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1、10申请公布号CN102374035A43申请公布日20120314CN102374035ACN102374035A21申请号201110238166322申请日2011081212/85610720100813USF02C9/4820060171申请人通用电气公司地址美国纽约州72发明人J柯斯纳P波波维克RM沃沙姆74专利代理机构中国专利代理香港有限公司72001代理人李强谭祐祥54发明名称输送用于燃烧的各种各样的涡轮燃料的方法、设备和系统57摘要本发明涉及输送用于燃烧的各种各样的涡轮燃料的方法、设备和系统。在运行燃气轮机2时，在涡轮运行的多种阶段期间，在燃料的期望热值和用于可持续性燃烧的燃。
2、料的实际需要之间可存在差异。在一方面，基于涡轮2的运行需要和燃料成分的可燃度，通过调节燃料的燃料空气比和燃料与空气的混合物的属性，可使得燃气轮机2能够进行无贫燃熄火的贫燃可燃极限运行。30优先权数据51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书8页附图6页CN102374040A1/2页21一种用于将燃料与空气的混合物输送给燃气轮机的方法400，其中，所述燃料包含一种或多种燃料成分的组合，所述方法400包括基于所述混合物中的燃料的燃料参数、基于所述混合物中的空气的空气参数或基于两者来确定430进入所述燃气轮机2的燃烧器1的所述混合物的贫燃可燃极限的控制器6；。
3、所述控制器6确定430用于运行所述燃气轮机2的所述混合物的期望贫燃可燃极限；以及所述控制器6调节460所述混合物的燃料空气比，使得所述经调节的混合物的所述燃料空气比在调节之后处于或超过所述燃料的所述期望贫燃可燃极限，其中，所述燃料的所述贫燃可燃极限是所述混合物的这样的可燃度极限在所述可燃度极限以下，将不能防止贫燃熄火。2根据权利要求1所述的方法400，其特征在于，所述方法400进一步包括所述控制器6确定440所述混合物的热能；以及所述控制器6确定440用于运行所述燃气轮机2的期望热能，其中，调节460所述混合物的所述燃料空气比的步骤包括调节所述燃料空气比使得达到所述期望热能。3根据权利要求1所。
4、述的方法400，其特征在于，调节460所述混合物的所述燃料空气比的步骤包括所述控制器6基于以下参数来确定450运行模式的一个或多个关键输入、预期燃料组成或两者所述燃料参数、空气参数或两者；以及所述控制器6基于所述关键输入和所述混合物的所述贫燃可燃极限来控制空气输送470或燃料输送480或两者，以便获得期望燃料空气比，其中，各个关键输入对应于这样的输入所述输入影响处于期望值或值的期望范围之外的燃料参数或空气参数，使得所述燃料参数或所述空气参数达到所述期望值或达到所述值的期望范围内。4根据权利要求1所述的方法400，其特征在于，在调节460所述混合物的所述燃料空气比的步骤中，所述燃料空气比调节成使。
5、得所述燃料的可燃度在调节之后处于由所述期望贫燃可燃极限加上预先确定的贫燃吹熄边界限定的范围内。5根据权利要求1所述的方法400，其特征在于，调节460所述混合物的所述燃料空气比的步骤包括所述控制器6基于传递函数来应用可燃性修正，所述传递函数对燃料温度、所述燃料的热值和所述燃料的所述贫燃可燃性极限之间的关系建模。6一种用于控制通往燃气轮机2的燃料与空气的混合物的输送的控制器6，其中，所述燃料包含一种或多种燃料成分的组合，所述控制器6包括布置成接收所述混合物中的燃料的燃料参数、所述混合物中的空气的空气参数或两者的参数接收单元310；布置成基于所述燃料参数、基于所述空气参数或基于两者来确定所述混合物。
