为热SCR催化剂混合调温空气与烟道气的系统和方法技术方案

一种简单循环燃气涡轮系统包括喷射系统，喷射系统包括多个喷射管，喷射管可将流体喷射到排气处理系统的导管中，排气处理系统可处理由燃气涡轮发动机产生的排气。排气处理系统包括选择性催化还原(SCR)系统，它可降低排气内的氮氧化物(NOX)的水平；以及定位在多个喷射管附近且在排气处理系统内的混合系统。混合系统包括混合模块，混合模块具有多个湍流器，湍流器可使流体或排气或它们两者沿第一漩涡方向打漩，以沿着排气处理系统的轴线激励湍流，并且从而促进流体和排气之间的混合。

System and method for mixing thermoregulation air and flue gases for a heat SCR catalyst

A simple cycle gas turbine system including injection system, injection system comprises a plurality of jet pipe, injection tube can be injected into the exhaust duct fluid treatment system, exhaust gas treatment system can be generated by the exhaust gas turbine engine. The exhaust treatment system includes a selective catalytic reduction (SCR) system that reduces the level of nitrogen oxides (NOX) in the exhaust gas, and a mixing system positioned in the vicinity of the plurality of injection tubes and in the exhaust treatment system. A hybrid system including hybrid module, hybrid module has a plurality of turbulence, the turbulent device can make the fluid or exhaust or both along the first direction of swirling vortex, turbulence in excitation along an axis of the exhaust gas treatment system, and to promote the mixing between the fluid and the exhaust.

