與輸入的高壓蒸汽可以來(lái)自同一設(shè)施。
[0067] 輸入中壓蒸汽可以是飽和的中壓蒸汽。中壓蒸汽可以是通過(guò)冷卻費(fèi)托烴合成反應(yīng) 器產(chǎn)生的所謂的費(fèi)托(FT)蒸汽。
[0068] 所述方法可以包括:將足夠的鍋爐給送水或冷凝水注入高壓蒸汽過(guò)熱器以確保位 于高壓蒸汽蒸發(fā)器的上游的中壓蒸汽過(guò)熱器不承受高于中壓蒸汽過(guò)熱器的溫度設(shè)計(jì)限度 的溫度。優(yōu)選地，中壓蒸汽過(guò)熱器承受的熱煙氣溫度不大于大約440°C、更優(yōu)選地不大于430 Γ。
[0069]位于高壓蒸汽蒸發(fā)器的上游的中壓蒸汽過(guò)熱器可以提供溫度范圍為從大約240°C 至大約350 °C的、優(yōu)選地從大約240 °C至大約330 °C的、例如大約328 °C的過(guò)熱的中壓蒸汽。
[0070]熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備可包括中壓汽輪機(jī)，來(lái)自位于高壓蒸汽蒸發(fā)器的上游的中壓蒸汽過(guò) 熱器的過(guò)熱的中壓蒸汽被給送至該中壓汽輪機(jī)。該中壓汽輪機(jī)可以以驅(qū)動(dòng)的方式連接至發(fā) 電機(jī)。中壓汽輪機(jī)可以是冷凝式汽輪機(jī)。高壓汽輪機(jī)的背壓可以由被給送至中壓汽輪機(jī)的 過(guò)熱的中壓蒸汽的壓力設(shè)定。因此，在熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備中，由高壓汽輪機(jī)產(chǎn)生的排出的過(guò)熱中 壓蒸汽可以與來(lái)自位于高壓蒸汽蒸發(fā)器的上游的中壓蒸汽過(guò)熱器的過(guò)熱中壓蒸汽混合，并 且給送至中壓汽輪機(jī)。
[0071] 通常，熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備包括多個(gè)中壓汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)。可選地，熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備和/或 與熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備集成的設(shè)施、例如烴合成設(shè)施可以包括一個(gè)或更多個(gè)中壓蒸汽驅(qū)動(dòng)的壓縮 機(jī)。換句話說(shuō)，中壓蒸汽可以被用作動(dòng)力流體以驅(qū)動(dòng)熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備中或與熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備集 成的設(shè)施中的壓縮機(jī)或其他旋轉(zhuǎn)裝置(例如栗）。用于所述中壓汽輪機(jī)中的一個(gè)或更多個(gè)中 壓汽輪機(jī)的中壓蒸汽可以是來(lái)自熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備的過(guò)熱中壓蒸汽、來(lái)自與熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備集成 的設(shè)施的飽和中壓蒸汽，或其組合。
[0072] 來(lái)自高壓汽輪機(jī)的仍過(guò)熱的排出的中壓蒸汽的溫度可低于來(lái)自位于高壓蒸汽蒸 發(fā)器上游的中壓蒸汽過(guò)熱器的過(guò)熱中壓蒸汽的溫度。
[0073] 根據(jù)具體情況，高壓汽輪機(jī)或所有高壓汽輪機(jī)一起、以及中壓汽輪機(jī)或所有中壓 汽輪機(jī)一起，可以將尺寸設(shè)定成使得由高壓汽輪機(jī)(一個(gè)或多個(gè))產(chǎn)生的電力與由中壓汽輪 機(jī)(一個(gè)或多個(gè))產(chǎn)生的電力的比值處于從大約1:1至大約1:66的范圍中。由于在本發(fā)明的 至少一些實(shí)施方式中（例如在大量的中壓蒸汽被輸入熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備中的本發(fā)明實(shí)施方式 中）高壓蒸汽流與中壓蒸汽流之間嚴(yán)重的不平衡，因此在這些實(shí)施方式中熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備不 采用接受高壓蒸汽和中壓蒸汽兩者的雙級(jí)高壓汽輪機(jī)，而是采用單獨(dú)的高壓汽輪機(jī)(一個(gè) 或多個(gè))和單獨(dú)的中壓汽輪機(jī)(一個(gè)或多個(gè)）。
[0074] 熱回收蒸汽發(fā)生器可以包括位于高壓蒸汽蒸發(fā)器的下游的中壓蒸汽過(guò)熱器。
[0075] 輸入中壓蒸汽可以被給送至位于高壓蒸汽過(guò)熱器的下游的中壓蒸汽過(guò)熱器。
[0076] 位于高壓蒸汽蒸發(fā)器的下游的中壓蒸汽過(guò)熱器可以提供溫度范圍為從大約210°C 至大約260 °C的、例如大約244 °C的中壓蒸汽。
[0077]熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備可配置成將過(guò)熱的中壓蒸汽從位于高壓蒸汽蒸發(fā)器的下游的中壓 蒸汽過(guò)熱器輸出。來(lái)自位于高壓蒸汽蒸發(fā)器下游的中壓蒸汽過(guò)熱器的過(guò)熱的中壓蒸汽可以 輸出至與熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備集成的設(shè)施，例如與熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備集成的費(fèi)托烴合成設(shè)備的產(chǎn)品后 處理部段。
[0078] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，在熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備的正常運(yùn)行狀態(tài)和與熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備 蒸汽集成的氣制油費(fèi)托烴合成設(shè)施的正常運(yùn)行狀態(tài)（即設(shè)計(jì)工藝流程的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行)下，來(lái)自 位于高壓蒸汽蒸發(fā)器的下游的中壓蒸汽過(guò)熱器的過(guò)熱的中壓蒸汽的一部分被給送至位于 高壓蒸汽蒸發(fā)器的上游的中壓蒸汽過(guò)熱器，以用在中壓汽輪機(jī)(一個(gè)或多個(gè)）中，并且來(lái)自 位于高壓蒸汽蒸發(fā)器的下游的中壓蒸汽過(guò)熱器的過(guò)熱的中壓蒸汽的一部分被輸出。換句話 說(shuō)，在該實(shí)施方式中，過(guò)熱的中壓蒸汽的一部分用于發(fā)電而一部分被輸出。
[0079] 然而，通常情況下，來(lái)自位于高壓蒸汽蒸發(fā)器的下游的中壓蒸汽過(guò)熱器的大部 分一一如果不是全部的話一一過(guò)熱的中壓蒸汽被給送至位于高壓蒸汽蒸發(fā)器的上游的中 壓蒸汽過(guò)熱器。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，在熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備的正常運(yùn)行狀態(tài)和與熱電聯(lián) 產(chǎn)設(shè)備蒸汽集成的氣制油費(fèi)托設(shè)施的正常運(yùn)行狀態(tài)（即設(shè)計(jì)工藝流程的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行)下，來(lái)自 位于高壓蒸汽蒸發(fā)器的下游的中壓蒸汽蒸發(fā)器的基本所有的過(guò)熱中壓蒸汽都被給送至位 于高壓蒸汽蒸發(fā)器的上游的中壓蒸汽過(guò)熱器，用于在中壓汽輪機(jī)(一個(gè)或多個(gè)）中使用。換 句話說(shuō)，在該實(shí)施方式中，過(guò)熱的中壓蒸汽不被輸出而完全被用于發(fā)電。
[0080] 熱回收蒸汽發(fā)生器可以包括位于高壓蒸汽蒸發(fā)器的下游的低壓（LP)蒸汽蒸發(fā)器 以產(chǎn)生低壓蒸汽。通常，低壓蒸汽發(fā)生器位于中壓蒸汽過(guò)熱器的下游，該中壓蒸汽過(guò)熱器也 位于高壓蒸汽蒸發(fā)器的下游。
[0081] 熱回收蒸汽發(fā)生器可以包括位于低壓蒸汽蒸發(fā)器的上游的低壓蒸汽過(guò)熱器。低壓 蒸汽過(guò)熱器可以在高壓蒸汽蒸發(fā)器與位于高壓蒸汽蒸發(fā)器的下游的中壓蒸汽過(guò)熱器之間。 [0082]低壓蒸汽過(guò)熱器可以提供從大約200°C至大約260°C的溫度范圍中的、例如大約 251°C的過(guò)熱低壓蒸汽。
[0083]在熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備中，過(guò)熱的低壓蒸汽因此可以被給送至低壓汽輪機(jī)或被給送至多 級(jí)中壓汽輪機(jī)的低壓級(jí)。因此，中壓汽輪機(jī)可以是多級(jí)的、例如雙級(jí)汽輪機(jī)。優(yōu)選地，在熱電 聯(lián)產(chǎn)設(shè)備中過(guò)熱的低壓蒸汽用于發(fā)電。在優(yōu)選實(shí)施方式中，過(guò)熱的低壓蒸汽被給送至所述 雙級(jí)蒸汽中壓汽輪機(jī)的低壓級(jí)，該雙級(jí)蒸汽中壓汽輪機(jī)主要接收過(guò)熱中壓蒸汽。
[0084] 給送至中壓汽輪機(jī)的低壓蒸汽與給送至中壓汽輪機(jī)的中壓蒸汽的質(zhì)量比可以處 于從大約1:1至大約1:28的范圍中。
[0085] 如以上指出的，中壓汽輪機(jī)可以是冷凝式汽輪機(jī)。類似地，當(dāng)代替多級(jí)中壓汽輪機(jī) 設(shè)置低壓汽輪機(jī)時(shí)，低壓汽輪機(jī)可以是冷凝式汽輪機(jī)。來(lái)自中壓汽輪機(jī)(和/或所述低壓汽 輪機(jī)，如果存在的話)的蒸汽可以例如通過(guò)使用空氣冷凝器在真空下被冷凝。
[0086]低壓蒸汽蒸發(fā)器可以設(shè)計(jì)成產(chǎn)生至少覆蓋從大約2巴（g)至大約18巴（g)的壓力范 圍的蒸汽，并且該低壓蒸汽蒸發(fā)器設(shè)置有控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)能夠選擇性地設(shè)定成對(duì) 低壓蒸汽蒸發(fā)器的壓力進(jìn)行控制，使得通過(guò)低壓蒸汽蒸發(fā)器產(chǎn)生在所述從2巴（g)至18巴 (g)的壓力范圍內(nèi)的低壓蒸汽或者中壓蒸汽。
[0087]能夠理解，該不常見(jiàn)或非常規(guī)地較大的壓力范圍，使得能夠在熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備的正 常運(yùn)行狀態(tài)期間產(chǎn)生低壓蒸汽，并且在當(dāng)沒(méi)有中壓蒸汽或沒(méi)有足夠的中壓蒸汽輸入熱電聯(lián) 產(chǎn)設(shè)備期間一一例如在與熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備集成的設(shè)施、比如氣制油費(fèi)托烴合成設(shè)施的啟動(dòng)期 間--產(chǎn)生中壓蒸汽。
