KR20170114984A

KR20170114984A - 환원제 증발을 위한 가스 터빈 가열 유체의 사용

Info

Publication number: KR20170114984A
Application number: KR1020170044102A
Authority: KR
Inventors: 브레들리 아론 키펠; 크리스토퍼 콘라드 프레세
Original assignee: 제네럴 일렉트릭 컴퍼니
Priority date: 2016-04-06
Filing date: 2017-04-05
Publication date: 2017-10-16
Also published as: EP3228848A1; CN107448323A; US20170292424A1; JP2017187031A

Abstract

시스템은 연료를 연소시켜 파워 및 배기 가스를 발생할 수도 있는 가스 터빈 엔진, 가스 터빈 엔진과 유체 연통하고 가스 터빈 엔진으로부터 배기 가스를 수용할 수도 있는 배기 가스 경로, 및 배기 가스 경로에 유동 결합된 환원제 스키드를 포함한다. 환원제 스키드는 배기 가스 경로에 환원제를 공급할 수도 있는 분사 시스템을 포함한다. 시스템은 배기 가스 경로로부터 분리되고 가스 터빈 엔진 및 환원제 스키드에 유동 결합하는 유로를 또한 포함한다. 그 제1 유로는 환원제의 증발을 보조하기 위해 환원제 스키드에 제1 가열된 유체를 공급할 수도 있다.

Description

환원제 증발을 위한 가스 터빈 가열 유체의 사용 {USE OF GAS TURBINE HEATED FLUID FOR REDUCTANT VAPORIZATION}

본 명세서에 개시된 요지는 터빈 시스템에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 가스 터빈 시스템의 환원제 증발 시스템에 열을 제공하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.

가스 터빈 시스템은 통상적으로 압축기, 연소기, 및 터빈을 갖는 적어도 하나의 가스 터빈 엔진을 포함한다. 연소기는 연료와 압축 공기의 혼합물을 연소하여 이후에 터빈의 블레이드를 구동하는 고온 연소 가스를 발생하도록 구성된다. 가스 터빈 엔진에 의해 생성된 배기 가스는 질소 산화물(NO_x), 황 산화물(SO_x), 탄소 산화물(CO_x), 및 미연소 탄화수소와 같은 특정 부산물을 포함할 수도 있다. 이러한 가스 터빈 시스템과 연계된 특정 처리 시스템은 시스템으로부터 배기 가스를 배출하기 전에 배기 가스 내의 이러한 부산물의 양을 제거하거나 실질적으로 감소시키는 기능을 할 수도 있다.

원래 청구된 발명과 범주가 같은 정도인 특정 실시예가 이하에 요약된다. 이들 실시예는 청구된 요지의 범주를 한정하도록 의도된 것은 아니고, 오히려 이들 실시예는 단지 본 발명의 가능한 형태의 간략한 요약을 제공하도록 의도된다. 실제로, 본 발명은 이하에 설명되는 실시예와 유사하거나 상이할 수도 있는 다양한 형태를 포함할 수도 있다.

제1 실시예에서, 시스템은 연료를 연소시켜 파워 및 배기 가스를 발생할 수도 있는 가스 터빈 엔진, 가스 터빈 엔진과 유체 연통하고 가스 터빈 엔진으로부터 배기 가스를 수용할 수도 있는 배기 가스 경로, 및 배기 가스 경로에 유동 결합된 환원제 스키드(skid)를 포함한다. 환원제 스키드는 배기 가스 경로에 환원제를 공급할 수도 있는 분사 시스템을 포함한다. 시스템은 배기 가스 경로로부터 분리되고 가스 터빈 엔진 및 환원제 스키드에 유동 결합하는 유로를 또한 포함한다. 제1 유로는 환원제의 증발을 보조하기 위해 환원제 스키드에 제1 가열된 유체를 공급할 수도 있다.

제2 실시예에서, 시스템은 연료를 연소하여 배기 가스를 발생할 수도 있는 가스 터빈 엔진, 가스 터빈 엔진으로부터 배기 가스를 수용할 수도 있는 배기 가스 경로, 및 배기 가스 경로에 유동 결합된 환원제 스키드를 포함한다. 환원제 스키드는 환원제를 증발할 수도 있는 가열 시스템 및 배기 가스 경로에 증발된 환원제를 공급할 수도 있는 분사 시스템을 포함한다. 시스템은 배기 가스 경로로부터 분리되고 가스 터빈 엔진의 제1 섹션 및 환원제 스키드에 유동 결합하는 제1 유로를 또한 포함한다. 제1 유로는 환원제 스키드에 제1 가열된 유체를 공급할 수도 있고, 제2 유로는 배기 가스 경로로부터 제1 유로를 분리한다. 제2 유로는 가스 터빈 엔진의 제2 섹션에 그리고 환원제 스키드에 유동 결합되고, 제2 유로는 환원제 스키드에 제2 가열된 유체를 공급할 수도 있다.

제3 실시예에서, 방법은 제1 섹션을 환원제 스키드에 유동 결합하는 제1 유로를 통해 가스 터빈 엔진의 제1 섹션으로부터 제1 유체를 유동하는 것을 포함한다. 환원제 스키드는 가스 터빈 엔진 내에 발생된 배기 가스를 수용할 수도 있는 비기 유로에 유동 결합된다. 방법은 제1 유체를 사용하여 환원제 스키드를 가열하는 것, 제1 유체를 보충하거나 교체하기 위해 가스 터빈 엔진의 제2 섹션을 환원제 스키드에 유동 결합하는 제2 유로를 통해 제2 유체를 유동하는 것, 및 제2 유체로 환원제 스키드 내의 환원제를 증발하는 것을 또한 포함한다.

본 발명의 이들 및 다른 특징, 양태, 및 장점은 유사한 도면 부호가 도면 전체에 걸쳐 유사한 부분을 표현하고 있는 첨부 도면을 참조하여 이하의 상세한 설명을 숙독할 때 더 양호하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른, 선택적 촉매 환원을 위해 사용되는 환원제를 가열하기 위한 환원제 분사 시스템을 포함하는 가스 터빈 시스템의 블록도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른, 가스 터빈 엔진으로부터 압축기 배출 공기를 수용하고 압축기 배출 공기를 환원제 분사 시스템 내의 가열 시스템에 유도하는 유동 제어 시스템을 포함하는 도 1의 환원제 분사 시스템의 개략도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른, 가스 터빈 엔진으로부터 압축기 배출 공기 및/또는 배기 가스 스트림을 수용하고 압축기 배출 공기 및/또는 배기 가스 스트림을 환원제 분사 시스템 내의 가열 시스템에 유도하는 유동 제어 시스템을 포함하는 도 1의 환원제 분사 시스템의 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른, 환원제 분사 시스템의 가열 시스템의 상류측의 압축기 배출 가스의 흐름을 가열하는 열교환기를 포함하는 도 1의 환원제 분사 시스템의 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른, 압축기 배출 공기, 주위 공기 및/또는 배기 가스 스트림을 수용하고 압축기 배출 공기, 주위 공기 및/또는 배기 가스 스트림을 환원제 분사 시스템 내의 가열 시스템에 유도하는 유동 제어 시스템을 포함하는 도 1의 환원제 분사 시스템의 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른, 도 1의 환원제 분사 시스템을 가열하고 가스 터빈 시스템의 환원제를 증발하는 방법의 흐름도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른, 도 1의 환원제 분사 시스템 내에 배치된 열교환기를 사용하여 환원제 분사 시스템을 가열하고 환원제를 증발하는 데 사용된 유체를 가열하는 방법의 흐름도.

본 발명의 하나 이상의 특정 실시예가 이하에 설명될 것이다. 이들 실시예의 간명한 설명을 제공하기 위한 시도시에, 실제 구현예의 모든 특징이 명세서에 설명되지는 않을 수도 있다. 임의의 이러한 실제 구현예의 개발시에, 임의의 엔지니어링 또는 디자인 프로젝트에서와 같이, 수많은 구현예-특정 결정이 일 구현예로부터 다른 구현예로 다양할 수도 있는 시스템 관련 및 비즈니스 관련 제약과의 순응과 같은 개발자의 특정 목표를 성취하기 위해 이루어져야 한다는 것이 이해되어야 한다. 더욱이, 이러한 개발 노력은 복잡하고 시간 소모적일 수도 있지만, 그럼에도 불구하고 본 개시내용의 이익을 갖는 당 기술 분야의 숙련자들에 대한 일상의 설계, 제작 및 제조의 착수일 것이라는 것이 이해되어야 한다.

본 발명의 다양한 실시예의 요소를 소개할 때, 단수 표현 및 "상기"는 요소의 하나 이상이 존재하는 것을 의미하도록 의도된다. 용어 "포함하는", "구비하는", 및 "갖는"은 포함적이고 열거된 요소 이외의 부가의 요소가 존재할 수도 있다는 것을 의미하도록 의도된다.

본 발명의 실시예는 일반적으로 압축기 배출 유로와 환원제 증발 시스템(예를 들어, 암모니아 분사 시스템)을 통합하고 가스 터빈 엔진 내에서 발생된 배기 가스 스트림의 선택적 촉매 환원을 위해 사용된 환원제를 증발하기 위한 기술에 관한 것이다. 예를 들어, 가스 터빈 시스템에서, 하나 이상의 가스 터빈 엔진은 복수의 블레이드를 각각 갖는 하나 이상의 터빈 스테이지를 구동하기 위한 연소 가스를 생성하도록 연료/산화제 혼합물을 연소할 수도 있다. 연소된 연료의 유형 뿐만 아니라 다양한 연소 파라미터와 같은 인자의 수에 따라, 연소 프로세스로부터 발생하는 연소 생성물은 질소 산화물(NO_x), 황 산화물(SO_x), 탄소 산화물(CO_x), 및 미연소 탄화수소를 포함할 수도 있다. 특정 유형의 촉매 시스템은 배기 가스가 가스 터빈 발전소와 같은 가스 터빈 시스템을 나오기 전에 이들 성분의 레벨을 감소시키는 기능을 할 수도 있다. 가스 터빈 시스템의 효율적인 동작을 또한 유지하면서 이러한 감소를 수행하는 것이 바람직할 수도 있다.