【技术实现步骤摘要】
为热SCR催化剂混合调温空气与烟道气的系统和方法
本文公开的主题涉及涡轮系统，并且更具体地，涉及排气处理。
技术介绍
燃气涡轮系统典型地包括至少一个燃气涡轮发动机，其具有压缩机、燃烧器和涡轮。燃烧器构造成燃烧燃料和压缩空气的混合物，以产生热燃烧气体，热燃烧气体又驱动涡轮的叶片。燃气涡轮发动机产生的排气可包括某些副产物，诸如氮氧化物(NOX)、硫氧化物(SOX)、碳氧化物(COX)和未燃烧的烃。大体上，合乎需要的为在排气离开燃气涡轮系统之前消除或显著降低排气中的这种副产物的量。
技术实现思路
下面对在范围方面与原本声明的专利技术相当的某些实施例进行概述。这些实施例不意于限制声明的专利技术的范围，而是相反，这些实施例仅意于提供专利技术的可能形式的简要概述。实际上，专利技术可包括可能类似于或不同于下面阐述的实施例的多种形式。在第一实施例中，一种简单循环燃气涡轮系统，包括：喷射系统，喷射系统包括多个喷射管，喷射管可将流体喷射到排气处理系统的导管中，排气处理系统可处理由燃气涡轮发动机产生的排气。排气处理系统包括可降低排气内的氮氧化物(NOX)的水平的选择性催化还原(SCR)系统；以及定位在多个喷射管附近且在排气处理系统内的混合系统。混合系统包括混合模块，混合模块具有多个湍流器，湍流器可使流体或排气或它们两者沿第一漩涡方向打漩，以沿着排气处理系统的轴线激励湍流，并且从而促进流体和排气之间的混合。在第二实施例中，一种简单循环重型燃气涡轮系统，包括混合系统，混合系统设置在简单循环重型燃气涡轮系统的排气处理系统中。混合系统包括：第一混合模块，其包括第一多个湍流器，第一多个湍流器构造和定位在排气处理系统内，以使冷却空气、由简单循环重型燃气涡轮系统的重型燃气涡轮发动机产生的排气流或它们两者沿第一漩涡方向打漩；以及第二混合模块，其包括第二多个湍流器，第二多个湍流器可使冷却空气、排气流或它们两者沿第二漩涡方向打漩。在第三实施例中，一种在简单循环燃气涡轮系统中处理排气的方法，包括：使排气流从燃气涡轮发动机中流出且进入到排气处理系统的过渡区段中；使用空气喷射系统将冷却空气喷射到过渡区段中的排气流流中，空气喷射系统包括可喷射冷却空气的多个空气喷射管；以及使用混合系统使排气流或冷却空气或它们两者在排气处理系统的过渡区段中打漩，混合系统具有成阵列的混合模块。成阵列的混合模块中的各个混合模块包括多个湍流器，湍流器可使排气流、冷却空气或它们两者沿第一方向、第二方向或它们两者打漩，并且使排气、空气或它们两者打漩会混合排气处理系统内的排气蒸汽和冷却空气和促进排气蒸汽和冷却空气之间的热传递，以产生经冷却排气。方法还包括将经冷却排气引导到选择性催化还原(SCR)系统，以及使用SCR系统来降低经冷却排气中的氮氧化物(NOX)的水平。技术方案1.一种简单循环燃气涡轮系统，包括：喷射系统，其包括构造成将流体喷射到排气处理系统的导管中的多个喷射管，所述排气处理系统构造成处理由燃气涡轮发动机产生的排气，其中，所述排气处理系统包括构造成降低所述排气内的氮氧化物(NOX)的水平的选择性催化还原(SCR)系统；以及定位在所述多个喷射管附近且在所述排气处理系统内的混合系统，其中，所述混合系统包括混合模块，所述混合模块具有多个湍流器，所述湍流器构造成使所述流体或所述排气或它们两者沿第一漩涡方向打漩，以沿着所述排气处理系统的轴线激励湍流，并且从而促进所述流体和所述排气之间的混合。技术方案2.根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述混合模块是第一混合模块，并且所述多个湍流器是第一多个湍流器，以及其中，所述混合系统包括第二混合模块，所述第二混合模块定位在所述第一混合模块的下游，并且具有第二多个湍流器，所述第二多个湍流器构造成使所述流体、所述排气或它们两者沿第二漩涡方向在所述排气处理系统内打漩。技术方案3.根据技术方案2所述的系统，其特征在于，所述第一漩涡方向和所述第二漩涡方向是相同的。技术方案4.根据技术方案2所述的系统，其特征在于，所述第一漩涡方向和所述第二漩涡方向是不同的。技术方案5.根据技术方案2所述的系统，其特征在于，所述第一多个湍流器和所述第二多个湍流器沿着所述排气处理系统的纵向轴线对齐。技术方案6.根据技术方案2所述的系统，其特征在于，所述第一多个湍流器和所述第二多个湍流器沿着所述排气处理系统的纵向轴线布置成交错构造。技术方案7.根据技术方案2所述的系统，其特征在于，所述第一混合模块、所述第二混合模块或它们两者设置在所述多个喷射管中的喷射管之间。技术方案8.根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述多个湍流器中的各个湍流器包括从所述湍流器的中心沿径向延伸的多个翅片，以及其中，所述多个翅片中的翅片构造成围绕所述排气处理系统的纵向轴线沿所述第一漩涡方向旋转。技术方案9.根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述多个湍流器中的各个湍流器包括多个波状垫板，所述波状垫板构造成使所述空气、所述排气或它们两者至少沿所述第一漩涡方向打漩。技术方案10.根据技术方案9所述的系统，其特征在于，所述波状垫板是穿孔的。技术方案11.根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述喷射系统构造成将冷却空气作为所述流体喷射到所述排气处理系统的过渡导管中，所述混合系统设置在所述过渡导管内，其中，所述过渡导管流通地联接到所述燃气涡轮发动机的涡轮上，并且定位在包含所述SCR系统的催化剂的排气导管的上游，以及其中，所述混合模块构造成沿着所述排气处理系统的轴线激励所述排气流和所述冷却流体的湍流，并且从而促进所述冷却空气和所述排气之间的混合和热交换。技术方案12.根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述喷射系统构造成将还原剂作为所述流体喷射到包含所述SCR系统的催化剂的排气导管内，所述混合模块设置在所述排气导管内，以及其中，所述混合模块构造成沿着所述排气处理系统的轴线激励所述排气流和所述还原剂的湍流，并且从而促进所述还原剂和所述排气之间的混合。技术方案13.一种简单循环重型燃气涡轮系统，包括：设置在所述简单循环重型燃气涡轮系统的排气处理系统中的混合系统，其中，所述混合系统包括：第一混合模块，其包括第一多个湍流器，所述第一多个湍流器构造和定位在所述排气处理系统内，以使由冷却空气、所述简单循环重型燃气涡轮系统的重型燃气涡轮发动机产生的排气流或它们两者沿第一漩涡方向打漩；以及第二混合模块，其包括第二多个湍流器，所述第二多个湍流器构造成使所述冷却空气、所述排气流或它们两者沿第二漩涡方向打漩。技术方案14.根据技术方案13所述的系统，其特征在于，所述混合系统在所述排气处理系统的过渡区段内设置在空气喷射系统附近，其中，所述空气喷射系统包括构造成将所述冷却空气供应到所述过渡区段的多个空气喷射管。技术方案15.根据技术方案14所述的系统，其特征在于，所述第一混合模块、所述第二混合模块或它们两者设置在所述多个空气喷射管中的空气喷射管之内。技术方案16.根据技术方案13所述的系统，其特征在于，所述第一漩涡方向和所述第二漩涡方向是相同的。技术方案17.根据技术方案13所述的系统，其特征在于，所述第一漩涡方向和所述第二漩涡方向是不同的。技术方案18.根据技术方案13所述的系统，其特征在于，所述第一多个湍流器和所述第二多个湍流器沿着所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种简单循环燃气涡轮系统，包括：喷射系统，其包括构造成将流体喷射到排气处理系统的导管中的多个喷射管，所述排气处理系统构造成处理由燃气涡轮发动机产生的排气，其中，所述排气处理系统包括构造成降低所述排气内的氮氧化物(NOX)的水平的选择性催化还原(SCR)系统；以及定位在所述多个喷射管附近且在所述排气处理系统内的混合系统，其中，所述混合系统包括混合模块，所述混合模块具有多个湍流器，所述湍流器构造成使所述流体或所述排气或它们两者沿第一漩涡方向打漩，以沿着所述排气处理系统的轴线激励湍流，并且从而促进所述流体和所述排气之间的混合。

【技术特征摘要】
2016.03.03 US 15/0601611.一种简单循环燃气涡轮系统，包括：喷射系统，其包括构造成将流体喷射到排气处理系统的导管中的多个喷射管，所述排气处理系统构造成处理由燃气涡轮发动机产生的排气，其中，所述排气处理系统包括构造成降低所述排气内的氮氧化物(NOX)的水平的选择性催化还原(SCR)系统；以及定位在所述多个喷射管附近且在所述排气处理系统内的混合系统，其中，所述混合系统包括混合模块，所述混合模块具有多个湍流器，所述湍流器构造成使所述流体或所述排气或它们两者沿第一漩涡方向打漩，以沿着所述排气处理系统的轴线激励湍流，并且从而促进所述流体和所述排气之间的混合。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述混合模块是第一混合模块，并且所述多个湍流器是第一多个湍流器，以及其中，所述混合系统包括第二混合模块，所述第二混合模块定位在所述第一混合模块的下游，并且具有第二多个湍流器，所述第二多个湍流器构造成使所述流体、所述排气或它们两者沿第二漩涡方向在所述排气处理系统内打漩。3.根据权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：张华，L默钱特，BA基佩尔，VI彭亚文，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US