专利名称：用于燃气轮机NOx排放物控制的稀释剂喷射的备选方法
技术领域：
本发明一般地涉及燃气涡轮机，且更具体地涉及将稀释剂喷射到燃气涡轮机的燃烧器内。
背景技术：
近年来针对来自燃气涡轮机动力设备的低排放的环境规章已显著增加。全世界的环境机构正在要求来自新的和现有的燃气涡轮机两者的更低的NOx和其它污染物的排放率。已开发了干式低NOx燃气涡轮机且成功地降低了 NOx排放。非干式低NOx型燃气涡轮机燃烧系统已采用将蒸汽、水和气态稀释剂喷射到燃气涡轮机的燃烧器内以便降低NOx排放。燃气涡轮机燃烧器在空气中燃烧燃料以形成经过固定喷嘴的级和驱动涡轮机的转子的可移动叶片的热排气，从而产生用于发电或操作机械设备的旋转动力。多个燃烧器可将热排气供应到涡轮级。燃料一般经由专用的燃料喷嘴经各单独的燃烧器的背板被提供到燃烧区。常向燃烧器提供主燃料通路和辅助燃料通路两者。主燃料通路例如可用于将诸如天然气或馏出油之类的高能燃料供应到燃烧器。辅助燃料通路可将诸如合成气体或过程气体之类的低能量燃料供应到燃烧器。主燃料通路和辅助燃料通路的每一个可包括集管， 该集管带有引导流到各单独的燃烧器的柔性流体连接器。来自各燃料通路的流可经一个或多个专用喷嘴进入燃烧器。一些燃烧器还可包括专用的喷射点以便为了 NOx排放控制而将稀释剂喷射到燃烧器内。其它燃烧器未设置用于稀释剂喷射的专用接口，因此提供了大于期望的NOx排放。因此，希望利用稀释剂来控制未设置用于稀释剂进入燃气涡轮机的燃烧器的专用喷射点的燃气涡轮机系统的燃气涡轮机排气中的排放物。
发明内容
简而言之，根据本发明的一方面，提供了一种用于将稀释剂喷射到用于燃气涡轮机的燃烧器内的方法，该燃气涡轮机包括通向燃烧器的第一燃料喷射通路和第二燃料喷射通路，但在燃烧器中不包括专用的稀释剂喷射点。该方法包括提供稀释剂流量控制系统并且当第一燃料喷射通路向燃烧器供应燃料而第二燃料喷射通路未被供应燃料时将该稀释剂流量控制系统连接到第二燃料喷射通路上。该方法还包括准备稀释剂流量控制系统以将稀释剂喷射到第二燃料喷射通路内，并且将稀释剂从稀释剂控制系统经第二燃料喷射通路喷射到燃烧器。按照本发明的第二方面，提供了一种用于将稀释剂喷射到用于燃气涡轮机的燃烧器内的系统，此处设置了通向燃烧器的第一燃料喷射通路和第二燃料喷射通路，但没有通向燃烧器的专用稀释剂喷射通路或喷嘴。该系统包括用于将稀释剂喷射到燃气涡轮机的燃烧器内的控制系统、通向燃烧器上的第一入口的用于常规燃料的第一燃料喷射通路和通向燃烧器上的第二入口的用于辅助燃料的第二燃料喷射通路。提供用于稀释剂喷射的控制系统与通向燃烧器的第二燃料喷射通路之间的流体连接。
当参考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，全部附图中相似的附图标记代表相似的零部件，其中图1图示了用于流向燃气涡轮机的燃烧器的燃料流的现有技术燃料系统；图2图示了没有专用稀释剂歧管的典型燃烧器的后区段；图3图示了用于经由压缩机排气净化系统经辅助燃料通路供应燃气涡轮机燃烧器的气态稀释剂喷射系统的第一实施例；图4图示了用于经由压缩机排气净化系统经辅助燃料通路供应燃气涡轮机燃烧器的气态稀释剂喷射系统的第二实施例；图5图示了用于经由压缩机排气净化系统经辅助燃料通路供应燃气涡轮机燃烧器的蒸汽稀释剂喷射系统的第一实施例；图6图示了用于经由压缩机排气净化系统经辅助燃料通路供应燃气涡轮机燃烧器的蒸汽稀释剂喷射系统的第二实施例；图7图示了包括气态稀释剂控制系统和蒸汽稀释剂控制系统的稀释剂喷射系统， 该蒸汽稀释剂控制系统可与压缩机排气净化空气管道并列连接以便经辅助燃料通路将稀释剂供应到燃气涡轮机的燃烧器；以及图8图示了用于将稀释剂供应到用于燃气涡轮机系统的燃气涡轮机的燃烧器的方法的流程图，该燃气涡轮机系统不提供通向燃烧器的专用稀释剂流动通路。零部件清单
