控制燃气涡轮发动机的系统和方法与流程

本申请要求于2014年1月21日提交的题为“SYSTEM AND METHOD OF CONTROL FOR A GAS TURBINE ENGINE”的美国临时专利申请61/929,873以及于2015年1月19日提交的题为“SYSTEM AND METHOD OF CONTROL FOR A GAS TURBINE ENGINE”的美国非临时专利申请14/599,750的优先权和权益，该申请通过引用整体合并于此以用于各种目的。

技术领域

本公开的主题涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地涉及用于运转燃气涡轮发动机的系统和方法。

背景技术：

燃气涡轮发动机的应用非常广泛，例如发电、航空器以及各种机械装置。燃气涡轮发动机通常在燃烧器部中燃烧燃料和氧化剂(例如，空气)以生成热燃烧产物，然后该产物驱动涡轮部的一个或多个涡轮级。进而，涡轮部驱动压缩机部中的一个或多个压缩机级。此外，在燃烧器部中燃料和氧化剂混合，且然后燃烧以产生热燃烧产物。在某些条件下，热燃烧产物具有低浓度的氧、一氧化碳、氮氧化物、未燃烧烃类或其任意组合可能是可期望的。因此，使用反馈控制来运转燃气涡轮发动机以获得热燃烧产物的期望成分可能是有用的。另外，燃气涡轮发动机一般消耗大量作为氧化剂的空气，并输出相当大量的排气进入大气中。换句话说，排气一般作为燃气涡轮运转的副产品被浪费。不幸地，利用流量计来测量大量作为氧化剂的空气可能影响气流、以及可能增加系统成本和系统复杂性。

技术实现要素：

与原始要求保护的发明范围相称的某些实施例被总结如下。这些实施例不意图限制要求保护的发明的范围，但是这些实施例仅意图提供本发明的可能形式的简要概括。实际上，本发明可以包括可以类似于或异于下面阐述的实施例的多种形式。

在第一实施例中，一种系统具有第一燃烧器，所述第一燃烧器具有被配置为向所述第一燃烧器供应第一氧化剂流的多个第一氧化剂通道、被配置为向所述第一燃烧器供应第一燃料流的多个第一燃料通道、多个第一氧化剂压力传感器、多个第一燃料压力传感器以及被耦连到所述多个第一氧化剂压力传感器并且被耦连到所述多个第一燃料压力传感器的控制器。所述多个第一氧化剂压力传感器中的每个第一氧化剂压力传感器被流体耦连到所述多个第一氧化剂通道中的相应的第一氧化剂通道并且被配置为传输相应的第一氧化剂压力信号。所述多个第一燃料压力传感器中的每个第一燃料压力传感器被流体耦连到所述多个第一燃料通道中的相应的第一燃料通道并且被配置为传输相应的第一燃料压力信号。所述控制器被配置为至少部分基于所述相应的第一氧化剂压力信号和第一参考氧化剂压力来确定通过所述多个第一氧化剂通道中的每个第一氧化剂通道的第一氧化剂流速。所述控制器被配置为至少部分基于所述相应的第一燃料压力信号和第一参考燃料压力来确定通过所述多个第一燃料通道中的每个第一燃料通道的第一燃料流速。

在第二实施例中，一种系统包括多个燃烧器和被耦连到所述多个燃烧器的分配流测量系统。所述多个燃烧器中的每个燃烧器包括一个或多个氧化剂通道和一个或多个燃料通道。所述分配流测量系统被配置为至少部分基于沿着相应的氧化剂通道的氧化剂压降来测量相应的燃烧器的所述一个或多个氧化剂通道的相应氧化剂通道的氧化剂流速，并且所述分配流测量系统被配置为至少部分基于沿着所述相应的燃料通道的燃料压降来测量所述相应的燃烧器的所述一个或多个燃料通道的相应燃料通道的燃料流速。

在第三实施例中，一种方法包括将氧化剂流运输通过多个氧化剂通道、将燃料流运输通过多个燃料通道、测量通过所述多个氧化剂通道中的每个氧化剂通道的所述氧化剂流的氧化剂压力、测量通过所述多个燃料通道中的每个燃料通道的所述燃料流的燃料压力、至少部分基于相应的氧化剂压力和参考压力来确定通过所述多个氧化剂通道中的每个氧化剂通道的氧化剂流速、以及至少部分基于相应的燃料流和参考压力来确定所述燃料流通过所述多个燃料通道中的每个燃料通道的燃料流速。

附图说明

当参照附图阅读下列具体实施方式时，本发明的这些和其他特征、方面以及优点将变得更加容易理解，其中在整个附图中相同的符号表示相同的部件，其中：

图1是具有耦连到烃类生产系统的基于涡轮的服务系统的系统的实施例的示意图；

图2是图1的系统的实施例的示意图，其进一步示出控制系统和组合循环系统；

图3是图1和图2的系统的实施例的示意图，其进一步示出燃气涡轮发动机、排气供应系统和排气处理系统的细节；

图4是用于运转图1-3的系统的过程的实施例的流程图；

图5是图1-3的系统的实施例的示意图，其进一步示出用于燃料流和氧化剂流的控制系统和感测系统；

图6是具有氧化剂供应系统、燃料供应系统和多个燃烧器的分配流测量系统的实施例的示意图；

图7是具有分配流测量系统的燃烧器的实施例的剖视图；以及

图8是用于监测和控制化学计量排气再循环(SEGR)燃气涡轮发动机的氧化剂流速和燃料流速的过程的实施例的流程图。

具体实施方式

本发明的一个或多个具体实施例将在下面描述。为了努力提供这些实施例的简要描述，实际实施方式的所有特征可能没有在本说明书中描述。应认识到，在任何这类实际实施方式的开发中(例如在任何工程或设计项目中)，必须做出众多与实施方式相关的决定以实现开放商的具体目标，例如符合在不同实施方式中可能不同的系统相关约束和商业相关约束。而且，应认识到，这种开发努力可能是复杂的和费时的，但是对受益于本公开的本领域普通技术人员来说承担设计、装配以及制造仍然是例行工作。

当引入本发明的多种实施例的元件时，冠词“一”、“一个”和“所述”意图意味着有一个或多个元件。术语“包含”、“包括”和“具有”意图是包括的且意味着除了列出的元件之外可能还有附加元件。

因此，虽然示例性实施例能够具有各种修改和替换形式，但是其实施例通过附图中的示例的方式示出并将在本文详细描述。然而，应当理解的是，本发明并不意图将示例性实施例局限于所公开的特定形式，而是相反，示例性实施例旨在覆盖落入本发明的范围内的所有修改、等价物和替代实施例。

本文所使用的术语仅用于描述特定实施例，并不是意图限制示例性实施例。正如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“所述”也意图包括复数形式，除非上下文明确指出不同含意。当用于本文时，术语“包含”和/或“包括”指定存在所陈述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其群组。

虽然术语第一、第二、主要、辅助等可以在本文中被用于描述各个元件，但是这些元件不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分开。例如但不限于，第一元件可以被称为第二元件，以及同样，第二元件可以被称为第一元件，而不背离示例性实施例的范围。正如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个关联列出项目中的任意一个、全部及其组合。

本文可以使用某些术语，这仅为了方便读者而不被视为对本发明的范围的限制。例如，诸如“上面”、“下面”、“左侧”、“右侧”、“前面”、“后面”、“顶部”、“底部”、“水平”、“垂直”、“上游”、“下游”、“前部”、“后部”等词组仅描述在附图中示出的配置。事实上，本发明的实施例的一个或多个元件可以被取向在任何方向中，并且因此所述术语应当被理解为包含这类变化，除非指出不同情况。

如下面所详细讨论的，所公开的实施例总体涉及带有排气再循环(EGR)的燃气涡轮系统，并且尤其是涉及使用EGR的燃气涡轮机系统的化学计量运转。例如，燃气涡轮系统可以被配置为沿着排气再循环路径再循环排气，使燃料和氧化剂与至少某些再循环排气一起以化学计量燃烧，以及收集排气用于各个目标系统中。排气的再循环与化学计量燃烧一起可以帮助增加排气中的二氧化碳(CO₂)的浓度水平，该排气然后可以被后处理以分离和纯化CO₂和氮气(N₂)以用于各个目标系统中。燃气涡轮系统还可以采用沿着排气再循环路径的各种排气处理(例如热回收、催化剂反应等)，从而增加CO₂的浓度水平，减少其他排放物(例如一氧化碳、氮氧化物以及未燃烧烃类)的浓度水平，并增加能量回收(例如用热回收单元)。另外，燃气涡轮发动机可以被配置为使用扩散火焰(例如，使用扩散燃料喷嘴)、预混火焰(例如，使用预混燃料喷嘴)或其任意组合中的一个或多个来燃烧燃料和氧化剂。在某些实施例中，扩散火焰可以帮助将稳定性和运转维持在化学计量燃烧的某些限制内，其进而帮助增加CO₂的生成。例如，当与使用预混火焰运转的燃气涡轮系统相比，使用扩散火焰运转的燃气涡轮系统可以实现更大量的EGR。进而，增加的EGR的量帮助增加CO₂的生成。可能的目标系统包括管线、存储罐、碳封存系统和烃类生产系统，诸如强化油回收(EOR)系统。

公开的实施例提供了系统和方法，其用于确定氧化剂流和/或燃料流的流速和用于控制到具有EGR的燃气涡轮发动机的各自流以调节当量比、排放水平和/或化学计量燃烧。具体地，一种系统可以包括分配流测量系统，该分配流测量系统具有布置在多个氧化剂通道内的多个氧化剂压力传感器和布置在多个燃料通道内的多个燃料压力传感器。这些压力传感器可以被设置为靠近燃气涡轮发动机的一个或多个涡轮燃烧器、燃料喷嘴或两者、直接附连到燃气涡轮发动机的一个或多个涡轮燃烧器、燃料喷嘴或两者或者在燃气涡轮发动机的一个或多个涡轮燃烧器、燃料喷嘴或两者之内。例如，压力传感器可以被设置在每个涡轮燃烧器的盖端处。在运转燃气涡轮发动机之前，例如经由每设计氧化剂通道和燃气通道的计算或以经验为主经由校准和测试，可以确定以各种流速沿着每个通道的流的压降。控制器可以由从氧化剂压力传感器所接收的氧化剂压力信号来确定氧化剂通道中的氧化剂压力，且控制器可以由从燃料压力传感器所接收的燃料压力信号来确定燃料通道中的燃料压力。控制器可以将每个氧化剂通道的氧化剂压力与参考氧化剂压力进行比较以确定通过各自氧化剂通道的氧化剂流速，且控制器可以将每个燃料通道的燃料压力与参考燃料压力进行比较以确定通过各自燃料通道的燃料流速。每个燃料喷嘴和/或每个燃烧器的当量比可以由各自氧化剂流速和各自燃料流速来确定。

每个燃料喷嘴或每个燃烧器的当量比可以经由控制通过氧化剂通道的氧化剂流和/或经由控制通过燃料通道的燃料流来控制。附加地，再循环排气可以被控制以通过稀释氧化剂来影响燃烧室中的混合物的当量比。在一些实施例中，再循环排气可以被控制以通过稀释燃烧产物来减轻燃烧室中的混合物的离开温度。在一些实施例中，通过氧化剂通道的氧化剂流至少部分基于由燃气涡轮发动机所驱动的负载可以被调节。例如，响应于燃气涡轮发动机上的增加的负载或响应于燃气涡轮发动机上的负载的预测增加可以增加氧化剂流。在一些实施例中，经由对入口导流叶片、放泄阀或流量控制阀的调节可以调节氧化剂流。通过燃料通道的燃料流至少部分基于当量比或负载可以被调节。例如，到燃料喷嘴或到燃烧器的燃料流可以被调节以调整各自燃料喷嘴或各自燃烧器的当量比。在反馈控制系统或前馈控制系统中可以利用确定的氧化剂压力和确定的燃料压力，从而响应于测量的负载变化或预测的负载变化来控制当量比。

正如可认识到，限制流量计(例如文丘里流量计、孔板流量计、测流嘴)包括流下降、以及利用感应的压降以确定流速。由于限制流量计的某些量的压降可能是不可恢复的。而且，限制流量计的精确度可以是至少部分基于具有在限制的下游侧上的相对超长直导管的系统，以便恢复一些感应的压降。相对超长对于大的限制流量计而言是不切实际的，其中设备之间的间隔被限制和/或是昂贵的。因此，供应通道上游的限制流量计可以引发不期望的压力损耗且与分配流测量系统相比是更不精确的，该分配流测量系统测量在燃烧器的盖端部中或靠近燃烧器的盖端部的精加工供应通道之内和/或下游的压力。而且，分配流测量系统可以利用各自流供应系统(例如氧化剂供应系统、燃料供应系统)中固有的功能压降，从而确定流速。本文所述的分配流测量系统利用来自各自氧化剂通道和燃料通道的压降，从而确定氧化剂流和燃料流，其中对来自相对于定位在上游的限制流量计的测量的压力和流速的测量影响减少。

图1是具有与基于涡轮的服务系统14关联的烃类生产系统12的系统10的实施例的示意图。如下面进一步详细讨论的，基于涡轮的服务系统14的各种实施例被配置为向烃类生产系统12提供各种服务，例如电功率、机械功和流体(例如排气)以促进油和/或气的生产或回收。在图示的实施例中，烃类生产系统12包括油/气抽取系统16和强化油回收(EOR)系统18，二者耦连到地下储层20(例如油、气或烃类储层)。油/气抽取系统16包括各种地面设备22，例如耦连到油/气井26的圣诞树或生产树24。此外，井26可以包括通过地球32中的钻孔30延伸到地下储层20的一个或多个管件28。树24包括一个或多个阀门、扼流圈、隔离套筒、封井器/防喷器以及各种流量控制装置，其调节压力并且控制到地下储层20和来自地下储层20的流。虽然树24通常被用于控制从地下储层20流出的生产流体(例如油或气)的流动，但是EOR系统18可以通过将一种或多种流体喷射到地下储层20来增加油或气的生产。