[0088]因此，該方法包括：當(dāng)沒(méi)有中壓蒸汽或沒(méi)有足夠的中壓蒸汽輸入至中壓蒸汽過(guò)熱 器以確保中壓蒸汽過(guò)熱器的安全運(yùn)行時(shí)、并且/或者當(dāng)在中壓蒸汽過(guò)熱器中過(guò)熱的輸入中 壓蒸汽不能滿足存在的對(duì)于輸出中壓蒸汽的需求時(shí)、并且/或者當(dāng)輸入中壓蒸汽不能滿足 熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備中存在的對(duì)于中壓蒸汽的需求時(shí)，以大約8巴（g)至大約18巴（g)之間的范圍 中的運(yùn)行壓力運(yùn)行低壓蒸汽蒸發(fā)器，以產(chǎn)生中壓蒸汽來(lái)使中壓蒸汽過(guò)熱器濕潤(rùn)并且/或者 至少在一定程度上滿足對(duì)于中壓蒸汽的所述需求;并且之后，當(dāng)足夠的中壓蒸汽從熱電聯(lián) 產(chǎn)設(shè)備的外部被輸入至中壓蒸汽過(guò)熱器以確保中壓蒸汽過(guò)熱器的安全運(yùn)行時(shí)、并且/或者 當(dāng)在中壓蒸汽過(guò)熱器中過(guò)熱然后被輸出的輸入中壓蒸汽滿足了對(duì)于輸出中壓蒸汽的任何 需求時(shí)、并且/或者當(dāng)不再存在對(duì)于中壓蒸汽的輸出的需求時(shí)，并且/或者當(dāng)輸入中壓蒸汽 至少在一定程度上滿足了熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備中對(duì)于中壓蒸汽的需求時(shí)，將低壓蒸汽蒸發(fā)器的運(yùn) 行壓力降至在大約2巴（g)與大約8巴（g)之間的范圍中的壓力，由此產(chǎn)生低壓蒸汽。
[0089]因此，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，蒸汽蒸發(fā)器是產(chǎn)生高壓蒸汽的高壓蒸汽蒸發(fā) 器，所述至少一個(gè)蒸汽過(guò)熱器時(shí)高壓蒸汽過(guò)熱器，所述中壓蒸汽過(guò)熱器使輸入中壓蒸汽過(guò) 熱，并且熱回收蒸汽發(fā)生器包括位于高壓蒸汽蒸發(fā)器下游的低壓(LP)蒸汽蒸發(fā)器以產(chǎn)生低 壓蒸汽，該方法包括，當(dāng)沒(méi)有中壓蒸汽或沒(méi)有足夠的中壓蒸汽被輸入中壓蒸汽過(guò)熱器以確 保中壓蒸汽過(guò)熱器的安全運(yùn)行時(shí)、并且/或者當(dāng)在中壓蒸汽過(guò)熱器中過(guò)熱的輸入中壓蒸汽 不能滿足存在的對(duì)于輸出中壓蒸汽的需求時(shí)、并且/或者當(dāng)輸入中壓蒸汽不能滿足熱電聯(lián) 產(chǎn)設(shè)備中存在的對(duì)于中壓蒸汽的需求時(shí)，以大約8巴（g)至大約18巴（g)之間的范圍中的運(yùn) 行壓力運(yùn)行低壓蒸汽蒸發(fā)器，以產(chǎn)生中壓蒸汽來(lái)使中壓蒸汽過(guò)熱器濕潤(rùn)并且/或者至少在 一定程度上滿足對(duì)于中壓蒸汽的所述需求;并且之后，當(dāng)足夠的中壓蒸汽從熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備 的外部被輸入至中壓蒸汽過(guò)熱器以確保中壓蒸汽過(guò)熱器的安全運(yùn)行時(shí)，并且/或者當(dāng)在中 壓蒸汽過(guò)熱器中過(guò)熱然后被輸出的輸入中壓蒸汽滿足了對(duì)于輸出中壓蒸汽的任何需求時(shí)， 并且/或者當(dāng)不再存在對(duì)于中壓蒸汽的輸出的需求時(shí)，并且/或者當(dāng)輸入中壓蒸汽至少在一 定程度上滿足了熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備中對(duì)于中壓蒸汽的需求時(shí)，將低壓蒸汽蒸發(fā)器的運(yùn)行壓力降 至在大約2巴（g)與大約8巴（g)之間的范圍中的壓力，由此產(chǎn)生低壓蒸汽。
[0090]該方法可以包括：當(dāng)由于沒(méi)有足夠質(zhì)量流量的輸入蒸汽輸入至高壓蒸汽過(guò)熱器而 導(dǎo)致在熱煙氣發(fā)生器的下游、高壓蒸汽蒸發(fā)器的上游的熱煙氣中移除的熱量不足、以至于 高壓蒸汽過(guò)熱器下游的熱煙氣的溫度將上升或提高至預(yù)定限度或預(yù)定限度之上時(shí)，將來(lái)自 低壓蒸汽蒸發(fā)器的蒸汽給送至位于高壓蒸汽蒸發(fā)器的上游的中壓蒸汽過(guò)熱器。來(lái)自低壓蒸 汽蒸發(fā)器的蒸汽可以經(jīng)由位于高壓蒸汽蒸發(fā)器的下游的低壓蒸汽過(guò)熱器被給送。
[0091 ]替代性地或除此之外，來(lái)自低壓蒸汽蒸發(fā)器的蒸汽可以經(jīng)由位于高壓蒸汽蒸發(fā)器 的下游的中壓蒸汽過(guò)熱器被給送。
[0092]當(dāng)?shù)蛪赫羝舭l(fā)器產(chǎn)生中壓蒸汽時(shí)，一些中壓蒸汽可以被降壓以提供低壓蒸汽。 在啟動(dòng)期間產(chǎn)生的低壓蒸汽可以用于加熱、蒸汽伴熱和其他通常的低壓蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)用 途。然而通常，由于在啟動(dòng)期間最初所能獲得的中壓蒸汽甚至不足以驅(qū)動(dòng)一個(gè)中壓汽輪機(jī)， 因此最初低壓蒸汽將不被用于中壓汽輪機(jī)。因此在啟動(dòng)期間可能需要排放低壓蒸汽。
[0093]熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備可配置成使高壓蒸汽降壓以提供中壓蒸汽。其在與熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備集 成的設(shè)施、例如氣制油費(fèi)托烴合成設(shè)施啟動(dòng)期間，或在與熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備集成的設(shè)施的過(guò)程 異常期間是需要的。因此，在低壓蒸發(fā)器中產(chǎn)生中壓蒸汽補(bǔ)充滿足了與熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備集成 的設(shè)施的任何啟動(dòng)中壓蒸汽需求，從而緩解在這種集成設(shè)施的正常啟動(dòng)期間對(duì)于高壓蒸汽 蒸發(fā)器的蒸汽產(chǎn)生要求。能夠理解，在低壓蒸汽蒸發(fā)器中產(chǎn)生中壓蒸汽降低了對(duì)于使高壓 蒸汽降溫以提供中壓蒸汽的需求，因此能夠在啟動(dòng)期間更高效的利用蒸汽。
[0094]與在低壓蒸汽蒸發(fā)器中僅產(chǎn)生低壓蒸汽相比，在低壓蒸汽蒸發(fā)器中產(chǎn)生中壓蒸汽 還有利于使得能夠在啟動(dòng)期間更快地由高壓汽輪機(jī)產(chǎn)生電力，因?yàn)槟軌蛟诟虝r(shí)間內(nèi)獲得 更多的高壓蒸汽用于高壓汽輪機(jī)(一個(gè)或多個(gè)）。
[0095]通常，高壓汽輪機(jī)明顯小于中壓汽輪機(jī)。因此，人們會(huì)期望一個(gè)或更多個(gè)高壓汽輪 機(jī)是在啟動(dòng)期間第一批發(fā)電的汽輪機(jī)。與低壓蒸汽蒸發(fā)器中僅產(chǎn)生低壓蒸汽相比，在低壓 蒸汽蒸發(fā)器中產(chǎn)生中壓蒸汽還有利于使得能夠在啟動(dòng)期間更快地由一個(gè)或更多個(gè)中壓汽 輪機(jī)產(chǎn)生電力，因?yàn)樵谥袎赫羝_(kāi)始被輸入至熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備之前，能夠在更短時(shí)間內(nèi)獲得 更多的中壓蒸汽用于中壓汽輪機(jī)(一個(gè)或多個(gè)）。
[0096]該方法可包括在與熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備集成的設(shè)施啟動(dòng)期間，將低壓蒸汽蒸發(fā)器的控制 壓力設(shè)定成足夠高以產(chǎn)生中壓蒸汽的壓力，例如大約12巴(g)。
[0097]該方法可以包括，一旦能夠獲得足夠的輸入中壓蒸汽來(lái)驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)中壓汽輪 機(jī)，則將低壓蒸汽蒸發(fā)器的控制壓力降低至適于產(chǎn)生低壓蒸汽的壓力、例如4.5巴(g)，并且 將輸入中壓蒸汽和由熱回收蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的低壓蒸汽給送至多級(jí)中壓汽輪機(jī)。因而，該 方法可包括排出或冷凝來(lái)自低壓蒸汽蒸發(fā)器的蒸汽，直至低壓蒸汽蒸發(fā)器的壓力已經(jīng)減小 至低壓蒸汽設(shè)定點(diǎn)壓力，然后將低壓蒸汽給送至中壓汽輪機(jī)的低壓級(jí)。由低壓蒸汽蒸發(fā)器 產(chǎn)生的中壓蒸汽可以被排出至與熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備集成的設(shè)施的低壓蒸汽集管中，例如與熱電 聯(lián)產(chǎn)設(shè)備集成的氣制油費(fèi)托烴合成設(shè)備的低壓蒸汽集管。有利地，以該方式，在中壓蒸汽排 出期間不會(huì)損失冷凝水，而是回收到與熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備集成的設(shè)施的低壓蒸汽系統(tǒng)中。
[0098] 通常，將鍋爐給送水或冷凝水栗送至低壓蒸汽蒸發(fā)器以調(diào)節(jié)低壓蒸汽蒸發(fā)器的蒸 汽罐中的水位。因此，熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備可以包括供給栗，以將冷凝水(和/或鍋爐給送水)栗送 至低壓蒸汽蒸發(fā)器。供給栗可以具有變速驅(qū)動(dòng)器，以使得供給栗能夠隨著低壓蒸汽蒸發(fā)器 中蒸汽產(chǎn)生的增加或減少、并且響應(yīng)于低壓蒸汽蒸發(fā)器中的壓力改變而改變冷凝水或鍋爐 給送水的流率，從而調(diào)節(jié)低壓蒸汽蒸發(fā)器的罐中的水位。
[0099] 熱回收蒸汽發(fā)生器通常包括至少一個(gè)經(jīng)濟(jì)器或冷凝水或鍋爐給送水預(yù)熱器，以預(yù) 熱將被給送至高壓蒸汽蒸發(fā)器和/或低壓蒸汽蒸發(fā)器的冷凝水或鍋爐給送水。
[0100] 經(jīng)濟(jì)器(一個(gè)或多個(gè))通常接收來(lái)自中壓汽輪機(jī)的冷凝器的冷凝水。通常，在穩(wěn)態(tài) 運(yùn)行期間，考慮到高壓蒸汽和/或中壓蒸汽被輸入至熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備中并且隨后在熱電聯(lián)產(chǎn) 設(shè)備中冷凝，熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備不需要鍋爐給送水或冷凝水補(bǔ)充。
[0101] 與熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備集成的、至少在蒸汽方面集成的設(shè)施可以是高壓蒸汽和/或中壓 蒸汽的凈產(chǎn)出者。相反，熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備通常是高壓和/或中壓蒸汽的凈消耗者。
[0102] 熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備可配置成通過(guò)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的汽輪機(jī)來(lái)產(chǎn)生由熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)生的 全部電力的至少40%、優(yōu)選至少50%、更優(yōu)選地至少55%、最優(yōu)選至少60%。因此，可以主要 地一一如果不是全部的話一一通過(guò)驅(qū)動(dòng)一個(gè)或更多個(gè)發(fā)電機(jī)，并且/或者驅(qū)動(dòng)其他旋轉(zhuǎn)裝 置、比如空氣壓縮機(jī)的一個(gè)或更多個(gè)所述氣體膨脹式渦輪來(lái)產(chǎn)生電力需求的差額。
