專利名稱：高效發電方法
技術領域：
本發明涉及一種高效發電方法。
近年來，發電廠對原油或重油的分餾進行了研究。通過分餾獲得的輕油餾分(低沸點成分)送至一燃氣透平，并在其中燃燒，借以產生電力。由燃氣透平獲得的高溫燃燒廢氣代替空氣被送至一鍋爐，重油餾分(高沸點成分)在鍋爐中燃燒，而一蒸汽透平由在鍋爐中產生的高溫、高壓蒸汽轉動，借以產生電力。亦即，提供了一種方法，其中，發電的同時進行所謂的重新匹配動力，其中一燃氣透平的廢氣被充入一鍋爐且再燃燒。
作為蒸餾原油或重油的手段，通常一直采用常減壓蒸餾，其中，原油或重油通過加熱到約360度而被蒸餾。作為加熱裝置，加熱爐一直被用來獲得上述加熱溫度。加熱爐通常燃燒燃料以獲得熱能，并利用燃燒期間產生的輻射熱以及通過燃燒氣體的對流加熱原油(stock oil)。
使用這樣一種加熱爐使得原油或重油容易加熱到高溫。然而，當使用這樣一種加熱爐時，存在的問題是造成廢氣的熱損失，熱效率低，需要對廢氣中的SOx和NOx進行處理。
本發明是針對上述情況作出的，因此其目的之一是提供一種高效發電方法，其中不使用加熱爐，從而廢氣熱損失問題得以解決，發電系統沒有處理廢氣中的SOx和NOx的負擔，從而廢氣再燃燒系統的發電效率從整體上進一步提高。
因此，本發明提供了一種高效發電方法，用以使用至少一燃氣透平、一鍋爐和一蒸汽透平通過一廢氣再燃燒系統發電，包括如下步驟利用從所述鍋爐獲得的蒸汽加熱原油或重油；在減低壓力下蒸餾所述熱原油或重油；以及使用所獲得的作為一燃氣透平燃料的輕油餾分和使用作為一鍋爐燃料的重油餾分發電。
按照本發明，原油或重油通過提供用于在原油或重油與在蒸餾塔中獲得的輕油餾分以及/或者重油餾分之間實現熱交換的裝置方便地得以加熱。
而且，按照本發明，一蒸汽排出器可用作進行真空蒸餾的減低壓力的裝置。
本發明提供了一種高效發電方法，其中不使用加熱爐，從而廢氣熱損失問題得以解決，發電系統沒有處理廢氣中的SOx和NOx的負擔，從而廢氣再燃燒系統的發電效率從整體上進一步提高。
下面參照附圖描述本發明的優選實施例。
圖1是一示意圖，表明通過使用一廢氣再燃燒系統實施本發明高效發電方法的系統的通過蒸餾分離原油或重油的一系統的一實施例的布局；圖2是一曲線圖，表明在本發明高效發電方法中原油A在一真空蒸餾塔中的蒸發曲線，與原油A在一傳統常減壓蒸餾塔(atmospheric distillationcolumn)中的蒸發曲線作對比；圖3是一曲線圖，表明在本發明高效發電方法中原油B在一真空蒸餾塔中的蒸發曲線，與原油B在一傳統常減壓蒸餾塔中的蒸發曲線作對比；圖4是一曲線圖，表明在本發明高效發電方法中原油C在一真空蒸餾塔中的蒸發曲線，與原油C在一傳統常減壓蒸餾塔中的蒸發曲線作對比；圖5是一曲線圖，表明在本發明高效發電方法中原油D在一真空蒸餾塔中的蒸發曲線，與原油D在一傳統常減壓蒸餾塔中的蒸發曲線作對比；圖6是一曲線圖，表明在本發明高效發電方法中原油E在一真空蒸餾塔中的蒸發曲線，與原油E在一傳統常減壓蒸餾塔中的蒸發曲線作對比；下面參照示于附圖中的一實施例說明本發明的高效發電方法。
圖1是一示意圖，表明通過使用一廢氣再燃燒系統實施本發明高效發電方法的系統的通過蒸餾分離原油或重油的一系統的一實施例的布局；本實施例的蒸餾設備包括一加熱器1、一真空蒸餾塔2以及一蒸汽排出器3。
作為用于加熱原油或重油的裝置的加熱器1通過蒸汽和原油或重油之間的熱交換加熱原油或重油。蒸汽供自一鍋爐(未示出)。獲自鍋爐的蒸汽送至一蒸汽透平以使之轉動，由此產生電能。供至加熱器1的蒸汽是曾經使蒸汽透平旋轉以產生電能的蒸汽。通常，溫度約為600度的蒸汽被送至蒸汽透平，且在發電后，其壓力和溫度分別變為約20kg/cm2G和約200-230度。加熱器1被供以壓力約20kg/cm2G和溫度約200-230度的蒸汽。
真空蒸餾塔2是用于在減低壓力下蒸餾原油或重油的設備。真空蒸餾塔2通常配設有一多層托盤(multi-tiertray)，且輕油餾分和重油餾分分別聚集在其上和下部。
作為用于降低真空蒸餾塔2中的壓力的設備的蒸汽排出器3通過使蒸汽以高流速流動抽吸蒸餾塔中的氣體。以便真空蒸餾塔2中的壓力減少到低于大氣壓力的值。