배기 가스 스트림 내의 NO_x의 양을 제거하거나 감소시키기 위한 일 기술은 선택적 촉매 환원(Selective Catalytic Reduction: SCR)이다. SCR 프로세스에서, 암모니아(NH₃)와 같은 반응제(예를 들어, 환원제)가 배기 가스 스트림 내로 분사되고 촉매의 존재하에서 배기 가스 내의 NO_x와 반응하여 질소(N₂) 및 물(H₂O)을 생성한다. 이 프로세스를 용이하게 하기 위해, 환원제 분사 시스템은 반응제를 가열하고, 증발하고, 배기 가스 스트림 내로 분사하는 데 사용될 수도 있다. 배기 가스 스트림 내로 분사하기 전에 반응제를 증발하는 것은 배기 가스 스트림과 환원제 사이의 온도차를 또한 감소시키면서 배기 가스 스트림과 반응제의 혼합을 용이하게 할 수도 있다. 가스 터빈 시스템의 시동 중에, 환원제 분사 시스템은 주위 온도 이하일 수도 있다. 이와 같이, 반응제는 환원제 분사 시스템이 반응제의 응축을 방해하기 위해 적합한 온도에 있을 때까지 증발 후에 증발 시스템 내에서 응축할 수도 있다. 이에 따라, 전기 히터가 일반적으로 증발 시스템을 가열하는 데 사용된다.

특정 가스 터빈 시스템, 특히 대형 프레임 헤비 듀티(large frame heavy duty) 가스 터빈 엔진[예를 들어, 비(非)항공 엔진 파생형 유도 가스 터빈 엔진과 같은 50 메가와트(mW) 초과의 메가와트 범위를 갖는 가스 터빈 엔진]을 갖는 시스템에서, 히터는 가스 터빈 시스템의 전체 동작 및 제조 비용을 증가시킬 수도 있다. 예를 들어, 가스 터빈 엔진의 크기에 따라, 가스 터빈 시스템은 환원제 분사 시스템에 충분한 열을 제공하도록 치수설정된 하나 이상의 히터를 포함할 수도 있다. 이들 히터는 환원제 분사 시스템을 가열하기 위한 온도 요구를 수용하도록 비교적 대형일 수도 있다. 예를 들어, 환원제 분사 시스템을 가열하는 데 사용된 히터는 대략 750 킬로와트(kW) 내지 1 메가와트(mW)의 파워 출력(power output)을 가질 수도 있다.

히터를 동작하도록 요구되는 전기를 제공하는 것은 가스 터빈 시스템의 효율을 감소시킬 수도 있는 바람직하지 않은 기생 손실을 야기할 수도 있다. 예를 들어, 히터는 대략 500 kW 내지 대략 750 kW의 기생 손실을 야기할 수도 있다. 따라서, 환원제 분사 시스템을 효율적으로 그리고 효과적으로 가열하면서 바람직하지 않은 기생 손실을 야기하지 않는 다른 열원을 사용하여, 이에 의해 가스 터빈 시스템의 시동 중에 환원제 분사 시스템 내의 반응제의 응축을 방해하는 것이 바람직할 수도 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 환원제 분사 시스템은 가스 터빈 시스템 내에 발생된 하나 이상의 유체 스트림을 사용하여 가열될 수도 있다. 하나 이상의 유체 스트림은 환원제 분사 시스템을 가열하고 SCR의 상류측의 반응제를 증발하기 위해 가스 터빈 시스템의 시동 및 정상 상태(steady state) 동작 중에 사용될 수도 있다. 환원제 분사 시스템은 증발 시스템 내의 유체 스트림의 온도 및 유동을 조정하기 위한 하나 이상의 유동 제어 시스템을 포함할 수도 있다. 환원제 분사 시스템은 유체 스트림의 압력 및/또는 온도, 환원제, 또는 이들의 조합에 기초하여 유동 제어 시스템의 다양한 구성요소(예를 들어, 밸브, 펌프 등)를 제어하는 제어 시스템에 신호를 전송하는 센서를 포함할 수도 있다.

가스 터빈 엔진으로부터의 유체 스트림은 히터의 사용을 완화하거나 배제하기 위해 환원제 분사 시스템 내의 유체를 가열하기 위해 적합한 온도에 있을 수도 있어, 이에 의해 대형 히터를 사용하는 가스 터빈 시스템에 비교하여 가스 터빈 시스템의 에너지 요구를 증가시키지 않고 열을 제공한다는 것이 이제 인식된다. 즉, 유체 스트림은 가스 터빈 시스템의 동작의 부분으로서 미리 가열되기 때문에, 유체 스트림은 환원제 분사 시스템에 "자유" 열을 제공한다. 따라서, 특정 가스 터빈 시스템 내의 환원제 분사 시스템을 가열하고 그리고/또는 반응제를 증발하는 데 일반적으로 사용되는 대형 히터는 가스 터빈 엔진 내에 발생된 고온 유체(예를 들어, 압축기 배출 공기, 배기 가스 등)로 대체될 수도 있다. 따라서, 대형 히터의 사용과 일반적으로 연계된 가스 터빈 시스템의 기생 손실 및 동작 및 제조 비용이 감소될 수도 있다.

이하에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 본 발명의 실시예는 배기 가스 스트림을 처리하는 데 사용되는 반응제를 증발하고 가스 터빈 시스템의 시동 중에 환원제 분사 시스템 내의 반응제의 응축을 완화하기 위해 가스 터빈 엔진으로부터 하나 이상의 유체 스트림을 수용하도록 구성된 환원제 분사 시스템을 갖는, 단순 사이클 헤비 듀티 가스 터빈 시스템과 같은, 가스 터빈 시스템을 포함한다. 환원제 분사 시스템은 터빈의 하류측(예를 들어, 배기 가스의 유동에 대해), 그러나 SCR 시스템의 상류측에 배치될 수도 있다. 예를 들어, 환원제 분사 시스템은 가스 터빈 엔진 시스템의 배기 덕트 내에 배치된 가열 및 공기 분사 특징부를 포함할 수도 있다. 환원제 분사 시스템은 가스 터빈 엔진의 다양한 섹션과 유체 연통할 수도 있어, 환원제 분사 시스템이 가스 터빈 엔진으로부터 하나 이상의 유체를 수용할 수도 있게 된다. 가스 터빈 엔진의 하나 이상의 섹션과 환원제 분사 시스템을 유동 결합하는 것은, 대형 전기 히터를 사용하기보다는 환원제 분사 시스템이 가스 터빈 엔진 내에 발생된 가열된 유체를 사용할 수 있게 하여 가스 터빈 시스템의 시동 중에 반응제를 증발하고 반응제의 응축을 완화한다. 이에 따라, 가스 터빈 시스템의 효율은 부분적으로 특정 가스 터빈 시스템 내의 대형 전기 히터의 사용으로부터 발생하는 기생 손실의 감소에 기인하여 증가될 수도 있다. 본 명세서에 개시된 기술은 단순 사이클 헤비 듀티 가스 터빈 시스템에 특히 유용할 수도 있지만, 본 발명의 실시예는 예를 들어, 복합 사이클 가스 터빈 시스템을 포함하여, 임의의 적합하게 구성된 시스템에 구현될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다.

상기 내용을 명심하여, 도 1은 가스 터빈 엔진(12) 및 배기 처리 시스템(14)을 포함하는 예시적인 터빈 시스템(10)의 개략도이다. 특정 실시예에서, 터빈 시스템(10)은 발전 시스템의 전체 또는 부분일 수도 있다. 가스 터빈 시스템(10)은 가스 터빈 시스템(10)을 운전하기 위해, 액체 또는 천연 가스 및/또는 수소 농후 합성 가스와 같은 가스 연료를 사용할 수도 있다.

도시되어 있는 바와 같이, 가스 터빈 엔진(12)은 공기 흡기 섹션(16), 압축기(18), 연소기 섹션(20), 및 터빈(22)을 포함한다. 터빈(22)은 샤프트(24)를 거쳐 압축기(18)에 구동식으로 결합될 수도 있다. 동작시에, 공기는 공기 흡기 섹션(16)을 통해 터빈 엔진(12)에 진입하고(화살표 26에 의해 지시되어 있음), 압축기(18) 내에서 압축된다. 공기(26)는 하나 이상의 공기 소스(28)(예를 들어, 주위 공기를 포함하지만 이에 한정되는 것은 아님)에 의해 제공될 수도 있다. 특정 실시예에서, 공기(26)는 압축기(18)와 공기 소스(28) 사이에 배치된 필터 및/또는 소음기(silencer)를 통해 유동할 수도 있다. 압축기(18)는 샤프트(24)에 결합된 복수의 압축기 스테이지를 포함할 수도 있다. 압축기(18)의 각각의 스테이지는 복수의 압축기 블레이드를 갖는 휠을 포함한다. 샤프트(24)의 회전은 압축기 블레이드의 회전을 유발하는 데, 이 회전은 공기를 압축기(18) 내로 흡인하고 공기(26)를 압축하여 압축 공기(30)를 생성하고, 이 압축 공기의 대부분은 연소기 섹션(20)에 유도된다.