[0103] 熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備可以替代性地或額外配置成通過(guò)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的汽輪機(jī)來(lái)產(chǎn)生電能， 被配置成通過(guò)直接蒸汽驅(qū)動(dòng)器(例如通過(guò)汽輪機(jī)壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)器)來(lái)產(chǎn)生機(jī)械能。
[0104] 可選地，熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備可配置成由一個(gè)或更多個(gè)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生盈余電力，其盈余電 力可以被輸出至第三方用戶。
【附圖說(shuō)明】
[0105] 現(xiàn)在將參照示意圖和示例以示例的方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述。
[0106] 在附圖中，
[0107] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備；以及
[0108] 圖2示出了在以下情況中對(duì)于在圖1的熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備的熱回收蒸汽發(fā)生器中加熱 的介質(zhì)(蒸汽或冷凝水)而言的熱回收（以MW為單位)與溫度變化（以°C為單位)的圖表、以及 (熱回收蒸汽發(fā)生器中管道燃燒器的下游)膨脹的熱煙氣一一熱量從該膨脹熱煙氣被回收 至圖1的熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備的熱回收蒸汽發(fā)生器中一一的溫度分布的圖表，該情況為:在與熱電 聯(lián)產(chǎn)設(shè)備集成的費(fèi)托烴合成設(shè)備啟動(dòng)期間，根據(jù)本發(fā)明的方法對(duì)高壓蒸汽過(guò)熱器進(jìn)行急 冷。
【具體實(shí)施方式】
[0109] 參照附圖的圖1，附圖標(biāo)記10總體上指示了根據(jù)本發(fā)明的熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備。在圖1中 所示的本發(fā)明的實(shí)施方式中，熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10與每天96000桶的氣制油費(fèi)托烴合成設(shè)備或 設(shè)施(未示出)在蒸汽方面集成。
[0110] 費(fèi)托烴合成設(shè)施是常規(guī)的并且包括熱交換重整器(HER)、鼓泡漿態(tài)費(fèi)托烴合成反 應(yīng)器和產(chǎn)品后處理(work up)部段，該熱交換重整器(HER)、例如HaldorT〇pS0e交換重整 器(商標(biāo)名）形成合成氣生成部段的一部分，在該合成氣生成部段中，烴給送流一一例如天 然氣--與氧氣和蒸汽一起燃燒以重整氣體，重整氣通常處于大約900°C至1100°C，重整氣 的冷卻產(chǎn)生飽和高壓蒸汽;該鼓泡漿態(tài)費(fèi)托烴合成反應(yīng)器形成烴合成部段的一部分，在該 烴合成部段中產(chǎn)生一些（a slate of)烴，反應(yīng)器的冷卻產(chǎn)生飽和中壓蒸汽（所謂的FT蒸 汽）；該產(chǎn)品后處理部段用以將產(chǎn)生的這些烴分離并提升品質(zhì)，這些在附圖中都未示出。為 了實(shí)現(xiàn)對(duì)基于標(biāo)準(zhǔn)蒸汽的動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)且有效的替代方案，選擇全電氣設(shè)計(jì)用于與 熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10集成的氣制油的設(shè)施，借助于熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10中的工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)和汽輪機(jī) 發(fā)電機(jī)使用聯(lián)合循環(huán)(Bray ton&Rankine循環(huán))技術(shù)。
[0111] 熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10包括呈燃燒室12形式的熱煙氣發(fā)生器、氣體膨脹式渦輪14以及機(jī) 械地聯(lián)接至氣體膨脹式渦輪14的空氣壓縮機(jī)42,從而空氣壓縮機(jī)42被氣體膨脹式渦輪14驅(qū) 動(dòng)。氣體膨脹式渦輪14布置成排氣至總體上由附圖標(biāo)記16指示的熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG) 中。
[0112] 熱回收蒸汽發(fā)生器16包括相對(duì)于熱煙氣的水平流動(dòng)而言從其上游端至其下游端 以串聯(lián)的方式設(shè)置的管道燃燒器18、上游高壓蒸汽過(guò)熱器20、下游高壓蒸汽過(guò)熱器22、上游 中壓蒸汽過(guò)熱器24、高壓蒸汽蒸發(fā)器26、上游冷凝水預(yù)熱器或經(jīng)濟(jì)器28、低壓蒸汽過(guò)熱器 30、下游中壓蒸汽過(guò)熱器32、冷凝水預(yù)熱器或經(jīng)濟(jì)器34、低壓蒸汽蒸發(fā)器36、下游冷凝水預(yù) 熱器或經(jīng)濟(jì)器38和煙氣煙肉40,以將冷卻的煙氣排放至大氣中，如箭頭174所示。
[0113] 熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10還包括以驅(qū)動(dòng)的方式連接至發(fā)電機(jī)46的高壓汽輪機(jī)44、以驅(qū)動(dòng)的 方式連接至發(fā)電機(jī)50的雙級(jí)（dual stage)冷凝中壓汽輪機(jī)48、空氣冷凝器52、冷凝水罐54 和高壓冷凝水閃蒸罐56。還設(shè)置有冷凝水栗57、58、60和62。
[0114]在圖1中可以看到，下游高壓蒸汽過(guò)熱器22包括下游高壓蒸汽過(guò)熱器部段22.1和 上游高壓蒸汽過(guò)熱器部段22.2。因此，下游高壓蒸汽過(guò)熱器22包括兩個(gè)單獨(dú)的且不同的熱 交換部段22.1、22.2，所述部段22.1、22.2各自包括一組熱傳遞元件，比如盤管或管道。 [0115]燃料管路100通向燃燒室12,而進(jìn)氣管路102通向空氣壓縮機(jī)42。管道燃燒器18還 設(shè)置有燃料管路106。
[0116]來(lái)自高壓蒸汽蒸發(fā)器26(事實(shí)上來(lái)自高壓蒸汽蒸發(fā)器26的蒸汽罐）的高壓蒸汽管 路108結(jié)合至高壓蒸汽輸入管路110。過(guò)熱的高壓蒸汽輸出管路112從下游高壓蒸汽過(guò)熱器 22引出。高壓汽輪機(jī)給送管路114從過(guò)熱的高壓蒸汽輸出管路112分支出來(lái)，并且通向上游 高壓蒸汽過(guò)熱器20，然后從上游高壓蒸汽過(guò)熱器20引至高壓汽輪機(jī)44。
[0117]中壓蒸汽輸入管路116通向下游中壓蒸汽過(guò)熱器32。過(guò)熱的中壓蒸汽輸出管路118 從下游中壓蒸汽過(guò)熱器32引出。中壓汽輪機(jī)給送管路120從過(guò)熱的中壓蒸汽輸出管路118分 支出來(lái)，并且通向上游中壓蒸汽過(guò)熱器24,并從上游中壓蒸汽過(guò)熱器24引至中壓汽輪機(jī)48。 中壓汽輪機(jī)給送管路120在上游中壓蒸汽過(guò)熱器24與中壓汽輪機(jī)48之間被高壓汽輪機(jī)排氣 管路122接入。
[0118] 低壓蒸汽管路124從低壓蒸汽蒸發(fā)器36(事實(shí)上從低壓蒸汽蒸發(fā)器36的蒸汽罐）弓丨 至低壓蒸汽過(guò)熱器30并且從低壓蒸汽過(guò)熱器30引至中壓汽輪機(jī)48的低壓級(jí)。
[0119] 中壓汽輪機(jī)排氣管路126從中壓汽輪機(jī)48引至空氣冷凝器52。冷凝水管路128從空 氣冷凝器52經(jīng)由冷凝水栗57通向冷凝水罐54并且從冷凝水罐54經(jīng)由冷凝水栗60通向經(jīng)濟(jì) 器38,并且進(jìn)入低壓蒸汽蒸發(fā)器36。冷凝水輸出管路132也從冷凝水罐54經(jīng)由冷凝水栗58引 出。
[0120]冷凝水管路130從低壓蒸汽蒸發(fā)器36經(jīng)由冷凝水栗62通向經(jīng)濟(jì)器34,并且從經(jīng)濟(jì) 器34引至經(jīng)濟(jì)器28，然后進(jìn)入高壓蒸汽蒸發(fā)器26。
[0121] 低壓蒸汽蒸發(fā)器36具有排放管路134,高壓蒸汽蒸發(fā)器26具有排放管路 136。排放 管路136通向高壓冷凝水閃蒸罐56,從該高壓冷凝水閃蒸罐56引出排放蒸汽輸出管路138和 排放冷凝水輸出管路140。
[0122] 低壓蒸汽管路124在低壓蒸汽過(guò)熱器30之前設(shè)置有具有閥144的低壓蒸汽排出管 路142,并且在低壓蒸汽過(guò)熱器30之后設(shè)置有具有閥148的低壓蒸汽排出管路146。
[0123] 具有閥152的蒸汽輸送管路150在低壓蒸汽管路124(從低壓蒸汽蒸發(fā)器36與低壓 蒸汽過(guò)熱器30之間）至中壓蒸汽輸入管路116之間延伸。類似地，具有閥156的蒸汽輸送管路 154從過(guò)熱的低壓蒸汽管路124(從低壓蒸汽過(guò)熱器30與中壓汽輪機(jī)48之間）引至過(guò)熱的中 壓蒸汽輸出管路118。
[0124] 具有閥160的蒸汽輸送管路158從高壓蒸汽管路108引至中壓蒸汽輸入管路116。
[0125] 具有閥164的急冷管路162在下游高壓蒸汽過(guò)熱器部段22.1與上游高壓蒸汽過(guò)熱 器部段22.2之間通向下游高壓蒸汽過(guò)熱器22。因此，急冷管路162將冷凝水作為急冷液供給 至高壓蒸汽過(guò)熱器部段22.2，而不供給至高壓蒸汽過(guò)熱器部段22.1。
[0126] 如圖所示，熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10用于產(chǎn)生熱量（以蒸汽的形式)和動(dòng)力，以機(jī)械動(dòng)力或 電的形式。由氣體膨脹式渦輪14驅(qū)動(dòng)的空氣壓縮機(jī)42用于向燃燒室12提供處于大約12巴 (g)的壓縮空氣。因此，在正常使用和穩(wěn)態(tài)運(yùn)行期間，通常由與熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10集成的費(fèi)托 烴合成設(shè)備提供的費(fèi)托廢氣和富含甲烷的氣體的混合物（以低位熱值(LHV)計(jì)大約715MW) 通過(guò)燃料管路100給送至燃燒室12,在該燃燒室12中混合物在存在通過(guò)空氣壓縮機(jī)42給送 的空氣的情況下以大約11巴（g)的壓力和高溫(遠(yuǎn)超l〇〇〇°C)燃燒。熱的燃燒氣體通過(guò)氣體 膨脹式渦輪14膨脹至大致大氣壓力，其中，氣體膨脹式渦輪14進(jìn)而驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)42通過(guò) 進(jìn)氣管路102吸入環(huán)境空氣。在圖1中所示的實(shí)施方式中，幾乎3000噸/小時(shí)的空氣被壓縮至 大約12巴（g)的壓力并且給送至燃燒室12。盡管在圖1中未示出，但是氣體膨脹式渦輪14也 以機(jī)械的方式聯(lián)接至發(fā)電機(jī)，從而產(chǎn)生大約244MW的電能。