6、的贫燃可燃极限的贫燃可燃极限确定单元320；布置成确定用于运行所述燃气轮机2的所述混合物的期望贫燃可燃极限的期望贫燃极限确定单元330；以及权利要求书CN102374035ACN102374040A2/2页3布置成调节所述混合物的燃料空气比使得所述经调节的混合物的所述燃料空气比在调节之后处于或超过所述燃料的所述期望贫燃可燃极限的调节单元340，其中，所述燃料的所述贫燃可燃极限是所述混合物的这样的可燃度极限在所述可燃度极限以下，将不能防止贫燃熄火。7根据权利要求6所述的控制器6，其特征在于，所述控制器6进一步包括布置成确定所述混合物的热能的热能确定单元350；以及布置成确定用于运行所述燃气轮机2。
7、的期望热能的期望能量确定单元360，其中，所述调节单元340调节所述混合物的所述燃料空气比，使得达到所述期望热能。8根据权利要求6所述的控制器6，其特征在于，所述调节单元340通过这样来调节所述混合物的所述燃料空气比基于以下参数来确定运行模式的一个或多个关键输入、预期燃料组成或两者所述燃料参数、空气参数或者两者；以及基于所述关键输入和所述混合物的所述贫燃可燃极限来控制空气输送或燃料输送或两者，以获得期望燃料空气比，其中，各个关键输入对应于这样的输入该输入影响在期望值或值的期望范围之外的燃料参数或空气参数，使得所述燃料参数或所述空气参数达到所述期望值或达到所述值的期望范围内。9根据权利要求6所述。
8、的控制器6，其特征在于，所述调节单元340调节所述混合物的所述燃料空气比，使得所述燃料的可燃度在调节之后处于由所述期望贫燃可燃极限加上预先确定的贫燃吹熄边界限定的范围内。10根据权利要求6所述的控制器6，其特征在于，所述调节单元340通过基于传递函数而应用可燃性修正来调节所述混合物的所述燃料空气比，所述传递函数对燃料温度、所述燃料的热值和所述燃料的所述贫燃可燃性极限之间的关系建模。权利要求书CN102374035ACN102374040A1/8页4输送用于燃烧的各种各样的涡轮燃料的方法、设备和系统技术领域0001本发明的一个或多个方面涉及输送用于燃烧的各种各样的质量的涡轮燃料的方法、设备和系统。
9、。背景技术0002一般而言，气体燃料、液体燃料或两者可在燃气轮机中燃烧。在以前，热值用作应当提供给燃烧器尤其是对于启动和停机而言以满足能量需要的燃料的量的指标。通常，热值用作燃料质量的指标较高的热值通常指示较高的燃料质量。0003但是，高质量涡轮燃料的供应并不总是得到保证。由于市场波动的原因，对于运营商而言在不同的时间使用不同类型的涡轮燃料来运行燃气轮机通常是有益的。在授予BRUSHWOOD等人的美国专利6,640,548下文称为“BRUSHWOOD”中，公开了一种用以在燃气轮机发动机中燃烧低质量燃料的方法。BRUSHWOOD论述了在两个特性方面热值Q和可燃度范围测量燃料质量。在BRUSHWO。
10、OD的专利中，高质量燃料是具有超过100BTU/SCF的Q值和2或更大的可燃度比RL/LL富燃极限、贫燃极限的那些燃料，例如天然气和丙烷。低质量燃料具有低于100BTU/SCR的Q值或小于2的可燃度比的那些的实例包括由低级生物量气化、由煤气化或由石油焦气化产生的燃料。0004BRUSHWOOD论述了在启动期间，高质量燃料H1用作引燃燃料，以起动燃烧。然后，起动和增加高质量燃料H2其可与H1来自相同的源的流，直到获得期望的动力水平为止。低质量燃料L的流仅可在达到期望的动力水平之后起动，并且然后逐渐地增加。低质量燃料按推测比H1和H2更便宜和更丰富的流被保持，只要如传感器所指示的那样火焰保持稳定。。
