专利名称：用于控制低能量燃料的热值的方法和设备的制作方法
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。 3日匕割安x 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。
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。 具休实施方式 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。 在某些实施例中，本文所述的系统和方法包括通过混合具有不同水平的每体积 能量和/或热输出的燃料来控制燃料的热值或能量值。例如，所公开的实施例可混合具有 高能量和低能量(BTU水平)、高和低热输出值或者它们的组合的不同燃料。因此，所公开 的实施例可通过添加一定量的更合乎需要的燃料(例如HBTU燃料)以产生具有改进的热 值或能量值的混合物，来使得能够使用较不合乎需要的燃料或副产品(例如LBTU燃料)。 因此，所公开的实施例可通过在燃气涡轮发动机和发电装备中使用否则将会被浪费掉的燃 料副产品，来提高设施或精炼厂的整体效率。LBTU燃料的实例为焦炉气(C0G)或高炉气 (BFG)。可使用的HBTU燃料为生物燃料、重燃油、煤油和柴油燃料。这些是实例，且不意图 限制将落在本发明的范围下的LBTU或HBTU燃料的范围。 可使用热值来定义燃料的能量特性。例如，燃料的热值可定义为通过燃烧给定量 的燃料而释放的热量。特别地，较低的热值(LHV)可定义为通过燃烧给定量(例如，最初在 25t:处或者另外的基准状态)且使燃烧产物的温度返回到目标温度(例如150°C )而释放 的热量。LHV的一个实例是每标准立方英尺(scf)的英国热量单位(BTU)，例如BTU/scf。 标准立方英尺(scf)可定义为气体的量的量度，等于在60华氏度下和每平方英寸14.696 磅(latm)或者14.73PSI(30英寸水银柱)的压力下的立方英尺体积。通过另外的实例，较 高的热值(HHV)可定义为燃烧产物中的水的冷凝的热。在下列论述中，可使用LHV和/或 BTU水平(例如低或高)来指示各种燃料的热值，但无论如何不意图为限制性的。可使用任 何其它值来表现在所公开的实施例的范围内的燃料的能量和/或热输出的特性。
在某些实施例中，所公开的实施例可包括控制器、控制逻辑，以及/或者具有燃烧 控制器的系统，该燃烧控制器配置成以便有利于LBTU和HBTU燃料的期望混合，以便为应用 实现适当的热值(例如LHV)。例如， 一个实施例可将LBTU气体燃料用作主燃料源，且添加 少量的HBTU液体燃料，以产生具有比初始LBTU燃料相对更高的热值(例如更高的LHV)的 混合物。因此，所公开的实施例还可包括联接到各种控制器上的燃料混合系统。另外，所公 开的实施例可描述为，响应于系统工况，在将燃料输送到燃烧区域时，实时地或动态地(on the fly)执行HBTU和LBTU燃料的燃料流的混合。这是在效率方面超过本身使用预混合燃 料或HBTU燃料的改进。
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取决于系统工况，可按照不同的量注射高BTU(HBTU)液体燃料，以及使之与LBTU 气体燃料流混合。例如，在低功率需求期期间，例如在稳态涡轮运行期间，小量的HBTU液体 燃料流可与LBTU气体燃料流混合。然后，在高功率需求期期间，例如在启动或高负载期间， 较大量的HBTU液体燃料流可与LBTU气体燃料系统混合。此外，可根据几个因素来调节混 合过程，包括涡轮机系统的状态，例如启动工况、重负载工况、瞬变工况、稳态工况、低负载 工况或者它们的组合。另外，可能会影响混合过程的系统工况的其它实施例可包括海拔、压 力或温度。通过更加高效地使用由混合过程产生的HBTU燃料和LBTU燃料流混合物，燃料 控制系统可变得更柔性、更高效以及更加可控。此外，在燃料控制过程中使用的混合系统可 在各种工况下在几种类型的涡轮机系统中使用，从而导致整体成本降低。
