[发明专利]用于在化学计量的排气再循环燃气轮机系统中使用氧化剂‑稀释剂混合扩散燃烧的系统和方法

权利要求书

1.一种燃气轮机系统，其包括：

包括第一扩散燃料喷嘴的涡轮燃烧室，其中所述第一扩散燃料喷嘴包括第一通道和第二通道，其独立地将各自的第一流和第二流注入所述涡轮燃烧室的腔以产生扩散火焰，其中所述第一流包括第一燃料，并且所述第二流包括第一氧化剂和第一稀释剂；

由来自所述涡轮燃烧室中的所述扩散火焰的燃烧产物驱动的涡轮；和

排气压缩机，其中所述排气压缩机被配置用于压缩排气并且沿着排气再循环通路将所述排气从所述涡轮输送至所述涡轮燃烧室，其中所述第一稀释剂包括一部分所述排气。

2.权利要求1所述的系统，其中所述第一通道和第二通道具有沿着所述第一扩散燃料喷嘴的下游端配置的各自的第一出口和第二出口，并且所述第一通道和第二通道沿着所述第一扩散燃料喷嘴相互隔离。

3.权利要求1所述的系统，其中所述第一通道和第二通道是以同心布置配置的。

4.权利要求1所述的系统，其中所述第一通道围绕所述第二通道延伸。

5.权利要求1所述的系统，其中所述第二通道围绕所述第一通道延伸。

6.权利要求1所述的系统，其中所述第一扩散燃料喷嘴包括与所述第一通道和第二通道分离的第三通道，所述第三通道被配置用于独立于所述第一流和第二流将第三流注入所述腔，并且所述第三流包括第二燃料、第二稀释剂或第二氧化剂。

7.权利要求6所述的系统，其中所述第一扩散燃料喷嘴包括独立于所述第一通道、第二通道和第三通道的第四通道，其中所述第四通道被配置用于独立于所述第一流、第二流和第三流将第四流注入所述腔，其中所述第四流包括第三燃料、第三稀释剂或第三氧化剂。

8.权利要求1所述的系统，其中所述涡轮燃烧室包括配置在所述第一扩散燃料喷嘴下游的稀释剂注入系统，和其中所述稀释剂注入系统被配置用于将一部分所述排气、蒸汽、氮气、或另一种惰性气体、或其组合注入所述第一扩散燃料喷嘴下游的所述涡轮燃烧室的所述腔。

9.权利要求8所述的系统，其中所述稀释剂注入系统包括在所述涡轮燃烧室的衬垫中的多个开口，并且所述多个开口被配置用于将所述一部分排气注入所述涡轮燃烧室的所述腔。

10.权利要求8所述的系统，其中所述涡轮燃烧室包括围绕所述腔配置的第一壁、围绕所述第一壁配置的第二壁和在所述第一壁和第二壁之间配置的排气通道，其中所述稀释剂注入系统包括延伸通过所述涡轮燃烧室的所述第一壁和第二壁的多个稀释剂注入器。

11.权利要求1所述的系统，其包括第一催化剂单元，其中所述第一催化剂单元被配置用于控制所述排气中一氧化碳、二氧化碳和未燃烧的烃类的浓度水平。

12.权利要求11所述的系统，其中包括所述第一催化剂单元的氧化催化剂单元被配置用于驱动与所述排气和氧化剂燃料的氧化反应。

13.权利要求1所述的系统，其包括配置用于提取一部分所述排气的排气提取系统。

14.权利要求1所述的系统，其包括响应于传感器反馈调节一个或多个运行参数以控制当量比或所述排气中的排放水平的控制系统，其中所述一个或多个运行参数包括至所述涡轮燃烧室的氧化剂流速和/或燃料流速，和其中所述控制系统被配置用于维持所述当量比在0.95和1.05之间。