11、如果检测到不稳定，则增加高质量燃料的供应，以避免火焰熄灭。在BRUSHWOOD的专利中，需要高质量燃料来进行启动。直到达到某个运行水平才使用低质量燃料。而且，在运行期间必须可获得高质量燃料，以避免火焰熄灭。0005但是如上面提到的那样，可能并不总是可获得高质量燃料。即使是在可获得时，高质量燃料也可为极度昂贵的。因而，运行即使是在启动和停机时期期间也燃烧各种各样的质量的涡轮燃料的燃气轮机是合乎需要的。另外，能够运行不要求总是可获得高质量燃料的燃气轮机是合乎需要的。发明内容0006本发明的一非限制性方面涉及一种用于将燃料与空气的混合物输送给燃气轮机的方法。燃料可包含一种或多种燃料成分的组合。在该方。
12、法中，控制器可确定进入燃气轮机的燃烧器的混合物的贫燃可燃极限。可基于混合物中的燃料的燃料参数、基于混合物中的空气的空气参数或基于两者来确定可燃性。控制器还可确定用于运行燃气轮机的混合物的期望贫燃可燃极限和混合物的燃料空气比，使得经调节的混合物的燃料空气比在调节之后处于或超过燃料的期望贫燃可燃极限。燃料的贫燃可燃极限可看作混合物的这样的可燃度极限在该可燃度极限以下，将不能防止贫燃熄火。说明书CN102374035ACN102374040A2/8页50007本发明的另一非限制性方面涉及一种用于控制通往燃气轮机的燃料与空气的混合物的输送的控制器。燃料可包含一种或多种燃料成分的组合。控制器可包括参数接。
13、收单元、贫燃可燃极限确定单元、期望贫燃极限确定单元和调节单元。参数接收单元可布置成接收混合物中的燃料的燃料参数、混合物中的空气的空气参数或两者。贫燃可燃极限确定单元可布置成基于燃料参数、基于空气参数或基于两者来确定混合物的贫燃可燃极限。期望贫燃极限确定单元布置成确定用于运行燃气轮机的混合物的期望贫燃可燃极限。调节单元布置成调节混合物的燃料空气比，使得经调节的混合物的燃料空气比在调节之后处于或超过燃料的期望贫燃可燃极限。0008现在将结合在下面标识的图来更详细地描述本发明。0009部件列表00101燃烧器00112燃气轮机00123压缩机00134、7、9、10、11、13阀00145三通阀00。
14、156控制器00168A燃料热交换器00178B空气热交换器001812燃料存储和输送系统001914燃料温度传感器002015空气温度传感器002116燃料组成传感器002217转子速度传感器0023310参数接收单元0024320贫燃可燃极限确定单元0025330期望贫燃极限确定单元0026340调节单元0027350热能确定单元0028360期望能量确定单元附图说明0029通过实例实施例的结合附图的以下详细描述，本发明的这些和其它特征将更好理解，其中0030图1示出了根据本发明的一非限制性方面的燃料和空气控制的简图；0031图2示出了根据本发明的一非限制性方面的、用于将燃料与空气的混合物。
15、输送给燃气轮机的系统的一个实施例；0032图3示出了根据本发明的一非限制性方面的、布置成控制通往燃气轮机的燃料与空气的混合物的输送的控制器的一个实施例；0033图4示出了根据本发明的一非限制性方面的、用于将燃料与空气的混合物输送给说明书CN102374035ACN102374040A3/8页6燃气轮机的实例方法的流程图；0034图5是示出了多种燃料的可燃度极限和用以确定特定燃烧器和多种燃烧器运行状况的贫燃熄火值的可燃度极限应用的实例的曲线图；以及0035图6是示出了多种燃料的贫燃可燃性极限与卡值和温度之间的实例关系的曲线图。具体实施方式0036描述了用于将燃料与空气的混合物输送给燃气轮机的新颖。