图1是具有燃气轮机、蒸汽轮机和热回收蒸汽发生(HRSG)系统的联合循环发电系 统10的一个实施例的示意性简图。系统10可包括用于驱动第一负载14的燃气轮机12。 第一负载14例如可为用于产生电功率的发电机。燃气轮机12可包括涡轮16、燃烧器或燃 烧室18和压縮机20。系统10还可包括用于驱动第二负载24的蒸汽轮机22。第二负载24 也可为用于产生电功率的发电机。但是，第一负载14和第二负载24两者可为能够由燃气 轮机12和蒸汽轮机22驱动的其它类型的负载。另外，虽然燃气轮机12和蒸汽轮机22可 驱动单独的负载14和24，如图示的实施例中所示，但是也可以一前一后地使用燃气轮机12 和蒸汽轮机22，以通过单个轴驱动单个负载。在所示实施例中，蒸汽轮机22可包括一个低 压区26(LP ST)、一个中压区28(IP ST)，以及一个高压区30(HP ST)。但是，蒸汽轮机22以 及燃气轮机12的具体构造可为针对实现而言特定的，且可包括区的任何组合。
系统IO还可包括多级HRSG 32。所示实施例中的HRSG 32的构件是对HRSG 32 的简要描绘，且不意图为限制性的。相反，显示所示的HRSG 32，以便表达这种HRSG系统的 一般运行。来自燃气轮机12的经加热的排气34可传输到HRSG 32中，且用来加热用于为 蒸汽轮机22提供动力的蒸汽。可将来自蒸汽轮机22的低压区26的排气引导到冷凝器36 中。又可借助于冷凝泵38将来自冷凝器36的冷凝物引导到HRSG 32的低压区中。
然后冷凝物可流过低压节热器40 (LPECON)，低压节热器40例如是构造成用气体 加热给水的装置，其可用来加热冷凝物。可将来自低压节热器40的冷凝物引导到低压蒸发 器42(LPEVAP)中，或者朝中压节热器44(IPEC0N)引导该冷凝物。来自低压蒸发器42的蒸 汽可返回到蒸汽轮机22的低压区26。同样，可将来自中压节热器44的冷凝物引导到中压 蒸发器46(IPEVAP)中，或者朝高压节热器48(HPEC0N)引导该冷凝物。另外，可将来自中压 节热器44的蒸汽输送到燃气加热器(未示出)，在燃气加热器中，可使用蒸汽来加热用于在 燃气轮机12的燃烧室18中使用的燃气。可将来自中压蒸发器46的蒸汽输送到蒸汽轮机 22的中压区28。再次，节热器、蒸发器和蒸汽轮机22之间的连接可根据(不同的)实现而 改变，因为所示实施例仅是可采用本实施例的独特方面的HRSG系统的一般运行的说明。
最后，可将来自高压节热器48的冷凝物引导到高压蒸发器50(HPEVAP)中。可将 离开高压蒸发器50的蒸汽引导到一级高压过热器52和最终高压过热器54中，在一级高压 过热器52和最终高压过热器54中，使蒸汽过热，且最终将蒸汽输送到蒸汽轮机22的高压 区30。又可将来自蒸汽轮机22的高压区30的排气引导到蒸汽轮机22的中压区28中，且 可将来自蒸汽轮机22的中压区28的排气引导到蒸汽轮机22的低压区26中。
级间减温器56可位于一级高压过热器52和最终高压过热器54之间中。级间减
5温器56可允许对来自最终高压过热器54的蒸汽的排气温度进行更稳定可靠的控制。特别地，级间减温器56可构造成以便通过在离开最终高压过热器54的蒸汽的排气温度超过预定值的任何时候，将较冷的给水喷雾注射到最终高压过热器54的上游的过热蒸汽中，来控制离开最终高压过热器54的蒸汽的温度。 另外，可将来自蒸汽轮机22的高压区30的排气引导到一级再热器58和二级再热器60中，在一级再热器58和二级再热器60中，排气可在被弓I导到蒸汽轮机22的中压区28中之前被重新加热。 一级再热器58和二级再热器60还可与级间减温器62相关联，以控制来自再热器的排气蒸汽温度。特别地，级间减温器62可构造成以便通过在离开二级再热器60的蒸汽的排气温度超过预定值的任何时候，将较冷的给水喷雾注射到二级再热器60的上游的过热蒸汽中，来控制离开二级再热器60的蒸汽的温度。 