因此，EOR系统18可以包括流体喷射系统34，该流体喷射系统34具有通过地球32中的孔38延伸到地下储层20的一个或多个管件36。例如，EOR系统18可以将一种或多种流体40例如气体、蒸汽、水、化学物质或其任何组合输送到流体喷射系统34中。例如，如下面所进一步详细讨论的，EOR系统18可以被耦连到基于涡轮的服务系统14，使得系统14将排气42(例如，基本没有氧气或完全没有氧气)输送到EOR系统18以用作喷射流体40。流体喷射系统34通过一个或多个管件36将流体40(例如排气42)输送到地下储层20中，如箭头44所示。喷射流体40通过与油/气井26的管件28间隔开一偏移距离46的管件36进入地下储层20。因此，喷射流体40使布置在地下储层20中的油/气48移位，并驱动油/气48向上通过烃类生产系统12的一个或多个管件28，如箭头50所示。如下面所进一步详细讨论的，喷射流体40可以包括源自基于涡轮的服务系统14的排气42，该基于涡轮的服务系统能够根据需要由烃类生产系统12在现场生成排气42。换句话说，基于涡轮的服务系统14可以同时生成供烃类生产系统12使用的一种或多种服务(例如电功率、机械功、蒸汽、水(例如淡化水)以及排气(例如基本没有氧气))，从而降低或消除这类服务对外部源的依赖。

在图示的实施例中，基于涡轮的服务系统14包括化学计量排气再循环(SEGR)燃气涡轮系统52和排气(EG)处理系统54。燃气涡轮系统52可以被配置为以化学计量燃烧运转模式(例如化学计量控制模式)和非化学计量燃烧运转模式(例如非化学计量控制模式)如稀燃料控制模式或富燃料控制模式运转。在化学计量控制模式中，燃烧通常以燃料和氧化剂的大致化学计量比发生，从而产生大致化学计量燃烧。特别地，化学计量燃烧通常包括在燃烧反应中消耗几乎全部的燃料和氧化剂，使得燃烧产物基本没有或完全没有未燃烧燃料和氧化剂。化学计量燃烧的一个量度是当量比或phi(φ)，其是实际燃料/氧化剂比相对于化学计量燃料/氧化剂比的比。大于1.0的当量比导致燃料和氧化剂的富燃料燃烧，而小于1.0的当量比导致燃料和氧化剂的稀燃料燃烧。相反，1.0的当量比导致既不是富燃料又不是稀燃料的燃烧，从而在燃烧反应中基本消耗所有的燃料和氧化剂。在本公开实施例的背景下，术语化学计量或基本化学计量可以指大约0.95到大约1.05的当量比。然而，本公开的实施例也可以包括1.0加上或减去0.01、0.02、0.03、0.04、0.05或更多的当量比。再者，在基于涡轮的服务系统14中的燃料和氧化剂的化学计量燃烧可以导致基本没有剩余未燃烧燃料或氧化剂的燃烧产物或排气(例如42)。例如，排气42可以具有小于1％、2％、3％、4％或5％体积百分比的氧化剂(例如氧气)、未燃烧燃料或烃类(例如HCs)、氮氧化物(例如NOx)、一氧化碳(CO)、硫氧化物(例如SOx)、氢气和其他未完全燃烧产物。通过进一步的示例，排气42可以具有小于大约10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、500、1000、2000、3000、4000或5000每百万份体积(ppmv)的氧化剂(例如氧气)、未燃烧燃料或烃类(例如HCs)、氮氧化物(例如NOx)、一氧化碳(CO)、硫氧化物(例如SOx)、氢气和其他未完全燃烧产物。然而，本公开实施例还可以在排气42中产生其他范围的残留燃料、氧化剂和其他排放物水平。如本文所使用的，术语排放物、排放物水平和排放物目标可以指某些燃烧产物(例如NOx、CO、SOx、O₂、N₂、H₂、HC等)的浓度水平，所述燃烧产物可以存在于再循环气体流、排出的气体流(例如排放到大气中)以及用在各种目标系统(例如烃类生产系统12)中的气体流。

虽然不同实施例中的SEGR燃气涡轮系统52和EG处理系统54可以包括各种组件，但图示的EG处理系统54包括热回收蒸汽发生器(HRSG)56和排气再循环(EGR)系统58，二者接收并处理源自SEGR燃气涡轮系统52的排气60。HRSG 56可以包括一个或多个热交换器、冷凝器和各种热回收设备，它们一起用于将热量从排气60传递至水流，由此产生蒸汽62。蒸汽62可以被用在一个或多个蒸汽涡轮、EOR系统18或烃类生产系统12的任何其他部分中。例如，HRSG 56可以生成低压、中压和/或高压蒸汽62，其可以被选择性应用于低压、中压和高压蒸汽涡轮级或EOR系统18的不同应用。除了蒸汽62之外，经处理的水64例如淡化水也可以由HRSG 56、EGR系统58和/或EG处理系统54的另一部分或SEGR燃气涡轮系统52生成。经处理的水64(例如淡化水)在例如内陆或沙漠地区等水短缺区域可能是特别有用的。经处理的水64可以至少部分由于驱动SEGR燃气涡轮系统52内的燃料燃烧的大体积空气而生成。虽然蒸汽62和水64的现场生成在许多应用(包括烃类生产系统12)中可以是有利的，但排气42、60的现场生成对EOR系统18来说可以是特别有利的，这是由于所述排气从SEGR燃气涡轮系统52获得低氧含量、高压和热。因此，HRSG 56、EGR系统58和/或EG处理系统54的另一部分可以将排气66输出或再循环到SEGR燃气涡轮系统52中，同时还将排气42输送到EOR系统18以供烃类生产系统12使用。同样，可以从SEGR燃气涡轮系统52直接抽取排气42(即无需经过EG处理系统54)，以用于烃类生产系统12的EOR系统18中。

排气再循环由EGR处理系统54的EGR系统58来处理。例如，EGR系统58包括一个或多个导管、阀门、鼓风机、排气处理系统(例如过滤器、微粒去除单元、气体分离单元、气体净化单元、热交换器、热回收单元、湿气去除单元、催化剂单元、化学喷射单元或其任何组合)以及沿着从SEGR燃气涡轮系统52的输出端(例如释放的排气60)到输入端(例如进入的排气66)的排气循环路径来再循环排气的控件。在图示的实施例中，SEGR燃气涡轮系统52将排气66吸入到具有一个或多个压缩机的压缩机部，从而压缩排气66以便与氧化剂68的进气和一种或多种燃料70一起在燃烧器部中使用。氧化剂68可以包括环境空气、纯氧、富氧空气、减氧空气、氧-氮混合物或有利于燃料70燃烧的任何合适的氧化剂。燃料70可以包括一种或多种气体燃料、液体燃料或其任何组合。例如，燃料70可以包括天然气、液化天然气(LNG)、合成气、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、石脑油、煤油、柴油燃料、乙醇、甲醇、生物燃料或其任何组合。

SEGR燃气涡轮系统52在燃烧器部中混合并燃烧排气66、氧化剂68和燃料70，从而生成驱动涡轮部中的一个或多个涡轮级的热燃烧气体或排气60。在某些实施例中，燃烧器部中的每个燃烧器包括一个或多个预混燃料喷嘴、一个或多个扩散燃料喷嘴或其任何组合。例如，每个预混燃料喷嘴可以被配置为在燃料喷嘴内和/或部分地在该燃料喷嘴的上游内部混合氧化剂68和燃料70，从而将氧化剂-燃料混合物从燃料喷嘴喷射到用于预混合燃烧(例如，预混火焰)的燃烧区中。通过进一步的示例，每个扩散燃料喷嘴可以被配置为隔离燃料喷嘴内的氧化剂68与燃料70的流动，从而将氧化剂68和燃料70分离地从燃料喷嘴喷射到用于扩散燃烧(例如扩散火焰)的燃烧区中。特别地，由扩散燃料喷嘴提供的扩散燃烧延迟了氧化剂68与燃料70的混合，直到初始燃烧点即火焰区域。在采用扩散燃料喷嘴的实施例中，扩散火焰可以提供增加的火焰稳定性，这是因为扩散火焰通常在氧化剂68与燃料70的分离的流之间的化学计量点处(即在氧化剂68与燃料70混合时)形成。在某些实施例中，一种或多种稀释剂(例如排气60、蒸汽、氮或其他惰性气体)可以在扩散燃料喷嘴或预混燃料喷嘴中与氧化剂68、燃料70或两者预混合。此外，一个或多个稀释剂(例如排气60、蒸汽、氮或其他惰性气体)可以在每个燃烧器内的燃烧点处或其下游被喷射到燃烧器中。使用这些稀释剂可以帮助调和火焰(例如预混火焰或扩散火焰)，从而帮助减少NOx排放物，例如一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO₂)。不管火焰的类型如何，燃烧均产生热燃烧气体或排气60以驱动一个或多个涡轮级。在每个涡轮级均由排气60驱动时，SEGR燃气涡轮系统52产生机械功72和/或电功率74(例如，经由发电机)。系统52还输出排气60，并且可以进一步输出水64。再者，水64可以是经处理的水，例如淡化水，这在各种现场应用或非现场应用中可能是有用的。

排气抽取还通过使用一个或多个抽取点76的SEGR燃气涡轮系统52而被提供。例如，图示的实施例包括具有排气(EG)抽取系统80和排气(EG)处理系统82的排气(EG)供应系统78，排气(EG)抽取系统80和排气(EG)处理系统82从抽取点76接收排气42，处理排气42，并接着向各个目标系统供给或分配排气42。所述目标系统可以包括EOR系统18和/或其他系统，例如管线86、储罐88或碳封存系统90。EG抽取系统80可以包括一个或多个导管、阀门、控件和流动分离装置，这有利于将排气42与氧化剂68、燃料70和其他污染物隔离，同时也控制所抽取的排气42的温度、压力和流速。EG处置系统82可以包括一个或多个热交换器(例如热回收单元，如热回收蒸汽发生器、冷凝器、冷却器或加热器)、催化剂系统(例如氧化催化剂系统)、微粒和/或水去除系统(例如气体脱水单元、惯性分离器、聚结过滤器、不可透水性过滤器以及其他过滤器)、化学喷射系统、基于溶剂的处理系统(例如吸收剂、闪蒸罐等)、碳收集系统、气体分离系统、气体净化系统和/或基于溶剂的处理系统、排气压缩机或其任何组合。EG处置系统82的这些子系统使得能够控制温度、压力、流速、湿气含量(例如水去除量)、微粒含量(例如微粒去除量)以及气体成分(例如CO₂、N₂等的百分比)。

基于目标系统，所抽取的排气42通过EG处置系统82的一个或多个子系统进行处理。例如，EG处置系统82可以引导全部或部分排气42通过碳采集系统、气体分离系统、气体净化系统和/或基于溶剂的处理系统，所述EG处置系统82被控制以分离和净化含碳气体(例如二氧化碳)92和/或氮气(N₂)94以在各种目标系统中使用。例如，EG处置系统82的实施例可以执行气体分离和净化以产生排气42的多个不同流95，例如第一流96、第二流97和第三流98。第一流96可以具有富二氧化碳和/或稀氮气的第一成分(例如富CO₂稀N₂流)。第二流97可以具有含有中等浓度水平的二氧化碳和/或氮气的第二成分(例如中等浓度CO₂、N₂流)。第三流98可以具有稀二氧化碳和/或富氮气的第三成分(例如稀CO₂富N₂流)。每个流95(例如96、97和98)可以包括气体脱水单元、过滤器、气体压缩机或其任何组合，以便促进将流95输送到目标系统。在某些实施例中，富CO₂稀N₂流96可以具有大于大约70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％或99％体积百分比的CO₂纯度或浓度水平，以及小于大约1％、2％、3％、4％、5％、10％、15％、20％、25％或30％体积百分比的N₂纯度或浓度水平。相反，稀CO₂富N₂流98可以具有小于大约1％、2％、3％、4％、5％、10％、15％、20％、25％或30％体积百分比的CO₂纯度或浓度水平，以及大于大约70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％或99％体积百分比的N₂纯度或浓度水平。中等浓度CO₂、N₂流97可以具有在大约30％到70％、35％到65％、40％到60％或45％到55％体积百分比之间的CO₂纯度或浓度水平和/或N₂纯度或浓度水平。虽然前述范围仅是非限制性示例，但富CO₂稀N₂流96和稀CO₂富N₂流98可以特别适用于EOR系统18和其他系统84。然而，这些富、稀或中等浓度CO₂流95中的任意流可以单独地或以各种组合形式用于EOR系统18和其他系统84。例如，EOR系统18和其他系统84(例如管线86、储罐88以及碳封存系统90)中的每一个可以接收一个或多个富CO₂稀N₂流96、一个或多个稀CO₂富N₂流98，一个或多个中等浓度CO₂，N₂流97以及一个或多个未处理排气42流(即绕过EG处置系统82)。