10燃料系统
11常规燃料系统
12常规燃料
13辅助燃料系统
14辅助燃料
15常规燃料通路
20常规燃料集管
25柔性流体连接器
40燃烧器
41主燃料入口
42辅助燃料入口
43主燃料喷嘴
44辅助燃料喷嘴
45背板
46稀释剂
47主燃料
48辅助燃料
49净化空气
60燃气涡轮机空气压缩机65压缩机排气歧管70压缩机排气净化空气75净化空气管道80稀释剂85辅助燃料集管86柔性流体连接器100气态稀释剂喷射的第一实施例101不带阻流的稀释剂流量控制装置102气态稀释剂喷射的第二实施例103带阻流的稀释剂流量控制装置105气态稀释剂供应110流量测量仪器111流量信号112流量控制115滤器120流量控制阀125压力控制阀126停止阀130排气阀135涡轮机控制系统(控制器)138结合到空气净化系统140空气净化系统管道141隔离阀142排气阀143排水阀145压缩机排气146压缩机排气歧管150辅助燃料通路155结合到辅助燃料通路的净化空气156排水阀160辅助燃料供应165从歧管到燃烧器的燃料170常规燃料供应171辅助燃料源185从歧管到燃烧器的燃料190气态稀释剂喷射系统的第一实施例191稀释剂流量控制装置193气态稀释剂喷射的第二实施例
194带阻流的稀释剂流量控制装置
200蒸汽稀释剂喷射系统
201不带阻流的稀释剂流量控制装置
202蒸汽稀释剂喷射系统
203带阻流的稀释剂流量控制装置
211流量信号
212流量控制信号
213压力控制信号
215滤器
220流量控制阀
225压力控制阀
226停止阀
230排水阀
300组合的气态和蒸汽稀释剂喷射系统
具体实施例方式本发明的以下实施例具有诸多优点，包括提供一种通过将稀释剂流体流(蒸汽、 C02、N2等)传送到燃气涡轮机燃烧系统中同时燃气涡轮机依靠诸如轻馏出油或天然气之类的常规燃料操作进行燃气涡轮机排放管理的新方法。该稀释剂喷射系统能够在保证的燃气涡轮机排放要求的操作范围上传送所需的稀释剂与燃料比。该稀释剂喷射方法是将喷射系统联接到燃气涡轮机压缩机排气净化系统上，使得稀释剂流体与压缩机排气混合。经不活动的(未被供应燃料的)燃烧燃料喷嘴通道将混合的压缩机排气净化空气和稀释剂流喷射到燃气涡轮机燃烧器内，以实现排放保证要求。用于向燃烧器提供稀释剂的发明性方法具有许多技术优点。现有设计系统流体通路的使用提供了简化设计。使用进入燃烧器的现有的进入点消除了对开发和测试具有专用的稀释剂喷射通道的燃烧器的需要。不要求专用的稀释剂喷射管道歧管消除了与现有系统上的附加管道的改装相关的复杂性。该发明性的设计还由于消除了对专用稀释剂喷射管道歧管的需要和减少用于更广泛的改造的停机时间而提供了成本节省的商业优点。现有燃烧器设计的适用性得到了扩展，因为燃烧器的基本设计不包括专用稀释剂喷射通道。此外，该发明性的方法使现有核心产品能够适用于其中当涡轮机依靠常规燃料操作时需要稀释剂喷射的更大的应用范围。