연소기 섹션(20)은 하나 이상의 연소기를 포함할 수도 있다. 일 실시예에서, 복수의 연소기가 샤프트(24) 둘레로 일반적으로 원형 또는 환형 구성으로 다수의 원주방향 위치에 배치될 수도 있다. 압축 공기(30)가 압축기(18)를 나오고 연소기 섹션(20)에 진입함에 따라, 압축 공기(30)는 연소기 내에서의 연소를 위해 연료(32)와 혼합될 수도 있다. 예를 들어, 연소기 섹션(20)은 최적 연소, 배출, 연료 소비, 파워 출력 등을 위해 적합한 비로 연소기 내로 연료-공기 혼합물을 분사할 수도 있는 하나 이상의 연료 노즐을 포함할 수도 있다. 공기(30)와 연료(32)의 연소는 고온 압축된 배기 가스(36)(예를 들어, 연소 가스)를 발생할 수도 있는 데, 이 가스는 이어서 터빈(22) 내의 하나 이상의 터빈 블레이드를 구동하는 데 이용될 수도 있다. 동작시에, 터빈(22) 내로 그리고 통해 유동하는 연소 가스는 터빈 블레이드에 대해 그리고 그 사이에 유동하여, 이에 의해 터빈 블레이드 및 따라서 샤프트(24)를 회전 구동하여 발전소 내의 발전기와 같은 부하를 구동한다. 전술된 바와 같이, 샤프트(24)의 회전은 또한 압축기(18) 내의 블레이드가 흡기구(16)에 의해 수용된 공기를 흡인하여 압축하게 한다.

터빈(22)을 통해 유동하는 연소 가스는 배기 가스(42)의 스트림으로서 터빈(22)의 하류측 단부(40)를 나올 수도 있다. 배기 가스 스트림(42)은 배기 처리 시스템(14)을 향해 하향 방향(46)으로 계속 유동할 수도 있다. 예를 들어, 터빈(22)의 하류측 단부(40)는 배기 처리 시스템(14)에 그리고 특히 전이 덕트(50)에 유동 결합될 수도 있다. 특정 실시예에서, 배기 처리 시스템(14)은 전이 덕트(50)의 상류측에 배기 확산기를 포함할 수도 있다.

전술된 바와 같이, 연소 프로세스의 결과로서, 배기 가스 스트림(42)은 질소 산화물(NO_x), 황 산화물(SO_x), 탄소 산화물(CO_x), 및 미연소 탄화수소와 같은 특정 부산물을 포함할 수도 있다. 배기 처리 시스템(14)은 배기 가스 스트림이 시스템(10)을 나오기 전에 이러한 부산물의 농도를 감소시키거나 실질적으로 최소화하도록 채용될 수도 있다. 전술된 바와 같이, 배기 가스 스트림 내의 NO_x의 양을 제거하거나 감소시키기 위한 일 기술은 선택적 촉매 환원(SCR) 프로세스를 사용하는 것을 수반한다. 예를 들어, 배기 가스 스트림(42)으로부터 NO_x를 제거하기 위한 SCR 프로세스에서, 암모니아(NH₃)가 배기 가스 스트림 내로 분사되고 촉매의 존재하에 NO_x와 반응하여 질소(N₂) 및 물(H₂O)을 생성한다.

이 SCR 프로세스의 효용은 적어도 부분적으로 처리되는 배기 가스의 온도에 의존할 수도 있다. 예를 들어, NO_x를 제거하기 위한 SCR 프로세스는 대략 화씨 500 내지 900도(℉)[예를 들어, 대략 섭씨 260 내지 482도(℃)]의 온도에서 특히 효과적일 수도 있다. 그러나, 특정 실시예에서, 터빈(22)을 나오고 전이 덕트(50)에 진입하는 배기 가스 스트림(42)은 대략 1000 내지 1500℉(예를 들어, 대략 538 내지 816℃), 또는 더 구체적으로 1100 내지 1200℉(예를 들어, 대략 593 내지 649℃)의 온도를 가질 수도 있다. 이에 따라, NO_x 제거를 위한 SCR 프로세스의 효용을 증가시키기 위해, 배기 처리 시스템(14)은 전이 덕트(50) 내의 배기 가스 스트림(42) 내로 냉각 공기를 분사함으로써 배기 가스 스트림(42)을 냉각할 수도 있어, 이에 의해 냉각된 배기 가스 스트림(52)을 발생한다. 예를 들어, 일 실시예에서, 전이 덕트(50)는 화살표(56)에 의해 도시되어 있는 바와 같이 공기 소스(28)로부터 공기를 수용할 수도 있다. 공기 소스(28)는 전이 덕트(50)에 공급된 냉각 공기(56)를 발생하도록 공기를 냉각하는 것을 용이하게 하기 위해 하나 이상의 공기 송풍기, 압축기[예를 들어, 압축기(18)], 열교환기, 또는 이들의 조합을 포함할 수도 있다. 이해될 수 있는 바와 같이, 용어 "냉각"은 공기 유동(58)을 설명하는 데 사용될 때, 공기(58)가 터빈(22)을 나오는 배기 가스 스트림(42)에 비해 더 저온인 것을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 유효 온도는 가스 스트림(42)으로부터 제거되는 요소 및/또는 채용되는 촉매에 따라 다양할 수도 있다는 것이 이해되어야 한다.

도 1을 계속 참조하면, 냉각된 배기 가스 스트림(52)은 배기 덕트(60) 내로 하류측으로[예를 들어, 방향(46)으로] 계속 유동할 수도 있고, 여기서 암모니아 분사 그리드(ammonia injection grid: AIG)(64)가 환원제(68)[예를 들어, 수성 암모니아(NH₃)]를 냉각된 배기 가스 스트림(52) 내로 분사한다. AIG(64)와 연계된 암모니아 분사 시스템(65)은 각각 환원제(68)를 증발시키고 배기 덕트(60) 내의 냉각된 배기 가스 스트림(52) 내로 분사하는 가열 시스템(70) 및 분사 시스템(74)을 포함할 수도 있다. 일 실시예에서, 분사 시스템(74)은 환원제(68)를 냉각된 배기 가스 스트림(52) 내로 분사하기 위한 AIG(64)를 형성하는 개구로 최종적으로 이어지는 파이프의 네트워크로 이어질 수도 있거나 또는 그렇지 않으면 파이프의 네트워크를 포함할 수도 있다. 이하에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 환원제(68)는 분사 시스템(74) 내로 유동하기 전에 가열 시스템(70) 내에서 증발될 수도 있다.

전술된 바와 같이, 가스 터빈 엔진의 AIG는 가스 터빈 시스템의 시동 중에 주위 온도 이하일 수도 있다. 따라서, 암모니아 분사 시스템(65)(예를 들어, 암모니아 스키드)은 증발 후에 AIG 내의 환원제(68)의 응축을 방해하기 위해 환원제(68)의 증발 전에 가열될 수도 있다. 특정 가스 터빈 시스템은 AIG 전체에 걸쳐 열을 분배하기 위해 대형 전기 히터(예를 들어, 대략 750 kW 내지 1 mW의 파워 출력을 갖는 전기 히터)를 사용할 수도 있어, 이에 의해 증발 후에 환원제의 응축을 방해하기 위해 적합한 온도로 AIG를 가열한다. 그러나, 대형 전기 히터의 사용은 가스 터빈 시스템의 동작을 위한 에너지 요구(예를 들어, 가스 터빈 시스템이 대형 전기 히터를 동작하기 위해 전력을 제공하는 데 필요할 수도 있음) 및 가스 터빈 시스템의 기생 손실을 증가시킬 수도 있다. 배기 가스 퍼지 및 연료[예를 들어, 연료(32)]의 연소 중에 가스 터빈 엔진 내에 발생된 가열된 유체가 AIG에 열에너지를 제공하는 데 사용될 수도 있다는 것이 이제 인식되고 있다. 이와 같이, 가열된 유체는 대형 전기 히터의 사용 없이 AIG를 가열할 수도 있고, 환원제[예를 들어, 환원제(68)]의 증발을 또한 용이하게 할 수도 있다. 이에 따라, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 암모니아 분사 시스템(65)은 압축기(18)로부터 압축기 배출 공기(78), 터빈(22)으로부터 배기 가스 스트림의 부분(80), 화살표(82)에 의해 도시되어 있는 바와 같이, 공기 소스(28)로부터 공기, 및 이들의 조합을 수용할 수도 있다.

예를 들어, 가스 터빈 시스템(10)의 운전 정지 중에, 배기 가스 스트림(42)의 적어도 일부는 가스 터빈 시스템(10)의 하나 이상의 섹션 내에[예를 들어, 터빈(22), 배기 처리 시스템(14) 등의 내에] 잔류할 수도 있다. 따라서, 가스 터빈 시스템(10)의 시동 중에, 이전의 사이클로부터 가스 터빈 시스템(10) 내에 잔류하는 배기 가스 스트림(42)은 시스템(10)으로부터 퍼지될 수도 있다. 가스 터빈 시스템(10)으로부터 배기 가스의 퍼지 중에, 가스 터빈 시스템(10)의 구성요소는 암모니아 분사 시스템(65)을 가열하기 위해 적합한 온도로 압축기 배출 공기의 온도를 증가시킬 수도 있는 속도로 회전할 수도 있다. 예를 들어, 특정 실시예에서, 시스템 구성요소[예를 들어, 샤프트(24)]의 회전 속도는 가스 터빈 시스템(10)의 정상 동작 중에 시스템 구성요소의 회전 속도의 대략 15% 내지 대략 30%일 수도 있다. 압축기 배출 공기는 가스 터빈 시스템(10)으로부터 배기 가스 스트림(42)을 퍼지하기 위해 가스 터빈 시스템(10)을 통해 순환될 수도 있다. 예를 들어, 압축기 배출 공기는 연소기(20) 및 터빈(22)을 통해 유동하여 가스 터빈 엔진(10)으로부터 배기 가스(36)를 퍼지할 수도 있다. 이와 같이, 배기 가스 스트림(42)은 화살표(92)에 의해 도시되어 있는 바와 같이, 배기 처리 시스템(14)을 통해 하류측 방향(46)으로 유동하고 스택(90)을 통해 가스 터빈 시스템(10)을 나올 수도 있다.

