[发明专利]用于燃气涡轮机系统中的排放物控制的系统和方法

说明书

本发明涉及用于燃气涡轮机系统中的排放物控制的系统和方法。所述系统包括包括处理器的排放控制系统，所述处理器编程为接收用于SCR系统的一个或多个选择性催化还原(SCR)操作条件。所述SCR系统包括在用于废气流的后处理系统中。所述处理器也编程为接收用于燃气涡轮发动机的一个或多个燃气涡轮机操作条件。所述燃气涡轮发动机配置成将废气流引导到所述后处理系统中。所述处理器还编程为基于SCR模型和所述一个或多个SCR操作条件导出到达所述SCR系统的NH₃流量，导出NO/NO_x比率，以及基于NH₃流量、NO/NO_x比率或它们的组合导出所述燃气涡轮发动机的燃料分流。

技术领域

本说明书所公开的主题涉及燃气涡轮机系统，并且更特别地，涉及用于改善燃气涡轮机系统中的排放物的控制的系统和方法。

背景技术

燃气涡轮机系统(如在发电机组中提供电力的燃气涡轮机)典型地包括至少一个燃气涡轮发动机，所述燃气涡轮发动机具有压缩机、燃烧器系统和涡轮机。燃烧器系统燃烧燃料和压缩空气的混合物以生成热燃烧气体，所述热燃烧气体又驱动涡轮机的叶片，从而例如产生旋转动力。由燃气涡轮发动机产生的废气可能包括某些副产物，如氮氧化物(NO_x，包括NO和NO₂)、硫氧化物(SO_x)、碳氧化物(CO_x)和未燃烃。流体地联接到废气的后处理系统可以用于减小废气中的这样的副产物的量。例如，选择性催化还原(SCR)系统可以包括在后处理系统中以减小NO_x排放物。改善排放物的控制将是有益的。

发明内容

下面总结在范围上与本发明一致的某些实施例。这些实施例不旨在限制权利要求的范围，而是这些实施例仅仅旨在提供某些实施例的简要总结。实际上，本发明的实施例可以涵盖可以类似于或不同于下面所述的实施例的各种形式。

在一个实施例中，一种系统包括排放控制系统。所述排放控制系统包括处理器，所述处理器编程为接收用于选择性催化还原(SCR)系统的一个或多个选择性催化还原(SCR)操作条件。所述SCR系统包括在用于废气流的后处理系统中。所述处理器也编程为接收用于燃气涡轮发动机的一个或多个燃气涡轮机操作条件。所述燃气涡轮发动机配置成将废气流引导到所述后处理系统中。所述处理器还进一步编程为基于SCR模型和所述一个或多个SCR操作条件导出到达所述SCR系统的NH₃流(量)，导出NO/NO_x比率，以及基于NH₃流(量)、NO/NO_x比率、或它们的组合导出所述燃气涡轮发动机的燃料分流。

所述处理器经配置为通过执行SCR图导出NO/NO_x比率。所述处理器经配置为通过使用NH₃泄漏设定点和所述SCR模型作为输入导出NH₃流量。所述处理器经配置为通过使用NH₃泄漏设定点和测量的NH₃泄漏作为输入导出NH₃流量。

所述处理器经配置为执行估计器系统，所述估计器系统配置成基于所述后处理系统的一个或多个测量的输出更新所述SCR模型。所述处理器经配置为通过更新所述SCR模型的一个或多个参数更新所述SCR模型。所述一个或多个参数包括在所述SCR系统中使用的催化剂的特性。

所述系统包括底循环，所述底循环配置成接收废气流并且将废气流转换成机械或电功率，其中所述后处理系统包括在所述底循环中。所述排放控制系统包括后处理控制器和燃气涡轮机控制器，并且其中所述后处理控制器配置成接收所述一个或多个SCR系统操作条件；以及导出到达所述SCR的NH₃流量；并且其中所述燃气涡轮机控制器配置成接收所述一个或多个燃气涡轮机操作条件；导出NO/NO_x比率；以及导出所述燃气涡轮发动机的燃料分流。