现有技术已利用专用的稀释剂喷射阀、管道、管道歧管和用于喷射稀释剂流体的专用燃烧器通道，或尚未采用稀释剂来进行燃气涡轮机NOx排放控制。通过发明性装置的实施例，通过一系列压力控制装置和控制阀传送稀释剂流体(蒸汽、N2、C02等)。可通过压力控制阀来管理到控制阀的入口压力以允许控制阀在阻流状态下操作。此类阻流状态允许流量控制阀提供较不容易由于下游压力变化而变化的流量控制。稀释剂流量控制阀的排放被结合到现有的压缩机排气净化流体流中。当辅助燃料未被供应到燃烧器时压缩机排气净化流体流可主动净化通向燃烧器的辅助燃料喷嘴的辅助燃料通路。此类辅助燃料通路可供用于诸如合成气体或过程气体之类的低能量燃料。结合常规的燃料流量测量使用稀释剂流量计以设定燃气涡轮机排放控制(NOx)所需的稀释剂与燃料比的正确比例。图1图示了用于通向燃气涡轮机用的燃烧器的燃料流的现有技术燃料系统10。常规燃料系统11供应诸如馏出油或天然气之类的常规燃料12。常规燃料和燃料系统也可称为主燃料和主燃料系统。常规燃料12经常规燃料通路15来到常规燃料集管20，此处柔性流体连接器25将常规燃料分配给多个燃烧器40。辅助燃料系统13供应诸如合成气体或过程气体之类的辅助燃料14。辅助燃料14可经辅助燃料通路55被供应到辅助燃料集管85， 此处柔性流体连接器86将燃料分配给多个燃烧器40。常规燃料12或辅助燃料14均可使用。压缩空气从燃气涡轮机压缩机60供应到作为正常燃烧过程的一部分的燃烧器 (未示出)。来自燃气涡轮机压缩机60的压缩空气还可经净化空气系统管道75被供应到辅助燃料通路阳。当辅助燃料14被隔离且未供应燃烧器40时，来自压缩机排气歧管65的压缩空气70被调整成(line up)经辅助燃料通路55、辅助燃料集管85和单个柔性流体连接器86流到燃烧器40。净化空气65流到辅助燃料喷嘴44 (图2)以便进行冷却并防止燃烧器中的火焰经辅助燃料喷嘴回流。图2图示了用于不包括专用稀释剂歧管的典型燃烧器40的后区段。主燃料入口 41和辅助燃料入口 42连接到燃烧器的背板45上。背板45包括数量众多且复杂的内部通路(未示出)以在下游侧上将燃料供给到喷嘴以便与空气供应(未示出)混合并喷射到下游燃烧区(未示出)内。可提供许多不同的喷嘴设置，但当使用主燃料时可供应例如喷嘴43的内环，而当使用辅助燃料时可供应喷嘴44的外环。未设置用于稀释剂喷射的进入燃烧器40内的单独通路。使用本发明的方法，当主燃料12而不是辅助燃料14被供应到燃烧器时，稀释剂80可随同净化空气70经辅助燃料入口 42进入燃烧器内。图3图示了调整成用于经由压缩机排气净化系统经辅助燃料通路供应燃气涡轮机燃烧器的气态稀释剂喷射系统100的第一实施例。当常规燃料供应170经第一燃料通路 175被传送到燃烧器40而未从辅助燃料供应171对辅助燃料通路150供应燃料时可喷射稀释剂。经由常规燃料歧管180和柔性流体连接器185经第一燃料通路175将常规燃料供应到燃烧器40。虽然图示了四个柔性流体连接器185，然而，燃气涡轮机的燃烧器40的数目以及因此这些流体连接器185的所需数目会有所变化。气态稀释剂喷射系统100可提供包括气态稀释剂供应105、流量测量仪器110、滤器115和流量控制阀120的气态稀释剂流量控制装置101。流量测量仪器110测量气态稀释剂的流量并且可向涡轮机控制系统135提供流量测量值信号111。流量控制阀120根据来自涡轮机控制系统或控制子系统135的控制信号112以对于常规燃料的量和类型适当的比例控制流向燃烧器的气态稀释剂的流量。