배기 퍼지 중에 샤프트(24)의 회전 속도에 부분적으로 기인하여, 압축기 배출 공기의 온도는 대략 150℉ 내지 대략 300℉(예를 들어, 대략 149℃), 대략 175℉(예를 들어, 대략 79℃) 내지 대략 275℉(예를 들어, 대략 135℃), 대략 200℉(예를 들어, 대략 93℃) 내지 대략 250℉(예를 들어, 대략 121℃)와 같은, 대략 150℉(예를 들어, 대략 66℃) 초과로 증가할 수도 있다. 압축기 배출 공기의 온도는 가스 터빈 시스템(10)의 시동 중에 암모니아 분사 시스템(65)을 가열하기 위해 적합할 수도 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시예는 화살표(78)에 의해 도시되어 있는 바와 같이 암모니아 분사 시스템(65)에 압축기 배출 공기를 유동하는 것을 포함한다. 예를 들어, 압축기(18)로부터 압축기 배출 공기(78)의 적어도 일부는 가스 터빈 엔진(12)의 연소기(18) 및/또는 터빈(22)을 바이패스하고 암모니아 분사 시스템(65)으로 유동할 수도 있어, 이에 의해 암모니아 분사 시스템(65) 내의 시스템 구성요소[예를 들어, 가열 시스템(70) 및 분사 시스템(74)]를 가열한다. 따라서, 암모니아 분사 시스템(65)은 특정 가스 터빈 시스템 내의 암모니아 분사 시스템을 가열하는 데 일반적으로 사용되는 대형 전기 히터의 사용 없이 가열될 수도 있다. 특정 실시예에서, 공기 소스(28)로부터의 공기(82)는 압축기 배출 공기(78)에 추가하여 암모니아 분사 시스템(65)에 유도될 수도 있다. 공기(82)는 예를 들어, 압축기 배출 공기(78)의 온도가 암모니아 분사 시스템(65)을 가열하기 위한 원하는 임계 온도를 초과하는 실시예에서, 압축기 배출 공기(78)의 온도를 감소시킬 수도 있다.

더욱이, 가스 터빈 시스템(10)의 정상 상태 동작 중에, 압축기 배출 공기(78)의 적어도 일부, 배기 가스(80)의 일부, 공기(82), 및 이들의 조합은 암모니아 분사 시스템(65) 내의 환원제(68)를 증발하는 데 사용될 수도 있다. 예를 들어, 전술된 바와 같이, 가스 터빈 엔진(12)은 압축 공기(30)와 연료(32)의 혼합물을 연소하여 고온 배기 가스(36)를 발생한다. 배기 가스(36)는 하류측 방향(46)으로 배기 처리 시스템(14)에 유동하기 전에 터빈(22) 내의 하나 이상의 터빈 블레이드를 구동한다. 일 실시예에서, 배기 가스(80)의 일부는 배기 처리 시스템(14)을 바이패스하고 암모니아 분사 시스템(65)으로 유동할 수도 있다. 암모니아 분사 시스템(65)에 있는 동안, 배기 가스(80)는 환원제(68)가 배기 덕트(60) 내의 냉각된 배기 가스 스트림(52) 내로 분사되기 전에, 환원제(68)를 가열하고 증발시킬 수도 있다. 배기 가스(80)는 암모니아 분사 시스템(65) 내로 유동하기 전, 중, 또는 후에 압축기 배출 공기(78) 및/또는 공기(82)와 혼합될 수도 있다. 전술된 바와 같이, 터빈(22)을 나오는 배기 가스는 대략 1000 내지 1500℉(예를 들어, 대략 538℃ 내지 816℃)의 온도를 가질 수도 있다. 배기 가스(80)의 온도는 환원제(68)의 증발을 위한 원하는 온도 임계치 초과일 수도 있다. 따라서, 압축기 배출 공기(78) 및/또는 공기(82)(예를 들어, 주위 공기)는 배기 가스(80)와 혼합될 수도 있어 환원제(68)의 증발을 위해 적합한 온도로 배기 가스(80)를 냉각한다.

예시된 실시예에서, 암모니아 분사 시스템(65)은 암모니아 분사 시스템(65)을 통해 유동하는 다양한 유체의 유동을 조정하는 데 사용될 수도 있는 유동 제어 시스템(100)을 포함한다. 예를 들어, 유동 제어 시스템(100)은 이들에 한정되는 것은 아니지만, 압축 배출 공기(78), 배기 가스(80), 공기(82), 및/또는 환원제(68)가 암모니아 분사 시스템(65)을 통해 그리고 배기 덕트(60) 내의 냉각된 배기 가스 스트림(52) 내로 유동하는 것을 가능하게 하는 밸브, 펌프, 팬, 및 송풍기와 같은 유동 디바이스를 포함할 수도 있다. 이하에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 제어 시스템(104)이 분사 시스템(74)을 통한 다양한 유체 스트림의 유동을 조정하고 유체 스트림[예를 들어, 압축기 배출 공기(78) 및 배기 가스 스트림(80)]의 온도를 제어하도록 유동 제어 시스템(100)의 동작을 제어할 수도 있다.

AIG(64)의 하류측에서, SCR 시스템(106)은 벌집 또는 플레이트 구성과 같은, 임의의 적합한 기하학 형상을 갖는 담지 촉매 시스템(supported catalyst system)을 포함할 수도 있다. SCR 시스템(106) 내에서, 환원제(68)는 냉각된 배기 가스(52) 내의 NO_x와 반응하여 질소(N₂) 및 물(H₂O)을 생성하고, 따라서 유동 화살표(92)에 의해 지시되어 있는 바와 같이, 스택(90)을 통해 가스 터빈 시스템(10)을 나오기 전에, 냉각된 배기 가스(52)로부터 NO_x를 제거한다. 스택(90)은 몇몇 실시예에서, 소음기 또는 머플러(muffler)를 포함할 수도 있다. 비한정적인 예로서, 배기 처리 시스템(14)은 처리된 배기 가스 스트림(86) 내의 NO_x의 조성을 대략 3 ppm 이하로 감소시키기 위해 AIG(64) 및 SCR 시스템(106)을 이용할 수도 있다.

본 명세서는 배기 가스 스트림(42, 52)으로부터 NO_x의 처리 및 제거에 관한 다수의 실시예를 설명하고 있지만, 특정 실시예는 일산화탄소 또는 미연소 탄화수소와 같은, 다른 연소 부산물의 제거를 제공할 수도 있다. 이와 같이, 담지 촉매는 배기 가스 스트림(42, 52)으로부터 제거되는 성분에 따라 다양할 수도 있다. 부가적으로, 본 명세서에 개시된 실시예는 하나의 SCR 시스템(106)의 사용에 한정되는 것은 아니지만, 다수의 SCR 시스템(106), 다수의 촉매 시스템 등을 또한 포함할 수도 있다는 것이 이해되어야 한다.

시스템(10)으로부터 배출물의 제어를 제공하기 위해, 시스템(10)은 스택(90)을 나오는 처리된 배기 스트림[예를 들어, 배기 스트림(86)]의 조성을 계속 모니터링하는 연속 배출 모니터링(continuous emissions monitoring: CEM) 시스템(108)을 또한 포함할 수도 있다. CEM 시스템(108)이 처리된 배기 스트림의 조성이 미리 결정된 파라미터의 세트(예를 들어, 온도, 압력, 특정 연소 생성물의 농도) 내에 있지 않다는 것을 검출하면, CEM 시스템(108)은 가스 터빈 엔진(12)의 제어 시스템(104)에 통지를 제공할 수도 있고, 이 제어 시스템은 이어서 연소 파라미터를 조정하고, 냉각 공기(56) 및/또는 환원제(68)의 유동을 조정하고, SCR 시스템(106)의 동작을 조정하는 등을 하기 위해 특정 보정 작용을 취할 수도 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 가스 터빈 시스템(10)의 제어 시스템(104)은, 시스템(10)에 의해 생성된 처리된 배기 스트림이 미리 결정된 요구 내에 있는 조성을 갖거나 또는 갖는 것으로 예측될 때까지, 동작 파라미터를 조정하고, 서비스를 수행하고, 또는 그렇지 않으면 시스템(10)의 동작을 중지하도록 시스템(10)의 조작자에게 통지하는 것과 같은 기능을 수행할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, CEM 시스템(108)은 온도, 냉각 공기(56)의 유량, SCR 시스템(106) 내로 분사된 환원제(68)(예를 들어, NH₃)의 양 등을 조정하는 것과 같은 특히 배기 처리 시스템(14)에 관한 보정 작용을 또한 구현할 수도 있다.

