[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

说明书

技术领域

本发明大体涉及燃气涡轮，并且更具体地涉及燃气涡轮中补偿燃料成分变化。

背景技术

在燃气涡轮中焚烧的灵活的燃料通常按成分和相关卡值分类。相比于常规的天然气，灵活的燃料成分变化可产生某些燃烧问题，包括增加排放、燃烧噪音(动态)、不期望的火焰保持(flame holding)事件，以及低效率焚烧。调整燃烧器性质来优化作为燃料成分的函数的燃烧通常通过使用质谱仪、热量计或其它燃料测量技术如沃布指数(Wobbe Index)计来解决。然而，这些装置昂贵、不准确并且具有较慢的响应时间。在某些常规系统中，需要至少三个沃布指数计以及缓冲罐和其它昂贵的基础结构来确定燃料成分变化和解决相关的燃烧问题。

发明内容

本发明的某些实施例可解决一些或所有上述需求。本发明的某些实施例可包括用于补偿燃气涡轮中的燃料成分变化的系统、方法和设备。

根据本发明的示例性实施例，提供用于补偿涡轮中的燃料成分变化的方法。该方法可包括：监测与涡轮燃烧器相关的至少一个燃料参数；监测与涡轮燃烧器相关的一个或多个燃烧动态特性；监测与涡轮相关的一个或多个性能特性；至少部分地基于至少一个燃料参数、一个或多个燃烧动态特性和一个或多个性能特性估计燃料成分；以及至少部分地基于估计的燃料成分来调整至少一个燃料参数。

根据另一示例性实施例，提供用于补偿涡轮中的燃料成分变化的系统。该系统可包括燃气涡轮组件；与燃气涡轮组件通信的燃气涡轮控制器；与燃气涡轮组件和燃气涡轮控制器通信的一个或多个传感器；以及燃料评估器。燃料评估器可包括至少一个处理器，其构造成用以执行计算机可执行指令，用于：从一个或多个传感器接收信号；监测与涡轮燃烧器相关的至少一个燃料参数；监测与涡轮燃烧器相关的一个或多个燃烧动态特性；监测与燃气涡轮组件相关的一个或多个性能特性；至少部分地基于至少一个燃料参数、一个或多个燃烧动态特性和一个或多个性能特性估计燃料成分；以及至少部分地基于估计的燃料成分来调整与燃料相关的至少一个参数。

根据另一示例性实施例，提供用于补偿涡轮中的燃料成分变化的设备。该设备可包括具有至少一个处理器的燃料评估器，该至少一个处理器构造成用以执行计算机可执行指令，用于：监测至涡轮燃烧器106的燃料流；监测与涡轮燃烧器106相关的一个或多个燃烧动态特性；监测与燃气涡轮组件102相关的一个或多个性能特性；至少部分地基于燃料流、一个或多个燃烧动态特性和一个或多个性能特性来估计燃料成分；以及至少部分地基于估计的燃料成分来调整与燃料相关的至少一个参数。

本发明的其它实施例和方面在本文中进行了详细描述，并且认作是要求得到专利保护的本发明的一部分。可参照以下详细描述、附图和权利要求理解其它实施例和方面。

附图说明

现在将参考附表和附图，附图不必按比例绘制，且在附图中：

图1为根据本发明示例性实施例的示范性燃料补偿系统的框图。

图2为根据本发明示例性实施例的示例性方法的流程图。

部件列表：

100 燃料补偿系统

102 涡轮组件

104 压缩机

106 燃烧器

108 涡轮

110 负载

112 燃料供应

114 传感器

116 沃布计测量

118 燃料阀和压力测量

120 燃烧动态特性测量

122 性能特性测量

124 燃气涡轮控制器

126 燃料评估模块

128 存储器

130 (多个)处理器

132 输入/输出接口

134 网络接口

136 操作系统

138 数据

140 燃料成分模块

200 方法流程图

202 方框

204 方框

206 方框

208 方框

210 方框

具体实施方式

现在将在下文中参照示出本发明实施例的附图来更为完整地描述本发明的实施例。然而，本发明可体现为一些不同形式，且不应当看作是限于本文所阐述的实施例；相反，这些实施例提供成以便本公开内容将为彻底和完全的，且将本发明的范围完整地传达给本领域技术人员。相似的标号在整个申请中表示相似的元件。