[0127] 來(lái)自氣體膨脹式渦輪14的熱煙氣以大約501°C的溫度離開(kāi)氣體膨脹式渦輪14。
[0128] 管道燃燒器18用于進(jìn)一步加熱來(lái)自氣體膨脹式渦輪14的熱煙氣。管道燃燒器18使 富含甲烷的氣體和通過(guò)燃料管路106供給的（大約6.5噸/小時(shí))液體燃料的混合物燃燒。當(dāng) 使用管道燃燒時(shí)，該管道燃燒使熱煙氣的溫度達(dá)到大約526Γ。
[0129] 對(duì)熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10的效率做出重要貢獻(xiàn)的是高壓蒸汽系統(tǒng)和中壓蒸汽系統(tǒng)兩者 的過(guò)熱程度。通常，將熱量轉(zhuǎn)化為過(guò)熱比用來(lái)產(chǎn)生蒸汽更高效。僅來(lái)自氣體膨脹式渦輪14的 熱煙氣的溫度沒(méi)有高到足以實(shí)現(xiàn)期望的過(guò)熱程度，例如在圖示的實(shí)施方式中，對(duì)于過(guò)熱的 高壓蒸汽而言期望的過(guò)熱程度是大約200°C。因此，需要通過(guò)管道燃燒器18的補(bǔ)充燃燒來(lái)提 高熱煙氣的溫度，從而提供足夠大的溫度驅(qū)動(dòng)力以實(shí)現(xiàn)對(duì)于高壓蒸汽的期望的過(guò)熱程度。
[0130] 通過(guò)管道燃燒器18的補(bǔ)充燃燒還給出了以下額外優(yōu)點(diǎn)：在與熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10蒸汽 集成的氣制油的費(fèi)托烴合成設(shè)備或設(shè)施的跳閘（trip)和異常狀態(tài)期間，保持熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備 10的基本負(fù)載。這是通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)的：調(diào)制管道燃燒器18的燃燒能力，以便提高過(guò)熱蒸 汽(高壓和中壓和/或低壓蒸汽）的過(guò)熱程度，或者以便當(dāng)需要時(shí)通過(guò)使用本發(fā)明提供的急 冷設(shè)施產(chǎn)生更多蒸汽。管道燃燒器18還用作熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10中或與熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10集成的 所述烴合成設(shè)施中可能存在的任何過(guò)剩的過(guò)程廢氣的匯總部。通過(guò)管道燃燒器18進(jìn)行補(bǔ)充 燃燒的另一重要的特征是其提供了在氣體膨脹式渦輪14的跳閘期間熱回收蒸汽發(fā)生器16 的有效性的提高。通過(guò)管道燃燒器18進(jìn)行的補(bǔ)充燃燒在燃?xì)廨啓C(jī)14的跳閘期間通過(guò)允許新 鮮空氣的進(jìn)氣（圖1中未示出）可保持熱回收蒸汽發(fā)生器16運(yùn)行，即熱回收蒸汽發(fā)生器16可 因而作為獨(dú)立燃燒式過(guò)熱器運(yùn)行。通常，在啟動(dòng)期間不需要通過(guò)管道燃燒器18進(jìn)行補(bǔ)充燃 燒;通過(guò)管道燃燒器18的補(bǔ)充燃燒僅在正常運(yùn)行期間實(shí)施。
[0131] 然后，如圖2中所示(其反映了與熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10集成的費(fèi)托烴合成設(shè)備的啟動(dòng)期 間的情況），熱煙氣在熱回收蒸汽發(fā)生器16中以一系列冷卻步驟被冷卻，直至其以大約122 °C的范圍的溫度通過(guò)煙氣煙囪40排放至大氣為止。在圖2中，使用了與圖1中所使用的相同 的附圖標(biāo)記來(lái)標(biāo)識(shí)熱回收蒸汽發(fā)生器16的熱交換單元的運(yùn)行。
[0132] 再次參照附圖的圖1，在本發(fā)明的內(nèi)容中重要的是，大約400噸/小時(shí)的處于大約68 巴（g)的壓力的飽和高壓蒸汽從費(fèi)托烴合成設(shè)施一一更具體地從費(fèi)托烴合成設(shè)施的重整器 的廢熱鍋爐一一通過(guò)高壓蒸汽輸入管路110輸入。管路110中輸入的飽和高壓蒸汽與由高壓 蒸汽蒸發(fā)器26產(chǎn)生的經(jīng)由高壓蒸汽管路108的大約110噸/小時(shí)的飽和高壓蒸汽結(jié)合。然后 所有結(jié)合在一起的飽和高壓蒸汽在下游高壓蒸汽過(guò)熱器22中過(guò)熱至超過(guò)400°C、例如大約 425°C的溫度。然后，來(lái)自下游高壓蒸汽過(guò)熱器22的過(guò)熱的高壓蒸汽的一部分通過(guò)如以166 所示的注入冷凝水而減溫(attemperized)或部分地降溫(desuperheated)，并且以大約411 °C的溫度和大約67巴（g)的壓力輸出。在圖1中所示的實(shí)施方式中，通過(guò)高壓蒸汽輸出管路 112輸出的蒸汽被給送至與該熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10集成的費(fèi)托烴合成設(shè)施的重整器。
[0133] 來(lái)自下游高壓蒸汽過(guò)熱器22的過(guò)熱的高壓蒸汽的另一部分如以168指示的通過(guò)冷 凝水被減溫或部分地降溫至大約419°C的溫度，并且在上游高壓蒸汽過(guò)熱器20中進(jìn)一步過(guò) 熱至大約500°C的溫度。然后，大約50噸/小時(shí)的處于66巴（g)的高壓蒸汽以500°C的溫度通 過(guò)高壓汽輪機(jī)給送管路114給送至高壓汽輪機(jī)44,以通過(guò)發(fā)電機(jī)46產(chǎn)生大約4.9MW的電。高 壓汽輪機(jī)44是背壓汽輪機(jī)，其中，汽輪機(jī)44的背壓由通過(guò)中壓汽輪機(jī)給送管路120被給送至 中壓汽輪機(jī)48的中壓蒸汽的壓力來(lái)設(shè)定。因此，通過(guò)高壓汽輪機(jī)排氣管路122將處于大約10 巴(g)的壓力和大約301°C的溫度的背壓中壓蒸汽給送至中壓汽輪機(jī)給送管路120。
[0134] 處于大約11巴（g)的壓力的飽和中壓蒸汽通過(guò)中壓蒸汽輸入管路116輸入至熱電 聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10中。在圖1中所示的實(shí)施方式中，通過(guò)對(duì)與該熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10集成的費(fèi)托烴合成 設(shè)施的費(fèi)托烴合成反應(yīng)器進(jìn)行冷卻來(lái)產(chǎn)生飽和中壓蒸汽。一般來(lái)說(shuō)，輸入大約1700噸/小時(shí) 的中壓蒸汽。
[0135] 輸入中壓蒸汽、即所謂的費(fèi)托或FT蒸汽，首先在下游中壓蒸汽過(guò)熱器32中過(guò)熱至 大約244°C的溫度。如果需要，或在與該熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10集成的費(fèi)托烴合成設(shè)施的啟動(dòng)期 間，來(lái)自下游中壓蒸汽過(guò)熱器32的過(guò)熱的中壓蒸汽可以通過(guò)中壓蒸汽輸出管路118被輸出， 例如輸出至與該熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10集成的費(fèi)托烴合成設(shè)施的產(chǎn)品后處理部段(如果需要的話 如以172所示的用冷凝水減溫）。然而，通常在正常運(yùn)行期間，來(lái)自下游中壓蒸汽過(guò)熱器32的 所有過(guò)熱的中壓蒸汽在上游中壓蒸汽過(guò)熱器24中被進(jìn)一步過(guò)熱至大約328°C的溫度，與管 路122中的高壓汽輪機(jī)背壓排氣中壓蒸汽混合，并且以大約327°C的溫度給送至中壓汽輪機(jī) 48，以通過(guò)發(fā)電機(jī)50產(chǎn)生大約325MW的電。
[0136] 上游高壓蒸汽過(guò)熱器20將熱煙氣的溫度從大約526°C降低至大約523°C，下游高壓 蒸汽過(guò)熱器22將熱煙氣的溫度從大約523°C降低至大約429°C，上游中壓蒸汽過(guò)熱器24將熱 煙氣的溫度從大約429°C降低至344°C，并且高壓蒸汽蒸發(fā)器26進(jìn)一步降低熱煙氣的溫度至 大約297°C。
[0137] 如上所述，中壓汽輪機(jī)48是雙級(jí)冷凝式汽輪機(jī)，接收中壓蒸汽和低壓蒸汽兩者。來(lái) 自中壓汽輪機(jī)48的排氣蒸汽因此通過(guò)中壓汽輪機(jī)排氣管路126給送至空氣冷凝器52,在空 氣冷凝器52處通過(guò)使用環(huán)境空氣作為冷卻介質(zhì)將蒸汽冷凝至大約0.14巴(g)的壓力和大約 52°C的溫度。通過(guò)空氣冷凝器52提供大致1810噸/小時(shí)的冷凝水并且通過(guò)冷凝水栗57和冷 凝水管路128將所述冷凝水栗送至冷凝水罐54。通過(guò)冷凝水栗58和冷凝水輸出管路132從熱 電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10輸出大致1580噸/小時(shí)的冷凝水。在圖示的實(shí)施方式中，冷凝水被輸出至與該 熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10集成的烴合成設(shè)施的冷凝水系統(tǒng)。
[0138] 在正常運(yùn)行期間，通過(guò)冷凝水栗60和冷凝水管路128將大致229噸/小時(shí)的處于大 約6.5巴（g)的壓力的冷凝水栗送至經(jīng)濟(jì)器38。在經(jīng)濟(jì)器38中，冷凝水溫度上升至大約151 °C，之后冷凝水被給送至以大約4.5巴（g)的壓力運(yùn)行的低壓蒸汽蒸發(fā)器36中。低壓蒸汽蒸 發(fā)器36產(chǎn)生大約62噸/小時(shí)的處于大約45巴（g)的壓力的飽和低壓蒸汽。該飽和低壓蒸汽通 過(guò)低壓蒸汽管路124移除并且在低壓蒸汽過(guò)熱器30中過(guò)熱至大約251°C的溫度。然后，過(guò)熱 低壓蒸汽通過(guò)過(guò)熱低壓蒸汽管路124給送至雙級(jí)中壓汽輪機(jī)48的低壓級(jí)。
[0139] 高壓冷凝水栗62將大約166噸/小時(shí)的處于大約70巴（g)的壓力的冷凝水通過(guò)冷凝 水管路130從低壓蒸汽蒸發(fā)器36朝向高壓蒸汽蒸發(fā)器26栗送。該冷凝水首先在經(jīng)濟(jì)器34中 被加熱至大約186°C的溫度，并且然后在經(jīng)濟(jì)器28中被加熱至大約280°C的溫度。
[0140] 大致56噸/小時(shí)的溫度大約為186°C的冷凝水被取出以用作降溫或減溫水或者以 用作水急冷，如170所不。
[0141] 如以上闡述的，高壓蒸汽蒸發(fā)器26產(chǎn)生大致110噸/小時(shí)的處于大約68巴（g)的壓 力的飽和高壓蒸汽。高壓蒸汽蒸發(fā)器26將熱煙氣溫度降低至大約297°C。之后，經(jīng)濟(jì)器28將 熱煙氣溫度降低至大約283°C，低壓蒸汽過(guò)熱器30將熱煙氣溫度降低至大約279°C，下游中 壓蒸汽過(guò)熱器32將熱煙氣溫度降低至大約212°C，經(jīng)濟(jì)器34將熱煙氣溫度降低至大約206 °C，低壓蒸汽蒸發(fā)器36將熱煙氣溫度降低至大約168°C，并且經(jīng)濟(jì)器38將熱煙氣溫度進(jìn)一步 降低至大約140°C，在煙囪40中進(jìn)行煙氣的最后冷卻，然后煙氣被釋放至大氣。對(duì)在經(jīng)濟(jì)器 38中冷凝水的預(yù)熱進(jìn)行控制以保持煙囪排氣氣體安全地處于計(jì)算出的酸和水的露點(diǎn)（dew point)以上，即通常在110°C以上。