제어 시스템(104)(예를 들어, 전자 및/또는 프로세서 기반 제어기)은 가스 터빈 시스템(10)의 동작을 지배할 수도 있다. 제어 시스템(104)은 가스 터빈 시스템(10) 전체에 걸쳐 센서, 제어 밸브, 및 펌프, 또는 다른 유동 조정 특징부와 전기적으로 통신함으로써 가스 터빈 시스템(10)의 동작을 독립적으로 제어할 수도 있다. 제어 시스템(104)은 분산형 제어 시스템(distributed control system: DCS) 또는 완전히 또는 부분적으로 자동화되는 임의의 컴퓨터 기반 워크스테이션을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 제어 시스템(104)은 범용 또는 응용 주문형 프로세서를 채용하는 임의의 디바이스일 수 있는 데, 이들 프로세서의 모두는 일반적으로 무엇보다도, 연소 파라미터 및 환원제 가열 및 증발 파라미터와 같은 명령을 저장하기 위한 메모리 회로(112)를 포함할 수도 있다. 프로세서는 하나 이상의 처리 디바이스[예를 들어, 마이크로프로세서(110)]를 포함할 수도 있고, 메모리 회로(112)는 이하에 설명되는 바와 같이, 도 6 내지 도 7의 동작을 수행하고, 본 명세서에 설명된 동작을 제어하도록 프로세서에 의해 실행 가능한 명령을 집합적으로 저장하는 하나 이상의 탠저블(tangible), 비일시적, 기계 판독 가능 매체를 포함할 수도 있다.

일 실시예에서, 제어 시스템(104)은 상이한 시스템 구성요소 사이의 양 및/또는 유동을 제어하도록 유동 제어 디바이스(예를 들어, 밸브, 펌프 등)를 동작할 수도 있다. 예시된 실시예에서, 제어 시스템(104)은 환원제(68)의 유동, 압축기 배출 공기(78), 배기 가스(80), 및/또는 암모니아 분사 시스템(65)을 통한 공기(82)의 유동을 제어하도록 유동 제어 시스템(100)의 동작을 제어한다. 예를 들어, 가스 터빈 시스템(104)의 시동 중에, 제어 시스템(104)은, 암모니아 분사 시스템(65)이 암모니아 분사 시스템(65) 내의 환원제(68)의 응축을 방해하기 위해 적합한 온도 레벨에 있을 때까지, 암모니아 분사 시스템(65)의 구성요소를 가열하고 환원제(68)의 유동을 방해하도록 압축기(18)로부터 암모니아 분사 시스템(65)으로의 압축기 배출 공기(78)의 유동을 제어할 수도 있다. 게다가, 가스 터빈 시스템(10)의 정상 상태 동작 중에, 제어 시스템(104)은 환원제(68)의 가열 및 증발을 용이하게 하도록 터빈(22)으로부터 암모니아 분사 시스템(65)으로 배기 가스(80)의 유동을 제어할 수도 있다. 가스 터빈 시스템(10)의 정상 상태 동작은 가스 터빈 엔진(12)이 타겟 부하에 도달하고 가스 터빈 엔진(12)의 동작 파라미터가 타겟 부하에서 가스 터빈 엔진(12)을 유지하도록 제어되는 상태일 수도 있다. 특정 실시예에서, 제어 시스템(104)은 메모리(112) 상에 내장된 명령 또는 코드를 실행하고 가스 터빈 시스템(10) 내의 유체의 유동을 제어하기 위해 다양한 유동 제어 디바이스[예를 들어, 유동 제어 시스템(100)]에 하나 이상의 출력 신호[예를 들어, 하나 이상의 출력 신호(140)]를 발생하도록 터빈 시스템(10)의 하나 이상의 센서로부터 하나 이상의 입력 신호[예를 들어, 하나 이상의 입력 신호(138)]를 거쳐 제공된 정보를 사용할 수도 있다. 예를 들어, 제어 시스템(104)은 환원제(68), 압축기 배출 공기(78), 배기 가스(80), 및 공기(82)를 제어할 수도 있다. 특정 실시예에서, 제어 시스템(104)은 또한 가스 터빈 시스템(10) 내의 공기(26), 연료(32), 냉각 공기(56), 또는 임의의 다른 유체의 양을 제어하거나 유동을 조정하도록 밸브의 동작을 제어할 수도 있다.

이제, 도 2를 참조하면, 암모니아 분사 시스템(65)의 도면이 도시되어 있다. 전술된 바와 같이, 암모니아 분사 시스템(65)은 예를 들어, 가스 터빈 시스템(10)의 시동 중에, 환원제(68)의 증발을 시작하도록 가스 터빈 엔진(12)으로부터 가열된 유체를 수용할 수도 있다. 예를 들어, 예시된 실시예에서, 암모니아 분사 시스템(65)은 압축기(18)로부터 압축기 배출 공기(78)를 수용한다. 시스템(10)이 시동 동작 모드에 있는 실시예에서, 암모니아 분사 시스템(65)의 구성요소를 가열하기 위해 사용될 수도 있는 과잉의 압축 공기가 존재할 수도 있다. 예로서, 암모니아 분사 시스템(65)은 암모니아 분사 시스템(65)의 다양한 구성요소[예를 들어, 가열 시스템(70)] 내로의 유체[예를 들어, 압축기 배출 공기(78), 배기 가스(80)]의 유동을 가능하게 하는 가스 터빈 엔진(12)에 유동 결합된 하나 이상의 도관을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 암모니아 분사 시스템(65)은 1개, 2개, 3개, 4개, 5개 또는 그 초과의 도관과 같은 1개 내지 10개의 도관을 포함할 수도 있다. 그러나, 임의의 적합한 수의 도관이 암모니아 분사 시스템(65)을 통해 가열 유체[예를 들어, 압축기 배출 공기(78), 배기 가스(80), 및 공기(82)]를 유동하는 데 사용될 수도 있다. 예시된 실시예에서, 암모니아 분사 시스템(65)은 압축기(18)로부터 압축기 배출 공기(78)를 수용할 수도 있는 제1 도관(116) 및 제2 도관(118)을 포함한다. 따라서, 특정 실시예에서, 압축기(18)로부터 암모니아 분사 시스템(65)으로 연장하는 경로를 따른 압축기 배출 공기(78)의 유동은 도관(116, 118) 사이에서 분할될 수도 있다(예를 들어, 중간 유로). 다른 실시예에서, 압축기 배출 공기(78)는 제1 도관(116) 또는 제2 도관(118)을 통해 유동할 수도 있다. 예를 들어, 제1 도관(116)이 유지보수 또는 수리에 기인하여 이용 불가능하면, 압축기 배출 공기(78)는 시스템(10)이 계속 동작할 수도 있도록 제2 도관(118)을 통해 유동할 수도 있다.

다수의 특징부가 암모니아 분사 시스템(65) 내로의 가열 유체의 흐름을 처리하고 그리고/또는 제어할 수도 있다. 예시된 실시예에서, 도관(116, 118)은 압축기 배출 공기(78)로부터 특정 성분(예를 들어, 미립자)을 제거할 수도 있는 필터링 유닛(120)을 각각 포함할 수도 있다. 유동 제어 시스템(100)은 암모니아 분사 시스템(65)을 통한 압축기 배출 공기(78)의 유동을 제어하도록 도관(116, 118)을 따라 위치될 수도 있다. 예를 들어, 유동 제어 시스템(100)은 암모니아 분사 시스템(65)을 통한 압축기 배출 공기(78)의 유동을 제어하는 하나 이상의 유동 디바이스를 포함한다. 비한정적인 예로서, 하나 이상의 유동 디바이스는 암모니아 분사 시스템(65)을 통한 압축기 배출 공기(78) 또는 다른 가열 유체의 유동을 자극하고 그리고/또는 제어하는 송풍기, 펌프, 밸브, 또는 임의의 다른 적합한 유동 디바이스를 포함할 수도 있다. 이에 따라, 예시된 실시예에서, 유동 제어 시스템(100)은 제1 및 제2 도관(116, 118)의 각각을 따라 위치된 송풍기(126) 및 밸브(128)를 포함한다. 송풍기(126) 및 밸브(128)에 추가하여, 유동 제어 시스템(100)은 압축기 배출 공기(78)(또는 다른 가열 유체)의 유체 특성(예를 들어, 온도 및/또는 압력)을 모니터링하기 위한 하나 이상의 센서(132)를 또한 포함할 수도 있다. 센서(132)는 압축기 배출 공기(78)의 모니터링된 유체 특성을 지시하는 입력 신호(138)를 제어 시스템(104)에 전송할 수도 있다. 입력 신호(138)에 응답하여, 제어 시스템(104)은 도관(116, 118)을 통해 유동하는 압축기 배출 공기(78) 또는 다른 가열 유체의 유동을 조정하도록 출력 신호(140)를 송풍기(126) 및/또는 밸브(128)에 전송할 수도 있다.