EG抽取系统80在沿着压缩机部、燃烧器部和/或涡轮部的一个或多个抽取点76处抽取排气42，使得排气42可以以合适温度和压力用在EOR系统18和其他系统84中。EG抽取系统80和/或EG处置系统82还可以使流向EG处理系统54和流出EG处理系统54的流体(例如排气42)循环。例如，穿过EG处理系统54的一部分排气42可以被EG抽取系统80抽取以用于EOR系统18和其他系统84。在某些实施例中，EG供应系统78和EG处理系统54可以是彼此独立的或集成在一起，并因此可以使用独立的或共用的子系统。例如，EG处置系统82可以被EG供应系统78和EG处理系统54两者使用。从EG处理系统54抽取的排气42可以经历多个气体处置级，例如在EG处理系统54的一个或多个气体处置级，之后是EG处置系统82中的一个或多个附加气体处置级。

在每个抽取点76处，由于EG处理系统54中的基本化学计量燃烧和/或气体处置，所抽取的排气42可以基本没有氧化剂68和燃料70(例如未燃烧的燃料或烃类)。此外，基于目标系统，所抽取的排气42可以在EG供应系统78的EG处置系统82中经受进一步处置，从而进一步降低任何残留氧化剂68、燃料70或其他不期望的燃烧产物。例如，在EG处置系统82中进行处置之前或之后，所抽取的排气42可以具有小于1％、2％、3％、4％或5％体积百分比的氧化剂(例如氧气)、未燃烧燃料或烃类(例如HCs)、氮氧化物(例如NO_x)、一氧化碳(CO)、硫氧化物(例如SOx)、氢气和其他不完全燃烧产物。通过进一步的示例，在EG处置系统82中进行处置之前或之后，所抽取的排气42可以具有小于大约10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、500、1000、2000、3000、4000或5000每百万份体积(ppmv)的氧化剂(例如氧气)、未燃烧燃料或烃类(例如HCs)、氮氧化物(例如NOx)、一氧化碳(CO)、硫氧化物(例如SOx)、氢气和不完全燃烧的其他产物。因此，排气42特别适用于EOR系统18。

涡轮系统52的EGR运转具体使得能够在多个位置76处抽取排气。例如，系统52的压缩机部可以用于压缩没有任何氧化剂68的排气66(即只压缩排气66)，使得可以在吸入氧化剂68和燃料70之前从压缩机部和/或燃烧器部抽取基本无氧的排气42。抽取点76可以被设置在相邻压缩机级之间的级间端口处、在沿着压缩机排放罩壳的端口处、在沿着燃烧器部中的每个燃烧器的端口处或其任何组合。在某些实施例中，排气66可以不与氧化剂68和燃料70混合，直到其达到燃烧器部中的每个燃烧器的盖端部分和/或燃料喷嘴。此外，一个或多个流动隔离器(例如壁、分隔器、挡板等)可以用于将氧化剂68和燃料70与抽取点76隔离开。通过这些流动隔离器，抽取点76可以直接沿着燃烧器部中每个燃烧器的壁布置。

一旦排气66、氧化剂68和燃料70流过所述盖端部分(例如通过燃料喷嘴)进入每个燃烧器的燃烧部分(例如燃烧室)中，则SEGR燃气涡轮系统52被控制以提供排气66、氧化剂68和燃料70的基本化学计量的燃烧。例如，系统52可以保持大约0.95到大约1.05的当量比。结果，在每个燃烧器中的排气66、氧化剂68和燃料70的混合物的燃烧产物基本没有氧气和未燃烧燃料。因此，可以从SEGR燃气涡轮系统52的涡轮部抽取该燃烧产物(或排气)以用作被输送到EOR系统18的排气42。沿着涡轮部，抽取点76可以被设置在任何涡轮级处，例如相邻涡轮级之间的级间端口。因此，使用任何前述抽取点76，基于涡轮的服务系统14可以生成、抽取和传送排气42到烃类生产系统12(例如EOR系统18)，以用于从地下储层20生产油/气48。

图2是图1的系统10的实施例的示意图，其示出被耦连到基于涡轮的服务系统14和烃类生产系统12的控制系统100。在图示的实施例中，基于涡轮的服务系统14包括组合循环系统102，该组合循环系统102包括作为顶部循环的SEGR燃气涡轮系统52、作为底部循环的蒸汽涡轮104以及从排气60回收热量以生成用于驱动蒸汽涡轮104的蒸汽62的HRSG 56。再者，SEGR燃气涡轮系统52接收、混合并且按化学计量燃烧排气66、氧化剂68和燃料70(例如，预混火焰和/或扩散火焰)，从而产生排气60、机械功72、电功率74和/或水64。例如，SEGR燃气涡轮系统52可以驱动一个或多个负载或机器106，例如发电机、氧化剂压缩机(例如主空气压缩机)、齿轮箱、泵、烃类生产系统12的设备或其任何组合。在某些实施例中，机器106可以包括其他驱动器，例如与SEGR燃气涡轮系统52串联的电动马达或蒸汽涡轮(例如蒸汽涡轮104)。因此，由SEGR燃气涡轮系统52(以及任何附加驱动器)驱动的机器106的输出可以包括机械功72和电功率74。机械功72和/或电功率74可以现场用于对烃类生产系统12提供动力，电功率74可以被分配到电网，或其任何组合。机器106的输出还可以包括压缩流体，例如吸入到SEGR燃气涡轮系统52的燃烧部中的压缩氧化剂68(例如空气或氧气)。这些输出(例如排气60、机械功72、电功率74和/或水64)中的每一个可以被认为是基于涡轮的服务系统14的服务。

SEGR燃气涡轮系统52产生可能基本无氧的排气42、60，并且将这种排气42、60输送到EG处理系统54和/或EG供应系统78。EG供应系统78可以处置并传送排气42(例如流95)至烃类生产系统12和/或其他系统84。如上面所讨论的，EG处理系统54可以包括HRSG 56和EGR系统58。HRSG 56可以包括一个或多个热交换器、冷凝器和各种热回收设备，所述热回收设备可以被用于回收来自排气60的热量或将该热量传递给水108以生成用于驱动蒸汽涡轮104的蒸汽62。类似于SEGR燃气涡轮系统52，蒸汽涡轮104可以驱动一个或多个负载或机器106，由此生成机械功72和电功率74。在图示的实施例中，SEGR燃气涡轮系统52和蒸汽涡轮104被串联布置以驱动相同的机器106。然而，在其他实施例中，SEGR燃气涡轮系统52和蒸汽涡轮104可以分离地驱动不同的机器106，以便独立生成机械功72和/或电功率74。在蒸汽涡轮104由来自HRSG56的蒸汽62驱动时，蒸汽62的温度和压力逐渐降低。因此，蒸汽涡轮104将使用的蒸汽62和/或水108再循环回到HRSG 56中，以用于经由自排气60回收的热量生成额外的蒸汽。除了生成蒸汽之外，HRSG 56、EGR系统58和/或EG处理系统54的其他部分可以产生水64、用于烃类生产系统12的排气42以及用作SEGR燃气涡轮系统52的输入的排气66。例如，水64可以是经处理的水64，例如用于其他应用的淡化水。淡化水在低可用水量地区可以是特别有用的。关于排气60，EG处理系统54的实施例可以被配置为通过EGR系统58再循环排气60，其中排气60可以经过或不经过HRSG 56。

在图示的实施例中，SEGR燃气涡轮系统52具有排气再循环路径110，该排气再循环路径从系统52的排气出口延伸到排气入口。沿着路径110，排气60穿过EG处理系统54，在图示的实施例中，EG处理系统54包括HRSG 56和EGR系统58。EGR系统58可以包括沿着路径110串联和/或并联排列的一个或多个导管、阀门、鼓风机、气体处理系统(例如过滤器、微粒去除单元、气体分离单元、气体净化单元、热交换器、热回收单元如热回收蒸汽发生器、湿气去除单元、催化剂单元、化学喷射单元或其任何组合)。换句话说，EGR系统58可以包括沿着在系统52的排气出口与排气入口之间的排气再循环路径110的任何流量控制组件、压力控制组件、温度控制组件、湿气控制组件和气体成分控制组件。因此，在具有沿着路径110的HRSG 56的实施例中，HRSG 56可以被认为是EGR系统58的组件。然而，在某些实施例中，HRSG 56可以沿着独立于排气再循环路径110的排气路径而布置。无论HRSG 56是沿着分离路径还是与EGR系统58共用的路径，HRSG 56和EGR系统58都吸入排气60并输出再循环排气66、用于EG供应系统78(例如用于烃类生产系统12和/或其他系统84)的排气42或者排气的其他输出。再者，SEGR燃气涡轮系统52吸入、混合并按化学计量燃烧排气66、氧化剂68和燃料70(例如预混火焰和/或扩散火焰)，以产生用于分配到EG处理系统54、烃类生产系统12或其他系统84的基本无氧且无燃料的排气60。

如上面参照图1所述，烃类生产系统12可以包括用于促进通过油/气井26从地下储层20回收或生产油/气48的各种设备。例如，烃类生产系统12可以包括具有流体喷射系统34的EOR系统18。在图示的实施例中，流体喷射系统34包括排气喷射EOR系统112和蒸汽喷射EOR系统114。虽然流体喷射系统34可以从各种来源接收流体，但图示的实施例可以从基于涡轮的服务系统14接收排气42和蒸汽62。由基于涡轮的服务系统14产生的排气42和/或蒸汽62还可以被输送到烃类生产系统12以用于其他油/气系统116中。

排气42和/或蒸汽62的数量、质量和流量可以由控制系统100来控制。控制系统100可以完全专用于基于涡轮的服务系统14，或者控制系统100也可以可选地提供对烃类生产系统12和/或其他系统84的控制(或便于控制的至少一些数据)。在图示的实施例中，控制系统100包括控制器118，该控制器118具有处理器120、存储器122、蒸汽涡轮控件124、SEGR燃气涡轮系统控件126和机器控件128。处理器120可以包括单个处理器或者两个或更多个冗余处理器，例如用于控制基于涡轮的服务系统14的三重冗余处理器。存储器122可以包括易失性存储器和/或非易失性存储器。例如，存储器122可以包括一个或多个硬盘驱动器、闪存、只读存储器、随机存取存储器或其任何组合。控件124、126和128可以包括软件和/或硬件控件。例如，控件124、126和128可以包括存储在存储器122中并可由处理器120执行的各种指令或代码，控件124被配置为控制蒸汽涡轮104的运转，SEGR燃气涡轮系统控件126被配置为控制系统52，并且机器控件128被配置为控制机器106。因此，控制器118(例如控件124、126和128)可以被配置为协同基于涡轮的服务系统14的各个子系统，以向烃类生产系统12提供合适的排气流42。

在控制系统100的某些实施例中，在附图中示出或在本文描述的每个元件(例如系统、子系统和组件)包括(例如直接在这类元件内、在这类元件上游或下游)一个或多个工业控制特征件，例如传感器和控制装置，所述工业控制特征件基于工业控制网络与控制器118一起彼此通信地耦合。例如，与每个元件关联的控制装置可以包括专用装置控制器(例如，包括处理器、存储器和控制指令)、一个或多个致动器、阀门、开关和工业控制设备，其使得能够基于传感器反馈130、来自控制器118的控制信号、来自用户的控制信号或其任何组合进行控制。因此，本文描述的任何控制功能可以通过控制指令来实施，所述控制指令存储在控制器118、与每个元件关联的专用装置控制器或其组合中和/或可由控制器118、与每个元件关联的专用装置控制器或其组合执行。

为了促进这类控制功能，控制系统100包括遍布系统10分布的一个或多个传感器，以获得用于执行各种控件例如控件124、126和128的传感器反馈130。例如，传感器反馈130可以从传感器或任何其他组件获得，所述传感器遍布SEGR燃气涡轮系统52、机器106、EG处理系统54、蒸汽涡轮104、烃类生产系统12分布，所述任何其他组件遍布基于涡轮的服务系统14或烃类生产系统12的任何其他组件分布。例如，传感器反馈130可以包括温度反馈、压力反馈、流速反馈、火焰温度反馈、燃烧动力学反馈、吸入氧化剂成分反馈、吸入燃料成分反馈、排气成分反馈、机械功72的输出水平、电功率74的输出水平、排气42、60的输出数量、水64的输出数量或质量或其任何组合。例如，传感器反馈130可以包括排气42、60的成分，以促进在SEGR燃气涡轮系统52中的化学计量燃烧。例如，传感器反馈130可以包括来自沿着氧化剂68的氧化剂供给路径的一个或多个吸入氧化剂传感器、沿着燃料70的燃料供给路径的一个或多个吸入燃料传感器以及沿着排气再循环路径110和/或在SEGR燃气涡轮系统52内布置的一个或多个排气排放物传感器的反馈。吸入氧化剂传感器、吸入燃料传感器和排气排放物传感器可以包括温度传感器、压力传感器、流速传感器和成分传感器。排放物传感器可以包括用于氮氧化物(例如NO_x传感器)、碳氧化物(例如CO传感器和CO₂传感器)、硫氧化物(例如SO_x传感器)、氢(例如H₂传感器)、氧(例如O₂传感器)、未燃烧烃类(例如HC传感器)或其他不完全燃烧产物或其任何组合的传感器。