[0142] 以常規(guī)的方式，來(lái)自低壓蒸汽蒸發(fā)器36的鍋爐水即冷凝水(0.6噸/小時(shí))可以通過(guò) 排放管路134被排放，并且來(lái)自高壓蒸汽蒸發(fā)器26的鍋爐水（即冷凝水）（大約1.1噸/小時(shí)） 可以通過(guò)排放管路136、高壓冷凝水閃蒸罐56、排放蒸汽輸出管路138和排放冷凝水管路140 被排放。
[0143] 如根據(jù)熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10的上述描述應(yīng)明顯的是，由通過(guò)氣體膨脹式渦輪14產(chǎn)生 的、以及在本發(fā)明的某些實(shí)施方案中由管道燃燒器18產(chǎn)生的膨脹的熱煙氣包含的大部分顯 熱在經(jīng)濟(jì)器28的上游被移除，即通過(guò)上游高壓蒸汽過(guò)熱器20、下游高壓蒸汽過(guò)熱器22、上游 中壓蒸汽過(guò)熱器24和高壓蒸汽蒸發(fā)器26被移除。換句話說(shuō)，熱回收蒸汽發(fā)生器16的所有這 些部件或部段為熱煙氣提供了明顯的熱沉作用。顯著地，該熱沉作用的主要部分通過(guò)高壓 蒸汽蒸發(fā)器26上游的輸入高壓蒸汽和輸入中壓蒸汽的過(guò)熱來(lái)提供。能夠理解，高壓蒸汽(經(jīng) 由高壓蒸汽輸入管路110)或中壓蒸汽(經(jīng)由中壓蒸汽輸入管路116)的輸入中的任何中斷有 可能導(dǎo)致熱回收蒸汽發(fā)生器16中的嚴(yán)重問(wèn)題，特別是在以下情況下：熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10在管 道燃燒的情況下以其設(shè)計(jì)能力運(yùn)行、以便為其一個(gè)或更多個(gè)使用者提供基本負(fù)載的機(jī)械動(dòng) 力和電產(chǎn)出。
[0144] 在與該熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10集成的氣制油的費(fèi)托烴合成設(shè)施或設(shè)備啟動(dòng)期間，費(fèi)托烴 合成設(shè)施存在對(duì)電能和蒸汽的基本需求(即需要為費(fèi)托烴合成設(shè)施供給電能和蒸汽），并且 其因此理想的是盡可能快地以滿設(shè)計(jì)能力運(yùn)行熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10。然而，遺憾的是，在集成的 費(fèi)托烴合成設(shè)施啟動(dòng)期間，沒(méi)有足夠的高壓蒸汽輸入，特別是沒(méi)有足夠的來(lái)自集成的費(fèi)托 烴合成設(shè)施的中壓蒸汽的輸入以在高壓蒸汽蒸發(fā)器26的上游接收其常規(guī)熱載荷。這有可能 導(dǎo)致熱回收蒸汽發(fā)生器16損壞以及/或者危及人員。例如，如果沒(méi)有蒸汽或沒(méi)有足夠的蒸汽 提供至過(guò)熱器20、22和24,那么上游高壓蒸汽過(guò)熱器20、或下游高壓蒸汽過(guò)熱器22、或上游 中壓蒸汽過(guò)熱器24的機(jī)械完整性可能有危險(xiǎn)，從而導(dǎo)致熱交換器零件或表面的過(guò)熱。此外， 當(dāng)過(guò)熱器20、22和24沒(méi)有從高壓蒸汽蒸發(fā)器26上游的膨脹的熱煙氣移除足夠的熱量時(shí)，與 高壓蒸汽蒸發(fā)器26中的鍋爐給送水或冷凝水交換熱量的煙氣將處于比正常情況更高的溫 度、例如大致高于344°C，從而導(dǎo)致高壓蒸汽蒸發(fā)器26中產(chǎn)生更多的高壓蒸汽。這會(huì)導(dǎo)致超 過(guò)高壓蒸汽蒸發(fā)器26的液壓限度并且可能導(dǎo)致高壓蒸汽蒸發(fā)器26的損壞。由于超過(guò)高壓蒸 汽蒸發(fā)器26的液壓限度意味著進(jìn)入高壓蒸汽蒸發(fā)器26中的熱通量大于正常情況，并且因此 在高壓蒸汽蒸發(fā)器26中產(chǎn)生比高壓蒸汽蒸發(fā)器26的設(shè)計(jì)產(chǎn)生量更多的高壓蒸汽。能夠理 解，這會(huì)導(dǎo)致高壓蒸汽蒸發(fā)器26的機(jī)械損傷和/或熱損傷從而會(huì)導(dǎo)致致命的失效。
[0145] 此外，當(dāng)熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10和與該熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10集成的費(fèi)托烴設(shè)施各自以其自身 的設(shè)計(jì)能力正常運(yùn)行、并且費(fèi)托烴合成設(shè)施中存在突然的過(guò)程異常、從而向熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備 10輸入高壓蒸汽和/或輸入中壓蒸汽存在突然的下降時(shí)，存在損壞過(guò)熱器20、22和24以及高 壓蒸汽蒸發(fā)器26中的一者或更多者的風(fēng)險(xiǎn)。簡(jiǎn)而言之，在與該熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10集成的費(fèi)托 烴合成設(shè)施的啟動(dòng)期間、以及在與該熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10集成的費(fèi)托烴合成設(shè)施的過(guò)程異常期 間，由于在所述情況下可能沒(méi)有足夠質(zhì)量流量的高壓蒸汽和/或中壓蒸汽輸入至過(guò)熱器20、 22和24,所以在熱回收蒸汽發(fā)生器16的至少某些部分或區(qū)域中、特別是經(jīng)濟(jì)器28的上游需 要保護(hù)熱回收蒸汽發(fā)生器16免受太高的煙氣溫度影響。
[0146] 有利地，當(dāng)由于輸入至高壓蒸汽過(guò)熱器20、22的輸入高壓蒸汽的質(zhì)量流量減小、而 導(dǎo)致在氣體膨脹式渦輪14和管道燃燒器18的下游、高壓蒸汽蒸發(fā)器26的上游沒(méi)有足夠的熱 量從熱煙氣移除、以至于高壓蒸汽過(guò)熱器22的下游的熱煙氣的溫度上升至預(yù)定限度或預(yù)定 限度以上、從而威脅熱回收蒸汽發(fā)生器16的機(jī)械完整性(并且特別是上游中壓蒸汽過(guò)熱器 24的機(jī)械完整性）、或者以至于可能超過(guò)高壓蒸汽蒸發(fā)器26的液壓限度時(shí)，通過(guò)以受控的方 式打開(kāi)急冷管路122中的閥164而將急冷水注入上游高壓蒸汽過(guò)熱器部段22.2。急冷水的品 位足以使其能夠用作鍋爐給送水、即適于產(chǎn)生蒸汽的水，并且可以例如是來(lái)自熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè) 備10的冷凝水，并且特別可以是在170處取出的減溫水的一部分。減溫水已經(jīng)處于70巴（g) 的壓力并且可因此很容易被噴至將下游高壓蒸汽過(guò)熱器部段22.1連接至上游高壓蒸汽過(guò) 熱器部段22.2的流動(dòng)管路中。
[0147] 將急冷水注入上游高壓蒸汽過(guò)熱器部段22.2中的目的是產(chǎn)生更多蒸汽并且從而 保持緊鄰上游中壓蒸汽過(guò)熱器24的上游的熱煙氣的溫度低于上游中壓蒸汽過(guò)熱器24的機(jī) 械設(shè)計(jì)限度，并且確保足夠的蒸汽流動(dòng)通過(guò)上游高壓蒸汽過(guò)熱器部段22.2和上游高壓蒸汽 過(guò)熱器20，以保護(hù)這些熱交換器避免溫度過(guò)高。重要的是，作為急冷水注入的冷凝水不僅用 于使高壓蒸汽減溫，而且還用于產(chǎn)生大量額外的高壓蒸汽，這是考慮到為了在從熱煙氣移 除熱量不足的時(shí)期從熱煙氣移除大量的熱量，以保護(hù)熱交換設(shè)備(其形成熱回收蒸汽發(fā)生 器16的部分)免于過(guò)高的溫度。
[0148] 如附圖的圖2中所示，當(dāng)閥162打開(kāi)并且急冷水被注入下游高壓過(guò)熱器部段22.1與 上游高壓蒸汽過(guò)熱器部段22.2之間時(shí)，由高壓蒸汽蒸發(fā)器26產(chǎn)生的高壓蒸汽連同所有可以 獲得的輸入高壓蒸汽一起，仍然在下游高壓蒸汽過(guò)熱器部段22.1從285°C被過(guò)熱至425°C， 之后過(guò)熱的高壓蒸汽被急冷至大約294°C、即降低至在高壓蒸汽的飽和溫度以上大約10°C。 然后，過(guò)熱的高壓蒸汽在上游高壓蒸汽過(guò)熱器部段22.2中再次進(jìn)一步過(guò)熱至大約460°C的 溫度。然后，過(guò)熱的高壓蒸汽減溫至大約419°C并且然后在上游高壓蒸汽過(guò)熱器20中再次加 熱至介于480°C至大約550°C的范圍中的溫度，如圖2中所示。以此方式，在不需要?dú)怏w膨脹 式渦輪14停機(jī)或中斷管道燃燒的情況下，為上游高壓蒸汽過(guò)熱器20設(shè)置了足夠的蒸汽以避 免其干運(yùn)轉(zhuǎn)，保護(hù)下游高壓蒸汽過(guò)熱器22和上游中壓蒸汽過(guò)熱器24免受溫度過(guò)高的熱煙氣 影響，并且保護(hù)高壓蒸汽蒸發(fā)器26免于液壓過(guò)載。因此，在與該熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10集成的費(fèi)托 烴合成設(shè)施啟動(dòng)期間以及在集成的費(fèi)托烴合成設(shè)施中過(guò)程異常期間，設(shè)置用于上游高壓蒸 汽過(guò)熱器部段22.2的急冷設(shè)施能夠在確保氣體膨脹式渦輪14的基本負(fù)載運(yùn)行的同時(shí)保持 熱回收蒸汽發(fā)生器16在其設(shè)計(jì)參數(shù)內(nèi)。
[0149] 可以以多種方式控制將急冷水(冷凝水)注入上游高壓蒸汽過(guò)熱器部段22.2中的 過(guò)程。一種可能性是(通過(guò)使用閥164)改變急冷水的注入以控制從上游高壓蒸汽過(guò)熱器部 段22.2離開(kāi)的高壓蒸汽的離開(kāi)溫度，通常將其控制至高于高壓蒸汽的飽和溫度的設(shè)定溫 度。另一種可能性是調(diào)節(jié)急冷水的注入以控制上游中壓蒸汽過(guò)熱器24上游的熱煙氣溫度， 或控制從高壓蒸汽過(guò)熱器20離開(kāi)的高壓蒸汽的溫度。也可以使用這些控制策略的組合。
[0150] 能夠理解，根據(jù)熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備的熱回收蒸汽發(fā)生器的特定構(gòu)型，在高壓蒸汽蒸發(fā) 器的下游也存在對(duì)于保護(hù)的類似需要。然而，其未通過(guò)圖1中所示的熱回收蒸汽發(fā)生器16示 出，但是應(yīng)指出的是，根據(jù)本發(fā)明的位于高壓蒸汽蒸發(fā)器的下游的急冷設(shè)施也可以用于保 護(hù)高壓蒸汽蒸發(fā)器的下游的熱交換設(shè)備。
[0151] 有利地并且不尋常地，熱回收蒸汽發(fā)生器16包括位于高壓蒸汽蒸發(fā)器26的上游位 置的上游中壓蒸汽過(guò)熱器24。上游中壓蒸汽過(guò)熱器24是除下游中壓蒸汽過(guò)熱器32之外的熱 交換器。通過(guò)使用兩個(gè)中壓蒸汽過(guò)熱器24、32-一一者在高壓蒸汽蒸發(fā)器26的下游并且一 者在高壓蒸汽蒸發(fā)器26的上游一一可以實(shí)現(xiàn)意想不到的優(yōu)點(diǎn)。輸入中壓蒸汽在下游中壓蒸 汽過(guò)熱器32中被過(guò)熱至不高于250°C的溫度，并且然后在上游中壓蒸汽過(guò)熱器24中被過(guò)熱 至遠(yuǎn)高于250°C的溫度。相對(duì)于常規(guī)的熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備而言，由于上游中壓蒸汽過(guò)熱器32的存 在，中壓蒸汽能達(dá)到更高的過(guò)熱溫度，這增加了中壓蒸汽對(duì)能量產(chǎn)出的貢獻(xiàn)。然而，能夠理 解，由于該結(jié)構(gòu)，由熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10能量產(chǎn)出與常規(guī)的熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備相比更容易遭受輸入 中壓蒸汽的損失。然而，通過(guò)將所有獲得的過(guò)熱高壓蒸汽（即不需要用于輸出目的的過(guò)熱高 壓蒸汽）給送至高壓汽輪機(jī)44,至少在一定程度上緩解了該潛在的問(wèn)題。有利地，與WO 2007/009951中教示的方法相比，熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10不需要昂貴的熱交換器來(lái)使中壓蒸汽通 過(guò)與過(guò)熱高壓蒸汽熱交換而過(guò)熱。
