[发明专利]用于补偿燃气涡轮中的燃料成分变化的系统、方法和设备

权利要求书

1.一种用于补偿涡轮中的燃料成分变化的方法，包括：

监测与涡轮燃烧器相关的至少一个燃料参数；

监测与所述涡轮燃烧器相关的一个或多个燃烧动态特性；

监测与所述涡轮相关的一个或多个性能和排放特性；

至少部分地基于所述至少一个燃料参数、所述一个或多个燃烧动态特性和所述一个或多个性能和排放特性来估计燃料成分；以及

至少部分地基于所述估计的燃料成分来调整至少一个燃料参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

监测一个或多个排放参数，所述排放参数包括以下中的一个或多个：NOx、CO或未燃碳氢化合物；

监测性能参数，所述性能参数包括以下中的一个或多个：温度、压缩机压力比、负载或速度；

至少部分地基于所述一个或多个监测的排放参数或所述一个或多个监测的性能参数中的一个或多个来估计所述燃料成分；以及

至少部分地基于所述估计的燃料成分来调整至少一个涡轮操作参数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，估计所述燃料成分包括使用通用传递函数(UTF)来至少部分地基于所述一个或多个监测的排放参数或所述一个或多个监测的性能参数中的一个或多个来确定火焰保持事件和燃料组分，其中，所述燃料组分包括以下中的一个或多个：氮、乙烷、氢、丙烷、丁烷或天然气。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括监测所述燃料的沃布指数，以及部分地基于所述沃布指数来进一步估计所述燃料成分。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，估计所述燃料成分包括使用通用传递函数(UTF)来至少基于所述监测的沃布指数来确定燃料组分，其中，所述燃料组分包括以下中的一个或多个：氮、碳氧化物、乙烷、氢、丙烷、丁烷或天然气。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，监测所述至少一个燃料参数包括监测以下中的一个或多个：

燃料流、燃料阀行程、节流阀行程、分流阀行程、燃料压力、燃料温度、燃料低热值、燃料成分、分流比或空气/燃料比；以及

其中，调整所述至少一个燃料参数包括调整以下中的一个或多个：

燃料流、燃料阀行程、节流阀行程、分流阀行程、燃料压力、燃料温度、燃料低热值、燃料成分、燃料卡值、分流比或空气/燃料比。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，监测所述一个或多个燃烧动态特性包括监测以下中的一个或多个：声音振幅、声频、光强度、光频、火焰不稳定性和火焰保持事件。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，监测所述一个或多个性能特性包括监测以下中的一个或多个：压缩机压力排出(CPD)、压缩机温度排出(CTD)、涡轮点火温度、涡轮排气温度、涡轮负载、燃料流速、压力、温度、压缩机入口空气压降、压缩机入口流、压缩机入口导叶(IGV)开启、涡轮排气流体流和环境空气状态，所述环境空气状态包括空气温度、空气压力、空气湿度、火焰保持事件或热平衡中的一个或多个。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括使用通用传递函数(UTF)来用于至少部分地基于所述一个或多个性能特性来控制至少一个涡轮操作参数。

10.一种用于补偿涡轮中的燃料成分变化的系统，包括：

燃气涡轮组件(102)；

与所述燃气涡轮组件(102)通信的燃气涡轮控制器(124)；

与所述燃气涡轮组件(102)和燃气涡轮控制器(124)通信的一个或多个传感器(114)；以及

包括至少一个处理器(130)的燃料评估器(126)，所述至少一个处理器(130)构造成用以执行计算机可执行指令，用于：

从所述一个或多个传感器(114)接收信号；

监测与涡轮燃烧器(106)相关的至少一个燃料参数；

监测与所述涡轮燃烧器(106)相关的一个或多个燃烧动态特性；

监测与所述燃气涡轮组件(102)相关的一个或多个性能和排放特性；

至少部分地基于至少一个燃料参数、所述一个或多个燃烧动态特性和所述一个或多个性能和排放特性来估计燃料成分；以及

至少部分地基于所述估计的燃料成分来调整与所述燃料相关的至少一个参数。