16、的方法、系统和设备。所描述的方法、系统和设备使用燃料与空气的混合物可燃性修正来获得稳定的燃烧器运行，包括在燃气轮机的启动时期期间的运行。0037如上面所提到的那样，能够运行可在涡轮运行的所有时期包括启动和停机时期期间燃烧各种各样的质量的涡轮燃料的燃气轮机是合乎需要的。而且如提到的那样，热值通常用作燃料质量的指标。热值是燃料的能量含量的指征。0038当某个量的燃料与氧气反应而形成水和其它产物时，会释放固定量的能量，这通过燃料的高热值HHV和低热值LHV来量化。这两者之间的差异是蒸发热，并且代表使液态水蒸发成气态所需要的能量的量。对于给定重量的燃料而言，HHV和LLV两者表示为能量的量焦耳、BTU。
17、。0039LHV将主要用来描述用以表明本发明的多种方面的有益的特征中的一些的实例。但是，应当注意，本发明不限于此，而是本发明的原理甚至在按照HHV或Q或其它类似的表示来考虑能量时也将是可适用的。0040在涡轮的为了针对点火和稳定的启动时期来获得能量而可能需要的期望热值和为了供应的燃料被点燃以及在涡轮启动时期的多种阶段期间维持火焰传播的实际需要之间可存在差异。用另一个燃料属性燃料的可燃度也称为可燃性的估值可更精确地估计用于可靠的点火和可持续性火焰的实际需要。大体上，如果可燃度太低，则将不能达到点火和稳定的燃烧。如果可燃度太高，则爆炸和高排放的风险将增加。0041为了发生燃烧或爆炸，需要燃料、氧气。
18、和火源。而且，燃料和氧气必须按适当的量混合。燃料的可燃度典型地按照其可燃度下限和可燃度上限LFL、UFL受到限定。LFL和UFL分别是将在被点燃时支持自行传播的火焰的燃料相对于空气的最低和最高气体浓度。在LFL以下，燃料/空气混合物对于燃烧而言太贫化即稀薄，即不存在足够的燃料。在UFL以上，混合物太富化，即不存在足够的空气。0042保持贫燃燃烧运行以减少NOX排放是合乎需要的。因而，用尽可能贫化的混合物来运行燃气轮机是合乎需要的。但是，混合物不应当贫化到以致发生贫燃吹熄LBO。在其涉及燃气轮机时，LBO是其中燃料流不足以保持燃烧的状况。LBO与LFL成比例，并且在速度接近零时接近LFL。004。
19、3图1是燃料和空气控制图的简化图，而图2是调节通往燃气轮机的燃烧器的燃料和空气输送以保持燃烧例如以在燃气轮机的启动期间获得安全和稳定的点火、暖机和加速的实例系统。虽然将出于阐述的目的详细地描述启动时期，但是应当注意，燃料和空气输送的调节还适用于其它运行时期，例如在涡轮的负荷状况和停机期间。0044如在图1和2中看到的那样，系统包括布置成产生高能气体来驱动燃气轮机2的说明书CN102374035ACN102374040A4/8页7燃烧器1。压缩机3布置成对燃烧器1提供空气，而燃料阀4布置成控制输送给燃烧器1的燃料的量。在一非限制性方面，通过控制压缩机3产生的空气的量以及调节诸如压缩机的入口导叶I。
20、GV、入口放气阀和燃烧器旁通阀除了别的之外的机构来控制燃空F/A比。在图2中示出了IGV10。0045虽然压缩空气可直接提供给燃烧器1，但是优选的是系统包括三通阀5，三通阀5布置成控制进入燃烧器1的空气的量、压力和温度，返回到压缩机3的入口的空气的量、压力和温度以及绕过燃烧器1的空气的量的任何组合。空气温度压缩机排气TCD传感器15可用来估计空气的温度、空气燃料混合物的温度，以及计算空气燃料混合物可燃度。0046系统包括涡轮控制器6。在一非限制性方面，涡轮控制器6基于燃料可燃度修正模型这将在下面进行更详细的描述来控制空气输送和燃料输送两者。而且如将在下面更详细地描述的那样，控制器6可接收来自多。
21、种传感器的测量结果和其它燃料规格值作为输入，并且将产生控制信息而作为输出来控制燃气轮机2的运行。为了将混乱减到最小，通往和来自控制器6的信号在图2中表示为虚箭头。0047在本发明的一非限制性方面，控制器6布置成基于燃料的可燃度来控制供应给燃烧器1的燃料和空气的F/A比。可使用各种给定的燃料的规格来确定燃料的可燃度。还可使用例如通过燃料组成传感器16得到的燃料组成测量结果来确定可燃度。0048燃料组成传感器的实例是气相色谱装置、热量计或沃泊WOBBE计传感器。诸如气相色谱装置的燃料组成传感器16布置成检测燃料组成，即可检测构成燃料的单独的成分。一旦确定燃料组成，控制器6就可确定对应于燃料成分的燃。