使用这种反馈130，控制系统100可以调整(例如增加、减少或保持)排气66、氧化剂68和/或燃料70进入SEGR燃气涡轮系统52(除了其他操作参数以外)的进气流量，以保持当量比在合适范围内，例如在大约0.95到大约1.05之间、在大约0.95到大约1.0之间、在大约1.0到大约1.05之间或大致为1.0。例如，控制系统100可以分析反馈130以监测排气排放物(例如，氮氧化物、碳氧化物如CO和CO₂、硫氧化物、氢气、氧气、未燃烧烃类和其他不完全燃烧产物的浓度水平)和/或确定当量比，并且然后控制一个或多个组件以调整排气排放物(例如排气42的浓度水平)和/或当量比。受控组件可以包括参照附图示出和描述的任何组件，包括但不限于：沿着氧化剂68、燃料70和排气66的供给路径的阀门；氧化剂压缩机、燃料泵或EG处理系统54中的任何组件；SEGR燃气涡轮系统52的任何组件或其任何组合。受控组件可以调整(例如增加、减少或保持)在SEGR燃气涡轮系统52内燃烧的氧化剂68、燃料70和排气66的流速、温度、压力或百分比(例如当量比)。受控组件还可以包括一个或多个气体处置系统，例如催化剂单元(例如氧化催化剂单元)、用于催化剂单元的供给(例如氧化燃料、热量、电力等)、气体净化和/或分离单元(例如基于溶剂的分离器、吸收器、闪蒸罐等)以及过滤单元。气体处置系统可以帮助减少沿着排气再循环路径110、排气孔路径(例如排放到大气中)或至EG供应系统78的抽取路径的各种排气排放物。

在某些实施例中，控制系统100可以分析反馈130并控制一个或多个组件以保持或降低排放物水平(例如，排气42、60、95的浓度水平)至目标范围，例如每百万份体积(ppmv)小于大约10、20、30、40、50、100、200、300、400、500、1000、2000、3000、4000、5000或10000份。针对每种排气排放物例如氮氧化物、一氧化碳、硫氧化物、氢气、氧气、未燃烧烃类和其他不完全燃烧产物的浓度水平，这些目标范围可以是相同或不同的。例如，根据当量比，控制系统100可以将氧化剂(例如氧气)的排气排放物(例如浓度水平)选择性地控制在小于大约10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、250、500、750或1000ppmv的目标范围内；将一氧化碳(CO)的排气排放物选择性地控制在小于大约20、50、100、200、500、1000、2500或5000ppmv的目标范围内；并且将氮氧化物(NO_x)的排气排放物选择性地控制在小于大约25、50、100、200、300、400或500ppmv的目标范围内。在以大致化学计量当量比运转的某些实施例中，控制系统100可以将氧化剂(例如氧气)的排气排放物(例如浓度水平)选择性地控制在小于大约10、20、30、40、50、60、70、80、90或100ppmv的目标范围内；并且将一氧化碳(CO)的排气排放物选择性地控制在小于大约500、1000、2000、3000、4000或5000ppmv的目标范围内。在以稀燃料当量比(例如在大约0.95到1.0之间)运转的某些实施例中，控制系统100可以将氧化剂(例如氧气)的排气排放物(例如浓度水平)选择性地控制在小于大约500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1400或1500ppmv的目标范围内；将一氧化碳(CO)的排气排放物选择性地控制在小于大约10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、150或200ppmv的目标范围内；并且将氮氧化物(例如NO_x)的排气排放物选择性地控制在小于大约25、50、100、150、200、250、300、350或400ppmv的目标范围内。前述目标范围仅仅是示例，并不旨在限制所公开实施例的范围。

控制系统100还可以被耦连到本地接口132和远程接口134。例如，本地接口132可以包括现场布置在基于涡轮的服务系统14和/或烃类生产系统12处的计算机工作站。相反，远程接口134可以包括相对于基于涡轮的服务系统14和烃类生产系统12非现场布置的计算机工作站，例如通过互联网连接的计算机工作站。这些接口132和134例如通过传感器反馈130的一个或多个图形显示、运转参数等等来促进基于涡轮的服务系统14的监测和控制。

再者，如上所述，控制器118包括各种控件124、126和128，以促进基于涡轮的服务系统14的控制。蒸汽涡轮控件124可以接收传感器反馈130并输出促进蒸汽涡轮104运转的控制命令。例如，蒸汽涡轮控件124可以从HRSG 56、机器106、沿着蒸汽62的路径的温度和压力传感器、沿着水108的路径的温度和压力传感器以及指示机械功72和电功率74的各种传感器接收传感器反馈130。同样，SEGR燃气涡轮系统控件126可以从沿着SEGR燃气涡轮系统52、机器106、EG处理系统54或其任何组合布置的一个或多个传感器接收传感器反馈130。例如，传感器反馈130可以从布置在SEGR燃气涡轮系统52内部或外部的温度传感器、压力传感器、间隙传感器、振动传感器、火焰传感器、燃料成分传感器、排气成分传感器或其任何组合获得。最终，机器控件128可以从与机械功72和电功率74关联的各种传感器以及布置在机器106内的传感器接收传感器反馈130。这些控件124、126和128中的每个控件使用传感器反馈130来改善基于涡轮的服务系统14的运转。

在图示的实施例中，SEGR燃气涡轮系统控件126可以执行指令以控制在EG处理系统54、EG供应系统78、烃类生产系统12和/或其他系统84中的排气42、60、95的数量和质量。例如，SEGR燃气涡轮系统控件126可以将排气60中的氧化剂(例如氧气)和/或未燃烧燃料的水平保持为低于适合用于排气喷射EOR系统112的阈值。在某些实施例中，氧化剂(例如氧气)和/或未燃烧燃料的阈值水平可以小于排气42、60体积的1％、2％、3％、4％或5％；或者氧化剂(例如氧气)和/或未燃烧燃料(和其他排气排放物)的阈值水平可以是小于排气42、60的每百万份体积(ppmv)的大约10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、500、1000、2000、3000、4000或5000份。通过进一步实施例，为了实现氧化剂(例如氧气)和/或未燃烧燃料的这些低水平，SEGR燃气涡轮系统控件126可以将SEGR燃气涡轮系统52中的燃烧当量比保持在大约0.95与大约1.05之间。SEGR燃气涡轮系统控件126还可以控制EG抽取系统80和EG处置系统82以将排气42、60、95的温度、压力、流速和气体成分保持在适合用于排气喷射EOR系统112、管线86、储罐88和碳封存系统90的范围内。如上面所讨论的，EG处置系统82可以被控制以将排气42净化和/或分离成一种或多种气体流95，例如富CO₂稀N₂流96、中等浓度CO₂、N₂流97以及稀CO₂富N₂流98。除了控制排气42、60和95以外，控件124、126和128还可以执行一个或多个指令以将机械功72保持在合适的功率范围内，或将电功率74保持在合适的频率和功率范围内。

图3是系统10的实施例的示意图，其进一步说明了用于烃类生产系统12和/或其他系统84的SEGR燃气涡轮系统52的细节。在图示的实施例中，SEGR燃气涡轮系统52包括耦连到EG处理系统54的燃气涡轮发动机150。图示的燃气涡轮发动机150包括压缩机部152、燃烧器部154以及膨胀器部或涡轮部156。压缩机部152包括一个或多个排气压缩机或压缩机级158，例如以串联布置设置的1到20级可转动压缩机叶片。同样，燃烧器部154包括一个或多个燃烧器160，例如围绕SEGR燃气涡轮系统52的可转动轴线162圆周分布的1到20个燃烧器160。而且，每个燃烧器160可以包括一个或多个燃料喷嘴164，其被配置为喷射排气66、氧化剂68和/或燃料70。例如，每个燃烧器160的盖端部166可以容纳1、2、3、4、5、6个或更多燃料喷嘴164，其可以将排气66、氧化剂68和/或燃料70的流或混合物喷射到燃烧器160的燃烧部168(例如燃烧室)中。

燃料喷嘴164可以包括预混燃料喷嘴164(例如，其被配置为预混合氧化剂68和燃料70以便生成氧化剂/燃料预混火焰)和/或扩散燃料喷嘴164(例如，其被配置为喷射氧化剂68和燃料70的分离流以便生成氧化剂/燃料扩散火焰)的任何组合。预混燃料喷嘴164的实施例可以包括旋流叶片、混合室或其他特征件，该旋流叶片、混合室或其他特征件在氧化剂68和燃料70喷射到燃烧器168中并在其中燃烧之前将氧化剂68和燃料70内部混合在喷嘴164内。预混燃料喷嘴164还可以接收至少一些部分混合的氧化剂68和燃料70。在某些实施例中，每个扩散燃料喷嘴164可以隔离氧化剂68与燃料70的流直到喷射点，同时也隔离一种或多种稀释剂(例如排气66、蒸汽、氮气或其他惰性气体)的流直到喷射点。在其他实施例中，每个扩散燃料喷嘴164可以隔离氧化剂68与燃料70的流直到喷射点，同时在喷射点之前部分混合一种或多种稀释剂(例如排气66、蒸汽、氮气或其他惰性气体)与氧化剂68和/或燃料70。此外，一种或多种稀释剂(例如排气66、蒸汽、氮气或其他惰性气体)可以在燃烧区域处或燃烧区域下游被喷射到燃烧器中(例如喷射到燃烧的热产物中)，从而帮助降低燃烧的热产物的温度并且减少NO_x(例如NO和NO₂)的排放。不管燃料喷嘴164的类型如何，SEGR燃气涡轮系统52都可以被控制以提供氧化剂68和燃料70的大致化学计量燃烧。

在使用扩散燃料喷嘴164的扩散燃烧实施例中，燃料70和氧化剂68通常不在扩散火焰的上游混合，而是燃料70和氧化剂68直接在火焰表面混合和反应，和/或火焰表面存在于燃料70与氧化剂68之间的混合位置处。特别地，燃料70和氧化剂68分离地靠近火焰表面(或扩散边界/界面)，并且然后沿着火焰表面(或扩散边界/界面)扩散(例如经由分子扩散和粘性扩散)以生成扩散火焰。值得注意的是，燃料70和氧化剂68可以沿着该火焰表面(或扩散边界/界面)处于大致化学计量比，这可以导致沿着这个火焰表面的更大的火焰温度(例如峰值火焰温度)。与稀燃料或富燃料的燃料/氧化剂比相比，该化学计量燃料/氧化剂比通常产生更大的火焰温度(例如峰值火焰温度)。结果，扩散火焰可以基本上比预混火焰更稳定，这是因为燃料70和氧化剂68的扩散有助于保持沿着火焰表面的化学计量比(以及更大的温度)。虽然更大的火焰温度也可以导致更大的排气排放物例如NO_x排放物，但所公开的实施例使用一种或多种稀释剂来帮助控制温度和排放物，同时仍然避免燃料70和氧化剂68的任何预混合。例如，所公开的实施例可以引入(例如在燃烧点之后和/或扩散火焰的下游)与燃料70和氧化剂68分离的一种或多种稀释剂，从而帮助降低温度和减少由扩散火焰产生的排放物(例如NO_x排放物)。

如图所示，在运转中，压缩机部152接收并压缩来自EG处理系统54的排气66，并将压缩后的排气170输出到燃烧器部154中的每个燃烧器160。在燃料60、氧化剂68和排气170在每个燃烧器160内燃烧后，附加排气或燃烧产物172(即燃烧气体)被输送到涡轮部156中。类似于压缩机部152，涡轮部156包括一个或多个涡轮或涡轮级174，其可以包括一系列可转动涡轮叶片。然后这些涡轮叶片由在燃烧器部154中生成的燃烧产物172驱动，由此驱动耦连到机器106的轴176的转动。再者，机器106可以包括耦连到SEGR燃气涡轮系统52的任一端的各种设备，例如耦连到涡轮部156的机器106、178和/或耦连到压缩机部152的机器106、180。在某些实施例中，机器106、178、180可以包括一个或多个发电机、用于氧化剂68的氧化剂压缩机、用于燃料70的燃料泵、齿轮箱或耦连到SEGR燃气涡轮系统52的附加驱动器(例如蒸汽涡轮104、电动马达等)。非限制性示例在下面参照表格1进一步详细讨论。如图所示，涡轮部156输出排气60以沿着从涡轮部156的排气出口182到进入压缩机部152的排气入口184的排气再循环路径110再循环。如上面所详细讨论的，沿着排气再循环路径110，排气60穿过EG处理系统54(例如HRSG 56和/或EGR系统58)。

再者，燃烧器部154中的每个燃烧器160接收、混合并化学计量燃烧所压缩的排气170、氧化剂68和燃料70，以产生驱动涡轮部156的附加排气或燃烧产物172。在某些实施例中，氧化剂68被氧化剂压缩系统186例如具有一个或多个氧化剂压缩机(MOCs)的主氧化剂压缩(MOC)系统(例如，主空气压缩(MAC)系统)压缩。氧化剂压缩系统186包括耦连到驱动器190的氧化剂压缩机188。例如，驱动器190可以包括电动马达、燃烧发动机、膨胀涡轮或其任何组合。在某些实施例中，驱动器190可以是涡轮发动机，例如燃气涡轮发动机150。因此，氧化剂压缩系统186可以是机器106的集成部分。换句话说，压缩机188可以被由燃气涡轮发动机150的轴176供给的机械功72直接或间接驱动。在这类实施例中，驱动器190可以被排除，这是因为压缩机188依赖来自涡轮发动机150的功率输出。然而，在采用多于一个氧化剂压缩机的某些实施例中，第一氧化剂压缩机(例如低压(LP)氧化剂压缩机)可以由驱动器190驱动，而轴176驱动第二氧化剂压缩机(例如高压(HP)氧化剂压缩机)，或反之亦然。例如，在另一个实施例中，HP MOC由驱动器190驱动，并且LP氧化剂压缩机由轴176驱动。在图示的实施例中，氧化剂压缩系统186与机器106是分离的。在这些实施例中的每个实施例中，压缩系统186压缩氧化剂68并将氧化剂68供应给燃料喷嘴164和燃烧器160。因此，机器106、178、180中的一些或全部可以被配置为增加压缩系统186(例如压缩机188和/或额外的压缩机)的运转效率。