用于根据燃气涡轮机操作和燃料状态以适当的量添加稀释剂的此类控制信号和涡轮机控制系统是公知的。可设置排气管线和阀130以便在起动、停机期间以及按需在操作期间对系统进行排气。从气态稀释剂流量控制装置101到对于系统可能已经存在的压缩机排气净化空气管道140形成连接装置138。压缩机排气净化空气管道140可包括各种停止阀141和排气阀142。压缩机排气净化空气管道140从压缩机排气歧管145接收从燃气涡轮机压缩机 60的排气146供应的压缩空气。当喷射气态稀释剂时，气态稀释剂和净化空气共同流经净化空气管道140。净化空气管道在提供辅助燃料源171的隔离的位置155处连接到现有的辅助燃料系统管道150上。气态稀释剂和净化空气流向辅助燃料歧管160且然后经柔性连接器165流向单独的燃烧器40。当气态稀释剂喷射系统100关闭时，流量控制阀120、压力控制阀125和停止阀 126可关闭以隔离来自净化空气系统的气态稀释剂并且可对管线进行排气。当对燃烧器供应辅助燃料时，气态稀释剂控制系统101关闭，并且控制阀120、压力控制阀125和停止阀 126关闭以将稀释剂喷射系统与辅助燃料通路隔离。净化空气系统可进一步与辅助燃料通路隔离或可在稀释剂喷射系统不操作的情况下继续操作。图4图示了调整成用于经由压缩机排气净化系统经辅助燃料通路供应燃气涡轮机燃烧器的气态稀释液喷射系统102的第二实施例。当常规燃料供应170经第一燃料通路 175被传送到燃烧器40时可喷射稀释剂。经由常规燃料歧管180和柔性流体连接器185经第一燃料喷射通路供应常规燃料。尽管图示了四个柔性流体连接器185，然而，燃气涡轮机的燃烧器的数目以及因此这些流体连接器的所需数目会有所变化。气态稀释剂喷射系统102可提供包括气态稀释剂供应105、流量测量仪器110、滤器115和流量控制阀120的稀释剂流量控制装置103。流量测量仪器110测量气态稀释剂的流量并且可向涡轮机控制系统135提供流量测量值信号111。流量控制阀120根据来自涡轮机控制系统或控制子系统135的控制信号112以对于常规燃料的量和类型适当的比例控制流向燃烧器的气态稀释剂的流量。用于根据燃气涡轮机操作和燃料状态以适当的量添加稀释剂的此类控制信号和涡轮机控制系统是公知的。除流量控制阀120之外，可直接在上游增设压力控制阀125以控制在流量控制阀120处的压力而进行阻流操作，从而限制下游压力对流量控制的影响。可设置排气管线和阀130以便在起动、停机期间以及按需在操作期间对系统进行排气。从稀释剂流量控制装置103到对于系统可能已经存在的压缩机排气净化空气管道140形成连接装置138。压缩机排气净化空气管道140可包括各种停止阀 141和排气阀142。压缩机排气净化空气管道140从压缩机排气歧管145接收从压缩机排气146供应的压缩空气。当喷射气态稀释剂时，气态稀释剂和净化空气共同流经净化空气管道140。净化空气管道140在提供辅助燃料源171的隔离的位置155处连接到现有的辅助燃料系统管道150上。气态燃料稀释剂和净化空气流向辅助燃料歧管160且然后经柔性连接器165流向单独的燃烧器40。当气态稀释剂喷射系统102关闭时，流量控制阀120、压力控制阀125和停止阀 126可关闭以隔离来自净化空气系统的气态稀释剂并且可对管线进行排气。当对燃烧器供应辅助燃料时，气态稀释剂控制系统103关闭，控制阀120、压力控制阀125和停止阀1 关闭以将稀释剂喷射系统与辅助燃料通路隔离。