22、料指数，并且因此确定燃料组合的可燃度。沃泊计传感器布置成测量燃料组合的沃泊指数。控制器6可将燃料成分的沃泊指数转化成对应的可燃度指数，并且确定燃料的可燃度。热量计布置成检测燃料成分的热值，然后控制器可使用该热值来转化成可燃度指数且然后确定可燃度。0049优选地，系统进一步包括布置成存储和/或输送各种各样的质量的多种成分燃料的燃料存储和输送系统12。可基于成分燃料的特性或参数例如热值、反应性和可燃度，仅列举了一些来估计成分燃料的质量。在一非限制性方面，控制器6通过调节对应于不同的成分燃料的阀7的开度来控制各种成分燃料的输送。换句话说，当可获得多种成分燃料时，控制器6还通过控制成分燃料的掺合来确定。
23、输送给燃烧器1的燃料的组成。0050可选地，可包括影响输送的燃料的总量的阀13。当包括时，控制器6可控制阀13来控制燃料流量。注意还可通过控制对应于单独的燃料成分的阀7来控制燃料流量。0051为了使燃料可燃度保持处于期望值或处于值的期望范围内，优选的是系统还包括燃料热交换器8A，燃料的至少一部分在控制器6的控制下被转移到燃料热交换器8A。例如，控制器6可控制阀9来控制转移到燃料热交换器8A的燃料的量。燃料温度可由燃料温度传感器14测量，燃料温度传感器14将测量结果提供给控制器6。0052作为实例，例如在燃气轮机2在负荷下运行时，来自燃料温度传感器14的测量结果可指示燃料温度低于设计的燃料运行温。
24、度。在此情形下，控制器6可确定需要额外的燃料流来补偿较低的燃料温度，以便使可燃度保持处于或超过期望贫燃可燃极限，优选尽可能地更接近贫燃极限。0053可以说大体上，可通过调节下者中的任何一个或多个来调节燃料混合物的燃料空气比基于期望贫燃可燃极限来调节燃料流量、燃料温度和燃料组成。这些调节可看说明书CN102374035ACN102374040A5/8页8作控制燃料输送以调节混合物的燃料空气比的实例。还可以说，可通过基于期望贫燃可燃极限而控制空气输送例如通过调节空气流量、空气温度和空气压力中的任何一个或多个来调节燃料混合物的燃料空气比。0054如上面所提到的那样，控制器6可控制三通阀5的操作，以通。
25、过控制进入燃烧器1的空气的量、返回到压缩机3的入口的空气的量、绕过燃烧器1的空气的量等来调节空气流量、压力和温度。控制器6可通过控制从压缩机3到燃烧器1的压缩空气的输送来调节空气压力。0055为了调节空气温度，控制器6可通过控制阀11来将进入燃烧器1的空气的至少一部分转移到空气热交换器8B，以在进入燃烧器1之前预热被转移的空气。空气温度可由空气温度传感器15例如空气温度压缩机排气传感器测量，并且可提供给控制器6。注意，通过称为入口放气加热的效应通过经由三通阀5将压缩空气的至少一部分传送到压缩机入口还可实现另外的空气温度控制。还应当注意，燃料热交换器8A和空气热交换器8B可结合在一个模块中或作为。
26、分开的模块来提供。0056可基于与燃料相关的测量结果以外的测量结果来调节燃料与空气的混合物的可燃性修正，即燃料空气比。例如，系统优选包括测量与燃烧器1中的火焰相关的参数的一个或多个火焰传感器16。这种参数包括燃烧压力波动，并且/或者可为在工业中用于火焰表征的光学参数或任何其它参数。控制器6可使用这些测量结果，以通过控制燃料输送和/或空气输送来进一步调节燃料空气比，以便贯穿燃气轮机2的多种运行时期和阶段而保持稳定的燃烧。0057作为另一个实例，在调节燃料空气比时可考虑燃气轮机转子的加速度。转子速度传感器17可测量转子的速度。控制器6可使用转子速度测量结果来确定转子的加速度以及相应地调节燃料空气比。
