[发明专利]对具有排气再循环的燃气涡轮系统的化学计量燃烧控制

权利要求书

1.一种系统，其包括：

传感器，其配置为通信代表燃气涡轮运行的信号；

控制器，其通信地连接至所述传感器；和

化学计量模型，其配置为接收具有排气再循环的燃气涡轮系统中代表所述燃气涡轮运行的一个或多个输入和测量的当量比，其中所述控制器配置为将所述信号转换为所述一个或多个输入并基于目标当量比使用所述化学计量模型来导出致动信号。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器配置为通过使用测量的燃烧产物导出所述测量的当量比。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器配置为：

比较所述测量的当量比与所述目标当量比以计算当量误差；和

通过使用所述当量误差导出所述致动信号。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器配置为导出所述致动信号以能够实现大约0.95至1.05之间的燃烧当量比。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述化学计量模型包括化学模型、模糊逻辑模型、和专家系统模型、神经网络模型或其组合。

6.根据权利要求5所述的系统，其中所述化学模型包括化学方程式，其配置为导出燃料与氧化剂的化学计量燃烧。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述传感器包括λ计量器，并且所述信号代表氧气/燃料比。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述传感器包括光谱传感器，并且所述信号代表燃烧火焰的化学组成、燃料的化学组成、氧化剂的化学组成、稀释剂的化学组成或其组合。

9.根据权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个输入包括温度、相对于总排气的再循环排气的百分比、燃料组成、压缩机排出温度(TCD)、具体湿度或其组合。

10.根据权利要求9所述的系统，其包括排气(EG)加工系统，并且其中所述再循环排气的百分比由所述EG加工系统提供。

11.根据权利要求10所述的系统，其中所述致动信号配置为致动所述EG加工系统中包括的排气阀。

12.根据权利要求1所述的系统，其中所述致动信号配置为致动燃料阀、氧化剂阀、稀释剂阀或其组合。

13.根据权利要求1所述的系统，其中所述致动信号配置为修改扩散火焰、预混合火焰或其组合。

14.根据权利要求1所述的系统，其包括通信地连接至所述传感器的所述燃气涡轮系统，和其中所述燃气涡轮系统包括化学计量的排气再循环(SEGR)燃气涡轮发动机。

15.根据权利要求14所述的系统，其中所述燃气涡轮系统使用天然气燃料、合成气燃料、柴油燃料、石脑油或其组合。

16.根据权利要求14所述的系统，其包括排气供应系统，所述排气供应系统流体地连接至所述燃气涡轮系统的至少一个排气提取口并配置为供应二氧化碳至提高采收率法采油(EOR)系统。

17.一种方法，其包括：

感测燃气涡轮系统的运行；

传送代表所述燃气涡轮系统的运行的传感器信号；

将所述传感器信号转化为模型输入；

将所述模型输入通信入化学计量模型；

使用所述化学计量模型导出目标当量比；

比较所述目标当量比与测量的当量比；

基于比较所述目标当量比与所述测量的当量比，导出致动信号；和

传送所述致动信号至制动器以控制所述燃气涡轮系统的至少一个参数。

18.根据权利要求17所述的方法，其中比较所述目标当量比与所述测量的当量比包括导出当量比误差和使用所述当量比误差来导出校正因子。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述校正因子包括改变再循环的排气、燃料流动、氧化剂流动、稀释剂流动、燃料组成或其组合。

20.根据权利要求17所述的方法，其包括通过使用测量的燃烧产物导出所述测量的当量比。

21.根据权利要求17所述的方法，其中使用所述化学计量模型包括使用化学模型。

22.根据权利要求21所述的方法，其中所述化学模型包括化学计量燃烧方程式。