向配备有燃气涡轮机的工业装置中各炉子供送含氧燃烧空气的方法

摘要

本发明涉及一种向配有燃气涡轮机的工业装置中的炉子、特别是向烯烃装置中热解炉供送燃烧空气的方法，其中在后面所设的各炉中用燃气涡轮机的高温含氧废气和混入其中的空气作燃烧空气。本发明从燃气涡轮机压气机分流出空气，并使之与燃气涡轮机废气混合成燃烧空气。从而省却了迄今供送空气所必用的鼓风机。另外，在本发明的进一步改进中，也可省去通常为燃气涡轮机停机时向后面各炉输供燃烧空气而配置的应急鼓风机。为此，本发明以向各炉输送新鲜空气的空气阀取代应急鼓风机。

说明书

本发明涉及一种向工业装置各炉子或燃烧炉，特别是烯烃装置中热解炉供送含氧燃烧空气的方法，其中用燃气涡轮机的高温含氧废气和混入的空气作燃烧气体。

由EP0122534欧洲专利说明书，例如已知一种用于使裂化碳氢化合物的烯烃装置运行的方法，其中制备烯烃时裂解或热解炉中碳氢化合物间接通过含氧燃烧气体燃烧所产生的热量来加热。一个主要由空气压缩机、气体发生器和作涡轮机构成的燃气涡轮机系统中燃气涡轮机废气与空气相混合并作为燃烧气体送给热解炉，以燃烧燃烧介质，并以该涡轮机驱动发电机。鉴于燃气涡轮机废气中不含有燃烧气体中所要求的氧气含量，所以为了满足对所缺氧气的需要，采用一台鼓风机送入空气，与燃气涡轮机的废气的需要，采用一台鼓风机送入空气，与燃气涡轮机的废气相混合。故含氧的燃烧气体由下述两部分组成：燃气涡轮机的废气和通过鼓风机吸入的空气。

约翰·V·阿尔巴诺和爱德华·F·奥尔策夫斯基在1992年2月10日出版的《油和气杂志》第55-60页发表了题为“燃气涡轮机的综合减少乙烯工厂的能耗”的文章，在该论文中同样阐述了这类方法。

鉴于燃气涡轮机或燃气涡轮机系统的停机或切断势必会影响接在其后的热解炉的燃烧气体供应，所以烯烃装置通常配备有一个用于对热解炉输送燃烧气体的应急系统。应急系统可以由上述已提及的鼓风机构成，该鼓风机的配置应能满足在燃气涡轮机停机时对空气增大的要求。通常也可以为可能出现的燃气涡轮机的停机在装置中准备一台或多台鼓风机。

本发明赖以为基础的任务是，提供一种在本文开始时提及的方法，利用此方法可以以简单的方式保证对炉子或燃烧炉的燃烧气体的输送。其中既考虑到了正常运行状态，同时也附带考虑到了燃气涡轮机停机时的应急运行状态，力求降低装置的设备成本。

本发明的这项任务是采用如下方案解决的：分流出燃气涡轮机压气机中的空气，使之与燃气涡轮机的废气相混合，并且作为混合燃烧气体输送给接在后面的炉子或燃烧炉。

根据本发明，正常运行时所需要的空气并不是采用已有技术的方法由一台单独的鼓风机提供的，而是由燃气涡轮机压气机提供的。其中所需要的新鲜空气量优先在燃气涡轮机压气机的前几个压缩级后，也就说以相对低的压力被分流，并混到涡轮机出口的涡轮机废气中。

本发明因此将会大大简化对炉子，特别是烯烃装置中热解炉，但也包括其它的燃烧炉的空气供应。

特别有益的是，由燃气涡轮机压气机分流出的空气在与燃气涡轮机废气混合前被预热。因此，可以提高接在后面的炉子的燃烧气体温度。

在本发明的进一步改进中，燃气涡轮机停机时可以用新鲜空气作为燃烧气体供给炉子，其中空气经由炉子上的空气阀引入通向燃烧器的输送管路。在燃气涡轮机停机时，炉子上的空气阀自动开启。为了使通向燃烧器的气路尽可能短，最好把空气阀配置在通向炉子的最后的废气分配管路段。这样甚至在燃气涡轮机停机时也可以始终保证炉子不间断的工作。

有益的是，在燃气涡轮机停机时，炉子上的阀门把用于炉子正常运行的燃烧气体输入管路的连接封闭，也就是说，在正常运行时作燃烧气体采用的、由燃气涡轮机压气机分流出的空气和燃气涡轮机废气组成的混合气的输入管路与废气分配管路的连接被炉子上靠近燃烧器的阀门所关闭。如果同是这些阀门既可以把正常运行时的燃烧气体通向炉子输入管路的连接阻断，同时又可以作为空气阀开启通向炉子的空气输送，就更为有益了。在这种情况下，空气阀同时又阻止正常运行所需燃烧气体的从其输入管路中输入所存的残留废气。除这种双功能的阀门外，还可以附加采用其它的纯空气阀，从而保证对炉子输送足够的燃烧空气。

下面借助本发明方法的实施例与已有技术的方法实例的对比对本发明作进一步阐述。

附图中示出：

图1：简化了的已有技术中方法示意图，及

图2：简化了的本发明方法示意图。

在图1和图2中用相同的编号相对应进行标示。

在图1中，示出一个设有空气压缩机1、气体发生器4和燃气涡轮机7的燃气涡轮机系统。净化后的空气通过管路2输送给空气压缩机1。压缩空气通过管路3输送给气体发生器4，管路5向气体发生器供给燃料，以便产生燃气。从气体发生器4出来的燃气经管路6输送给燃气涡轮机7，由燃气涡轮机驱动发电机组8和空气压缩机1。

管路9中的燃气涡轮机废气与来自鼓风机10的管路11中的空气混合，并经管路12输送给热解炉A、B、C、D、E和F。

在燃气涡轮机7停机时，换向阀13闭合。在这种情况下，应急鼓风机16通过管路17向热解炉A～F输送替代燃气涡轮机7的废气9的附加的空气。

在炉子A～F不工作时，换向阀14开启，这样就使燃气涡轮机7的废气9经烟囱15排出，并且换向阀13闭合。

与图1不同的是，在图2中示出的方法示意图中，有一部分经管路2输送给空气压缩机的空气，在空气压缩机前几个压缩级之后，通过管路18分流，并与管路9中的燃气涡轮机7的废气混合。作为燃烧气体的该混合气经管路12输送给热解炉A～F。特别是在备有热源时，管路18中的由空气压缩机1分流的空气在与管路9中的燃气涡轮机7的废气混合之前，可以额外通过一个换热器19，进行预热。

另外，在图2中，还备有一个根据本发明的用于燃气涡轮机系统或燃气涡轮机7停机时的应急系统。在正常运行时，空气阀a～f的位置应使燃烧气体从管路12导入炉子A～F（空气阀a～f应在实线示出的阀门位置）。在燃气涡轮机系统或燃气涡轮机7停机时，换向阀13闭合，在这种情况下，作为燃烧气体的空气经冲击式和自动翻转的空气阀输送给热解炉A～F（空气阀a～f在虚线示出的阀门位置）。换向阀a～f同时切断管路12与炉子A～F的连接，从而封闭了管路12和连接管路中的剩余废气对炉子A～F的输送。