由元件编号106A、106B、106C、106D、106E和106F所指示的机器106的各个组件可以沿着轴176的线路和/或平行于轴176的线路以一个或多个串联布置、并联布置或串联与并联布置的任何组合设置。例如，机器106、178、180(例如106A至106F)可以包括下列设备以任何次序的任何串联和/或并联布置：一个或多个齿轮箱(例如平行轴、行星齿轮箱)、一个或多个压缩机(例如氧化剂压缩机、增压器压缩机如EG增压器压缩机)、一个或多个发电单元(例如发电机)、一个或多个驱动器(例如蒸汽涡轮发动机、电动马达)、热交换单元(例如直接或间接热交换器)、离合器或其任何组合。所述压缩机可以包括轴向压缩机、径向或离心压缩机或其任何组合，每种压缩机具有一个或多个压缩级。关于热交换器，直接热交换器可以包括喷淋冷却器(例如喷淋中间冷却器)，其将液体喷淋物喷射到气流(例如氧化剂流)中以便直接冷却气流。间接热交换器可以包括将第一流与第二流分离的至少一个壁(例如管壳式热交换器)，例如与冷却剂流(例如水、空气、致冷剂或任何其他液态或气体冷却剂)分离的流体流(例如氧化剂流)，其中冷却剂流在与流体流没有任何直接接触的情况下传递来自流体流的热量。间接热交换器的示例包括中间冷却器热交换器和热回收单元，例如热回收蒸汽发生器。热交换器还可以包括加热器。如下面进一步详细讨论的，这些机器组件中的每个组件可以被用在如表格1中阐述的非限制性示例所指示的各种组合中。

通常，机器106、178、180可以被配置为通过例如调整系统186中的一个或多个氧化剂压缩机的运转速度、通过冷却促进氧化剂68的压缩和/或抽取过剩功率，来增加压缩系统186的效率。所公开的实施例旨在包括在机器106、178、180中具有串联和并联布置的前述组件的任何和全部排列组合，其中所述组件中的一个、多于一个、全部组件或没有任何组件从轴176获得功率。如下面所示，表格1示出靠近压缩机和涡轮部152、156设置和/或耦连到压缩机和涡轮部152、156的机器106、178、180的布置的一些非限制性示例。

表格1

如上面表格1所示，冷却单元被表示为CLR，离合器被表示为CLU，驱动器被表示为DRV，齿轮箱被表示为GBX，发电机被表示为GEN，加热单元被表示为HTR，主氧化剂压缩机单元被表示为MOC，其中低压和高压变体被分别表示为LP MOC和HP MOC，并且蒸汽发生器单元被表示为STGN。虽然表格1示出了依次朝向压缩机部152或涡轮部156的机器106、178、180，但表格1也旨在覆盖机器106、178、180的相反次序。在表格1中，包括两个或更多个组件的任何单元旨在覆盖所述组件的并联布置。表格1并不旨在排除机器106、178、180的任何未示出的排列组合。机器106、178、180的这些组件可以使得能够对发送到燃气涡轮发动机150的氧化剂68的温度、压力和流速进行反馈控制。如下面所进一步详细讨论的，氧化剂68和燃料70可以在特别选择的位置处被供应给燃气涡轮发动机150以促进隔离和抽取压缩的排气170，而没有使排气170的质量劣化的任何氧化剂68或燃料70。

如图3所示，EG供应系统78被设置在燃气涡轮发动机150与目标系统(例如烃类生产系统12和其他系统84)之间。特别地，EG供应系统78(例如EG抽取系统(EGES)80)可以在沿着压缩机部152、燃烧器部154和/或涡轮部156的一个或多个抽取点76处被耦连到燃气涡轮发动机150。例如，抽取点76可以被设置在相邻压缩机级之间，例如在压缩机级之间的2、3、4、5、6、7、8、9或10个级间抽取点76。这些级间抽取点76中的每个抽取点提供被抽取的排气42的不同温度和压力。类似地，抽取点76可以被设置在相邻涡轮级之间，例如在涡轮级之间的2、3、4、5、6、7、8、9或10个级间抽取点76。这些级间抽取点76中的每个抽取点提供了被抽取的排气42的不同温度和压力。通过进一步的示例，抽取点76可以被设置在遍布燃烧器部154的多个位置处，其可以提供不同温度、压力、流速和气体成分。这些抽取点76中的每个抽取点可以包括EG抽取导管、一个或多个阀门、传感器以及控件，其可以被用于选择性地控制所抽取的排气42到EG供应系统78的流动。

通过EG供应系统78分配的被抽取的排气42具有适用于目标系统(例如烃类生产系统12和其他系统84)的受控成分。例如，在这些抽取点76中的每个抽取点处，排气170可以与氧化剂68和燃料70的喷射点(或流)充分隔离。换句话说，EG供应系统78可以被特别设计为在没有任何添加的氧化剂68或燃料70的情况下从燃气涡轮发动机150抽取排气170。此外，鉴于在每个燃烧器160中的化学计量燃烧，所抽取的排气42可以是基本没有氧气和燃料的。EG供应系统78可以将所抽取的排气42直接或间接输送到烃类生产系统12和/或其他系统84以用于各种处理，例如强化油回收、碳封存、存储或运输到非现场位置。然而，在某些实施例中，EG供应系统78包括在使用供目标系统之前用于进一步处置排气42的EG处置系统(EGTS)82。例如，EG处置系统82可以将排气42净化和/或分离为一种或多种流95，例如富CO₂稀N₂流96、中等浓度CO₂、N₂流97以及稀CO₂富N₂流98。这些经处置的排气流95可以被单独地或以任何组合方式用于烃类生产系统12和其他系统84(例如管线86、储罐88和碳封存系统90)。

类似于在EG供应系统78中执行的排气处置，EG处理系统54可以包括多个排气(EG)处置组件192，例如由元件编号194、196、198、200、202、204、206、208和210所指示的那些组件。这些EG处置组件192(例如194至210)可以沿着排气再循环路径110以一个或多个串联布置、并联布置或串联与并联布置的任何组合设置。例如，EG处置组件192(例如194至210)可以包括下列组件以任何次序的任何串联和/或并联布置：一个或多个热交换器(例如热回收单元例如热回收蒸汽发生器、冷凝器、冷却器或加热器)、催化剂系统(例如氧化催化剂系统)、微粒和/或水去除系统(例如惯性分离器、聚结过滤器、不透水过滤器以及其他过滤器)、化学喷射系统、基于溶剂的处置系统(例如吸收剂、闪蒸罐等)、碳收集系统、气体分离系统、气体净化系统和/或基于溶剂的处置系统或其任何组合。在某些实施例中，催化剂系统可以包括氧化催化剂、一氧化碳还原催化剂、氮氧化物还原催化剂、氧化铝、氧化锆、硅氧化物、钛氧化物、氧化铂、氧化钯、氧化钴或混合金属氧化物或其组合。所公开的实施例旨在包括前述组件192以串联和并联布置的任何和全部排列组合。如下面所示，表格2描述了沿着排气再循环路径110的组件192的布置的一些非限制性示例。

表格2

如上面表格2所示，催化剂单元被表示为CU，氧化催化剂单元被表示为OCU，增压器鼓风机被表示为BB，热交换器被表示为HX，热回收单元被表示为HRU，热回收蒸汽发生器被表示为HRSG，冷凝器被表示为COND，蒸汽涡轮被表示为ST，微粒去除单元被表示为PRU，湿气去除单元被表示为MRU，过滤器被表示为FIL，聚结过滤器被表示为CFIL，不透水过滤器被表示为WFIL，惯性分离器被表示为INER，并且稀释剂供应系统(例如蒸汽、氮气或其他惰性气体)被表示为DIL。虽然表格2以从涡轮部156的排气出口182朝向压缩机部152的排气入口184的顺序示出组件192，但表格2也旨在覆盖所示出组件192的相反顺序。在表格2中，包括两个或更多个组件的任何单元旨在覆盖与所述组件的集成单元、所述组件的并联布置或其任何组合。此外，在表格2的背景下，HRU、HRSG和COND是HE的示例；HRSG是HRU的示例；COND、WFIL和CFIL是WRU的示例；INER、FIL、WFIL和CFIL是PRU的示例；并且WFIL和CFIL是FIL的示例。再者，表格2并不旨在排除组件192的任何未示出的排列组合。在某些实施例中，所示出的组件192(例如194至210)可以被部分或完全集成在HRSG 56、EGR系统58或其任何组合内。这些EG处置组件192可以使能实现温度、压力、流速和气体成分的反馈控制，同时也从排气60中去除湿气和微粒。此外，经处置的排气60可以在一个或多个抽取点76处被抽取以便在EG供应系统78中使用和/或被再循环到压缩机部152的排气入口184。

当经处置的再循环排气66穿过压缩机部152时，SEGR燃气涡轮系统52可以沿着一个或多个管线212(例如泄放导管或旁通导管)泄放一部分压缩的排气。每个管线212可以将排气输送到一个或多个热交换器214(例如冷却单元)，从而冷却排气以便将其再循环回到SEGR燃气涡轮系统52中。例如，在穿过热交换器214后，一部分被冷却的排气可以沿着管线212被输送到涡轮部156，以便冷却和/或密封涡轮壳体、涡轮外罩、轴承和其他组件。在这类实施例中，SEGR燃气涡轮系统52不输送任何氧化剂68(或其他潜在的污染物)通过涡轮部156以用于冷却和/或密封目的，并且因此，冷却的排气的任何泄漏将不会污染流过并驱动涡轮部156的涡轮级的热燃烧产物(例如工作排气)。通过进一步的示例，在穿过热交换器214之后，一部分冷却的排气可以沿着管线216(例如返回导管)被输送到压缩机部152的上游压缩机级，从而提高压缩机部152的压缩效率。在这类实施例中，热交换器214可以被配置为压缩机部152的级间冷却单元。以此方式，冷却的排气帮助增加SEGR燃气涡轮系统52的运转效率，同时帮助保持排气的纯度(例如基本没有氧化剂和燃料)。

图4是在图1-图3中示出的系统10的运转过程220的实施例的流程图。在某些实施例中，过程220可以是计算机实施的过程，其存取存储在存储器122上的一个或多个指令，并且在图2中示出的控制器118的处理器120上执行所述指令。例如，过程220中的每个步骤可以包括通过参照图2所描述的控制系统100的控制器118可执行的指令。

过程220可以开始于启动图1-3的SEGR燃气涡轮系统52的起动模式，如块222所指示的。例如，所述起动模式可以包括SEGR燃气涡轮系统52的逐步倾斜上升，以保持热梯度、振动和间隙(例如在旋转部件与静止部件之间)在可接受的阈值内。例如，在起动模式222期间，过程220可以开始供应经压缩的氧化剂68到燃烧器部154的燃烧器160和燃料喷嘴164，如块224所指示的。在某些实施例中，经压缩的氧化剂可以包括压缩空气、氧气、富氧空气、减氧空气、氧气-氮气混合物或其任何组合。例如，氧化剂68可以被图3中示出的氧化剂压缩系统186压缩。在起动模式222期间，过程220也可以开始向燃烧器160和燃料喷嘴164供应燃料，如块226所指示的。在起动模式222期间，过程220也可以开始供应排气(如果可用)到燃烧器160和燃料喷嘴164，如块228所指示的。例如，燃料喷嘴164可以产生一种或多种扩散火焰、预混火焰或扩散火焰与预混火焰的组合。在起动模式222期间，由燃气涡轮发动机156生成的排气60在数量和/或质量上可以是不足或不稳定的。因此，在起动模式期间，过程220可以从一个或多个存储单元(例如储罐88)、管线86、其他SEGR燃气涡轮系统52或其他排气源供应排气66。

过程220然后可以由一种或多种扩散火焰、预混火焰或扩散火焰与预混火焰的组合在燃烧器160中燃烧经压缩的氧化剂、燃料和排气的混合物以产生热燃烧气体172，如块230所指示的。特别地，过程220可以由图2的控制系统100来控制，以促进燃烧器部154的燃烧器160中的混合物的化学计量燃烧(例如化学计量扩散燃烧、预混燃烧或两者)。然而，在起动模式222期间，可能特别难以保持混合物的化学计量燃烧(并且因此，热燃烧气体172中可能存在低水平的氧化剂和未燃烧燃料)。结果，在起动模式222期间，热燃烧气体172可能比在如下面所进一步详细讨论的稳定状态模式期间具有更大量的残留氧化剂68和/或燃料70。由于这个原因，过程220可以在起动模式期间执行一个或多个控制指令以减少或消除热燃烧气体172中的残留氧化剂68和/或燃料70。

过程220然后用热燃烧气体172驱动涡轮部156，如块232所指示的。例如，热燃烧气体172可以驱动被设置在涡轮部156内的一个或多个涡轮级174。在涡轮部156的下游，过程220可以处置来自最终涡轮级174的排气60，如块234所指示的。例如，排气处置234可以包括任何残留氧化剂68和/或燃料70的过滤、催化剂反应、化学处理、用HRSG 56进行热回收等。过程220还可以将至少一些排气60再循环回到SEGR燃气涡轮系统52的压缩机部152，如块236所指示的。例如，排气再循环236可以包括穿过具有EG处理系统54的排气再循环路径110的通道，如图1-3所示。

