[发明专利]用于控制低能量燃料的热值的方法和设备

说明书

技术领域

本公开大体涉及用于控制在诸如燃气轮机的各种应用中的 燃料(诸如低能量燃料)的热值的系统和布置。 背景技术

某些燃料具有低能量值，例如低英国热量单位(低BTU或 LBTU)，低能量值使这些燃料对于在某些发动机(例如燃气涡轮发动机) 中的使用不合乎需要。例如，LBTU燃料每体积燃料可产生较低的热 量。因此，LBTU燃料可能会导致不合需要的燃烧工况，例如自燃和 早期火焰稳定。这些工况可在发动机(例如燃气涡轮发动机)内造成减 少的控制和功率。

燃气涡轮发动机通常燃烧高BTU(HBTU)燃料，高BTU燃 料每体积燃料可产生相对较高的热量。因此，高BTU燃料大体确保 燃气涡轮发动机的合适的运行、性能和效率。不幸的是，这些高BTU 燃料可能难以获得、昂贵或者由于其它原因而不合需要。在某些设施 中，可获得LBTU燃料，但由于它们的不合需要的特性而可能无法使 用。例如，LBTU燃料可以是精炼厂或其它设施的副产品。 发明内容

在一个实施例中，一种方法包括：确定低BTU燃料的第一 热值，基于涡轮机系统的状态来确定目标燃料质量水平，控制高BTU 燃料的第二热值，以及将高BTU燃料注射到低BTU燃料中，以实现 目标燃料质量水平。在一个实施例中，一种涡轮机系统包括控制器， 该控制器配置成以便对低BTU燃料与高BTU燃料的混合进行控制， 以产生混合燃料。另外，控制器基于涡轮机系统的状态确定混合燃料 的目标第一热值，且该控制器配置成以便控制低BTU燃料与高BTU 燃料的比率，以实现混合燃料的第一热值。在另一个实施例中，一种 涡轮机系统包括控制器，该控制器配置成以便对低BTU燃料与高BTU 燃料的混合进行控制，以产生混合燃料，其中控制器基于涡轮机系统 的状态来确定混合燃料的目标第一热值。另外，控制器构造成以便控 制低BTU燃料对高BTU燃料的比率，以实现混合燃料的第一热值。 附图说明

当参照附图阅读以下详细描述时，本发明的这些和其它特 征、方面和优点将变得更好理解，在附图中，相同字符在所有图中代 表相同部件，其中：

图1是具有燃气轮机、蒸汽轮机、热回收蒸汽发生系统和 燃料混合系统的发电系统的一个实施例的示意性简图；

图2是具有混合器、燃料供应、LBTU气体供应和燃烧器 的涡轮机系统的一个实施例的简图；

图3是如图2所示的涡轮机系统的一个实施例的剖面侧视 图；

图4是包括系统控制器和构造成以便使能燃料混合过程的 其它构件的涡轮机系统的一个实施例的简图；以及

图5是用于监测和控制涡轮机系统的燃料混合过程的一种 示例性方法的流程图。 具体实施方式

下面将对本发明的一个或多个具体实施例进行描述。在致 力于提供对这些实施例的简明描述时，可能不会在说明书中对实际实 现的所有特征进行描述。应当理解，在例如在任何工程或设计项目中 开发任何这种实际实现时，必须作出许多对于实现而言具体的决定来 实现开发者的具体目标，例如符合与系统有关和商业有关的限制，开 发人员的具体目标可根据不同的实现而改变。此外，应当理解，这种 开发工作可能是复杂和耗时的，但尽管如此，对具有本公开的益处的 普通技术人员来说，这种开发工作将是设计、生产和制造的例行工作。

当介绍本发明的各实施例的元件时，冠词“一个”、“一 种”、“该”和“所述”意图表示存在一个或多个该元件。用语“包 括”、“包含”和“具有”意图为包括性的，且表示除了列出的元件 之外可存在另外的元件。