[发明专利]操作燃气涡轮发动机的方法和用于控制燃气涡轮发动机的操作的控制装置

说明书

本发明涉及一种操作燃气涡轮发动机（10）的方法，其可选地利用由气体质量流（_gas）构成的气体燃料（A）和/或利用由油质量流（_oil）构成的油燃料（B）操作，其中，在燃气涡轮发动机（10）的负载操作期间进行利用气体燃料（A）的操作模式与利用油燃料（B）的操作模式之间的改变，且其中至少在利用油燃料（B）的操作模式中提供了水质量流（_H2O）的水添加物（11）。根据本发明，根据以下等式确定在操作模式之间改变期间的所添加的水质量流（_H2O）与燃料质量流的比率（Ω_norm）：Ω_norm=。

技术领域

本发明涉及一种操作可选地利用诸如天然气的气体燃料和/或诸如油的液体燃料操作的燃气涡轮发动机的方法，其中在燃气涡轮发动机负载操作期间进行利用气体燃料的操作与利用液体燃料的操作之间的变换，且其中至少利用水添加物执行利用液体燃料的操作。

背景技术

利用气体燃料和/或液体燃料操作燃气涡轮发动机的燃烧器是在现代燃气涡轮发动机的技术领域中充分已知的一种措施。

此外，已知为了减少燃烧不稳定性并且为了减少利用液体燃料操作燃气涡轮发动机期间的NOx排放物，向燃料流添加水。当在负载下的操作要从一种燃料转变至另一种燃料时，会出现特定挑战。一种对第一燃料、第二燃料和水的质量流的合格控制是在此期间维持燃气涡轮发动机操作的必要前提。

在从液体燃料转变至气体燃料的情况下，第一燃料的质量流在过渡期间不断减小，馈送的气体燃料同时不断增加。与此同时需要减少水的馈送。

根据现有技术的解决方案，根据基于比率Ω的油质量流来控制水馈送。

在此情况下，Ω根据以下等式定义为水质量流除以液体燃料质量流。

Ω = _H2O / oil 等式1

此外，已知扩大此基本等式的被除数和除数，尤其为了确定标准化比率Ω而依靠具有固定因子的燃气涡轮发动机设计形式。从而得出以下等式：

Ω_norm = _H2O * LHV_norm/ _oil * LHV_oil 等式2

显然，当油质量流降低时，基于等式1和2对水馈送的控制会伸展到其极限。随着将除数_oil近似为零，等式不确定。为了从液体燃料切换至气体燃料，因此上述等式至少在最终阶段不能用作水馈送的计算基础，这是因为将出现随阶段的不当操作参数。这种相互关系是明显的。

在相反情况下，也就是说在从气体燃料转变至液体燃料期间，类似问题也会出现，但是是在初始油馈送的起始阶段出现。

如已知的那样，此现象通过从图2中明显获知的操作原理而响应，其中，基于Ω的操作原理不在整个转变期间维持，而是仅在馈送充分大的油质量流时维持。其后，以逐步减少水添加物的形式切换至另一操作控制。从一种操作控制切换至另一种操作控制时的极限值通常处于气体燃料与液体燃料之间约0.8的质量流比率。在此极限值以上，根据直至零或直至工厂特定的最小流（plant-specific minimum flow）的转变函数进行水添加物的逐步减小。

在根据现有技术的此操作机制下，不利情况是，某些参数在转变期间无法连续表现而是受到某些中断。

发明内容

因此，本发明的目的是建立一种操作燃气涡轮发动机的方法，其克服了先前提及的现有技术中的缺点，并建立了一种从液体燃料至气体燃料以及从气体燃料至液体燃料转变的改良操作，该操作的特征在于高连续性并且不会突然改变相关操作参数。