[0152]通過(guò)使用管道燃燒器18來(lái)產(chǎn)生過(guò)熱度更高的高壓氣體、可能結(jié)合高壓蒸汽過(guò)熱器 部段22.2的急冷以提供過(guò)熱度更高的高壓蒸汽、然后使其中一些高壓蒸汽降壓以提供中壓 蒸汽，也能夠在一定程度上緩解輸入中壓蒸汽減少對(duì)于能量產(chǎn)出造成的不利效果。
[0153]分別在高壓蒸汽蒸發(fā)器26的上游和下游設(shè)置的中壓蒸汽蒸發(fā)器24、32降低了（通 過(guò)高壓蒸汽蒸發(fā)器26)產(chǎn)生高壓蒸汽的能力，以換取提高中壓蒸汽品位(即中壓蒸汽的更高 的過(guò)熱溫度）。例如，通過(guò)使用所描述的熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10的布置，中壓蒸汽品位可以從大約 0.172MW/噸提高至大約0.212MW/噸。在熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10圖示并且在以下更詳細(xì)的描述的示 例中，在設(shè)置兩個(gè)中壓蒸汽過(guò)熱器24、32的情況下，與在高壓蒸汽蒸發(fā)器的上游不使用中壓 蒸汽過(guò)熱器的熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備相比，高壓過(guò)熱蒸汽產(chǎn)生的電力減少大約76%，然而總電力產(chǎn) 出增加大約4.7%。該布置的其他益處包括:高壓蒸汽產(chǎn)生能力減小大約54.6%，這意味著 高壓蒸汽產(chǎn)生設(shè)備比如高壓蒸汽蒸發(fā)器26、高壓冷凝水或鍋爐給送水栗、以及高壓蒸汽過(guò) 熱器20和22的成本更低；以及與經(jīng)濟(jì)器和過(guò)熱器相關(guān)聯(lián)的熱傳遞面積減小大約5%。該比較 是基于最小接近溫度(minimum approach temperature)為15°C進(jìn)行的。能夠理解，如果該 比較基于最大中壓汽輪機(jī)排氣濕度、例如按重量計(jì)12%的中壓汽輪機(jī)排氣濕度而不是冷凝 器的最小接近溫度，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)將更大。
[0154] 在熱回收蒸汽發(fā)生器16中使用低壓蒸汽蒸發(fā)器36是不常見(jiàn)的。盡管，在熱電聯(lián)產(chǎn) 設(shè)備10處于正常運(yùn)行狀態(tài)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行期間，低壓蒸汽蒸發(fā)器36產(chǎn)生處于大約4.5巴（g)的低 壓蒸汽，但是低壓蒸汽蒸發(fā)器36被設(shè)計(jì)成產(chǎn)生以下壓力范圍的蒸汽:該壓力范圍與熱電聯(lián) 產(chǎn)設(shè)備10中的低壓蒸汽的壓力范圍和中壓蒸汽的壓力范圍兩者都交疊。因此，當(dāng)沒(méi)有中壓 蒸汽或沒(méi)有足夠的中壓蒸汽通過(guò)中壓蒸汽輸入管路116輸入熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10中時(shí)，例如在 與該熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10集成的費(fèi)托烴合成設(shè)施啟動(dòng)期間，低壓蒸汽蒸發(fā)器36設(shè)定成產(chǎn)生壓力 大約為11.5巴（g)的中壓蒸汽。該中壓蒸汽中的至少一些中壓蒸汽可以通過(guò)蒸汽輸送管路 150和閥152被給送至下游中壓蒸汽過(guò)熱器32。以此方式，即便當(dāng)沒(méi)有中壓蒸汽或沒(méi)有足夠 的中壓蒸汽輸入時(shí)，下游中壓蒸汽過(guò)熱器32以及更重要地、上游中壓蒸汽過(guò)熱器24可以通 過(guò)中壓蒸汽被濕潤(rùn)。
[0155] 在圖2中，示出了下述情況:其中來(lái)自低壓蒸汽蒸發(fā)器36的中壓蒸汽被給送至低壓 蒸汽過(guò)熱器30(該低壓蒸汽過(guò)熱器30當(dāng)前用作中壓蒸汽過(guò)熱器），但是來(lái)自低壓蒸汽過(guò)熱器 30的幾乎全部過(guò)熱的中壓蒸汽隨后經(jīng)由管路154和閥156通過(guò)中壓蒸汽輸出管路118被輸 出，使得低壓蒸汽過(guò)熱器30提供對(duì)于膨脹的熱煙氣的熱沉作用，但是中壓蒸汽過(guò)熱器24、32 僅接收足以濕潤(rùn)中壓蒸汽過(guò)熱器24、32的中壓蒸汽(通過(guò)輸送管路150和閥152)，并且為膨 脹的熱煙氣提供有效的熱沉作用。為此，中壓蒸汽過(guò)熱器24、32就未出現(xiàn)在圖2中。以此方 式，例如在與該熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10集成的費(fèi)托烴合成設(shè)施啟動(dòng)期間，即使沒(méi)有中壓蒸汽或沒(méi) 有足夠的中壓蒸汽被從集成的費(fèi)托烴合成設(shè)施輸入的情況下，熱回收蒸汽發(fā)生器16中的中 壓蒸汽過(guò)熱器和低壓蒸汽過(guò)熱器兩者都可以被蒸汽濕潤(rùn)。
[0156] 能夠理解，在與熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10集成的費(fèi)托烴合成設(shè)施啟動(dòng)期間，將沒(méi)有足夠的 中壓蒸汽被輸入熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10中，用以在中壓蒸汽過(guò)熱器24、32中過(guò)熱或經(jīng)由管路118輸 出。因此，與經(jīng)由高壓蒸汽蒸發(fā)器26產(chǎn)生高壓蒸汽并行地，要求低壓蒸汽蒸發(fā)器36產(chǎn)生中壓 蒸汽。如以上指出的，由低壓蒸汽蒸發(fā)器36產(chǎn)生的中壓蒸汽在低壓蒸汽過(guò)熱器30中過(guò)熱，然 后經(jīng)由管路118被輸出，如產(chǎn)生的過(guò)熱的高壓蒸汽一樣(經(jīng)由管路112)。能夠理解，盡管存在 超過(guò)低壓蒸汽蒸發(fā)器36的液壓限度的風(fēng)險(xiǎn)，但是其不如與高壓蒸汽蒸發(fā)器26相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)那 么嚴(yán)重，因?yàn)榇罅康臒崃勘桓邏赫羝舭l(fā)器26、高壓蒸汽過(guò)熱器20、22和經(jīng)濟(jì)器28回收了。 然而，如果還需要解決超過(guò)低壓蒸汽蒸發(fā)器36的液壓限度的風(fēng)險(xiǎn)，那么可以如以上指出的 使用高壓蒸汽蒸發(fā)器26的下游的急冷設(shè)施。急冷設(shè)施可以例如形成低壓蒸汽過(guò)熱器30的一 部分。
[0157] 基于過(guò)熱的中壓蒸汽需求（由閥156設(shè)定），通過(guò)調(diào)節(jié)閥144控制低壓蒸汽蒸發(fā)器36 的蒸汽罐壓力來(lái)維持中壓蒸汽壓力，即當(dāng)對(duì)過(guò)熱的中壓蒸汽的需求減少時(shí)閥144打開(kāi)，并且 當(dāng)對(duì)過(guò)熱的中壓蒸汽的需求增加時(shí)閥144關(guān)閉。能夠理解，此時(shí)，中壓汽輪機(jī)48是靜止的并 且通常通過(guò)閥等（未示出）與低壓蒸汽管路124隔離開(kāi)。產(chǎn)生的中壓蒸汽的一部分(通過(guò)閥 152和管路150)被給送至過(guò)熱器32、24以在啟動(dòng)期間保持盤管濕潤(rùn)。替代性地，中壓蒸汽過(guò) 熱器32、24可以干燥著，然而這將要求在這些盤管的設(shè)計(jì)中包含特殊的機(jī)械設(shè)計(jì)考慮，從而 增加了成本。
[0158] 一旦能夠獲得額外的中壓蒸汽以產(chǎn)生電能(經(jīng)由中壓汽輪機(jī)48和發(fā)電機(jī)50)之后， 就需要將低壓蒸汽蒸發(fā)器36中的產(chǎn)生中壓蒸汽轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)生低壓蒸汽，之后產(chǎn)生的低壓蒸汽 被注入中壓汽輪機(jī)48的低壓級(jí)。在中壓汽輪機(jī)48需要低壓蒸汽的時(shí)刻，閥156關(guān)閉并且閥 144將蒸汽罐壓力調(diào)節(jié)降至低壓蒸汽壓力。一旦低壓蒸汽蒸發(fā)器366中產(chǎn)生處于低壓蒸汽壓 力的蒸汽，則中壓汽輪機(jī)48準(zhǔn)備好接收經(jīng)由管路124注入的低壓蒸汽。向中壓汽輪機(jī)48要求 的電力配置成使得所有產(chǎn)生的低壓蒸汽都被消耗用于產(chǎn)生電力，因此使得閥144能夠最終 被關(guān)閉?？蛇x地，如果需要低壓蒸汽用于一般加熱、蒸汽伴熱以及其他的低壓蒸汽動(dòng)力系統(tǒng) 用途，那么可以經(jīng)由低壓蒸汽排出管路146和閥148提供所述低壓蒸汽。
[0159] 有利地，熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10還配置成使高壓蒸汽降壓以提供中壓蒸汽。其將有助于 滿足與該熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10集成的費(fèi)托烴合成設(shè)施在其啟動(dòng)期間一一此時(shí)費(fèi)托烴合成設(shè)施 通常凈消耗中壓蒸汽一一的中壓蒸汽需求。通過(guò)使用蒸汽輸送管路158和閥160,由高壓蒸 汽蒸發(fā)器26產(chǎn)生的高壓蒸汽可因此被降低至中壓蒸汽的壓力。有利地，在與該熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè) 備10集成的費(fèi)托烴合成設(shè)施的啟動(dòng)期間在低壓蒸汽蒸發(fā)器36中產(chǎn)生的中壓蒸汽在一定程 度上緩和了在費(fèi)托烴合成設(shè)施的啟動(dòng)期間對(duì)于高壓蒸汽蒸發(fā)器26的蒸汽產(chǎn)生要求，因?yàn)槭?高壓蒸汽降壓來(lái)滿足集成的費(fèi)托烴合成設(shè)施或設(shè)備的中壓蒸汽啟動(dòng)要求所需要的高壓蒸 汽減少。
[0160] 在低壓蒸汽蒸發(fā)器36中產(chǎn)生中壓蒸汽的另一優(yōu)點(diǎn)在熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10啟動(dòng)期間體 現(xiàn)出來(lái)。與僅在低壓蒸汽蒸發(fā)器36中產(chǎn)生低壓蒸汽的情況相比，在熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10啟動(dòng)期 間在低壓蒸汽蒸發(fā)器36中產(chǎn)生中壓蒸汽使得能夠更快地由高壓汽輪機(jī)44和發(fā)電機(jī)46發(fā)電， 因?yàn)樵诟虝r(shí)間內(nèi)能夠獲得更多的高壓蒸汽用于高壓汽輪機(jī)44。換句話說(shuō)，隨著降至中壓 蒸汽的壓力以用于給送至中壓蒸汽系統(tǒng)（即給送至中壓蒸汽輸入管路116中）所需要的高壓 蒸汽減少，在更短的時(shí)間內(nèi)能夠獲得更多的高壓蒸汽用于高壓汽輪機(jī)44。