进而，再循环排气66可以在压缩机部152中被压缩，如块238所指示的。例如，SEGR燃气涡轮系统52可以在压缩机部152的一个或多个压缩机级158中顺序压缩再循环排气66。结果，经压缩的排气170可以被供应给燃烧器160和燃料喷嘴164，如块228所指示的。然后可以重复步骤230、232、234、236和238，直到过程220最终过渡到稳态模式，如块240所指示的。在过渡240后，过程220可以继续执行步骤224至238，但是也可以开始经由EG供应系统78抽取排气42，如块242所指示的。例如，排气42可以从沿着压缩机部152、燃烧器部154和涡轮部156的一个或多个抽取点76被抽取，如图3所示。进而，过程220可以从EG供应系统78向烃类生产系统12供应所抽取的排气42，如块244所指示的。烃类生产系统12然后可以将排气42喷射到大地32中以用于强化油回收，如块246所指示的。例如，所抽取的排气42可以被如图1-3所示的EOR系统18的排气喷射EOR系统112使用。

如上所述，可能特别难以保持化学计量燃烧(或以预定当量比的燃烧)，例如大约1.0或0.90到1.10的化学计量当量比，这是由于监测和控制燃料70与氧化剂68比的复杂性。例如，燃料70和氧化剂68的成分的变化、燃料70和氧化剂68的流速的变化或其他这类变化可能导致非化学计量燃烧或以偏离设定值的当量比燃烧。再者，这可能导致热燃烧气体172中的残留氧化剂68和/或燃料，其在某些下游过程中可能是不期望的。

根据本实施例，如上面阐述的，控制系统100在执行过程220中可以执行一个或多个控制程序，以使能够在燃烧器160中以期望燃料/氧化剂当量比进行燃烧。在一个控制程序中，控制系统100可以接收关于氧化剂68和/或燃料70的流速和/或成分的信息，并且控制系统100可以基于所有该信息或一部分该信息利用前馈控制来调整燃料70和/或氧化剂68到燃烧器160的流动。在另一个控制程序中，控制系统100可以接收关于排气60、66的流速和/或成分的信息，并且控制系统100可以基于所有该信息或一部分该信息利用反馈控制来调整燃料70和/或氧化剂68到燃烧器160的流动。一些实施例可以基于所有该信息或一部分该信息利用具有前馈控制和反馈控制两者的控制程序来调整燃料70和/或氧化剂68到燃烧器160的流动。在这些实施例中的某些实施例中，控制系统100可以利用基于模型的分析来确定反馈控制。如下面所详细讨论的和图5中所示出的，燃料70和/或氧化剂68的流速可以经由分配流测量系统320来确定，该分配流测量系统320在耦连到每个燃烧器160的燃料通道和氧化剂通道中具有多个测压孔(pressure tap)259。测压孔259可以向控制器118提供压力信号作为反馈，并且控制器118可以至少部分基于该压力信号确定相应的流体的流速。在一些实施例中，控制器118可以利用方程式、计算机模型、查找表、图形、历史数据、趋势数据、机群数据或其任何组合来确定相应的流体的流速。

以上所述的控制程序可以被一起使用。也就是说，在某些实施例中，控制系统100可以利用前馈控制和反馈控制两者。控制系统100的一个实施例和适于执行这类控制程序的关联分析特征件的示例被示意性示出在图5中。特别地，图5描述了基于涡轮的服务系统14的实施例，该基于涡轮的服务系统14具有燃气涡轮发动机150、EG供应系统78、EG处理系统54以及含有控制器118和多个感测特征件的当量控制系统260，其在下面被详细描述。

通常，当量控制系统260被配置为控制氧化剂68和/或燃料70的流动以实现化学计量燃烧或者在燃烧室160中以氧化剂68与燃料70的预定当量比(例如大约0.90到1.10、0.95到1.05或大约1.0)进行燃烧从而提供大致化学计量燃烧。例如，响应于关于燃料70的流动、氧化剂68的流动以及燃烧器160内的工况的信息，当量控制系统260可以调整燃料70沿着燃料供给路径262的流动、氧化剂68沿着氧化剂供给路径264的流动或其组合。关于工况的信息可以包括指示燃烧器160中的燃烧动力的数据，例如燃烧器160内的燃烧的实际燃料与氧化剂比。响应于该信息，当量控制系统260，并且特别是控制器118，可以调整燃料70和/或氧化剂68中的一者或两者沿着其各自的供应路径262、264的流动，从而将动力朝向预定的当量比或燃料与氧化剂比(例如化学计量燃料与氧化剂比)移动，该预定的当量比或燃料与氧化剂比可以被用作设定点。再者，由控制器118所执行的程序可以包括前馈机制和反馈机制中的一者或两者。在两者被用于控制的实施例中，控制可以被认为具有反馈分量和前馈分量。前馈分量件可以被用于建立基线或燃料70沿着燃料供给路径262的粗糙流速，而反馈分量可以被用于通过考虑漂移或其他流动变化来改善燃料70的流速。附加地或替代地，根据这些机制可以调整氧化剂68的流速。

根据本公开，由控制器118所执行的控制的前馈分量通过至少分析燃料成分和氧化剂成分来实现，并且在某些实施例中，除了成分信息之外，还通过分析可以间歇地、以规律间隔或基本上连续地提供给控制器118的燃料70和/或氧化剂68的流速、环境温度、湿度等等来实现。不是利用燃料流量计266来测量或以其他方式确定燃料70沿着燃料供应路径262流动的流速，当量控制系统260包括沿着燃料供应路径262到燃烧器160的测压孔259中的燃料压力传感器261。燃料压力传感器261被配置为至少部分基于燃料70沿着燃料供应路径262的燃料通道263的压力向控制器118供应燃料压力信号，并且控制器118可以至少部分基于燃料70的压力确定燃料70沿着相应的燃料通道263的流速。在一些实施例中，燃料供应路径262具有多个燃料通道263，例如用于燃烧器160的每个燃料喷嘴的一个或多个燃料通道263，并且每个燃料通道263具有测压孔259和燃料压力传感器261。燃气涡轮发动机150可以包括一个或多个燃烧器160(例如1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个)，并且用于每个燃烧器160的燃料供应路径262可以包括多个燃料通道263。作为示例，燃气涡轮发动机150可以包括六个燃烧器160，用于每个燃烧器160的燃料供应路径262可以具有七个燃料通道263，燃气涡轮发动机150可以包括四十二个或更多燃料通道263，并且每个燃料通道263可以包括燃料压力传感器261。在一些实施例中，燃烧器160是环形燃烧器。在环形燃烧器中，接收来自燃料通道263的燃料的燃料喷嘴可以被布置在环形燃烧室内。

目前预期的实施例可以包括其中每个燃烧器160具有任何数目(例如1个、2个、3个或更多个)的独立供应燃料通道263和/或独立受控燃料通道263的实施例。例如，燃烧器160的燃料喷嘴可以具有主燃料通道263和次燃料通道263，主燃料通道263具有主燃料压力传感器261，次燃料通道263具有次燃料压力传感器261。燃料压力传感器261可以在每个燃烧器160的内部(例如在盖端或燃料喷嘴的内)或外部。

类似地，不是利用氧化剂流量计268来测量或以其他方式确定氧化剂68沿着氧化剂供应路径264流动的流速，当量控制系统260包括沿着氧化剂供应路径264到燃烧器160的测压孔259中的氧化剂压力传感器269。氧化剂压力传感器269被配置为至少部分基于氧化剂68沿着氧化剂供应路径264的氧化剂通道271的压力向控制器118供应氧化剂压力信号，并且控制器118可以至少部分基于氧化剂68的压力确定氧化剂68沿着相应的氧化剂通道271的流速。在一些实施例中，氧化剂供应路径264具有多个氧化剂通道271，并且每个氧化剂通道271具有测压孔259和氧化剂压力传感器269。在一些实施例中，燃烧器160的每个燃料喷嘴可以具有一个或多个氧化剂通道271，并且每个氧化剂通道271具有测压孔259和氧化剂压力传感器269。到燃气涡轮发动机150的每个燃烧器160的氧化剂供应通道264可以包括一个或多个氧化剂通道271，并且每个氧化剂通道271可以具有各自的氧化剂压力传感器269。

如所示的，燃料压力传感器261和氧化剂压力传感器269被通信地耦连到控制器118，并且可以间歇地、以规律间隔或基本上连续地提供指示燃料70和氧化剂68的相应的压力的反馈，或者可以提供实际压力值。例如，控制器118可以接收压力数据，并且可以基于所接收的压力数据确定流速。因此，在某些实施例中，控制器118可以包括存储在存储器122上的代码，用于执行对原始数据的计算从而确定其关联的流速。在其他实施例中，控制器118可以接收来自燃料压力传感器261和/或氧化剂压力传感器269的实际压力，并且可以根据下面所讨论的算法/程序使用该数据。

如上所述，控制器118也利用成分信息来生成前馈分量。根据实施例，燃料分析系统270可以确定关于燃料70的成分信息。例如，燃料分析系统270可以确定燃料70内的可燃组分的浓度或相对量，该可燃组分可以包括但不限于CO、H₂和甲烷(CH₄)。因此，燃料分析系统270可以包括能够分离、检测和/或分析这类组分的一个或多个分析特征件。例如，燃料分析系统270可以包括气相色谱仪、高性能液相色谱仪、红外光谱仪、紫外/可见光光谱仪、荧光计、质谱仪、核磁共振(NMR)光谱仪、电子自旋共振(ESR)光谱仪、原子吸收装置等等中的任何一个或其组合。在一些实施例中，燃料分析系统270可以包括CO传感器、H₂传感器、CH₄传感器或类似传感器。

虽然燃料分析系统270可以沿着燃料供应路径262被适当地定位在任何点处，然而在图示的实施例中，燃料分析系统270被配置为从燃料供应路径262接收燃料70的滑流(slip stream)272。也就是说，在图示的实施例中，沿着背离燃料供应路径262到燃料分析系统270的路径提供滑流272。在运转期间，燃料分析系统270分析燃料70，例如分析CO、H₂和CH₄浓度，并且将燃料成分信息间歇地、以规律间隔或基本上连续地发送到控制器118。在其他实施例中，燃料分析系统270可以向控制器118间歇地、以规律间隔或基本上连续地提供原始数据(例如，检测器信号)，该原始数据可以包括分析数据的代码。

控制器118还利用氧化剂成分信息来确定前馈分量。如上所述，氧化剂68通常包括压缩的环境空气、压缩的富氧空气、压缩的无氧空气、氧气或类似氧化剂流。因为燃烧过程期间通常利用的氧化剂包括氧气(O₂)，如所示的，当量控制系统270包括沿着氧化剂供应路径264设置的氧传感器274。氧传感器274可以包括能够测量/检测氧化剂68的流中的氧的量的任何合适的传感器。这类传感器包括但不限于基于氧化锆的氧传感器、基于电气化学的氧传感器、基于红外线的氧传感器、基于超声波的氧传感器以及基于激光的氧传感器。氧传感器274被通信地耦连到控制器118，从而间歇地、以规律间隔或基本上连续地提供指示流过氧化剂供应路径264的氧化剂68中的O₂的量的反馈。在某些实施例中，氧化剂68中的O₂的量可以被假定或被估计，其中所假定或所估计的量取决于氧化剂68的来源(例如环境空气、富氧空气或无氧空气)。

虽然被示出为仅具有一个燃料分析系统270和一个氧传感器274，但是当量控制系统260可以每个均具有多于一个(例如每个均具有两个、三个、四个、五个或更多个)。事实上，任何数目的这类传感器目前被预测。此外，燃料分析系统270和氧传感器274的定位不限于其图示的位置。例如，燃料分析系统270可以沿着燃料供应路径262被定位在任何点处，并且氧传感器274可以沿着氧化剂供应路径264被定位在任何点处。进一步地，如上所述，在某些实施例中，氧传感器274可以不沿着氧化剂供应路径264定位并且可以接收氧化剂68的滑流用于分析。

再者，由控制器118所执行的控制动作的前馈分量可以引起对燃料70沿着燃料供应路径262的流速的调整和/或引起对氧化剂68沿着氧化剂供应路径264的流速的调整。因此，除了上面所讨论的感测特征件之外，控制器118也被通信地耦连到一个或多个燃料流量控制系统276并且被通信地耦连到一个或多个氧化剂流量控制系统278。燃料流量控制系统276如所示地至少包括燃料流量控制阀280和燃料流量控制阀致动器282。每个燃料流量控制阀280沿着燃料供应路径262设置，并且根据相应的燃料流量控制阀280相对于燃料供应路径262的位置被配置为停止、开始、减少或增加燃料70沿着耦连到相应的燃烧器160的一个或多个燃料通道263的流动。相应的燃料流量控制阀280的位置由燃料流量控制阀致动器282来调整，该燃料流量控制阀致动器282可以是伺服马达或类似的动力装置(例如步进马达)。在这类实施例中，燃料流量控制阀致动器282可以包括伺服定位系统，例如配置为接收来自控制器118的控制信号并且由于控制信号而使燃料流量控制阀致动器282相应地致动燃料流量控制阀280的本地处理装置。在其他实施例中，例如当燃料流量控制系统276不基于控制信号处理数据或确定合适的伺服定位时，控制器118可以确定适当的伺服定位，并且可以将合适的控制信号发送到流量控制阀致动器282以调整其位置。事实上，在某些实施例中，控制器118可以包括一个或多个伺服定位模型，每个伺服定位模型被配置为向本文公开的流量控制系统提供合适的信号，从而调整其各自的位置以获得期望的流量水平。

