[发明专利]用于燃气涡轮中的燃料混合和控制的系统及方法

说明书

发明背景

本文公开的主题涉及燃气涡轮系统，并且更具体地涉及用于在燃气涡轮系统中混合燃料的系统。

燃气涡轮系统通常包括具有压缩机、燃烧器和涡轮的至少一个燃气涡轮发动机。燃烧器可具有一个或多个燃烧系统，其具有燃料喷嘴以用于接收燃料气体。某些燃料气体其自身可能不适于用作燃烧驱动的设备中(诸如燃气涡轮系统中)的燃料源。例如，某些燃料气体可能不易较大量地获得，或可能使用起来较昂贵。进一步举例来说，可发现某些燃料气体很丰富，但其自身可能不具有适用于燃气涡轮系统内的有效操作的化学成分。此外，某些燃料气体可导致非期望的废气排放，诸如氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)等。排放水平可超出燃气涡轮系统的阈值，诸如最低排放符合水平。

发明内容

下文概述了与原始申请保护的发明在范围上相称的某些实施例。这些实施例不意图限制申请保护的发明的范围，相反，这些实施例仅意图提供本发明的可能形式的简要概述。实际上，本发明可包含可类似于或不同于下文阐述的实施例的多种形式。

在第一实施例中，一种系统包括具有燃烧器的燃气涡轮发动机以及燃料混合系统。燃料混合系统还包括构造成供应第一燃料的第一燃料供给、构造成供应第二燃料的第二燃料供给、第一燃料回路、第二燃料回路和控制器。第一燃料回路可构造成混合第一燃料和第二燃料以形成第一燃料混合物。第二燃料回路可构造成混合第一燃料和第二燃料以形成第二燃料混合物。控制器可构造成基于第一燃料的测量成分调节第一燃料混合物和第二燃料混合物的混合。

在第二实施例中，一种系统包括具有第一燃料回路、第二燃料回路和控制器的燃料混合系统。第一燃料回路可构造成将第一燃料和第二燃料的第一燃料混合物供应至涡轮燃烧器的主燃料喷嘴。第二燃料回路可构造成将第一燃料和第二燃料的第二燃料混合物供应至涡轮燃烧器的副燃料喷嘴。控制器可构造成基于第一燃料的测量组分成分调节第一燃料混合物的第一混合比和第二燃料混合物的第二混合比。

在第三实施例中，一种方法包括测量第一燃料的组分成分。该方法还包括基于第一燃料的组分成分将第一燃料与第二燃料混合以形成具有第一混合比的第一燃料混合物。该方法还包括基于第一燃料的组分成分将第一燃料和第二燃料混合以形成具有第二燃料比的第二燃料混合物，其中第一燃料比和第二燃料比是不同的。

附图说明

在参照附图阅读以下详细描述时，本发明的这些及其它特征、方面和优点将变得更好理解，其中相似的标号表示贯穿附图的相似部分，在附图中：

图1为具有压缩机、多个燃烧器、涡轮和多个燃料喷嘴的燃气涡轮系统的实施例的示意图；

图2为构造成从燃料混合系统接收燃料气体的图1中所示的其中一个涡轮燃烧器的实施例的截面侧视图；

图3为图2的燃料混合系统的实施例的示意图，其中燃料混合系统包括混合滑橇、过程气体供给、天然气供给和控制器。

图4为示出一种方法的实施例的流程图，燃料混合系统可通过该方法混合第一燃料和第二燃料；以及

图5为示出一种方法的实施例的流程图，燃料混合系统可通过该方法基于燃烧器的操作参数改变燃料混合。

具体实施方式

下面将描述本发明的一个或多个具体实施例。在致力于提供这些实施例的简明描述中，可不在说明书中描述实际实现方式的所有特征。应当认识到，在任何这样的实际实现方式的开发中，如在任何工程或设计项目中那样，必须作出许多实现方式特定的决定来达到开发者的例如符合系统相关及商业相关的约束的具体目的，其可从一个实现方式变化到另一个实现方式。此外，应当认识到，这样的开发努力可能是复杂和耗时的，但对那些具有本公开内容的益处的普通技术人员来说，这种开发工作将不过是设计、生产和制造的例行任务。

当介绍本发明的各种实施例的元件时，词语“一”、“一个”、“该”和“所述”意图表示存在一个或多个元件。用语“包括”、“包含”和“具有”意图是包括性的并且表示除了列出的元件之外可存在另外的元件。