在联合循环系统(例如系统10)中，热排气可从燃气轮机12流出，通过HRSG 32，而且可用来产生高压、高温蒸汽。然后，由HRSG 32产生的蒸汽可通过蒸汽轮机22，以进行发电。另外，所产生的蒸汽也可供应给其中可使用过热蒸汽的任何其它过程。燃气轮机12发电循环通常被称为"顶层循环"，而蒸汽轮机22发电循环通常被称为"底层循环"。通过如图1所示结合这两个循环，联合循环发电系统10可在这两个循环中引起更高的效率。特别地，可捕获来自顶层循环的废热，且可使用该废热来产生在底层循环中使用的蒸汽。
图1所示的联合循环发电系统10可通过将气化器/气体燃料源64引入系统10中而转变成IGCC发电系统10。在气化器/气体燃料源64内执行的煤气化过程中，并不燃烧煤，(而是)气化器/气体燃料源64可能会由于与蒸汽进行交互以及在气化器/气体燃料源64内的高压和高温，而以化学的方式使煤破裂。由于此过程，气化器/气体燃料源64可产生主要为C0和H2的燃料或气体混合物66。另外，燃料供应68可提供待与燃料或气体混合物66混合的具有高热值的液体燃料70。液体燃料70可为HBTU燃料，例如生物燃料、重燃油、煤油和柴油燃料。这些实例不意图限制将落在本实施例的范围下的HBTU燃料。气体混合物66可被称为合成气体(例如合成气)，且可在汽化器/混合器72内部与液体燃料70混合之后在燃烧器18中燃烧。可通过使得燃烧过程能够驱动涡轮16的一个或多个燃料喷嘴将混合燃料74注射到燃烧器18中。如在下面详细地描述的，燃料或气体混合物66可为具有低热值(例如低LHV值)的LBTU燃料源，其可能难以高效地燃烧。燃烧供应流70可为具有高热值(例如高LHV值)的液体HBTU燃料，从而使得能够在燃烧器18内更加高效地燃烧混合燃料74。如所理解的，也可在简单循环应用中使用所公开的实施例。在这样的情况下，可在不使用蒸汽轮机的情况下应用所公开的技术和系统。
虽然燃料66、70和74的热值可取决于应用、运行工况和其它因素而变化，但是下面提供的几个实例仅是要说明所公开的实施例。在某些实施例中，LBTU气体燃料66可具有小于约200BTU/scf的LHV，而HBTU液体燃料70可具有大于约200BTU/scf的LHV。在此实施例中，燃料66和70的混合物可产生具有至少大于约200BTU/scf或者至少介于200-300BTU/scf之间或者更大的LHV的燃料74。但是，这仅是燃料66、70和74的一个可行实例。 在某些实施例中，LBTU气体燃料66可具有约(或小于)50、75、 100、 125、 150、 175、200、225或250BTU/scf的LHV。在此实施例中，液体燃料70可具有至少大于LBTU气体燃料66的LHV。例如，燃料70的LHV可为约(或大于)200、250、300、350、400、450或500BTU/scf或更大。在此实施例中，燃料混合物74可具有至少大于LBTU气体燃料66的LHV。例如，燃料混合物74的LHV可为约(或大于)200、250、300、350、400、450或500BTU/scf或更大。 如下面所论述的，燃气轮机或涡轮机系统12可包括联接到混合器72上的控制系统，该控制系统调节液体燃料70、气体混合物66和混合燃料74的比率、流率、温度和其它工况。特别地，运送到混合器72的液体燃料70的流率和总量可在重涡轮负载工况期间增加。重涡轮负载工况可在系统启动期间或者高峰需求期期间出现。在系统启动期间，燃气轮机12可能需要高功率输出，以使涡轮循环开始，且使在启动之前通常静止的构件(例如涡轮叶片)运动。另外，对用于产生功率的涡轮而言，在高峰功率使用时间，涡轮负载可能较高。在启动和其它重负载涡轮机系统工况中，控制系统可使液体燃料70的流率增大，从而使得混合器72中的HBTU燃料对LBTU燃料的比率增加，而且还使得供应给燃烧器18的混合燃料74的整体质量提高。另外，混合燃料74具有较高的热值(例如较高的LHV值)，从而使得能够较好地控制燃料在燃烧器中燃烧的时间和位置。