类似地，氧化剂流量控制系统278如所示地包括氧化剂流量控制装置284和氧化剂流量控制阀致动器286。氧化剂流量控制装置284可以包括但不限于氧化剂压缩机上的流量控制阀、调速器，氧化剂压缩机上的可变定子叶片，或氧化剂压缩机排气装置(discharge)上的一个或多个旁通阀，或其任何组合。每个氧化剂流量控制装置284沿着氧化剂供应路径264被设置，并且根据相应的氧化剂流量控制装置284相对于氧化剂供应路径264的位置被配置为停止、开始、减少或增加氧化剂68沿着氧化剂供应路径264的流动。相应的氧化剂流量控制装置284的位置由氧化剂流量控制阀致动器286来调整，该氧化剂流量控制阀致动器286可以是伺服马达或类似的动力装置。在这类实施例中，氧化剂流量控制阀致动器286可以包括伺服定位系统，例如配置为接收来自控制器118的控制信号并且由于控制信号而使氧化剂流量控制阀致动器286相应地致动氧化剂流量控制装置284的本地处理装置。在其他实施例中，例如当氧化剂流量控制系统278不基于控制信号处理数据或确定合适的伺服定位时，控制器118可以确定适当的伺服定位，并且可以将合适的控制信号发送到氧化剂控制阀致动器286以调整其位置。

再者，控制器118(例如，间歇地、以规律间隔或基本上连续地)接收以上所述的信息，包括燃料成分和压力或流量信息、氧化剂成分和压力或信息、环境条件(例如温度、湿度)、关于燃料70和/或氧化剂68的温度信息，或其任何组合，以生成控制的前馈分量，从而调整燃料70和/或氧化剂68到燃烧器160和/或燃烧器160中的各个燃料喷嘴的流动。例如，如果燃料成分变化(例如，由于用于生成燃料的燃料给料变化)，如果氧化剂流变化(例如，由于主氧化剂压缩机中的运转可变性)等等，则控制器118可以将控制信号发送到燃料流量控制系统276和氧化剂流量控制系统278中的一者或两者从而调整燃料70和氧化剂68的流动。然而，如上所述，除了这类前馈控制之外，控制器118也可以执行反馈控制，其中控制器118由于指示发生在燃烧器160内的燃烧过程的反馈而调整到燃烧器160的燃料流和/或氧化剂流中的一者或两者。

例如，如所描述的，当量控制系统260还包括沿着排气再循环路径110设置的排气氧传感器288，该排气再循环路径110可以包括通过压缩机部152、燃烧器部154、涡轮部156(图3)和EG处理系统54的流动路径。排气氧传感器288被配置为确定排气60内的氧的量(例如质量浓度、体积浓度和/或摩尔浓度)，并且被通信地耦连到控制器118以便向控制器118提供该成分信息。虽然被示出为沿着排气再循环路径110设置，然而排气氧传感器288或另一个排气氧传感器288可以不沿着排气再循环路径110被定位，但是可以接收来自排气再循环路径110的排气60的滑流，从而确定排气60中的氧的量。此外，一个或多个排气氧传感器可以被定位在一个或多个抽取点76(图3)处。事实上，在一些实施例中，可能期望感测被提供给压缩机部152的排气60的气体成分，这是因为排气60的成分可能影响燃烧动力和燃烧产物。

关于排气60的成分信息不限于排气60的氧含量。相反，关于排气60的成分信息可以包括关于排气60内的未燃烧燃料、O₂、CO、CO₂、H₂、CH₄、NO_X、水或其他组分的信息。因此，当量控制系统260可以包括能够检测未燃烧燃料、O₂、CO、CO₂、H₂、CH₄、水、NO_X或类似燃烧产物/部分燃烧产物的传感器中的任何一个或其组合。另外，因为可能期望提供关于这些潜在的燃烧产物的精确信息，所以传感器(例如排气氧传感器288)可以沿着在涡轮部156与EG处理系统52之间的排气再循环路径110被定位，例如在排气60穿过催化剂处置之前，其中某些组分(例如CO、H₂、O₂、NO_X)可以从排气60中去除。

如下面所详细讨论的，控制器118可以利用所获得的关于排气60的成分信息，并且且可以生成控件的反馈分量，用于必要时调整燃料70通过燃料供应路径262的流动和/或氧化剂68沿着氧化剂供应路径264的流动，从而调整燃料70与氧化剂68的比，例如调整当量比以实现化学计量燃烧。附加地或替代地，控制器118可以利用基于模型的控件，其中传感器的输出被用作模型的输入，该模型生成控制器118的输入。示例模型包括基于物理的模型、计算流体动力学(CFD)模型或有限元分析(FEA)模型。模型还可以包括人工智能(AI)模型，例如专家系统(前向链专家系统、后向链专家系统)、神经网络、模糊逻辑系统、状态向量机(SVM)、归纳推理系统、贝叶斯推理系统或其组合。

在某些实施例中，控制器118可以将氧化剂流保持在预定速度，而不实现化学计量燃烧，而是控制燃气涡轮发动机150上的负载。在一些实施例中，控制器118可以调整燃料70的流动以保持期望的当量比，例如大约1.0或在0.90到1.10之间的当量比以提供大致化学计量燃烧，或大于或小于1.0的当量比以提供稀运转或富运转。假设氧化剂流可以通过改变多种压缩机组件(例如入口导流叶片)来控制，则由这类组件改变氧化剂流的响应可以相对缓慢(例如在3与5秒之间)。这可能不适于响应成分的快速变化。然而，燃料70的流动可以通过以下面所详细讨论的方式移动流量控制阀来更快调整。事实上，调整燃料70的流动可以更快解决氧化剂68和/或燃料70的成分的各种变化和/或氧化剂68的流动的变化。虽然至少因为这些原因仅改变燃料70的流动以保持化学计量燃烧(或任何合适的当量比)可能是期望的，但是本公开不限于这类运转。换句话说，除了调整燃料流之外或替代调整燃料流，氧化剂68的流动可以被改变以保持化学计量燃烧(例如在大约0.90到1.10之间、在0.95到1.05之间或大约1.0的当量比)或保持以用于富燃料燃烧或稀燃料燃烧的另一个目标当量比的燃烧。

除了调整燃料70和/或氧化剂68的流动之外或替代调整燃料70和/或氧化剂68的流动，控制器118可以调整从燃烧器160所抽取的排气42的流动。特别地，在一些实施例中，控制器118被配置为调整经由一个或多个抽取点76抽取的排气42的流动以用于提供给EG供应系统78和/或提供为通气口290。在一些实施例中，通气口290可以用于减压或控制燃烧器160内的排气稀释剂的量。例如，排气42的流动还可以被调整以控制燃烧室160内的燃烧温度，例如以便减轻不太期望的燃烧产物(例如，NOx)。

如所描述的，控制器118可以监测从燃烧器160的一个或多个抽取点76流到通气口290和/或EG供应系统78的排气42的流速。特别地，控制器118可以使用排气流量计292和/或压力传感器来监测排气42的流速，并且可以使用第一排气抽取流量控制系统294来控制排气42从燃烧器160到通气口290的流动以及使用第二排气抽取流量控制系统296来控制排气42到EG供应系统78的流动。排气流量计292可以是任何合适流量计，包括但不限于热质量流量计、科里奥利(Coriolis)质量流量计、质量流量控制器、旋转活塞计、齿轮计、文丘里计、孔板计、多尔管计、皮托管流量计、多孔压力探头计、圆锥计、可选流量计、电磁流量计或超声波流量计。附加地，控制器118可以接收原始数据(例如压力或机械移位数据)，或可以接收被预处理为流量数据的数据。

第一排气抽取流量控制系统294和第二排气抽取流量控制系统296中的每个包括各自的流量控制阀298、300和各自的阀致动器302、304。如上面关于燃料流量控制系统276和氧化剂流量控制系统278所讨论的，相应的阀致动器302、304可以是任何合适得移位装置(例如伺服马达或步进马达)，并且可以根据来自控制器118的控制输入定位相应的流量控制阀298、300。再者，相应的阀致动器302、304可以包括处理装置(例如伺服控制器)，或可以简单地接收电信号(例如电流、电压)，该电信号引起足够程度的移位以实现排气42到通气口290或EG供应系统78中的每个的期望流动。根据实施例，控制器118可以彼此独立地控制第一排气抽取流量控制系统294和第二排气抽取流量控制系统296以提供期望量的排气42以用作燃烧器160中的稀释剂，并且向各种下游过程提供期望量的排气42。再者，当在化学计量条件下运转时，控制用作燃烧器160中的稀释剂的排气42的量可以帮助控制(例如，减少)燃烧的温度和伴随而来的NOx产物，这是因为这类条件与非化学计量燃烧条件相比可以具有相对高的火焰温度。

如上所述，控制器118可以被配置为使用前馈控制分量、反馈控制分量或其组合分别控制沿着燃料供应路径262和/或氧化剂供应路径264的燃料70和/或氧化剂68的流动。特别地，如上面关于图2所讨论的，控制器118包括处理器120和存储器122，其中处理器120可以包括一个或多个处理装置，并且存储器122可以包括共同存储指令(例如程序)的一种或多种有形的非瞬时性机器可读介质，该指令可由处理器120执行以完成本文所述的分析和控制行动。在实施例中，一组或多组指令可以被执行以生成前馈控制分量、反馈控制分量或其组合。

图6是分配流测量系统320的实施例的示意图，该分配流测量系统320具有耦连到多个燃烧器160的氧化剂供应系统322(例如图3的氧化剂压缩系统186)和燃料供应系统324。分配流测量系统320利用燃料通道263中的燃料压力传感器261和氧化剂通道271中的氧化剂压力传感器269来确定到每个燃烧器160的燃料流速和氧化剂流速。分配流测量系统320可以至少部分基于感测压力与参考压力的比较来确定燃料流速和氧化剂流速。参考压力可以包括但不限于氧化剂供应系统322处的氧化剂供应压力、燃料供应系统324处的燃料供应压力、由盖端压力传感器359所感测的燃烧器160的盖端部分166中的压力、由再循环排气压力传感器356所感测的燃烧器衬垫360中的压力、由燃烧室传感器358所感测的燃烧室168中的压力，或其任何组合。在一些实施例中，分配流测量系统320确定到每个燃烧器160的一个或多个燃料喷嘴164(例如扩散喷嘴和/或预混喷嘴)的燃料流速和氧化剂流速。

如图6中所示，来自燃料供应系统324的燃料供应路径262具有多个燃料通道263，并且来自氧化剂供应系统322的氧化剂供应路径264具有多个氧化剂通道271。分配流测量系统320可以通过比较经由相应的燃料通道263的相应的燃料压力传感器261所观察的燃料压力与参考压力来确定每个燃料通道263的差别燃料压力。同样，分配流测量系统320可以通过比较经由相应的氧化剂通道271的相应的氧化剂压力传感器269所测量的氧化剂压力与参考压力来确定每个氧化剂通道271的差别氧化剂压力。分配流测量系统320可以至少部分基于差别燃料压力来确定通过每个燃料通道263的燃料流速，并且可以至少部分基于差别氧化剂压力来确定通过每个氧化剂通道271的氧化剂流速。

如可以认识到的，沿着通道(例如燃料通道263、氧化剂通道271)的流体(例如燃料70、氧化剂68)的压力可以至少部分基于通道的尺寸和路线而减小。流体沿着通道的压降可以与通道的长度直接相关，使得长通道比短通道引发更大的压降。沿着流动路径的接头(例如弯头、T形阀等)可以增加流体沿着流动路径的压降。另外，流体沿着通道的压降可以与通道的尺寸(例如直径)成反比。图6示出经由燃料通道263和氧化剂通道271耦连到多个燃料喷嘴164的燃料供应系统324和氧化剂供应系统322的实施例。到第一燃料喷嘴164的燃料通道263可以相对于到第二燃料喷嘴164的另一燃料通道263具有沿着其相应的路线的不同尺寸、长度、接头类型或接头数量。例如，沿着第一流动路径326流动的燃料70可以具有与沿着第二流动路径328流动的燃料不同的压降。目前预测的实施例没有旨在限制图6中所示的沿着燃料供应路径262和氧化剂供应路径264的那些通道的尺寸、路线和/或接头。

燃料供应系统324经由多个燃料通道263(例如，每个燃料喷嘴1641个、2个、3个或更多个燃料通道263)将燃料70供应到每个燃烧器160的一个或多个燃料喷嘴164(例如，1个、2个、3个、4个、5个、6个或更多个燃料喷嘴)，并且氧化剂供应系统322经由一个或多个氧化剂通道271(例如，每个燃料喷嘴1641个、2个、3个或更多个氧化剂通道271)将氧化剂68供应到每个燃烧器160的一个或多个燃料喷嘴164(例如，1个、2个、3个、4个、5个、6个或更多个燃料喷嘴)。在一些实施例中，氧化剂68和燃料70在喷射到燃烧器160的燃烧室168之前由燃料喷嘴164(例如预混喷嘴)预混成燃料混合物，从而产生预混火焰。在一些实施例中，氧化剂68和燃料70由燃料喷嘴164(例如扩散喷嘴)分离地喷射到燃烧室168，从而产生扩散火焰。燃料喷嘴164可以具有一个或多个级，其中每个级经由辅助氧化剂通道332接收氧化剂68和/或经由辅助燃料通道334接收燃料70。氧化剂通道271、332和燃料通道263、334可以包括管子、管道、机加工通道、腔体、孔口或其任何组合。例如，耦连到燃料供应系统324的一个或多个管道336将燃料70供应到燃烧器160的盖端部分166，并且盖端部分166内的机加工通道338将燃料70供应到燃料喷嘴164。

