[发明专利]贫燃料吸入燃气轮机的控制方法及控制装置

说明书

相关申请

本申请要求2011年12月21日申请的日本专利申请2011-279219的优先权，将其全部内容以参照的方式引入作为本申请的一部分。

技术领域

本发明本发明涉及一种控制贫燃料吸入燃气涡轮发动机的方法及装置，该方法及装置将在煤矿所产生的CMM(Coal Mine Methane；煤矿甲烷)、VAM(Ventilation Air Methane；煤矿通风甲烷)等低热量气体用作燃料。

背景技术

有建议一种贫燃料吸入燃气涡轮发动机，其将在煤矿产生的CMM(Coal Mine Methane；煤矿甲烷)与VAM或空气混合等，吸入发动机，使所含有的可燃成分在催化燃烧器燃烧(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开2010-019247号公报

发明内容

(一)要解决的技术问题

在贫燃料吸入燃气涡轮发动机中，因催化剂的劣化，使得在催化燃烧器中的温度上升变少，由于通过热交唤器，催化剂入口温度下降，有可能导致催化燃烧器失火，而不能维持燃气涡轮发动机的运转。另一方面，在贫燃料吸入燃气涡轮发动机中，由于燃料浓度在不断发生变动，当催化燃烧器的入口温度降低时，在进行直接增加燃料流量的控制的情况下，作为燃烧成分的甲烷的供给过剩，有可能发生催化剂的烧坏。

因此，本发明的目的在于提供一种燃气涡轮发动机的控制方法及控制装置，其即使在贫燃料吸入燃气涡轮发动机的燃烧器的催化剂劣化的情况下，也能够防止催化燃烧器的失火及烧坏，稳定地维持运转状态。

(二)技术方案

为了实现上述目的，本发明的燃气涡轮发动机的控制方法或控制装置控制将低浓度甲烷气体所含有的可燃成分用作燃料，并具备催化式燃烧器的贫燃料吸入燃气涡轮发动机；将相对于吸入该发动机的吸入气体甲烷浓度的由测定得到的所述燃烧器的入口与出口的温度差与基准温度差数据相比较，所述基准温度差数据是成为基准的具备初始状态的催化剂的燃烧器的入口与出口的温度差数据，基于其差分，来控制所述燃烧器的入口温度及出口温度中的至少一个。

所述燃烧器的入口温度的控制优选通过如下方法进行，例如，在所述燃气涡轮发动机中设置热交换器和热交换器旁通阀，所述热交换器利用来自涡轮的废气对从压缩机导入燃烧器的压缩气体加热，所述热交换器旁通阀使所述压缩气体从所述热交换器迂回，导入所述燃烧器，通过减小该热交换器旁通阀的开度，使所述燃烧器的入口温度上升。此外，所述燃烧器的出口温度的控制优选通过如下方法进行，例如，使功率转换装置插在由该燃气涡轮发动机驱动的发电机与外部电力之间，通过该功率转换装置降低发电机的转速。根据这些结构，对燃气涡轮发动机运转所必须的结构没有施加大的改变。

权利要求书和/或说明书和/或说明书附图所公开的至少两种结构的任意组合，均包含在本发明中。特别是权利要求书的各权利要求的两项以上的任意组合，也包含在本发明中。

附图说明

通过参照附图对以下适宜的实施方式进行说明，可更加清楚地理解本发明。但是，实施方式及附图仅用于图示及说明，不应用于确定本发明的范围。本发明的范围由权利要求书确定。在附图中，多个附图上相同附图标记表示相同或与其相当的部分。

图1是表示作为本发明的一个实施方式的控制方法的控制对象的燃气涡轮发动机的简略结构的方框图。

图2是表示本发明的一个实施方式的控制方法的流程图。

图3是表示图2的控制方法的控制逻辑的方框图。

图4是示意性地表示图2的控制方法中使用的温度差数据的图。

具体实施方式

下面参照附图说明本发明的优选实施方式。图1是表示成为本发明的一个实施方式的控制方法的控制对象的燃气涡轮发动机GT的简略结构图。该燃气涡轮发动机GT具备压缩机1、单罐式主燃烧器3、涡轮5及热交换器7。通过该燃气涡轮发动机GT的输出来驱动发电机9。

本实施方式中的燃气涡轮发动机GT作为如下所述的贫燃料吸入燃气涡轮发动机而构成，其将在煤矿产生的CMM(Coal Mine Methane；煤矿甲烷)等低热量气体与空气或从煤矿排出的VAM(Ventilation Air Methane；煤矿通风甲烷)混合，吸入发动机，将所含的可燃成分用作燃料；主燃烧器3作为含有铂或钯等催化剂的催化式燃烧器而构成。