在这样的实施例中，涡轮12、混合器72和控制器提供对燃烧过程更好的控制。 在图2中，示出了涡轮机系统12的一个实施例的简图。涡轮机系统12可使用液体或气体燃料(例如天然气和/或富氢合成气)来使涡轮机系统10运行。在所示实施例中，汽化器/混合器74构造成以便接收不同能量或热值(例如LBTU气体燃料66和HBTU液体燃料70)的多种燃料，且将混合物74输送到燃料喷嘴76。例如，汽化器/混合器74可将HBTU液体燃料70雾化和/或汽化，并且使其与LBTU气体燃料66混合，以产生具有比初始LBTU气体燃料66相对更高的LHV的燃料混合物74。在一个实施例中，HBTU液体燃料70可在混合期间通过某个过程(例如雾化、供热或者它们的组合)而汽化。如所描绘的，燃料喷嘴76吸入燃料混合物74，使燃料与来自进口 78的空气混合，以及将空气-燃料混合物分配到燃烧器18中。空气-燃料混合物在燃烧器18内的室中燃烧，从而产生热的加压排气。燃烧器18通过涡轮16朝排气出口80引导排气。当排气通过涡轮16时，气体强制涡轮叶片沿着系统12的轴线使轴82旋转。如图所示，轴82连接到涡轮机系统12的各种构件上，包括压縮机20。压縮机20还包括联接到轴82上的叶片。因此，压縮机20内的叶片随着轴82旋转而旋转，从而压縮自进气口 78通过压縮机20进入燃料喷嘴76和/或燃烧器18中的空气。轴82还连接到负载14上，负载14可为运载工具或静止的负载，例如发电厂中的发电机或者飞行器上的推进器。负载14可为由涡轮机系统12的旋转输出提供动力的任何适当的装置。 图3是图2所示的涡轮机系统12的一个实施例的剖面侧视图。涡轮机系统12包括位于一个或多个燃烧器16内部的一个或多个燃料喷嘴76，其中各个燃料喷嘴76根据所公开的实施例的独特的方面输送燃料混合物74(例如LBTU气体燃料66和经汽化的HBTU液体燃料70)。在一个实施例中，六个或更多个燃料喷嘴76可以以环形或其它布置附连到各个燃烧器18的基座上。此外，系统12可包括成环形布置的多个燃烧器16(例如4、6、8、12个)。空气通过进气口78进入系统12，而且可在压縮机20中对其加压。然后压縮空气可与气体混合，以在燃烧器18内燃烧。例如，燃料喷嘴76可以以适当的比率将燃料-空气混合物注射到燃烧器中，以进行最优的燃烧、排放、燃料消耗和功率输出。燃烧会产生热的加压排气，然后该加压排气会驱动涡轮16内的叶片，以使轴82旋转，且从而驱动压縮机20
7和负载14。涡轮叶片的旋转可使轴82旋转，从而使得压縮机20内的叶片抽入空气，且对空气加压。再次，如上所述，混合室或混合器72可联接到燃烧器18上，以便控制由燃料喷嘴76注射到燃烧器18中的燃料的热值。这样，混合室72就使得能够对燃烧过程进行更好的控制，从而对涡轮机系统12在不同工况下的使用提供更多的柔性，而且还允许几种类型的燃料由涡轮使用。特别地，由于由混合室72、气体燃料混合物66、混合燃料74和相关构件提供的可调的燃料质量水平而使能的柔性，可在更多的涡轮机系统12中和各种各样的工况下使用较低成本的LBTU燃料。涡轮机系统12将燃料质量调节到涡轮机系统12的负载水平和状态的能力，使得能够降低整体燃料成本。 图4是包括系统控制器86和构造成以便使得能够在混合室72中进行燃料混合过程的其它构件的涡轮机系统12的一个实施例的详细的简图。可将包括来自传感器84的量度和存储在数据库85中的历史数据的、由方框83描绘的关于系统的状态的信息输送到系统控制器86，且可使用该信息来控制燃料源64和68。例如，由数据库85提供的历史数据可指示关于涡轮机系统12的增加的负载的时期，从而使得系统控制器86能够相应地调节燃料混合物。如所描绘的，系统控制器86通过控制线87联接到液体燃料供应68 (例如HBTU液体燃料)和气体燃料源64 (例如LBTU气体燃料)上。另外，系统控制器86可通过控制线87来调整和控制液体燃料供应68和气体燃料源64的流率、温度、混合比率和其它工况。特别地，控制线87可包括电气连通线和流体连通线，以便控制阀、促动器、传感器和其它装备，以控制混合室72内的燃料混合过程。系统控制器86可联接到加热线圈或其它适当的加热/冷却机构上，以控制液体燃料供应68和气体燃料源64的温度。另外，在一个实施例中，控制器86可构造成以便控制低BTU燃料66的流率和高BTU燃料70的流率。另外，控制器86配置成以便控制低BTU燃料66的温度和高BTU燃料70的温度。