[0161]在圖1中所示的實(shí)施方式中，高壓汽輪機(jī)44的發(fā)電能力比中壓汽輪機(jī)48的發(fā)電能 力小大約六十六倍。因此，在熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10啟動(dòng)期間，高壓汽輪機(jī)44將是第一個(gè)發(fā)電的汽 輪機(jī)。
[0162] 有些時(shí)候與熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10集成的費(fèi)托烴合成設(shè)施與熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10會(huì)被同時(shí) 啟動(dòng)。有利地，在同時(shí)啟動(dòng)熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10和與熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備1 〇集成的費(fèi)托烴合成設(shè)施期 間，與低壓蒸汽蒸發(fā)器36僅產(chǎn)生低壓蒸汽的情況相比，在低壓蒸汽蒸發(fā)器36中產(chǎn)生中壓蒸 汽使得能夠更快地發(fā)生額外地由中壓汽輪機(jī)48發(fā)電，這是因?yàn)橐坏﹣?lái)自與該熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備 10集成的費(fèi)托烴合成設(shè)施的中壓蒸汽開(kāi)始通過(guò)中壓蒸汽輸入管路116被輸入熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備 10,能夠更快地獲得更多的中壓蒸汽用于中壓蒸汽輪48。
[0163] 自然地，如以上指示的，一旦從與熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10集成的費(fèi)托烴合成設(shè)施輸入、以 及通過(guò)低壓蒸汽蒸發(fā)器36產(chǎn)生了足夠的中壓蒸汽，以驅(qū)動(dòng)中壓汽輪機(jī)48,則需要開(kāi)始降低 低壓蒸汽蒸發(fā)器36的控制壓力，使得最終低壓蒸汽蒸發(fā)器36僅產(chǎn)生低壓蒸汽。通常，如以上 指出的，這將需要從低壓蒸汽蒸發(fā)器36排出蒸汽直至低壓蒸汽蒸發(fā)器36的壓力已經(jīng)降低至 低壓蒸汽設(shè)定點(diǎn)壓力（例如4.5巴（g))為止。在該過(guò)渡期間，由低壓蒸汽蒸發(fā)器36產(chǎn)生的過(guò) 量的中壓蒸汽可以通過(guò)使用低壓蒸汽排出管路142和閥144而排出。優(yōu)選地，過(guò)量的中壓蒸 汽排出至與該熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10集成的費(fèi)托烴合成設(shè)施的低壓蒸汽集管(未示出）中。這樣做 確保了在過(guò)量的中壓蒸汽排出期間冷凝水不會(huì)損失，而是回收到與熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10集成的 費(fèi)托烴合成設(shè)施的低壓蒸汽系統(tǒng)中。
[0164] 冷凝水栗60具有變速驅(qū)動(dòng)裝置，以允許冷凝水栗60隨著低壓蒸汽蒸發(fā)器36中產(chǎn)生 蒸汽的增加或減少來(lái)改變冷凝水通過(guò)冷凝水管路128的流率，并且對(duì)低壓蒸汽蒸發(fā)器36中 的壓力變化做出反應(yīng)，由此調(diào)節(jié)低壓蒸汽蒸發(fā)器36的蒸汽罐中的水位。
[0165] 以下對(duì)照示例中示出了當(dāng)與常規(guī)氣制油費(fèi)托烴合成設(shè)施集成時(shí)，熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10 的能量效率。
[0166] ^Ij
[0167] 在第一種情況下，烴合成設(shè)備將天然氣轉(zhuǎn)化為30 000桶/天（"bpd"）的液烴產(chǎn)品， 并且使用US 6,673,845的工藝產(chǎn)生額外的150MW電能。
[0168] 燃料氣(其可以是來(lái)自烴合成反應(yīng)器的未轉(zhuǎn)化的氣體和輕質(zhì)烴、天然氣、煉廠氣或 其任意組合)在氣體膨脹式渦輪中燃燒并且產(chǎn)生電能。離開(kāi)渦輪機(jī)的熱煙氣被用于一系列 的熱交換器中以產(chǎn)生過(guò)熱的高壓（7000kPa(a))蒸汽。FT蒸汽、即來(lái)自費(fèi)托烴合成反應(yīng)器的 飽和中壓蒸汽也通過(guò)使用來(lái)自煙氣的廢熱而被過(guò)熱。過(guò)熱的高壓蒸汽通向雙級(jí)汽輪機(jī)。在 第一級(jí)中，高壓蒸汽膨脹以匹配過(guò)熱的FT蒸汽（中壓蒸汽)的壓力。然后，F(xiàn)T蒸汽（中壓蒸汽） 與膨脹后的蒸汽一起注入汽輪機(jī)的第二級(jí)。能夠獲得350噸/小時(shí)的FT蒸汽用于發(fā)電。
[0169] 熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10中發(fā)電的總效率，包括通過(guò)汽輪機(jī)產(chǎn)生的電力，通過(guò)以下等式確 定：
[0170]產(chǎn)生的總電力(麗)/消耗的燃料氣總能耗(麗）= ((由燃?xì)廨啓C(jī)膨脹器和汽輪機(jī)產(chǎn) 生的電力)_由空氣壓縮機(jī)消耗的電力)/燃料氣能耗
[0171]當(dāng)包括汽輪機(jī)時(shí)，計(jì)算出US 6,673,845的工藝的效率為61.0%。換句話說(shuō)，產(chǎn)生 150MW的電力僅需要246MW的燃料氣。根據(jù)US 6，673，845，當(dāng)不考慮汽輪機(jī)時(shí)，該工藝計(jì)算出 效率僅32%，即為了產(chǎn)生150MW的電能需要469MW的燃料氣。
[0172]在第二種情況下，烴合成設(shè)備將天然氣轉(zhuǎn)化成30 OOObpd(桶/天）的液烴產(chǎn)品，并 且通過(guò)使用具有與根據(jù)本發(fā)明的熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10相同特征的熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備來(lái)產(chǎn)生額外的 183麗的電能。
[0173]根據(jù)本發(fā)明的熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備當(dāng)與常規(guī)的氣制油費(fèi)托烴設(shè)施集成時(shí)，計(jì)算出效率為 67.6%。換句話說(shuō)，產(chǎn)生183麗的電能僅需要270麗的燃料氣。
[0174]此外，使用兩個(gè)中壓蒸汽過(guò)熱器一一一個(gè)在高壓蒸汽蒸發(fā)器的上游，一個(gè)在高壓 蒸汽蒸發(fā)器的下游一一與US 6,673,845教示的單個(gè)中壓蒸汽過(guò)熱器位于高壓蒸汽蒸發(fā)器 的下游的情況相比，計(jì)算出獲得了總電能輸出增加4.7%，其等同于熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備的熱效率 提尚1 · 5%。
[0175]在與US 6,673,845對(duì)比確定本發(fā)明的定量的提高量時(shí)，保持送至熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10 的燃料(feed)和蒸汽質(zhì)量以及熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備10的總?cè)剂舷暮愣?。由于引入了上游中壓過(guò) 熱器24,使得與如US 6,673,845中那樣僅包括一個(gè)中壓蒸汽過(guò)熱器(例如下游中壓蒸汽過(guò) 熱器32)的情況下相比，能夠?qū)崿F(xiàn)更高程度的中壓過(guò)熱。
[0176]該改進(jìn)是基于以下計(jì)算出的：如果能夠獲得更高的中壓蒸汽過(guò)熱程度，則能夠?qū)?現(xiàn)空氣冷凝器52中的較低的冷凝溫度，承受最大允許的汽輪機(jī)排氣濕度。假定其限度是按 重量計(jì)12%。
[0177] 在僅包括下游中壓蒸汽過(guò)熱器32、即與US 6,673,845中相似的構(gòu)型的情況下，空 氣冷凝器52能夠使中壓汽輪機(jī)排出蒸汽126在超過(guò)濕度限度之前冷凝至低至48°C的溫度。
[0178] 在根據(jù)本發(fā)明的包括上游中壓蒸汽過(guò)熱器24和下游中壓蒸汽過(guò)熱器32的情況下， 由于可達(dá)到較高程度的中壓蒸汽過(guò)熱，因此在空氣冷凝器52中可以實(shí)現(xiàn)更低的冷凝溫度， 并且因此對(duì)于相同燃料和蒸汽輸入而言增加了電力輸出。在雙中壓過(guò)熱器的情況下，已確 定40°C的最小冷凝溫度是切實(shí)可行的，并且產(chǎn)生按重量計(jì)大約10%的汽輪機(jī)廢氣濕度。能 夠理解，如果使用水冷式冷凝器，那么可以增加廢氣的濕度，因此使得能夠產(chǎn)生更多電力。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種運(yùn)行熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備(CHP設(shè)備）的方法，該熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備包括熱煙氣發(fā)生器，所述 熱煙氣發(fā)生器產(chǎn)生熱煙氣，所述熱煙氣隨后在熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)中通過(guò)一系列的冷 卻步驟被冷卻以回收熱量并且產(chǎn)生蒸汽，所述熱回收蒸汽發(fā)生器包括:位于所述熱煙氣發(fā) 生器的下游的蒸汽蒸發(fā)器、以及位于所述熱煙氣發(fā)生器與所述蒸汽蒸發(fā)器之間的至少一個(gè) 蒸汽過(guò)熱器，所述蒸汽過(guò)熱器配置成在所述熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備正常運(yùn)行狀態(tài)下至少使輸入至所 述熱回收蒸汽發(fā)生器中的蒸汽過(guò)熱，所述方法包括： 當(dāng)由于沒(méi)有足夠質(zhì)量流量的輸入蒸汽輸入至所述蒸汽過(guò)熱器而導(dǎo)致在所述熱煙氣發(fā) 生器的下游、所述蒸汽蒸發(fā)器的上游的熱煙氣中移除的熱量不足、以至于所述蒸汽過(guò)熱器 的下游的熱煙氣溫度將上升或提高至預(yù)定限度或預(yù)定限度以上時(shí)，通過(guò)將鍋爐給送水或冷 凝水注入所述蒸汽過(guò)熱器內(nèi)的蒸汽中或被給送至所述蒸汽過(guò)熱器的蒸汽中來(lái)使所述蒸汽 急冷，以在所述蒸汽過(guò)熱器中產(chǎn)生蒸汽，由此使從熱煙氣移除的熱量增加，并且因此降低所 述蒸汽過(guò)熱器的下游的熱煙氣溫度。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括使由于急冷而在所述蒸汽過(guò)熱器中產(chǎn)生的蒸汽中 的至少一部分過(guò)熱，并且/或者所述蒸汽過(guò)熱器還使來(lái)自所述蒸汽蒸發(fā)器的蒸汽過(guò)熱。