제1 유량계(146) 및 부가의 센서(132)(예를 들어, 압력 및/또는 온도 센서)가 유동 제어 시스템(100)으로부터 가열 시스템(70)으로 연장하는 유로(150)를 따라 유동 제어 시스템(100)의 하류측에 배치될 수도 있다. 예를 들어, 도관(116, 118)의 하나 또는 모두를 통해 유동한 후에, 압축기 배출 공기(78)는 유로(150)를 거쳐 가열 시스템(70)에 유도된다. 제1 유량계(146) 및 부가의 센서(132)는 유로(150)를 따른 압축기 배출 공기(78)의 유체 특성(예를 들어, 유량, 온도, 및/또는 압력)을 측정하고 하나 이상의 입력 신호(138) 중 하나를 제어 시스템에 전송할 수도 있다. 제어 시스템(104)은 가열 시스템(70)에 공급된 압축기 배출 공기(78)의 양을 제어하기 위해 유량계(146) 및/또는 부가의 센서(132)로부터 입력 신호(138)에 응답하여 하나 이상의 출력 신호(140) 중 하나를 제2 밸브(152)에 전송할 수도 있다. 예를 들어, 제1 유량계(146) 또는 부가의 온도 센서(132) 각각에 의해 측정된 압축기 배출 공기(78)의 유량 및/또는 온도가 원하는 범위 외에 있으면, 제어 시스템(104)은 가열 시스템(70)에 공급된 압축기 배출 공기(78)의 양을 제어하기 위해 제1 밸브(128)를 조정하는 것에 추가하여 또는 조정하는 대신에 제2 밸브(152)를 조정할 수도 있다. 이 방식으로, 압축기 배출 공기(78)는 가열 시스템(70)에 유도될 수도 있어, 이에 의해 시스템(10)의 시동 중에 가열 시스템(70), 분사 시스템(74), 환원제(68), 및 SCR(106)을 가열한다. 이와 같이, 암모니아 분사 시스템(65)을 가열하는 데 일반적으로 사용된 전기 히터는 시스템(10)의 동작 중에 가열되는 유체[예를 들어, 압축기 배출 공기(78)]로 대체될 수도 있다. 이에 따라, 전기 히터와 연계된 에너지 요구 및 전기 히터의 사용으로부터 발생하는 시스템(10)의 기생 손실이 감소될 수도 있어, 이에 의해 시스템 구성요소를 가열하기 위해 전기 히터를 사용하는 시스템에 비교하여 시스템(10)의 전체 효율을 증가시킨다.

시스템(10)의 정상 상태 동작 중에, 압축기 배출 공기(78)는 또한 암모니아 분사 시스템(65) 내의 환원제(68)를 증발하는 데 사용될 수도 있다. 예를 들어, 정상 상태 동작 중에, 환원제 탱크(160)가 환원제 도관(162)(환원제 공급 경로를 표현함)을 거쳐 가열 시스템(70)에 제공된 환원제(68)의 소스로서 작용한다. 환원제 도관(162)은 가열 시스템(70)에 유도된 환원제(68)의 양을 제어하기 위한 밸브(164, 168)를 포함할 수도 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 환원제 도관(162)은 환원제 도관(162)을 통한 환원제(68)의 유동을 용이하게 하기 위한 펌프(170)를 포함할 수도 있다. 밸브(164, 168) 및 펌프(170)는 환원제 도관(162)을 따라 배치된 제2 유량계(172)의 하나 이상의 입력 신호(138) 중 하나에 응답하여 제어 시스템(104)으로부터 하나 이상의 출력 신호(140) 중 하나를 수용할 수도 있다. 예를 들어, 제2 유량계(172)가 원하는 범위 외에 있는 환원제(68)의 유량을 측정하면, 제어 시스템(104)은 AIG(64)에 공급된 환원제(68)의 유량을 조정하도록 밸브(164)에 추가하여 또는 그 대신에 밸브(168)를 조정할 수도 있다.

특정 실시예에서, 제어 시스템(104)은 압축기 배출 공기(78)(또는 임의의 다른 가열 유체)에 대한 환원제(68)의 적합한 비가 환원제(78)를 효과적으로 그리고 효율적으로 증발하여 SCR 시스템(106) 내로 분사하도록 밸브(128, 152, 164, 168) 및/또는 펌프(126, 170)를 조정한다. 예를 들어, 특정 실시예에서, 압축기 배출 공기(78)에 대한 환원제(68)의 비는 1:1, 1:2, 1:3, 1:5, 2:1, 2:5, 3:1 또는 임의의 다른 적합한 비일 수도 있다.

환원제(68)를 가열하고 증발하기 위해 압축기 배출 공기(78)를 사용하는 것에 추가하여, 본 발명의 실시예는 이 목적으로 배기 가스 스트림(80) 및/또는 공기(82)를 사용하는 것을 또한 포함한다. 예를 들어, 도 3은 시스템(10)의 정상 상태 동작 중에 환원제(68)를 가열하기 위해 터빈(22)으로부터 배기 가스 스트림(80)을 사용하는 시스템(10)의 실시예를 도시하고 있다. 도 2에 도시되어 있는 실시예에 유사하게, 배기 가스 스트림(80)은 본 실시예에서 배기 가스 공급 경로 및/또는 압축기 배출 공기 공급 경로로서 작용하는 도관(116, 118)을 거쳐 가열 시스템(70)에 유도될 수도 있다. 특정 실시예에서, 압축기 배출 공기(78) 및 배기 가스 스트림(80)의 모두는 가열 시스템(70)에 공급될 수도 있다. 예를 들어, 압축기 배출 공기(78)는 제1 도관(116)을 통해 유동할 수도 있고, 배기 가스 스트림(80)은 제2 도관(118)을 통해 유동할 수도 있고, 또는 그 반대도 마찬가지이다. 특정 실시예에서, 압축기 배출 공기(78) 및 배기 가스 스트림(80)은 도관(116, 118)의 하류측의 유로(150) 내에서 혼합할 수도 있다. 다른 실시예에서, 압축기 배출 공기(78) 및 배기 가스 스트림(80)은 각각의 도관(116, 118)이 압축기 배출 공기(78)와 배기 가스 스트림(80)의 혼합물을 유동하도록 도관(116, 118)의 상류측에서 혼합될 수도 있다.

배기 가스 스트림(80)을 압축기 배출 공기(78)와 혼합하는 것은 배기 가스 스트림(80)의 온도를 감소시킬 수도 있다. 전술된 바와 같이, 환원제(68)는 배기 가스 스트림의 온도에 민감할 수도 있다. 이와 같이, 배기 가스 스트림(80)은 환원제(68)가 SCR 프로세스에 대해 비효율적인 온도에 있게 하지 않는 온도로 냉각될 필요가 있을 수도 있다. 제어 시스템(104)은 배기 가스 스트림(80)의 온도에 기초하거나, 암모니아[예를 들어, 환원제(68)]의 양에 기초하는 등에 의해 배기 가스 스트림(80)과 혼합된 압축기 공기 배출 공기(78)의 양을 제어할 수도 있다. 예를 들어, 센서(132)에 의해 측정된 바와 같은 배기 가스 스트림(80)의 온도가 원하는 온도 범위 초과이면, 제어 시스템(104)은 도관(116, 118)을 통해 유동하는 압축기 배출 공기(78)의 양을 증가시키도록 각각의 도관(116, 118)의 밸브(128)를 조정할 수도 있다. 압축기 배출 공기(78)는 유로(150) 내에서 배기 가스 스트림(80)과 혼합할 수도 있어, 이에 의해 배기 가스 스트림(80)이 가열 시스템(70) 내로 유동하기 전에 배기 가스 스트림(80)의 온도를 감소시킨다.

다른 실시예에서, 공기 스트림(82)은 압축기 배출 공기(78) 및/또는 배기 스트림(80)의 온도를 조정하는 데 사용될 수도 있다. 예를 들어, 도 4는 암모니아 분사 시스템(65) 내의 환원제(68)를 가열하기 위해 압축기 배출 공기(78), 배기 가스 스트림(80), 또는 모두, 및 공기 스트림(82)을 사용하는 시스템(10)의 실시예를 도시하고 있다. 전술된 바와 같이, 배기 가스 스트림(80)의 온도는 원하는 온도 범위 초과일 수도 있다. 시스템(10)은 가열 시스템(70)의 상류측의 배기 가스 스트림(80)의 온도를 조정하도록 공기 소스(28)로부터 공기 스트림(82)을 사용할 수도 있다. 공기 스트림(82)은 도관(116, 118)을 통해 유동하고 유로(150) 내에서 배기 가스 스트림(80)과 혼합될 수도 있다[예를 들어, 공기 스트림(82)과 배기 가스 스트림(80)이 개별 도관(116, 118)을 통해 유동하는 실시예에서]. 대안적으로, 공기 스트림(82)은 도관(116, 118)이 배기 가스 스트림(80)과 공기 스트림(82)의 혼합물을 각각 유동하도록 암모니아 분사 시스템(65)의 상류측에서 배기 가스 스트림(80)과 혼합할 수도 있다.

부가적으로 또는 대안적으로, 공기 스트림(82)은 압축기 배출 공기(78)와 혼합할 수도 있다. 예를 들어, 압축기 배출 공기(78)와 공기 스트림(82)의 혼합물은 유로(150) 내의 또는 암모니아 분사 시스템(65)의 상류측의 배기 가스 스트림(80)을 냉각하기 위해 배기 가스 스트림(80)과 혼합될 수도 있다. 일 실시예에서, 압축기 배출 공기(78)와 공기 스트림(82)의 혼합물은 배기 가스 스트림(80)과 혼합하지 않고 가열 시스템(70)에 공급될 수도 있다. 예를 들어, 배기 가스 스트림(80)이 도관(116, 118)에 유도되지 않는 실시예에서, 열교환기[예를 들어, 열교환기(180)]는 예를 들어, 혼합물이 원하는 온도 범위 미만이면, 압축기 배출 공기(78)와 공기 스트림(82)의 혼합물을 가열하도록 유로(150)를 따라 위치될 수도 있다.