在一个实施例中，系统控制器86可为连接到涡轮机系统12构件上的工业用计算机，从而使得系统控制器86能够根据系统工况来调节燃料混合过程。例如，位于涡轮机系统12各处的传感器84可指示增加的负载，从而使得系统控制器86使混合器72产生的燃料质量水平提高。系统控制器86可使用控制阀来增加来自液体燃料供应68的HBTU燃料70的流率，以提高混合燃料质量水平，从而为重负载系统状态产生较多功率。如上所述，系统控制器84可基于在涡轮机系统12的重负载周期事件期间存储在数据库85中的重复和定期的趋势数据，根据指示重负载使用的趋势数据，来提高燃料质量水平。例如，如果涡轮机系统12在运行的每一天的下午2:00时都经历重负载，则系统控制器86可预期这个趋势数据而提高混合器72中的燃料质量水平。另外，如果趋势数据指示低负载运行趋势，则系统控制器86可在低负载期期间减少或消除HBTU液体燃料70与LBTU气体燃料66的混合。如图所示，混合器72联接到燃烧器18上，从而将混合燃料流74传送到燃烧器18，以进行为涡轮机系统12提供动力的燃烧过程。如所理解的，随着排气流动，燃烧过程驱动涡轮16，从而驱动负载14，且使轴82旋转。 图5是用于监测和控制涡轮机燃烧器的燃料混合过程的一种示例性方法(例如计算机执行的方法)的流程图。方法88可为监测和控制软件的整体部分，且方法88可显示在系统控制器86计算机的操作员界面上。在步骤90中，可为LBTU燃料流和供应计算较低的热值(LHV)或热值(HV)。例如，系统控制器86可通过感测燃料的温度、燃料的流率以及/或者其它工况来计算LBTU燃料的热值。在步骤92中，基于涡轮机系统12的状态来确定目标燃料质量水平。如上所述，涡轮机系统12状态可包括启动状态、重负载状态、稳态或者 可由存档的数据或由实时系统量度确定的其它系统状态。在步骤94中，可通过温度、流率 或其它机制来控制液体HBTU燃料的热值，以关于涡轮机系统12的经确定的状态进行调节。 例如，可使液体HBTU燃料的温度升高或降低，以取决于诸如重负载或稳态的系统状态来调 节液体燃料的热值。 在步骤96中，系统控制器86可确定是否需要改变液体燃料供应的热值，且然后系 统控制器86可对液体HBTU燃料供应进行适当的调节。例如，在液体燃料存储罐中设置加 热线圈，以使供应给涡轮机系统12的液体HBTU燃料的温度升高。或者，可使用一系列的液 体加热或冷却通道来改变燃料供应温度。在步骤98中，还可取决于涡轮机系统12的状态 来调节液体HBTU燃料的流率。在一个实施例中，如果系统处于低负载或稳态状况下，就可 将液体HBTU燃料减少到最小流率或者无流率。在步骤100中，如上所述，可将液体HBTU燃 料注射到LBTU燃料流中，且在混合室中使之与燃料混合。通过使HBTU液体燃料与LBTU燃 料混合，混合燃料可获得最适于系统状态的大约期望的热值，从而使得能够对涡轮机系统 12内的燃烧过程进行更好的控制。另外，对燃料流和热值的柔性控制使得能够在多种涡轮 机构造中使用多种燃料。在步骤102中，燃烧器内的燃料喷嘴将混合燃料流注射到燃烧器 中，以进行燃烧过程，如上所述。 本发明的技术效果包括取决于涡轮机系统状态和工况，通过使得能够使用可变的 燃料质量来增加涡轮机系统内的控制和柔性。另外，燃料混合室和系统提供在不同的涡轮 机应用中使用LBTU燃料从而使得燃料成本和生产成本降低的能力。另外，在一些实施例 中，涡轮机系统可导致提高性能、效率及减少排放。 虽然在本文中已示出和描述了本发明的仅某些特征，但是本领域技术人员将会想 到许多修改和改变。因此要理解的是，所附权利要求书意图覆盖落在本发明的真实精神内 的所有这种修改和改变。