净化空气系统可进一步与辅助燃料通路隔离或可在稀释剂喷射系统不操作的情况下继续操作。图5图示了调整成用于经由压缩机排气净化系统经辅助燃料通路供应燃气涡轮机燃烧器的蒸汽稀释剂喷射系统200的第一实施例。当经常规燃料通路向燃烧器供应常规燃料时可喷射稀释剂。当常规燃料供应170经第一燃料通路175被传送到燃烧器GO)时可喷射稀释剂。经由常规燃料歧管180和柔性流体连接器185经第一燃料喷射通路供应常规燃料。尽管图示了四个柔性流体连接器185，然而，燃气涡轮机的燃烧器的数目以及因此这些流体连接器的所需数目会有所变化。
蒸汽稀释剂喷射系统200可提供包括蒸汽稀释剂供应205、流量测量仪器210、滤器215和流量控制阀220的蒸汽稀释剂流量控制装置201。流量测量仪器210测量蒸汽稀释剂的流量并且可向涡轮机控制系统135提供此类流量测量值211。流量控制阀220根据来自涡轮机控制系统135的控制信号212以对于常规燃料的量和类型适当的比例控制流向燃烧器的蒸汽稀释剂的流量。用于根据燃气涡轮机操作和燃料状态以适当的量添加稀释剂的此类控制信号和涡轮机控制系统是公知的。可设置排水管线和阀230以便在起动、停机期间并且按需在操作期间从系统管道排放冷凝物。从稀释剂流量控制装置201到对于系统可能已经存在的压缩机排气净化空气管道140形成连接装置138。压缩机排气净化空气管道140可包括各种停止阀141、排气阀 142和排水阀143。压缩机排气净化空气管道140从压缩机排气歧管145接收从压缩机排气 146供应的压缩空气。当喷射蒸汽稀释剂时，蒸汽稀释剂和净化空气共同流经净化空气管道 140。净化空气管道在提供辅助燃料源171的隔离的位置155处连接到现有的辅助燃料系统管道150上。蒸汽稀释剂和净化空气流向辅助燃料歧管160且然后经柔性连接器165流向单独的燃烧器40。辅助燃料通路中可包括一个或多个排水阀156以允许排放冷凝物。当蒸汽稀释剂喷射系统200关闭时，控制阀220、压力控制阀225和停止阀2 可关闭以将蒸汽稀释剂与净化空气系统140隔离并且排水管线230可进行排放以去除冷凝的蒸汽。当对燃烧器供应辅助燃料时，蒸汽稀释剂喷射系统200关闭，控制阀220、压力控制阀225和停止阀2沈、141关闭以将稀释剂喷射系统和净化空气系统与辅助燃料通路隔离， 并且管线230可进行排水以去除冷凝的蒸汽。图6图示了调整成用于经由压缩机排气净化系统经辅助燃料通路供应燃气涡轮机燃烧器的蒸汽稀释剂喷射系统202的第二实施例。当经常规燃料通路向燃烧器供应常规燃料时可喷射稀释剂流体。当常规燃料供应170经第一燃料通路175被传送到燃烧器40 时可喷射稀释剂流体。经由常规燃料歧管180和柔性流体连接器185经第一燃料喷射通路供应常规燃料。尽管图示了四个柔性流体连接器185，然而，燃气涡轮机的燃烧器的数目以及因此这些流体连接器的所需数目会有所变化。蒸汽稀释剂喷射系统202可提供包括蒸汽稀释剂供应205、流量测量仪器210、滤器215和流量控制阀220的蒸汽稀释剂流量控制装置203。流量测量仪器210测量蒸汽稀释剂的流量并且可向涡轮机控制系统135提供此类流量测量值211。流量控制阀220根据来自涡轮机控制系统135的控制信号212以对于常规燃料的量和类型适当的比例控制流向燃烧器40的蒸汽稀释剂的流量。用于根据燃气涡轮机操作和燃料状态以适当的量添加稀释剂的此类控制信号和涡轮机控制系统是公知的。