[发明专利]使用OH基形成及用氢燃料分级和稀释剂添加以减小氧燃料烃燃烧系统中的CO和O2排放

权利要求书

1.一种用于减小氧燃料烃燃烧系统中的排放物(50)的量的方法，所述方法包括：

(a)将烃燃料(40)和氧化剂(42)给送到所述燃烧系统中的一个或多个燃烧器(30)；

(b)点燃所述烃燃料(40)和所述氧化剂(42)的混合物以形成第一燃烧器废气流；

(c)检测在所述燃烧器(30)的头部端部存在于所述第一燃烧器废气流中的一氧化碳的量；

(d)为了喷射氢(60)和补充氧化剂(64)而确定在所述第一燃烧器废气流的下游的点的所述燃烧器(30)内的一个或多个目标位置(36)；以及

(e)基于一氧化碳的所述检测量在所述下游点将氢(60)和所述补充氧化剂(64)喷射到所述燃烧器(30)中。

2.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：控制在所述稀释剂的喷射点的废气流的温度。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述稀释剂包括二氧化碳。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将限定量的所述烃燃料(40)和所述补充氧化剂(64)给送到一个或多个燃烧器(30)的所述步骤导致大于1.0的Phi值。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，喷射到所述燃烧器(30)中的所述氢(60)的量是初始烃燃料(40)给料的质量的大约1/10。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧燃料烃燃烧系统包括多个燃烧器(30)。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述稀释剂以足够的量喷射到所述燃烧器(30)中以阻止在所述氢(60)喷射之后进一步形成一氧化碳。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，喷射所述氢(60)和所述补充氧化剂(69)的所述步骤导致形成足够量的OH基以通过与所述补充氧化剂(64)反应形成CO₂而减小CO的量。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据以下相关时间段进行氢、补充氧化剂(64)和稀释剂的所述喷射：氢2X；补充氧化剂5X；以及稀释剂6X，其中X是以毫秒计的喷射时间段。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，氢、补充氧化剂(64)和稀释剂的所述喷射的持续时间、量和频率控制燃烧器(30)头部的紧接下游的OH基形成。

11.一种燃气涡轮发动机，所述燃气涡轮发动机包括：

气体压缩器(14)；

多个燃烧器(16)；

涡轮机(18)，所述涡轮机由来自所述燃烧器(16)的膨胀废气驱动；

用于所述燃烧器的初级燃料回路，所述燃料回路包括用于将烃燃料(40)和空气给送到每个燃烧器(30)的装置；

用于一个或多个所述燃烧器的补充燃料回路，所述补充燃料回路包括用于将附加氢给送到所述燃烧器(30)中的多个氢喷射喷嘴(60)；

一个或多个喷射口，用于将补充氧化剂(64)给送到所述燃烧器(30)中的一个或多个中；以及

反馈控制环，用于控制减小存在于燃气涡轮机废气中的一氧化碳和氧的量所必需的附加氢和补充氧化剂给料(64)的量。

12.根据权利要求11所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，还包括用于将稀释剂喷射到所述燃烧器(30)的废气流中以控制所述废气流的温度的装置。

13.根据权利要求11所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述反馈控制环包括布置在所述燃烧器(30)的废气流中的一个或多个一氧化碳传感器。

14.根据权利要求11所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述反馈控制环包括布置在所述燃烧器(30)的废气流中的一个或多个OH基检测器。

15.根据权利要求11所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述氢喷射喷嘴(60)给送等于给送到所述燃烧器(30)的所述烃燃料(40)的质量的大约1/10的氢的量。