27、。注意，还可测量燃气轮机2的负荷、温度和排放，并且将它们作为输入提供给控制器6。0058在图1和2中示出的系统中，看到燃料可为一种或若干种单独的燃料成分的组合，并且可通过打开和关闭对应于各种燃料成分的阀7来控制各种燃料成分的输送。各种成分燃料可具有不同的特性或参数，例如热值、比重SG、燃点等。0059而且在图1和2中，看到控制器6在控制通往燃气轮机2的燃料与空气的混合物的输送方面扮演重要的角色。图3示出了根据本发明的一非限制性方面的控制器6的一个实施例。控制器6可包括参数接收单元310、贫燃可燃极限确定单元320、期望贫燃极限确定单元330和调节单元340。控制器6还可包括热能确定单元350和。
28、期望能量确定单元360。0060注意图3提供了控制器6和包括在其中的单元的逻辑图。也就是说，各个单元实现为在物理上分开的模块并不是严格必要的。一些或所有单元可在物理模块中结合起来。例如，贫燃可燃极限确定单元320和期望贫燃极限确定单元330可结合在单个模块中。此外，不需要严格地在硬件中实现单元。预想了通过硬件和软件的结合来实现单元。例如，实际的控制器6可包括执行存储在存储介质中或固件中的非临时程序指令的一个或多个中央处理单元，以执行在图3中示出的单元的功能0061将结合图4来描述控制器6的各个单元所扮演的角色，图4示出了根据本发明的一非限制性方面的用于将燃料与空气的混合物输送给燃气轮机2的实例。
29、方法的流程图。大体在该方法中，使用燃料和空气参数来获得和保持稳定的燃烧。基于这些参数，估计或以其说明书CN102374035ACN102374040A6/8页9它的方式确定了将防止贫燃熄火LBO的适当的燃空F/A比。这种调节是有利的，因为不同的燃料可具有不同的可燃度极限，如在图5中看到的那样。0062注意F/A比确定可为动态的，即其可持续地执行，以适应变化的环境，例如，除了别的变化之外，成分燃料的变化或燃气轮机的运行状况的变化。0063优选地，确定了燃料与空气的混合物的最小F/A比也称为贫燃可燃极限或可燃度下限LFL。保持贫燃可燃极限具有减少NOX、CO和HC排放的额外的益处。因为会确定混合物。
30、的F/A比、温度或两者，以达到略微超过贫燃可燃极限的期望可燃度，所以在一非限制性方面，该方法可称为燃料贫燃极限可燃度修正模型。0064返回参照图1和2且如前面所提到，考虑到燃料的热值和燃料燃烧空气混合物特性，控制器6可控制系统的阀中的任何一个或多个。例如，如果空气的温度低于涡轮燃烧器设计空气温度，则燃料阀4可额外地打开到所计算的程度，考虑到燃料的热值和消耗，以保持相同的贫燃可燃极限和LBO边界。另一个方法是在空气温度低时进行调节，以使用热交换器8A和/或8B来提高燃料、空气或两者的温度。当然，增加燃料流的量通过额外地打开阀4和提高燃料/空气混合物的温度使用热交换器8A、8B的调节两者可同时应用。
31、，以保持LBO边界和贫燃可燃极限。0065在一方面，使用以下贫燃极限等式1来作出调节，以保持贫燃可燃极限LL。0066LLKALHV2BLHVC10067其中，K代表温度修正系数，而A、B和C代表多项式修正系数。0068等式1可看作描述燃料温度、燃料的LHV值和贫燃极限之间的关系或对该关系建模的传递函数。图6是示出了多种气体燃料的贫燃可燃性极限相对于卡值和温度的实例关系的曲线图。等式1和图6表明可基于燃料的热值和燃料与空气掺合物的温度来作出可燃性修正。0069注意等式1将传递函数作为二次多项式来建模。但是应当注意，本发明不限于此。完全构想到更高次的多项式以及甚至线性模型。但是，在许多情形下，二。