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的方法，其中， 由于沒(méi)有足夠質(zhì)量流量的輸入蒸汽輸入至所述蒸汽過(guò)熱器而導(dǎo)致在所述熱煙氣發(fā)生 器的下游、所述蒸汽蒸發(fā)器的上游的熱煙氣中移除的熱量不足、以至于所述蒸汽過(guò)熱器的 下游的熱煙氣溫度將上升或提高至預(yù)定限度或預(yù)定限度以上，發(fā)生在與所述熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備 集成的設(shè)施的啟動(dòng)期間，或者其中， 由于沒(méi)有足夠質(zhì)量流量的輸入蒸汽輸入至所述蒸汽過(guò)熱器而導(dǎo)致在熱煙氣發(fā)生器的 下游、蒸汽發(fā)生器的上游的熱煙氣中移除的熱量不足、以至于蒸汽過(guò)熱器的下游的熱煙氣 溫度將上升或提高至預(yù)定限度或預(yù)定限度之上，發(fā)生在與所述熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備集成的設(shè)施的 過(guò)程異常期間。4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述蒸汽蒸發(fā)器為高壓蒸汽蒸發(fā) 器，并且所述至少一個(gè)蒸汽過(guò)熱器為高壓蒸汽過(guò)熱器，所述高壓蒸汽過(guò)熱器是下游高壓蒸 汽過(guò)熱器，所述熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備包括位于所述下游高壓蒸汽過(guò)熱器的上游的另一上游高壓蒸 汽過(guò)熱器，所述熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備因此產(chǎn)生處于至少兩種溫度的過(guò)熱的高壓蒸汽。5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述高壓蒸汽過(guò)熱器包括至少兩 個(gè)高壓蒸汽過(guò)熱器部段，或者當(dāng)根據(jù)權(quán)利要求4存在多于一個(gè)高壓蒸汽過(guò)熱器時(shí)，所述下游 高壓蒸汽過(guò)熱器包括至少兩個(gè)高壓蒸汽過(guò)熱器部段，其中，一個(gè)高壓蒸汽過(guò)熱器部段為上 游高壓蒸汽過(guò)熱器部段，另一高壓蒸汽過(guò)熱器部段為下游高壓蒸汽過(guò)熱器部段，所述鍋爐 給送水或冷凝水被注入所述上游高壓蒸汽過(guò)熱器部段中。6. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述蒸汽蒸發(fā)器為產(chǎn)生高壓蒸汽 的高壓蒸汽蒸發(fā)器，并且所述至少一個(gè)蒸汽過(guò)熱器為高壓蒸汽過(guò)熱器，所述方法包括將足 夠的鍋爐給送水或冷凝水注入所述高壓蒸汽過(guò)熱器中以將高壓蒸汽溫度降低至高壓蒸汽 的飽和溫度以上5°C至20°C的范圍內(nèi)，并且/或者所述方法包括將足夠的鍋爐給送水或冷凝 水注入所述高壓蒸汽過(guò)熱器以確保緊鄰所述高壓蒸汽過(guò)熱器的下游的熱煙氣處于不大于 440 °C的溫度。7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述熱回收蒸汽發(fā)生器包括位于 所述蒸汽蒸發(fā)器的上游、所述蒸汽過(guò)熱器的下游的中壓蒸汽過(guò)熱器，所述方法包括:將足夠 的鍋爐給送水或冷凝水注入所述蒸汽過(guò)熱器中以確保位于所述蒸汽蒸發(fā)器的上游的所述 中壓蒸汽過(guò)熱器不承受處于所述中壓蒸汽過(guò)熱器的溫度設(shè)計(jì)限度以上溫度的熱煙氣。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述蒸汽蒸發(fā)器為產(chǎn)生高壓蒸汽的高壓蒸汽蒸發(fā) 器，所述至少一個(gè)蒸汽過(guò)熱器為高壓蒸汽過(guò)熱器，所述中壓蒸汽過(guò)熱器使輸入中壓蒸汽過(guò) 熱，并且所述熱回收蒸汽發(fā)生器包括位于所述高壓蒸汽蒸發(fā)器下游的低壓(LP)蒸汽蒸發(fā)器 以產(chǎn)生低壓蒸汽，所述方法包括：當(dāng)沒(méi)有中壓蒸汽或沒(méi)有足夠的中壓蒸汽被輸入所述中壓 蒸汽過(guò)熱器以確保所述中壓蒸汽過(guò)熱器的安全運(yùn)行時(shí)、并且/或者當(dāng)在中壓蒸汽過(guò)熱器中 過(guò)熱的輸入中壓蒸汽不能滿足存在的對(duì)于輸出中壓蒸汽的需求時(shí)、并且/或者當(dāng)輸入中壓 蒸汽不能滿足所述熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備中存在的對(duì)于中壓蒸汽的需求時(shí)，以大約8巴(g)至大約18 巴（g)之間的范圍中的運(yùn)行壓力運(yùn)行所述低壓蒸汽蒸發(fā)器，以產(chǎn)生中壓蒸汽來(lái)使所述中壓 蒸汽過(guò)熱器濕潤(rùn)并且/或者至少在一定程度上滿足對(duì)于中壓蒸汽的所述需求;并且 之后，當(dāng)足夠的中壓蒸汽從所述熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備的外部被輸入至所述中壓蒸汽過(guò)熱器以 確保所述中壓蒸汽過(guò)熱器的安全運(yùn)行時(shí)、并且/或者當(dāng)在所述中壓蒸汽過(guò)熱器中過(guò)熱然后 被輸出的輸入中壓蒸汽滿足了對(duì)于輸出中壓蒸汽的任何需求時(shí)、并且/或者當(dāng)不再存在對(duì) 于中壓蒸汽的輸出的需求時(shí)、并且/或者當(dāng)輸入中壓蒸汽至少在一定程度上滿足了熱電聯(lián) 產(chǎn)設(shè)備中對(duì)于中壓蒸汽的需求時(shí)，將所述低壓蒸汽蒸發(fā)器的運(yùn)行壓力降至在大約2巴(g)與 大約8巴(g)之間的范圍中的壓力，由此產(chǎn)生低壓蒸汽。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，所述方法包括：當(dāng)由于沒(méi)有足夠質(zhì)量流量的輸入蒸汽輸 入至所述高壓蒸汽過(guò)熱器而導(dǎo)致在所述熱煙氣發(fā)生器的下游、所述高壓蒸汽蒸發(fā)器的上游 的熱煙氣中移除的熱量不足、以至于位于所述高壓蒸汽過(guò)熱器的下游的熱煙氣的溫度將上 升或提高至預(yù)定限度或預(yù)定限度之上時(shí)，將來(lái)自所述低壓蒸汽蒸發(fā)器的蒸汽給送至位于所 述高壓蒸汽蒸發(fā)器的上游的所述中壓蒸汽過(guò)熱器。10. -種熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備(CHP設(shè)備），包括： 熱煙氣發(fā)生器，所述熱煙氣發(fā)生器產(chǎn)生熱煙氣； 熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)，所述熱回收蒸汽發(fā)生器位于所述熱煙氣發(fā)生器的下游以通 過(guò)一系列的冷卻步驟對(duì)熱煙氣進(jìn)行冷卻從而回收熱量并且產(chǎn)生蒸汽，所述熱回收蒸汽發(fā)生 器包括:位于所述熱煙氣發(fā)生器的下游的蒸汽蒸發(fā)器以及位于所述熱煙氣發(fā)生器與所述蒸 汽蒸發(fā)器之間的至少一個(gè)蒸汽過(guò)熱器，所述蒸汽過(guò)熱器與輸入蒸汽的供給源流動(dòng)連通以至 少使所述輸入蒸汽過(guò)熱；以及 急冷設(shè)施，所述急冷設(shè)施與所述蒸汽過(guò)熱器流動(dòng)連通并且與鍋爐給送水或冷凝水的供 給源流動(dòng)連通，所述急冷設(shè)施配置成通過(guò)將鍋爐給送水或冷凝水注入所述蒸汽過(guò)熱器內(nèi)的 蒸汽中或被給送至所述蒸汽過(guò)熱器的蒸汽中來(lái)使所述蒸汽急冷，以在所述蒸汽過(guò)熱器中產(chǎn) 生蒸汽，由此使從熱煙氣移除的熱量增加，并且因此降低所述蒸汽過(guò)熱器的下游的熱煙氣 的溫度。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備，其中，所述蒸汽過(guò)熱器也與所述蒸汽蒸發(fā)器 流動(dòng)連通以使由所述蒸汽蒸發(fā)器產(chǎn)生的蒸汽過(guò)熱，并且/或者其中，所述急冷設(shè)施配置成當(dāng) 由于沒(méi)有足夠質(zhì)量流量的輸入蒸汽輸入至所述蒸汽過(guò)熱器而導(dǎo)致在所述熱煙氣發(fā)生器的 下游、所述蒸汽蒸發(fā)器的上游的熱煙氣中移除的熱量不足、以至于所述蒸汽過(guò)熱器下游的 熱煙氣溫度將上升或提高至預(yù)定限度或預(yù)定限度之上時(shí)，對(duì)所述蒸汽過(guò)熱器內(nèi)的蒸汽或被 給送至所述蒸汽過(guò)熱器的蒸汽進(jìn)行急冷。12. 根據(jù)權(quán)利要求10或權(quán)利要求11所述的熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備，其中，所述蒸汽蒸發(fā)器為高壓 蒸汽蒸發(fā)器，并且所述至少一個(gè)蒸汽過(guò)熱器為高壓蒸汽過(guò)熱器，所述高壓蒸汽過(guò)熱器是下 游高壓蒸汽過(guò)熱器，所述熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備包括位于所述下游高壓蒸汽過(guò)熱器的上游的另一上 游高壓蒸汽過(guò)熱器，所述熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備因此產(chǎn)生處于至少兩種溫度的過(guò)熱的高壓蒸汽。13. 根據(jù)權(quán)利要求10或權(quán)利要求11所述的熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備，其中，所述蒸汽過(guò)熱器為高壓 蒸汽過(guò)熱器，所述高壓蒸汽過(guò)熱器包括至少兩個(gè)蒸汽過(guò)熱器部段，或者當(dāng)根據(jù)權(quán)利要求12 存在多于一個(gè)高壓蒸汽過(guò)熱器時(shí)，所述下游高壓蒸汽過(guò)熱器包括至少兩個(gè)蒸汽過(guò)熱器部 段，其中，一個(gè)高壓蒸汽過(guò)熱器部段是上游高壓蒸汽過(guò)熱器部段，另一高壓蒸汽過(guò)熱器部段 是下游高壓蒸汽過(guò)熱器部段，所述急冷設(shè)施與所述下游高壓蒸汽過(guò)熱器流動(dòng)連通，從而使 鍋爐給送水或冷凝水被注入所述上游高壓蒸汽過(guò)熱器部段。14. 根據(jù)權(quán)利要求10至13中的任一項(xiàng)所述的熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備，其中，所述熱回收蒸汽發(fā)生 器包括位于所述蒸汽蒸發(fā)器的上游、所述蒸汽過(guò)熱器的下游、或任何高壓蒸汽過(guò)熱器的下 游的中壓蒸汽過(guò)熱器。15. 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備，其中.所述蒸汽蒸發(fā)器為高壓蒸汽蒸發(fā) 器并且所述至少一個(gè)蒸汽過(guò)熱器為高壓蒸汽過(guò)熱器，所述熱回收蒸汽發(fā)生器包括位于所述 高壓蒸汽蒸發(fā)器的下游的低壓(LP)蒸汽蒸發(fā)器，所述低壓蒸汽蒸發(fā)器設(shè)計(jì)成產(chǎn)生至少覆蓋 從2巴(g)至18巴(g)的壓力范圍的蒸汽，并且所述低壓蒸汽蒸發(fā)器設(shè)置有控制系統(tǒng)，所述控 制系統(tǒng)能夠選擇性地設(shè)定成對(duì)所述低壓蒸汽蒸發(fā)器的壓力進(jìn)行控制，使得通過(guò)所述低壓蒸 汽蒸發(fā)器產(chǎn)生在從2巴（g)至18巴（g)的所述壓力范圍內(nèi)的低壓蒸汽或者中壓蒸汽。
【文檔編號(hào)】F01K7/18GK105899875SQ201480066951
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2014年10月31日
【發(fā)明人】弗蘭科·加斯帕里尼, 科爾內(nèi)·韋爾格莫埃德
【申請(qǐng)人】沙索技術(shù)有限公司