除流量控制阀220以外，可在上游直接增设压力控制阀225以控制压力而进行阻流操作，从而限制下游压力对流量控制的影响。 可设置排水管线和阀230以便在起动、停机并且按需在操作期间从系统排放冷凝物。从稀释剂流量控制装置201到对于系统可能已经存在的压缩机排气净化空气管道140形成连接装置138。压缩机排气净化空气管道140可包括各种停止阀141、排气阀 142和排水阀143。压缩机排气净化空气管道140从压缩机排气歧管145接收从压缩机排气 146供应的压缩空气。当喷射蒸汽稀释剂时，蒸汽稀释剂和净化空气共同流经净化空气管道 140。净化空气管道在提供辅助燃料源171的隔离的位置155处连接到现有的辅助燃料系统管道150上。蒸汽稀释剂和净化空气流向辅助燃料歧管160且然后经柔性连接器165流向单独的燃烧器40。辅助燃料通路中可包括一个或多个排水阀156以允许排放冷凝物。当蒸汽稀释剂喷射系统202关闭时，控制阀220、压力控制阀225和停止阀2 可关闭以将蒸汽稀释剂与净化空气系统140隔离并且排水管线230可进行排放以去除冷凝的蒸汽。当辅助燃料供应燃烧器时，蒸汽稀释剂喷射系统202关闭。控制阀220、压力控制阀 225和停止阀2沈、141关闭以将稀释剂喷射系统和净化空气系统与辅助燃料通路隔离，并且管线230可进行排水以去除冷凝的蒸汽。应当理解的是，如前面参考图4所述的气态稀释剂控制系统103和如前面参考图 6所述的蒸汽稀释剂控制系统203两者均可以以并列构造而采用，以便连接到压缩机排气净化空气管道140上，使得可分开喷射任意稀释剂类型或可联合喷射两种稀释剂类型。图 7图示了稀释剂喷射系统的一个实施例，该稀释剂喷射系统包括气态稀释剂控制系统103 和蒸汽稀释剂控制系统203，该蒸汽稀释剂控制系统203可在138处与压缩机排气净化空气管道140并列流体连接并连接，以经辅助燃料通路150和辅助燃料歧管160向燃气涡轮机(未示出)的燃烧器40供应一种或两种稀释剂。气态稀释剂控制系统103包括用于与蒸汽稀释剂控制系统203并列提供阻流操作的压力控制阀125，该蒸汽稀释剂控制系统203 包括用于阻流操作的压力控制阀225。应当理解的是，并列操作的一个或两个稀释剂控制系统可以不包括压力控制阀125、225并且可以不在通向控制阀120、220的入口处以阻流操作。根据本发明的另一方面，提供一种用于向燃气涡轮机系统的燃气涡轮机的燃烧器供应稀释剂的方法，该燃气涡轮机系统未供应用于稀释剂流体的通向燃烧器的专用流动通路或喷射点。此类系统可包括经第一燃料歧管通向燃烧器的主燃料流动通路和经辅助歧管通向燃烧器的辅助燃料流动通路。图8图示了向用于此类燃气涡轮机系统的燃烧器供应稀释剂的方法的流程图。步骤400包括提供用于燃气涡轮机的稀释剂流量控制系统。步骤 410提供当第一燃料喷射通路向燃气涡轮机用的燃烧器供应燃料时将稀释剂流量控制系统与第二燃料喷射通路连接。步骤420准备稀释剂喷射系统以将稀释剂喷射到第二燃料喷射通路内。步骤430包括经通向燃烧器的第二燃料喷射通路喷射稀释剂。这种系统可包括连接到主歧管和辅助歧管中的一个或多个上以便当歧管未向燃烧器供应燃料时净化相关的歧管和喷嘴的压缩机排气净化空气系统。该方法包括提供稀释剂流量控制系统。所提供的稀释剂流量控制系统可为用于诸如N2或C02的气态稀释剂的流量控制系统或可为用于蒸汽稀释剂的流量控制系统。