32、次多项式的等式1提供了足够好的结果。0070图4中示出的方法400可适用于燃气轮机的所有运行时期。但是为了阐述的目的，当其涉及燃气轮机的启动时期的阶段包括开动、吹扫、燃料和空气输送、点火、加速和暖机阶段时，将详细地描述该方法。如在图4的左上部中的步骤410中看到的那样，与进入燃烧器的空气相关的参数可由参数接收单元接收，例如，一个或多个空气参数传感器可提供一些或所有参数。一些参数可根据厂商提供的规格预先加载。与空气相关的参数包括空气流量、压力和温度中的任何一个或多个。0071在步骤420中，参数接收单元可接收与进入燃烧器的燃料相关的一个或多个参数。而且，可预先加载一个或多个燃料参数。与燃料相关的。
33、参数包括燃料流量、燃料组成、热值、温度和比重。0072如所提到的那样，提供给参数接收单元的燃料参数和/或空气参数可由传感器测量。例如，可基于气相色谱装置或热量计提供的测量结果来确定燃料的能量含量。作为另一个实例，沃泊计可测量沃泊指数WI，WI为与燃料的热值相关的指数。作为备选或附加方案，还可基于燃料供应商和厂商提供的规格来输入参数。例如，天然气供应商可提供诸如燃料的组成、LHV和WI的信息。说明书CN102374035ACN102374040A7/8页100073步骤410和420显示为虚框且没有连接到其它步骤上，以指示这些步骤可持续地执行。也就是说，可持续地监测和更新进入燃烧器的燃料和空气的。
34、参数。0074在启动时期以及其它时期的阶段期间，通过测量结果、厂商规格或两者来对控制器6提供参数，如在步骤410和420中看到的那样。在步骤405中，开始方法400。在步骤430中，通过贫燃可燃极限确定单元来测量或以别的方式确定进入燃烧器的燃料与空气的混合物的贫燃可燃极限。在同一步骤中，通过期望贫燃极限确定单元来确定期望贫燃可燃极限。在步骤440中，热能确定单元和期望能量确定单元分别确定燃料与空气的混合物的热能和用于运行燃气轮机的期望能量。0075注意在步骤430和440中，贫燃可燃性极限确定单元、期望贫燃极限确定单元、热能确定单元和期望能量确定单元考虑了燃气轮机的运行时期启动、负荷和停机时期。
35、。甚至在各个运行时期内，贫燃极限确定也可根据该时期的运行模式而有所不同。例如，在启动时期中，运行模式可处于开动、吹扫、燃料和空气输送、点火、加速和暖机阶段中的任一阶段中。0076在步骤450中，例如在燃气轮机启动时期的任何运行模式的开始时将来自步骤430和440的结果作为输入提供给调节单元。在此步骤中，调节单元基于步骤430和440中收集的信息来确定用于该运行模式的燃料与空气的混合物的期望可燃度，并且确定哪个输入或哪些输入对于特定运行模式、预期燃料组成或两者而言是关键的。在此语境下，“关键”指示在参数的实测值和设计值之间存在显著的差异。例如，燃料的LHV可太低，而燃料空气混合物温度已经较高。在。
36、此情形下，可通过打开对应于更具反应性的燃料成分的阀7来调节燃料掺合，以使燃料的LHV达到设计值或达到值的设计范围内。在此实例中，更具反应性的燃料成分是关键输入，因为它会影响燃料的实际LHV是否将如设计的那样。因为参数可受多个因素影响，所以也可存在多个关键输入。在上面的实例中，具有足够高的LHV的任何燃料成分可用来提高整个燃料的LHV，并且因此被看作是关键的。0077基于关键输入，调节单元在步骤460中通过控制与燃料相关的任何方面和燃料的输送来调节F/A比，以使涡轮运行到达设计值内。除了别的之外，这些方面还包括在步骤470中控制空气输送和在步骤480中控制燃料输送。返回参照图1和2，看到可通过借。
