[发明专利]具有脉冲燃料分流的燃烧装置

说明书

技术领域

本发明涉及燃烧装置的领域，且具体涉及燃气涡轮机形式的燃烧装置。

背景技术

WO 2007/082608Al涉及一种控制机构，其检测温度传感器输出，并根据该传感器输出改变燃烧器内的燃料供应，从而保持组成部件的温度低于最大值，同时保持引入燃料供给管线中的燃料大致恒定。

鉴于上述情况，存在对改进技术的需求，使得能够提供一种燃烧装置，同时基本上避免或至少减少已知系统的一个或多个问题。

发明内容

通过根据独立权利要求的主题来满足这种需求。本文公开的主题的有利实施例由从属权利要求描述。

根据本发明的第一方面，提供了一种燃烧装置控制单元，其包括（ⅰ）控制输入，用于接收指示所述燃烧装置的操作的至少一个操作参数；（ⅱ）控制输出用于输出控制信号以便控制通向燃烧装置的至少两个不同输入燃料流；（iii）其中所述控制单元被设置成基于所述至少一个操作参数确定所述燃烧装置是否处于预定义操作阶段；（iv）以及，其中所述控制单元还被设置成在所述燃烧装置处于所述预定义操作阶段的情况下产生控制信号，以便将所述至少两个不同输入燃料流的比率设定为预定值一预定时间。

本发明的这一方面是基于本发明人的如下发现，即：将所述至少两个不同输入燃料流的比率设定为预定值一预定时间令人惊讶地导致相比于已知控制算法“更平滑”的燃烧装置的操作，并且可以减少氮氧化物（NOx）排放的暂时增加或过冲。一般来说，本文中的NOx所代表的氮的氧化物是化合物NO和NO₂。

根据一个实施例，燃烧装置是燃气涡轮机或者是被包含在燃气涡轮发动机中的燃烧室。根据进一步的实施例，燃烧装置控制单元是燃气涡轮机控制单元。

根据进一步的实施例，最初在燃烧装置的制造过程中定义所述预定值和预定时间。根据一个实施例，所述预定值和预定时间的定义在燃烧装置的操作期间是可改变的。根据进一步的实施例，所述预定值和预定时间的定义在燃烧装置的维护模式中是可改变的，其中所述预定值和预定时间的定义根据实际操作条件而变，例如根据燃烧装置所使用的燃料。应当指出，本文中的术语“预定值”并不限于特定的值，而是还包括相对的设定，例如使实际值增加特定的预定百分比。

根据一个实施例，所述将所述至少两个不同输入燃料流的比率设定为预定值包括：逐步地使所述至少两个不同输入燃料流的比率从当前值改变为所述预定值。然而，应当理解，逐步地改变所述至少两个不同输入燃料流的比率仍然意味着：在燃烧装置控制单元的运行限制内产生控制信号，并且所述至少两个不同输入燃料流的比率在控制单元可操作连接到的燃烧装置的运行限制内改变。换句话说，根据一个实施例，“逐步”的意思是“在运行限制内尽可能快”。无论如何，“逐步”不在数学意义上而是在技术意义上来理解。

根据另一实施例，所述将所述至少两个不同输入燃料流的比率设定为预定值一预定时间是所述至少两个不同输入燃料流的比率的脉冲型时间变化的一部分，在下文称为燃料比率脉冲。根据一个实施例，所述至少两个不同输入燃料流的比率的脉冲型时间变化具有预定脉冲高度和预定脉冲宽度。这里，将所述至少两个不同输入燃料流的比率设定为预定值对应于燃料比率脉冲的上升脉冲边沿。根据一个实施例，还通过将所述至少两个不同输入燃料流的比率从预定值设定为目标值来产生燃料比率脉冲的下降脉冲边沿。在这种方波脉冲的情况下，脉冲宽度对应于所述预定时间。

根据一个实施例，在所述预定时间之后，所述至少两个不同输入燃料流的比率被设定为对应于在将所述至少两个不同输入燃料流的比率设定为预定值之前应用的控制方案的值。例如，在一个实施例中，根据控制方案（即控制方法）来控制燃烧装置。当存在导致预定义操作阶段的干扰时，燃料比率脉冲被施加，其中所述至少两个不同输入燃料流的比率被设定为预定值一预定时间，并且在燃料比率脉冲之后，例如在预定时间之后，燃料比率再次由控制方案确定。根据一个实施例，燃料比率脉冲的目标值对应于在将所述至少两个不同输入燃料流的比率设定为预定值之前应用的控制方案。

根据一个实施例，如果确定燃烧装置处于预定义操作阶段，那么由控制单元提供的输出信号以与燃料流比率相同的方式定性地改变，例如，以逐步方式、以脉冲方式或者根据本文公开的主题的任何其它实施例。