稀释剂控制系统可提供用于蒸汽稀释剂和气态稀释剂两者的控制系统使得蒸汽稀释剂或气态稀释剂可单独添加或两者可联合添加。提供稀释剂流量控制系统可包括提供稀释剂供应、 控制到燃烧器的稀释剂的流量的控制器、用于测量稀释剂流量的流量测量仪器和适合用于控制到燃烧器的稀释剂的流量的流量控制阀。该提供步骤也可包括提供适合用于为了在流量控制阀处的阻流而控制在流量控制阀处的压力的压力控制阀。该方法还包括将稀释剂流控制系统连接到第二燃料喷射通路上，此处第二燃料喷射通路未向燃烧器供应燃料。将稀释剂流量控制系统连接到通向燃烧器的第二燃料通路上可包括与连接到辅助燃料喷射通路上的现有动力系统进行流体连接。可通过公知的机械结合技术进行初始机械连接。与燃料喷射通路连通的现有流体系统可为来自压缩机排气集管的净化空气管道。对于要一起提供蒸汽稀释剂和气态稀释剂两者的实施例而言，该机械连接必须保证流体连接两个流量控制系统，以与现有动力系统并列结合，该现有动力系统与辅助燃料喷射通路流体连通。准备系统的起动可包括手动或在远程控制下操作阀以将稀释剂源与压缩机排气净化空气管道连接。排水阀可设置在系统中以便在蒸汽流量控制系统的预热、操作和停机中的至少一者期间从低排放点排放冷凝的蒸汽。排气阀可供用于在气态稀释剂流量控制系统的起动、停机和操作期间排出系统中的气态稀释剂或空气。用于当第二燃料喷射通路未被用于向燃烧器供应燃料时经第二燃料喷射通路从稀释剂控制系统喷射稀释剂的方法可包括确定对于燃气涡轮机操作状态所需的稀释剂流量。此类确定可针对涡轮机控制器或其子系统做出。该方法还可包括使用可向控制器提供测定流量值的流量测量仪器监视稀释剂流量。该控制器然后可向流量控制阀提供控制信号以便确立正确的稀释剂流量。该方法还可包括使用压力控制阀确立在通向流量控制阀的入口处的压力以便提供阻流状态。该方法可确保当供应到第一喷射通路的燃料为天然气和馏出油中的一者并且供应到第二燃料喷射通路的燃料包括合成气体或过程气体时将稀释剂喷射到燃烧器内。虽然文中描述了各种实施例，但从说明书应该理解的是，可形成说明书中的元件、 变型或改进的各种组合，并且所述组合在本发明的范围内。
权利要求
1.一种用于通过通向燃烧器GO)的第一燃料喷射通路(17 和第二燃料喷射通路 (150)将稀释剂(10 喷射到燃气涡轮机燃烧器GO)内的方法，所述燃烧器GO)不包括燃烧器中的专用稀释剂喷射点，所述方法包括提供稀释剂流量控制系统(100)；将所述稀释剂流量控制系统(100)连接到第二燃料喷射通路(150)上，其中所述第一燃料喷射通路(17 向所述燃烧器GO)供应燃料(170)并且所述第二燃料喷射通路(150) 未向所述燃烧器GO)供应燃料(171)；准备所述稀释剂流量控制系统(100)以将所述稀释剂(10 喷射到所述第二燃料喷射通路(150)内；以及经所述第二燃料喷射通路(150)将稀释剂(10 从所述稀释剂流量控制系统(100)喷射到所述燃烧器G0)。
2.根据权利要求1所述的用于将稀释剂(105、205)喷射到燃气涡轮机燃烧器G0)内的方法，其特征在于，提供稀释剂流量控制系统(100)的步骤包括为惰性气态稀释剂和蒸汽稀释剂中的一种提供稀释剂供应(105、205)； 提供控制流向所述燃烧器G0)的稀释剂的流量的控制器(135)； 提供用于测量稀释剂(105、205)的流量的流量测量仪器(110、210)；以及提供适合用于控制稀释剂(105、20幻的流量的流量控制阀(120、220)。