37、助于控制阀4、7、9和13中的任何一个或多个而控制燃料流量、成分燃料组成和燃料温度中的任何一个或多个来控制燃料输送。可通过经由操作阀5、10和11而控制空气流量、空气压力和空气温度中的任何一个或多个来控制空气输送。0078在步骤490中，调节单元确定是否已经作出期望的F/A比调节。例如，来自一个或多个传感器的反馈信息可用来作出该确定。如果还没有作出期望的调节，则可重复步骤460、470、480和490。0079在一个非限制性实施例中，除了别的之外，通过传感器提供的反馈的类型包括燃料组成、燃料流量、燃料温度、能量含量、比重、空气流量、空气温度和空气压力中的任何一个或多个。0080注意，期望F/A。
38、比对于输送给燃烧器的燃料而言以及对于燃气轮机的运行模式而言可为特定的。不同的燃料在给定的温度和压力处具有不同的可燃度极限是公知常识。例如，在暖机阶段处的氢气的期望F/A比可不同于在相同的暖机阶段处的甲烷的期望F/A比。对于给定的燃料而言，可燃度极限可随着温度的变化而变化，这也是公知常识。因而，在点说明书CN102374035ACN102374040A8/8页11火阶段处的氢气的期望F/A比可不同于在暖机阶段或加速阶段处的氢气的期望F/A比。0081当存在构成输送给燃烧器的燃料的组合的多个成分燃料时，期望F/A比同样也可基于成分燃料的特定的掺合而改变，也就是说，F/A比可以燃料组成为基础。因而，。
39、关于燃料组成的反馈信息将是有用的。0082当执行用以调节F/A比的步骤时，达到期望F/A比并不是严格必要的。因而，在用以确定是否已经作出期望的F/A调节的步骤490的非限制性实现中，当期望F/A比和经调节的F/A比之间的差异足够接近即，差异处于预先确定的值内时，可满足该标准。当然，经调节的F/A比不应当低于混合物的贫燃可燃极限。0083作为备选方案，可规定期望的F/A比范围。在此情形下，在经调节的F/A比值落在规定的范围内时，可满足用于确定是否已经作出期望的F/A调节的标准。期望的F/A比范围可包括贫燃可燃极限，但是不应当包括落在贫燃可燃极限以下的值。如果一些误差边界是合乎需要的，则期望的范围。
40、的下限可为在贫燃可燃极限以上的一些预先确定的值。0084注意，贫燃可燃性极限会影响最小燃料设置。如果提供了任何更少的燃料，则将发生贫燃熄火。但是，还应当确定最大燃料设置，使得将爆炸的风险减到最小。可基于伴生富燃可燃极限修正来确定最大燃料设置。在一方面，当燃气轮机处于启动时期的加速模式中时，控制器的调节单元可分别用贫燃可燃极限修正和富燃可燃极限修正来确定最小和最大燃料设置。0085此书面描述使用了实例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使得本领域的任何技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，以及执行任何结合的方法。本发明的可授予专利的范围由权利要求书限定，并且可包括本领域技术人员想到。
41、的其它实例。如果这样的其它实例具有不异于权利要求的字面语言的结构元素，或如果它们包括与权利要求的字面语言无实质性差异的等效结构元素，则这样的其它实例意图处于权利要求的范围内。说明书CN102374035ACN102374040A1/6页12图1说明书附图CN102374035ACN102374040A2/6页13图2说明书附图CN102374035ACN102374040A3/6页14图3说明书附图CN102374035ACN102374040A4/6页15图4说明书附图CN102374035ACN102374040A5/6页16图5说明书附图CN102374035ACN102374040A6/6页17图6说明书附图CN102374035A。