예를 들어, 도 5는 압축기 배출 공기(78) 또는 압축기 배출 공기(78)와 공기 스트림(82)의 혼합물을 가열하는 데 사용될 수도 있는 열교환기(180)를 포함하는 시스템(10)의 실시예를 도시하고 있다. 특정 실시예에서, 압축기 배출 공기(78)의 온도는 암모니아 분사 시스템(65)을 가열하고 그리고/또는 환원제(68)를 증발하기 위한 원하는 온도 내에 있지 않을 수도 있다. 예를 들어, 압축기 배출 공기(78)는 환원제(68)의 증발을 위해 적합한 온도 초과 또는 미만일 수도 있다. 압축기 배출 공기(78)가 원하는 온도 초과인 실시예에서, 공기 스트림(82)은 압축기 배출 공기(78)의 온도를 감소시키기 위해 압축기 배출 공기(78)와 혼합될 수도 있다. 공기 스트림(82)은 원하는 온도 미만의 온도로 압축기 배출 공기(78)의 온도를 감소시킬 수도 있다. 이에 따라, 열교환기(180)는 압축기 배출 공기(78)와 공기 스트림(82)의 혼합물의 온도를 환원제(68)를 증발하기 위해 적합한 타겟 온도로 조정하는 데 사용될 수도 있다. 유사하게, 압축기(18)를 나오는 압축기 배출 공기(78)가 원하는 온도 미만이면, 열교환기(180)는 압축기 배출 공기(78)의 온도를 환원제(68)의 증발을 위한 타겟 온도로 증가시킬 수도 있다.

특정 실시예에서, 열교환기(180)는 다단 열교환기일 수도 있다. 다단 열교환기는 압축기 배출 공기(78) 및/또는 압축기 배출 공기(78)와 공기 스트림(82)의 혼합물에 열을 제공하도록 배기 가스 스트림(80)의 적어도 일부를 사용할 수도 있다. 다른 실시예에서, 열교환기(180)는 소형 전기 히터[예를 들어, 대략 100 킬로와트(kW) 내지 1000 kW인 파워 출력을 갖는 히터]일 수도 있다. 특정 실시예에서, 소형 전기 히터는 전형적인 SCR 시스템 내의 환원제를 증발하는 데 사용된 대형 전기 히터(예를 들어, 대략 750 kW 내지 대략 1 mW의 파워 출력을 갖는 히터)보다 대략 50% 내지 90% 더 작다. 이 방식으로, 특정 가스 터빈 시스템 내에 사용된 대형 전기 히터는 적어도 부분적으로 가스 터빈 시스템(10) 내에 발생된 가열된 유체[예를 들어, 압축기 배출 공기(78) 및 배기 가스 스트림(80)]로 적어도 부분적으로 대체될 수도 있다. 이 방식으로, 가스 터빈 시스템(10)의 기생 손실이 증발 시스템의 구성요소[예를 들어, 암모니아 분사 그리드(AIG)]를 가열하고 환원제를 증발하기 위해 대형 전기 히터를 사용하는 가스 터빈 시스템에 비교하여 감소될 수도 있다.

전술된 다양한 실시예에 따르면, 가스 터빈 시스템(10)은 다른 시스템(예를 들어, 시스템 구성요소를 가열하기 위해 대형 전기 히터를 사용하는 시스템)보다 더 효율적으로 동작할 수도 있다. 도 6은 가스 터빈 시스템[예를 들어, 전술된 가스 터빈 시스템(10)]이 증발 시스템[예를 들어, 암모니아 분사 시스템(65)]의 구성요소를 가열하고 그리고/또는 배기 가스 스트림[예를 들어, 냉각된 배기 가스 스트림(52)]으로부터 연소 부산물을 제거하기 위해 사용된 환원제[예를 들어, 환원제(68)]를 증발할 수도 있는 방법(200)의 흐름도를 도시하고 있다. 방법(200)은 전술된 바와 같이, 시스템 시동 및 배기 퍼지를 수행하는 것(블록 204), 및 압축기 배출 공기(78)를 암모니아 분사 시스템(65)에 유도하는 것(블록 206)을 포함한다.

가스 터빈 시스템(10)의 시동 중에, 가스 터빈 시스템(10)의 다양한 구성요소는 주위 온도 이하에 또는 정상 상태 동작을 취급하는 데 불충분한 온도에 있을 수도 있다. 따라서, 가스 터빈 시스템(10)의 부분을 가열하는 것이 바람직할 수도 있다. 특히, 환원제(68)를 가열하고 증발하는 데 사용된 암모니아 분사 시스템(65)을 가열하는 것이 바람직할 수도 있다. 암모니아 분사 시스템(65)을 가열하는 것은 환원제(68)가 초기 증발을 경험한 후에 암모니아 분사 시스템(65) 내의 환원제(68)의 응축을 완화할 수도 있다. 배기 퍼지 중에 발생된 압축기 배출 공기(78)는 암모니아 분사 시스템(65)을 가열하기 위해 적합한 온도를 가질 수도 있다. 일반적으로, 압축기 배출 공기(78)는 폐기된다. 그러나, 압축기 배출 공기(78)를 암모니아 분사 시스템(65)에 유도함으로써, 압축기 배출 공기(78)는 암모니아 분사 시스템(65) 내로 공급된 주위 공기를 가열하는 데 사용된 대형 전기 히터(예를 들어, 대략 750 mW 초과의 파워 출력을 갖는 히터)의 필요 없이, 암모니아 분사 시스템(65)을 가열할 수도 있다. 이와 같이, 이러한 대형 히터의 사용과 일반적으로 연계된 기생 손실이 감소될 수도 있어, 이에 의해 가스 터빈 시스템(10)의 전체 동작 및 제조 비용을 감소시키고 효율을 향상시킨다. 부가적으로, 암모니아 분사 시스템(65)을 가열하기 위해 압축기 배출 공기(78)를 사용하는 것은 시스템 구성요소를 가열하기 위해 대형 전기 히터를 사용하는 시스템에 비교하여 시스템 시동과 정상 상태 동작 사이의 시간을 감소시킬 수도 있다.

방법(200)은 시동 및 배기 퍼지 중에 압축기 배출 공기(78)를 사용하여 암모니아 분사 시스템(65)의 가열 시스템(70) 내의 환원제(68)를 가열하는 것(블록 208) 및 일단 가스 터빈 시스템(10)이 타겟 동작 상태에 도달하면, 가열 시스템(70) 내의 환원제(68)를 가열하기 위해 실질적으로 단지 압축기 배출 공기(78)만을 사용하는 것으로부터 가열 시스템(70) 내의 환원제(68)를 가열하기 위해 다른 가열 유체[예를 들어, 배기 가스 스트림(80)]를 사용하는 것 또는 압축기 배출 공기(78)를 보충하고 그리고/또는 교체하는 것으로 전이하는 것(블록 210)을 또한 포함한다. 예를 들어, 일단 가스 터빈 시스템(10)이 정상 상태 동작에 도달하면, 제어 시스템(104)은 터빈(22)으로부터 암모니아 분사 시스템(65)의 가열 시스템(70)으로 배기 가스(36)의 적어도 일부(80)를 유도할 수도 있다. 배기 가스 스트림(80)은 가열 시스템(70) 내의 환원제(68)를 증발하는 데 충분한 열을 제공할 수도 있다. 냉각된 배기 가스 스트림(52)을 처리하는 데 사용된 환원제(68)에 따라, 환원제(68)가 궁극적으로 증발되게 할 것인 유체를 위한 원하는 온도를 성취하기 위해, 배기 가스 스트림(80)은 압축기 배출 공기(78), 공기 스트림(82), 또는 모두와 혼합될 수도 있다. 예를 들어, 압축기 배출 공기(78) 및 공기 스트림(82)은 냉각된 배기 가스 스트림(52)으로부터 연소 부산물을 제거하기 위해 환원제(68)의 전체 효용에 영향을 미치지 않고, 환원제(68)를 증발하기 위해 적합한 타겟 온도로 배기 가스 스트림(80)의 온도를 감소시키는 데 사용될 수도 있다. 제어 시스템(104)은 SCR 프로세스를 위해 충분한 환원제(68)의 양을 제공하면서, 환원제(68)의 효과적인 증발을 성취하기 위해 환원제(68), 배기 가스 스트림(80), 및 템퍼링 유체[예를 들어, 압축기 배출 공기(78) 및/또는 공기 스트림(82)]의 비를 조정하도록 하나 이상의 밸브[예를 들어, 밸브(128, 152, 164, 168)]를 제어할 수도 있다.

전술된 바와 같이, 특정 실시예에서, 가스 터빈 시스템(10)은 암모니아 분사 시스템(65) 내에 열교환기(180)를 포함한다. 열교환기(180)는 암모니아 분사 시스템(65) 및 환원제(68)를 각각 가열하고 증발하기 위해 적합한 타겟 온도로 가열 유체[예를 들어, 압축기 배출 공기(78)]의 온도를 증가시키는 데 사용될 수도 있다. 도 7은 가스 터빈 시스템(10)이 열교환기(180)를 사용하여 암모니아 분사 시스템(65)을 가열하고 압축기 배출 공기(78)로 환원제(68)를 증발할 수도 있는 방법(220)의 흐름도를 도시하고 있다. 방법(200)에 유사하게, 방법(220)은 시스템 시동 및 배기 퍼지를 수행하는 것(블록 204), 및 압축기 배출 공기(78)를 암모니아 분사 시스템(65)에 유도하는 것(블록 206)을 포함한다.

