[发明专利]用于减轻燃料系统瞬变的方法

说明书

技术领域

本申请涉及2009年6月29日提交的共同转让的美国专利申请12/493,716[GE案号235316]。

本申请大体涉及与燃烧过程相关联的燃料系统；且更具体而言，涉及用于减轻瞬变对燃料系统的影响的方法。

背景技术

燃料系统与机器的各种各样的燃烧过程相关联。燃料系统大体用来将诸如但不限于天然气的燃料输送到燃烧过程。燃料系统大体包括共同地控制通向燃烧过程的燃料流动的歧管和阀。燃料系统还可控制供应到阀的燃料的压力。阀可起对通向燃烧过程的气体流进行主要控制的作用。

涡轮机是具有燃烧过程的机器的非限制性实例。诸如但不限于燃气涡轮机、航改涡轮机等的一些涡轮机具有多个燃料系统，该多个燃料系统具有至少一个燃烧罐。这些燃料系统将燃料输送到燃烧罐。

涡轮机的瞬变要求(包括瞬变事件之后的继续操作)正变得越来越苛刻。在瞬变事件期间，通向燃烧过程的燃料流可迅速减少。瞬变(包括)可包括但不限于甩负荷、迅速减负荷等。这可增大涡轮转子的高到不可接受的速度的可能性。该高的转子速度可由在燃料流迅速减小之后保持在阀的下游的燃料引起。该燃料由燃烧过程消耗，且可导致转子速度提高。实质上，对通向燃烧过程的燃料流的控制在瞬变事件期间使期望的响应滞后。

在影响燃料系统的瞬变期间，已知的控制策略大体包括：a)将火焰锚定到燃料回路上，其可维持瞬变后状态；以及b)如果适用的话，迅速减少通向其它燃料回路的燃料流。此策略包括迅速减少总的燃料流，同时试图避免燃烧罐的稀薄熄灭。由于保留在燃料回路中的气体燃料的可压缩体积的原因，在燃料迅速减少之后，通向燃烧过程的大量的燃料流可继续。在瞬变事件之后，该保留的燃料被燃烧，可将涡轮机驱向超速状态，且还可增大通向燃烧罐的空气流，这可导致稀薄熄灭。

使用已知系统和控制原理在瞬变事件期间存在一些缺点。已知的系统可具有在瞬变事件期间相对较慢地响应的燃料系统。另外，一些已知的系统可在瞬变期间允许太多空气进入涡轮机，从而增大了稀薄熄灭的风险。

由于上述原因，可存在对一种用于减轻瞬变对燃料系统的影响的系统的期望。该系统应当允许在瞬变事件期间进行更快速的燃料系统响应。该系统还应当减轻超速状态和稀薄熄灭的风险。

发明内容

根据本发明的一个实施例，(提供了)一种用于减轻燃料系统所经历的瞬变的方法，该方法包括：提供燃料系统，该燃料系统包括构造成以便将燃料输送到燃烧过程的主燃料回路，其中，该主燃料回路包括：构造成以便控制燃料的流率的阀；和构造成以便将燃料分配到燃烧过程的构件的主歧管；其中，主歧管位于阀的下游；以及构造成以便在燃料系统瞬变期间减轻主歧管内的压力的压力控制单元(PCC)；检测燃料系统瞬变；以及在检测到燃料系统瞬变之后，使用PCC来降低主歧管内的压力；其中，PCC减轻燃料系统瞬变对燃料系统的影响。

根据本发明的另一个实施例，(提供了)一种用于减轻涡轮机所经历的瞬变的方法，该方法包括：提供包括燃烧罐和适于将燃料输送到燃烧罐的燃料系统的涡轮机；其中，该燃料系统包括：构造成以便将燃料供应到燃烧罐的第一燃料回路，其中，第一燃料回路包括：构造成以便控制燃料流动的装置；以及构造成以便将燃料分配到燃烧罐的构件的第一歧管；其中，第一歧管位于装置的下游；以及构造成以便在燃料系统瞬变期间降低第一歧管内的压力的压力控制单元(PCC)；检测燃料系统瞬变；以及在检测到燃料系统瞬变之后，使用PCC来减轻主歧管内的压力；其中，PCC执行在燃料系统瞬变期间移除主歧管内的燃料的一部分、以及减轻燃料系统瞬变对燃料系统的影响的步骤。

附图说明

图1是示出了本发明的一个实施例在其中操作的环境的示意图。

图2是示出了与图1所示的涡轮机相关联的燃料供应系统的一个实例的示意图。

总称为图3的图3A至3C是示出了图2所示的燃料供应系统在瞬变事件期间的操作的一个实例的曲线图。

图4是示出了根据本发明的一个实施例的、与燃料供应系统结合的压力控制单元系统的一个实施例的示意图。

总称为图5的图5A至5C是示出了根据本发明的一个实施例的、图4的压力控制单元系统在瞬变事件期间的操作的一个实例的曲线图。

图6是示出了根据本发明的一个实施例的、操作压力控制单元系统的方法的流程图。

图7根据本发明的一个实施例的、用于操作图4的压力控制单元系统的一个示例性系统的框图。

部件列表

100涡轮机

110压缩机区段

120多个燃烧罐

125燃料喷嘴