权利要求
一种方法，包括确定(90)低英国热量单位(BTU)燃料(66)的第一热值；基于涡轮机系统(12)的状态(83)来确定(92)目标燃料质量水平；控制(94)高BTU燃料(70)的第二热值；以及将所述高BTU燃料(70)注射(100)到所述低BTU燃料(66)中以实现所述目标燃料质量水平。
2. 根据权利要求l所述的方法，其特征在于，所述低BTU燃料(66)是气体燃料，且所述 高BTU燃料(70)是液体燃料。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述高BTU燃料(70)注射(100)到所 述低BTU燃料(66)中包括使所述高BTU燃料(70)汽化(72)。
4. 根据权利要求l所述的方法，其特征在于，控制(94)所述第二热值包括控制所述高 BTU燃料(70)的温度。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述高BTU燃料(70)注射(100)到所 述低BTU燃料(66)中包括使所述高BTU燃料(70)与所述低BTU燃料(66)混合(72)，以产 生具有第三热值的混合燃料(74)，从而实现所述目标燃料质量水平。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述高BTU燃料(70)注射(100)到所 述低BTU燃料(66)中包括在混合室(72)中使所述高BTU燃料(70)与所述低BTU燃料(66) 混合。
7. —种涡轮机系统，包括混合室(72)，所述混合室(72)包括构造成以便接收低BTU燃料(66)的低英国热量单位(BTU)燃料入口 ； 构造成以便接收高BTU燃料(70)的高BTU燃料入口，其中，所述混合室(72)构造成以 便使所述低BTU燃料和高BTU燃料(66， 70)混合，以产生混合燃料(74)，并且所述低BTU燃 料和高BTU燃料(66，70)之间的比率控制所述混合燃料(74)的热值；以及构造成以便将所 述混合燃料(74)运送到燃料喷嘴(76)的燃料出口。
8. 根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统包括控制器(86)，所述控制器 (86)配置成以便调节所述低BTU燃料和高BTU燃料(66， 70)之间的所述比率，以基于涡轮 机系统(12)的参数(83)来提高所述热值。
9. 根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述参数(83)包括所述涡轮机系统(12) 的启动工况、稳态工况、负载量，或者它们的组合。
10. 根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述控制器(86)配置成以便在稳态工 况、低负载工况或者它们的组合期间减少所述混合燃料(74)中的所述高BTU燃料(70)的 量，其中，所述控制器(86)配置成以便在启动工况、非稳态工况、高负载工况或者它们的组 合期间增加所述混合燃料(74)中的所述高BTU燃料(70)的量。
全文摘要
本发明涉及用于控制低能量燃料的热值的方法和设备。在一个实施例中，一种方法包括确定(90)低BTU燃料(66)的第一热值，基于涡轮机系统(12)的状态(83)来确定(92)目标燃料质量水平，控制(94)高BTU燃料(70)的第二热值，以及将高BTU燃料(70)注射(100)到低BTU燃料(66)中，以实现目标燃料质量水平。
文档编号F02C7/22GK101793197SQ20101000395
公开日2010年8月4日 申请日期2010年1月7日 优先权日2009年1月7日
发明者C·迪努, G·D·迈尔斯, G·克雷默 申请人:通用电气公司