下面，說明使用示于圖1的實施例的系統通過實施本發明高效產生電能的方法的一實施例。
作為燃料供向一電站的原油或重油經由一供應管路L1通過加熱器1，并被供向真空蒸餾塔2，如上所述，加熱器1被供以曾經使蒸汽透平旋轉以產生電能的蒸汽。壓力約20kg/cm2G和溫度約200-230度的該蒸汽將在加熱器1中流動的原油或重油加熱至約200度。
真空蒸餾塔2的內部通過蒸汽排出器3抽吸操作被減壓。在具有減低壓力(50mmHg)的真空蒸餾塔2中，原油或重油被蒸餾，且輕油餾分即使在約200度的的溫度下也有效地蒸發。輕油餾分和重油餾分被分別分離到真空蒸餾塔2的上和下部。
如表示原油A-E(A-E表示原油產區的分類)的蒸發曲線的圖2-6的曲線圖所示，組分的沸點在減低的壓力下降低，且蒸發曲線從(A)變到(B).即使在月200度的溫度下，蒸發、冷凝和分餾有效地得以實現。
對燃氣透平有害的鈉、釩、鉀和其他成分自然地應當從輕油餾分中去除。通過如本發明所示地蒸餾原油或重油，諸如鈉、釩、鉀等成分不蒸發，從而它們不侵入輕油餾分。因此，輕油餾分可提供質地優良的燃氣透平燃料。
輕油餾分以被蒸汽排出器3抽吸的方式傳送到分離箱4，并在分離箱4中分離成氣體成分和液體成分。身為輕油餾分的液體成分通過一泵7從分離箱4的底部抽走。其中的一些再循環到真空蒸餾塔2的上部，而其余在則儲放在儲箱5中。氣體成分從分離箱4的上部取出。輕油餾分在其由蒸汽排出器3抽吸期間利用一換熱器6與原油或重油熱交換，原油或重油從而得以加熱。
從真空蒸餾塔2的底部由泵8抽吸的重油餾分儲放在重油餾分儲箱10中。由泵8抽吸的重油餾分在其通往儲箱10的途中通過換熱器9，從而實現與原油或重油的熱交換，而油得以加熱。
分別儲放在儲箱5和10中的輕油餾分和重油餾分按需要取走而用作燃料。在某些系統中，輕油餾分和重油餾分可直接送至一下階段發電過程而不通過儲箱。
輕油餾分用作燃氣透平燃料，而重油餾分用作鍋爐燃料。使用其中剩有13％體積或更多氧氣的燃氣透平的燃燒廢氣的鍋爐燃料的燃燒不對鍋爐中的燃燒造成特別的阻礙。由于燃氣透平的燃燒廢氣具有的約580度的高溫熱能可以在鍋爐中有效利用，鍋爐所用燃料得以節省。發電量從整體上得以增加，且單位燃料的發電效率也得以改善。亦即，可進行重新匹配動力。
此外，按照該實施例的發電方法，最初存在于發電站中的蒸汽被有效利用，且同時不存在廢氣熱量損失的問題以及由于未使用加熱而爐處理廢氣中的SOx和NOx的額外負擔。亦即，廢氣再燃燒系統的發電效率從整體上進一步提高。
雖然結合圖1所示實施例說明了本發明，但本發明不限于該實施例。業內人士易于作出的所有改型、變化和增加都包括在本發明的技術范圍內。在圖1的實施例中，真空蒸餾塔2具有50mmHg的減低壓力。然而，該減低壓力依條件可從30mmHg到500mmHg變化。
1999年9月8日提交的、包括說明書、權利要求、附圖和摘要的日本專利申請No.11-254242的公開內容在本文中引作參考。
權利要求
1．一種高效發電方法，用以使用至少一燃氣透平、一鍋爐和一蒸汽透平利用一廢氣再燃燒系統發電，包括如下步驟利用從所述鍋爐獲得的蒸汽加熱原油或重油；在減低的壓力下蒸餾所述熱原油或重油；以及使用所獲得的作為一燃氣透平燃料的輕油餾分和使用作為一鍋爐燃料的重油餾分發電。
2．按照權利要求1所述的高效發電方法，其特征在于，在所述原油或重油與在減低的壓力下通過蒸餾所述原油或重油獲得的所述輕油餾分和重油餾分之一或者所述輕油餾分與重油餾分兩者之間進行熱交換，從而所述原油或重油被加熱。
3．按照權利要求1或2所述的高效發電方法，其特征在于，一蒸汽排出器用作進行真空蒸餾的減低壓力的裝置。
全文摘要
本發明公開了一種高效發電方法,用以使用至少一燃氣透平、一鍋爐和一蒸汽透平利用一廢氣再燃燒系統發電,包括如下步驟:利用從所述鍋爐獲得的蒸汽加熱原油或重油;在減低的壓力下蒸餾所述熱原油或重油;以及使用所獲得的作為一燃氣透平燃料的輕油餾分和使用作為一鍋爐燃料的重油餾分發電。
文檔編號F02C7/22GK1287148SQ0012403
公開日2001年3月14日 申請日期2000年8月24日 優先權日1999年9月8日
發明者飯島正樹, 小林一登, 森脅正文, 柴田正俊, 百武慎德 申請人:三菱重工業株式會社