방법(220)은 열교환기(180)를 사용하여 암모니아 분사 시스템(65) 내의 압축기 배출 공기(78)를 가열하는 것을 또한 포함한다(블록 224). 예를 들어, 특정 실시예에서, 압축기 배출 공기(78) 및/또는 주위 공기[예를 들어, 공기 스트림(82)]는 암모니아 분사 시스템(65)을 가열하기 위한 원하는 온도에 있지 않을 수도 있다. 이에 따라, 열교환기(180)는 압축기 배출 공기(78) 및/또는 공기 스트림(82)의 온도를 암모니아 분사 시스템(65)을 가열하기 위해 적합한 온도로 증가시키는 데 사용될 수도 있다. 주위 공기(82)는 압축기 배출 공기(78)와 동일한 또는 상이한 경로 내에서 가열될 수도 있다. 다른 실시예에서, 압축기 배출 공기(78)는 원하는 온도 초과일 수도 있다. 이 특정 실시예에서, 압축기 배출 공기(78)는 공기 스트림(82)과 혼합되어 압축기 배출 공기(78)의 온도를 감소시킬 수도 있다. 압축기 배출 공기(78)와 공기 스트림(82)의 혼합물은 원하는 온도 미만일 수도 있다. 이와 같이, 열교환기(180)는 압축기 배출 공기(78)와 공기 스트림(82)의 혼합물의 온도를 암모니아 분사 시스템(65)을 가열하기 위한 원하는 온도로 조정하는 데 사용될 수도 있다.

방법(220)은 도 6을 참조하여 전술된 바와 같이, 시동 및 배기 퍼지 중에 압축기 배출 공기(78)를 사용하여 암모니아 분사 시스템(65) 내의 환원제(68)를 가열하는 것(블록 208) 및 일단 가스 터빈 시스템(10)이 타겟 동작 상태에 도달하면, 가열 시스템(70) 내의 환원제(68)를 가열하기 위해 압축기 배출 공기(78)를 사용하는 것으로부터 가열 시스템(70) 내의 환원제(68)를 가열하기 위해 다른 가열 유체[예를 들어, 배기 가스 스트림(80)]를 사용하는 것으로 전이하는 것(블록 210)을 더 포함한다.

전술된 바와 같이, 본 명세서에 설명된 다양한 기술은 증발 시스템을 가열하고 환원제를 증발하기 위해 가스 터빈 시스템의 증발 시스템(예를 들어, AIG 시스템)에 가열된 유체(예를 들어, 압축기 배출 공기, 배기 가스, 공기, 및 이들의 조합)를 유도하는 것을 제공할 수도 있다. 예를 들어, 개시된 기술은 가스 터빈 시스템의 시동시에 배기 퍼지 중에 발생된 압축기 배출 공기를 증발 시스템에 유도하는 것을 포함한다. 압축기 배출 공기는 증발 시스템의 다양한 구성요소를 가열할 수도 있어, 이에 의해 증발 시스템 내의 환원제의 응축을 완화한다. 압축기 배출 공기의 온도는 주위 공기 및/또는 증발 시스템 내에 배치된 열교환기를 사용하여 조정될 수도 있다. 부가적으로, 본 명세서에 개시된 기술은 환원제를 증발하기 위해 가스 터빈 엔진 내에 발생된 배기 가스를 증발 시스템에 유도하는 것을 포함한다. 예를 들어, 시스템 시동 후에, 가스 터빈 시스템은 압축기 배출 공기를 사용하는 것으로부터 증발 시스템 및 환원제를 가열하기 위해 배기 가스를 사용하는 것으로 전이할 수도 있다. 압축기 배출 공기 및/또는 주위 공기와 같은 템퍼링 유체가 배기 가스의 온도를 감소시켜 가스 터빈 엔진을 나오는 배기 가스의 온도에 의해 유발될 수도 있는 환원제의 효용의 감소를 완화하는 데 사용될 수도 있다. 제어 시스템은 환원제의 원하는 가열 및 증발을 성취하기 위해 가열 유체(예를 들어, 압축기 배출 공기 및/또는 배기 가스)에 대한 환원제의 비를 조정할 수도 있다. 이 방식으로, 가스 터빈 시스템은 대형 전기 히터(예를 들어, 750 kW 초과의 파워 출력을 갖는 히터)의 사용 없이 증발 시스템을 가열하고 환원제를 증발할 수도 있다. 이에 따라, 대형 전기 히터의 사용과 일반적으로 연계된 기생 손실 및 연장된 시스템 시동 시간이 감소될 수도 있어, 이에 의해 대형 전기 히터를 사용하는 시스템에 비교하여 전체 동작 비용을 감소시키고 가스 터빈 시스템의 효율을 향상시킨다.

이 기록된 설명은 최선의 모드를 포함하여 본 발명의 실시예를 개시하기 위해 그리고 또한 임의의 디바이스 또는 시스템을 제조하고 사용하는 것 및 임의의 구체화된 방법을 수행하는 것을 포함하여 당 기술 분야의 숙련자가 본 발명을 실시하는 것을 가능하게 하기 위해 예를 사용한다. 본 발명의 특허 가능한 범주는 청구범위에 의해 정의되고, 당 기술 분야의 숙련자들에게 발생하는 다른 예를 포함할 수도 있다. 이러한 다른 예는 이들 예가 청구범위의 문자 언어와 상이하지 않은 구조적 요소를 가지면, 또는 이들 예가 청구범위의 문자 언어와 비실질적인 차이를 갖는 등가의 구조 요소를 포함하면, 청구범위의 범주 내에 있는 것으로 의도된다.

10 예시적인 터빈 시스템 12 가스 터빈 엔진
14 배기 처리 시스템 16 공기 흡입 섹션
18 압축기 20 연소기 섹션
22 터빈 24 샤프트
26 화살표 28 공기 소스
30 생성된 압축 공기 32 연료
36 압축 배기 가스 40 하류측 단부
42 배기 가스 46 하류측 방향
50 전이 덕트 52 배기 가스 스트림
56 화살표 58 공기 흐름
60 배기 덕트 68 환원제
65 암모니아 분사 시스템 64 AIG
70 가열 시스템 74 분사 시스템
78 압축기 배출 공기 80 portion
82 화살표 90 stack
92 화살표 100 유동 제어 시스템
104 제어 시스템 106 SCR 시스템
86 처리된 배기 가스 스트림 108 CEM 시스템
112 메모리 회로 110 마이크로프로세서
138 입력 신호 140 출력 신호
116 제1 도관 118 제2 도관
120 필터링 유닛 126 송풍기
128 밸브 132 센서
146 제1 유량계 150 유로
152 제2 밸브 160 환원제 탱크
162 환원제 도관 164 밸브
168 밸브 170 펌프
172 제2 유량계 180 열교환기
200 방법 204 블록
206 블록 208 블록
210 블록 220 방법
224 블록

Claims

시스템(10)으로서,
연료(32)를 연소시켜 파워 및 배기 가스(36)를 발생하도록 구성된 가스 터빈 엔진(12);
상기 가스 터빈 엔진(12)과 유체 연통하고 상기 가스 터빈 엔진(12)으로부터 상기 배기 가스(36)를 수용하도록 구성된 배기 가스 경로(42);
상기 배기 가스 경로에 유동 결합된 환원제 스키드(reductant skid)(65)로서, 상기 환원제 스키드는 상기 배기 가스 경로에 환원제를 공급하도록 구성된 분사 시스템을 포함하는 것인, 환원제 스키드(65);
상기 배기 가스 경로로부터 분리되고 상기 가스 터빈 엔진 및 상기 환원제 스키드에 유동 결합하는 유로로서, 제1 유로는 상기 환원제의 증발을 보조하기 위해 상기 환원제 스키드에 제1 가열된 유체를 공급하도록 구성되는 것인 유로
를 포함하는 시스템.
제1항에 있어서, 상기 유로는 상기 제1 가열된 유체가 상기 가스 터빈 엔진으로부터 압축기 배출 공기를 포함하도록 압축기 공기 배출 출구로부터 상기 환원제 스키드로 연장하는 것인 시스템.
제1항에 있어서, 상기 유로는 상기 제1 가열된 유체가 상기 가스 터빈 엔진으로부터 배기 가스를 포함하도록 상기 가스 터빈 엔진의 배기 출구로부터 상기 환원제 스키드로 연장하는 것인 시스템.
제1항에 있어서, 상기 유로는 상기 가스 터빈 엔진의 압축기 섹션 및 상기 환원제 스키드 내에 배치된 가열 시스템에 유동 결합하고, 상기 가열 시스템은 상기 제1 가열된 유체 및 상기 환원제의 흐름을 수용하고 상기 제1 가열된 유체와 상기 환원제 간의 열교환을 야기하여 상기 환원제를 증발시키도록 구성되는 것인 시스템.
제1항에 있어서, 상기 유로는 상기 가스 터빈 엔진의 터빈 섹션 및 상기 환원제 스키드 내에 배치된 가열 시스템에 유동 결합되고, 상기 가열 시스템은 상기 제1 가열된 유체 및 상기 환원제의 흐름을 수용하고 상기 제1 가열된 유체와 상기 환원제 사이의 열교환을 야기하여 상기 환원제를 증발시키도록 구성되는 것인 시스템.
제1항에 있어서, 상기 가스 터빈 엔진의 시동 중에 상기 가스 터빈 엔진의 압축기 섹션으로부터 상기 분사 시스템으로의 상기 제1 가열된 유체의 유동을 제어하기 위한 명령을 갖는 하나 이상의 탠저블, 비일시적, 기계 판독 가능 매체를 포함하는 제어 시스템을 포함하는 시스템.
제6항에 있어서, 상기 하나 이상의 탠저블(tangible), 비일시적, 기계 판독 가능 매체는 상기 가스 터빈 엔진의 정상 상태(steady state) 동작 중에 상기 압축기 배출 공기를 상기 환원제 스키드로 유동시키는 것으로부터 제2 가열된 유체를 상기 환원제 스키드로 유동시키는 것으로 전이하기 위한 명령을 더 포함하는 것인 시스템.
제7항에 있어서, 상기 제2 가열된 유체는 상기 가스 터빈 엔진 내에 발생된 배기 가스를 포함하는 것인 시스템.
제1항에 있어서, 상기 시스템은 단순 사이클 시스템인 것인 시스템.