3.根据权利要求1所述的用于将稀释剂(105、205)喷射到燃气涡轮机燃烧器G0)内的方法，其特征在于，提供稀释剂流量控制系统(300)的步骤还包括在所述流量控制阀(120、220)的上游提供压力控制阀(125、22幻；以及控制在通向所述流量控制阀(120、220)的入口处的压力(125、225)以确立阻流。
4.根据权利要求1所述的用于将稀释剂(105、205)喷射到燃气涡轮机燃烧器G0)内的方法，其特征在于，述连接步骤包括当所述第二燃料喷射通路不活动时确立所述稀释剂流量控制系统(103、20；3)和与所述第二燃料喷射通路(150)流体连通的涡轮机流体系统(140)之间的流体连接(138)。
5.根据权利要求4所述的用于将稀释剂(105、205)喷射到燃气涡轮机燃烧器G0) 内的方法，其特征在于，与所述辅助燃料喷射通路(150)流体连通的所述涡轮机流体系统 (140)包括在(155)处连接的压缩机排气净化空气系统。
6.根据权利要求1所述的用于将稀释剂(105、205)喷射到燃气涡轮机燃烧器G0)内的方法，其特征在于，连接步骤包括将气体稀释剂流量控制系统(103)的出口和并列操作的蒸汽稀释剂流量控制系统 (203)连接到现有涡轮机系统管道(140)中，其中所述现有涡轮机系统管道与未向所述燃烧器G0)供应燃料的所述第二燃料喷射通路(150)流体连通。
7.根据权利要求1所述的用于将稀释剂(105、205)喷射到燃气涡轮机燃烧器G0)内的方法，其特征在于，喷射步骤包括确定燃气涡轮机操作状态所需的稀释剂(105、205)的流量； 使用流量测量仪器(110、210)监视稀释剂(105、205)的流量；以及使用流量控制阀(120、220)调节稀释剂(105、205)的流量。
8.根据权利要求9所述的用于将稀释剂(105、205)喷射到燃气涡轮机燃烧器G0)内的方法，其特征在于，喷射步骤还包括使用压力控制阀(125、22幻控制在通向所述流量控制阀(120、220)的所述入口处的压力以便进行阻流操作。
9.根据权利要求1所述的用于将稀释剂(105、205)喷射到燃气涡轮机燃烧器GO)内的方法，其特征在于，所述第一燃料喷射通路(175)是用于天然气和馏出油中的一者的正常燃料喷射通路。
10.根据权利要求1所述的用于将稀释剂(105、20幻喷射到燃气涡轮机内的方法，其特征在于，所述第二燃料喷射通路(150)是用于合成气体和天然气中的一者的辅助燃料喷射通路。
全文摘要
本发明涉及用于燃气轮机NOx排放物控制的稀释剂喷射的备选方法，具体而言，涉及用于通过将稀释剂流体流(蒸汽、CO2、N2等)传送到燃气涡轮机燃烧器内同时依靠诸如轻馏出油或天然气之类的常规燃料操作的用于燃气涡轮机排放管理的方法和系统。稀释剂喷射系统在燃气涡轮机的排放要求操作范围上传送要求的稀释剂与燃料比。该稀释剂喷射方法为将辅助燃料通路联接到燃气涡轮机压缩机排气净化系统上，使得稀释剂与压缩机排气混合。混合的压缩机排放净化空气和稀释剂的流经未被供应燃料的燃烧燃料喷嘴通道喷射到燃气涡轮机燃烧器内，以实现排放保证要求。
文档编号F02C7/232GK102287853SQ20111011632
公开日2011年12月21日 申请日期2011年4月29日 优先权日2010年4月29日
发明者C·A·罗德里格斯, D·R·科菲, I·A·斯罗博迪安斯基, M·W·布莱斯德尔, W·J·劳森 申请人:通用电气公司