耦连到每个燃烧器160的一个或多个氧化剂通道271、332包括具有相应的氧化剂压力传感器269的测压孔(pressure tap)259，并且耦连到每个燃烧器160的一个或多个燃料通道263、334包括具有相应的燃料压力传感器261的测压孔259。氧化剂通道271和/或燃料通道263中的测压孔259可以被布置在燃烧器160的盖端部分166内，例如在一个或多个燃料喷嘴164的外部、靠近一个或多个燃料喷嘴164或在一个或多个燃料喷嘴164内部。测压孔259和相应的氧化剂压力传感器269或燃料压力传感器261可以被定位在其中流体被喷射的燃料喷嘴164的外部、靠近该燃料喷嘴164或在该燃料喷嘴164内部，从而在当参考压力是相应的流体供应系统(例如氧化剂供应系统322、燃料供应系统324)时，使控制器118能够确定沿着大部分流动路径的相应流体的压降。相应的氧化剂压力传感器269或燃料压力传感器261可以被定位在其中流体被喷射的燃料喷嘴164的外部、靠近该燃料喷嘴164或在该燃料喷嘴164的内部，从而在当参考压力是燃烧室168中的压力时，使控制器118能够确定在测压孔259与燃烧室168之间的相应流体的压降。在一些实施例中，如图6中所示，每个氧化剂通道271包括测压孔259和相应的氧化剂压力传感器269，并且每个燃料通道263包括测压孔259和相应的燃料压力传感器261。替代地，一组燃料喷嘴164中的一个或多个可以具有含有测压孔259的氧化剂通道271和燃料通道263，并且该组中其余的燃料喷嘴164不具有测压孔259。例如，分配流测量系统320可以利用燃料压力传感器261和氧化剂压力传感器269来确定每个燃烧器160内的中心燃料喷嘴和外部燃料喷嘴的子组的燃料流速和氧化剂流速。

控制器118接收来自压力传感器(例如燃料压力传感器261、氧化剂压力传感器269、再循环排气压力传感器356、燃烧室压力传感器258、盖端压力传感器359)的压力信号作为输入340。燃料通道263和氧化剂通道271中的测压孔259使分配流测量系统320能够监测燃料70流或氧化剂68流的压力，而不显著影响测量流的压力。例如，测压孔259可以将测量流的压力减少小于大约1％、0.5％或0.1％。在一些实施例中，测压孔259可以将测量流的压力减少小于大约100Pa到2500Pa。因此，测压孔259中的压力传感器监测流的压力，同时比经由限制流量计(例如孔板计、文丘里计)监测压力更小地影响测量流的压力，该经由限制流量计监测压力包括流中的差别压力。在一些实施例中，测压孔259可以形成为盖端部分166中的机加工通道338的一部分。

控制器118可以通过将在测压孔259处测量的压降与参考压力相比来确定流体的流速。例如，控制器118可以将在测压孔259处确定的燃料70的压力与燃料供应系统324的燃料供应压力相比和/或与由燃料歧管压力传感器343所感测的燃料歧管342的燃料歧管压力相比。附加地或替换地，控制器118可以将在测压孔259处确定的燃料70的压力与由再循环排气压力传感器356、燃烧室压力传感器358或盖端压力传感器359所感测的压力相比。控制器118可以将在测压孔259处确定的氧化剂68的压力与氧化剂供应系统322的氧化剂供应压力相比和/或与由氧化剂歧管压力传感器345所感测的氧化剂歧管344的氧化剂歧管压力相比。附加地或替换地，控制器118可以将在测压孔259处确定的氧化剂68的压力与由再循环排气压力传感器356、燃烧室压力传感器358或盖端压力传感器359所感测的压力相比。在一些实施例中，控制器118利用存储在控制器118的存储器122中的数据(例如与相应的流体的路线有关的查找表或数据)来确定相应的流体(例如氧化剂68、燃料70)的流速。存储的数据可以包括每个燃料通道263、每个氧化剂通道271、每个燃料喷嘴164、每个燃烧器160的参考压力或其组合。附加地或替换地，存储的数据可以包括各种燃料类型或各种工况(例如稳态运转、起动、满负载、部分负载或其任何组合)的参考压力。

如可以认识到的，可以沿着在燃料供应系统324与燃料喷嘴164之间的燃料通道262在各种点处取样压力。在一些实施例中，燃气涡轮系统经由燃料歧管342将燃料70从燃料供应系统324供应到每个燃烧器160，并且每个燃烧器160可以经由一个或多个燃料歧管342接收燃料70。燃料歧管压力传感器343可以经由测压孔259被耦连到一个或多个燃料歧管342。以类似方式，可以沿着在氧化剂供应系统322与燃料喷嘴164之间的氧化剂通道264在各种点处取样压力。在一些实施例中，燃气涡轮系统经由氧化剂歧管344将氧化剂68从氧化剂供应系统322供应到每个燃烧器160，并且每个燃烧器160可以经由一个或多个氧化剂歧管344接收氧化剂68。氧化剂歧管压力传感器345可以经由测压孔259被耦连到一个或多个氧化剂歧管344。多余燃料压力传感器261、343和/或多余氧化剂压力传感器269、345可以在任何相应的位置处被利用以增加压力测量的可靠性和精确性。在相应的燃料歧管342和氧化剂歧管344处测量燃料70和氧化剂68的压力使控制器118能够在每个燃烧器160或燃料喷嘴164内利用较少的测压孔259来获得到每个燃烧器160和/或燃料喷嘴164的流量测量。如可以认识到的，较少的测压孔259可以减少分配流测量系统的成本和/或复杂性。在一些实施例中，燃料压力取样线可以由具有一个或多个燃料压力传感器261的燃料歧管系统提供(bring)，并且氧化剂压力取样线可以由具有一个或多个氧化剂压力传感器269的氧化剂歧管系统提供。燃料和氧化剂的相应压力可以经由简单的阀和顶盖布置(valve and header arrangement)、多端口扫描阀或其任何组合来(例如循环地)取样。

在一些实施例中，控制器118可以至少部分基于从燃料歧管342到在燃料喷嘴346处所确定的燃料压力的确定的压降来确定燃料70沿着流动路径326到燃料喷嘴346的流速。在一些实施例中，技术员可以经由对燃料通道263和氧化剂通道271的实证测试或校准生成将流速与压降相关的数据。该数据可以被利用以生成查找表、方程式、图形、计算机模型或算法，在燃气涡轮系统150的运转期间控制器118可以基于压降利用该查找表、方程式、图形、计算机模型或算法来确定流体的流速。附加地或替换地，流速可以至少部分基于对应于特定流体流沿其被供应到燃料喷嘴164的路线的数据来确定。例如，控制器118可以至少部分基于测量的压降和接头的流排出系数以及流体沿着流动路径238行进的距离来确定沿着流动路径238的流速。控制器118可以将一个或多个流动路径的流排出系数存储在存储器122，从而与测量流体压力一起用来确定测量流体的流速。如可以认识到的，控制器118可以利用广义方程式(1)来确定流速(flow rate)：

flow rate＝ΔP*f_discharge (1)

其中ΔP是压降而f_discharge是流排出系数，流排出系数可以至少部分基于相应通道(例如燃料通道263、氧化剂通道271)的长度、通道的材料、流体的黏度、流体的密度以及相应通道的直径中的一个或多个。在一些实施例中，控制器118可以利用方程式(2)来确定流速：

flow rate＝(ΔP)^0.5*f_discharge (2)

控制器118可以利用压力传感器以监测燃料70和氧化剂68沿着各自的燃料通道263和氧化剂通道271的流速。控制器118可以监测燃料70和氧化剂68的流速以确定各个燃烧器160或燃气涡轮发动机150的燃料喷嘴164的当量比。多个燃料压力传感器261和多个氧化剂压力传感器269的布置确定控制器118可以监测的当量比的范围。在控制器118监测通过每个燃料通道263的燃料70的流动并且监测通过每个氧化剂通道271的氧化剂68的流动的一些实施例中，控制器118可以确定每个燃料喷嘴164、每个燃烧器160和燃气涡轮系统150的当量比。在其中控制器118监测通过燃料通道263的子组到燃烧器160的燃料70的流动并且监测通过氧化剂通道271的子组到燃烧器160的氧化剂68的流动的一些实施例中，控制器118可以从监测的燃料通道263和氧化剂通道271的压力子组中确定燃烧器160和/或燃气涡轮系统150的体积当量比。

在一些实施例中，控制器118可以至少部分基于压力信号识别到燃料喷嘴164或燃烧器160的流体流的异常。例如，控制器118可以在控制器118确定氧化剂压力高于氧化剂通道271的目标氧化剂压力的情况下确认在氧化剂通道271中存在阻碍。附加地或替换地，控制器118可以识别燃料流量控制阀280和/或氧化剂流量控制装置284的异常或故障。例如，当流体压力没有根据对流量控制阀的控制调整而改变时，控制器118可以识别异常的流量控制阀。

在一些实施例中，一个或多个温度传感器348可以向控制器118提供温度信号，从而确定燃料温度和氧化剂温度。控制器118可以至少部分基于燃料温度和燃料压力确定燃料70的流速和/或控制器118可以至少部分基于氧化剂温度和氧化剂压力确定氧化剂68的流速。也就是说，温度传感器348可以使控制器18能够增强基于来自燃料压力传感器261和/或氧化剂温度传感器269的压力信号的流速确定。例如，控制器18可以利用燃料温度来确定燃料密度并且改善流速确定。

控制器18可以至少部分基于如上所述确定的相应的流速来控制燃料70的流动和氧化剂68的流动。控制器可以经由输出信号350控制燃料流量控制系统276和氧化剂流量控制系统278。如上所讨论的，控制器118可以控制具有一个或多个燃料流量控制阀280的燃料流量控制系统276，并且控制器118可以控制具有一个或多个氧化剂流量控制装置284的氧化剂流量控制系统278。在一些实施例中，虚线圆352中的氧化剂流量控制装置284是可选的，虚线圆354中的燃料流量控制阀280也是可选的。用圆圈住的燃料流量控制阀280可以使控制器能够至少部分基于确定的当量比来差别地控制到特定燃料喷嘴164和/或到特定燃烧器160的燃料流。附加地，辅助燃料通道334上的燃料流量控制阀280被可选地包括在燃料流量控制系统276中，并且辅助氧化剂通道332上的氧化剂流量控制装置284被可选地包括在氧化剂流量控制系统278中。在一些实施例中，在虚线圆352中和在辅助氧化剂通道332上的氧化剂流量控制装置284可以被省略，并且在虚线圆354中和在辅助燃料通道334上的燃料流量控制阀280可以被省略。在其他实施例中，在虚线圆352中氧化剂流量控制装置284、在辅助氧化剂通道332上的氧化剂流量控制装置284、在虚线圆354中的燃料流量控制阀280以及在辅助燃料通道334上的燃料流量控制阀280中的一个或多个可以被包括。

在一些实施例中，一个或多个再循环排气压力传感器356和/或一个或多个燃烧室压力传感器358可以将压力信号传输到控制器118。附加地或替换地，盖端压力传感器359可以将压力信号传输到控制器118。利用从再循环排气压力传感器356接收的信号，控制器118可以确定在盖端部分166处和/或燃烧器160的衬垫360内的压力。在一些实施例中，排气被再循环通过衬垫360以在盖端部分166中与氧化剂68和/或燃料70混合或者以在燃烧室168中混合。再循环排气的流速可以至少部分基于盖端部分166处或燃烧器160的衬垫360中的压力。利用从燃烧室压力传感器358接收的信号，控制器118可以确定燃烧室168中的燃烧产物的压力。控制器118可以利用燃烧室168中的燃烧产物的压力、盖端部分166处的压力或燃烧器160的衬垫360内的压力作为指示燃烧器160中的燃烧动力或特性的数据，例如燃烧器160内的实际燃料与氧化剂比。利用从盖端压力传感器359接收的信号，控制器118可以确定在燃烧器160的盖端部分166(例如在一个或多个燃料喷嘴164上游)处的氧化剂流的压力。响应于该信息，控制器118可以调整燃料70和/或氧化剂68中的一者或两者沿着其各自的供应路径262、264和通道263、271的流动，从而朝向预定当量比或燃料与氧化剂比(例如，化学计量燃料与氧化剂比或在大约0.90到1.10之间、在0.95到1.05之间或大约1.0的当量比)移动用于燃料喷嘴164和/或用于燃烧器160的动力，该预定当量比或燃料与氧化剂比可以被用作设定点。如可以认识到的，由控制器118所执行的程序可以包括前馈机制和反馈机制中的一者或两者。

图7是具有分配流测量系统320的燃气涡轮系统150的燃烧器160的实施例的剖视图。氧化剂68流到燃烧器160的盖端166并且可以进入上游端370处的燃料喷嘴164。在氧化剂通道271上的氧化剂压力传感器269至少部分基于氧化剂通道271中的氧化剂压力向控制器118传输压力信号。燃料供应系统324经由燃料通道263向燃料喷嘴164提供燃料70。燃料供应系统324可以向每个燃料喷嘴164提供相同或不同燃料。例如，燃料供应系统324可以向外燃料喷嘴372供应第一燃料70，并且可以向中心燃料喷嘴376供应第二燃料374。控制器118可以控制到中心燃料喷嘴376的第二燃料374从而基于燃烧动力或特性来调整燃烧室中的燃烧，该燃烧动力或特性诸如当量比、燃烧温度或排放物(例如未燃烧燃料、O₂、CO、CO₂、H₂、CH₄、NO_X、水或其他组分)。在一些实施例中，中心燃料喷嘴376是在燃气涡轮发动机150的起动期间所利用的引燃燃料喷嘴(pilot fuel nozzle)。

在一些实施例中，燃料喷嘴164可以在多级中接收燃料70和/或氧化剂68。例如，氧化剂68可以进入上游端370处的燃料喷嘴164并且如箭头378所示。附加地或替换地，辅助燃料通道334可以提供用于燃烧室168中燃烧的附加燃料70。

控制器118接收来自燃料压力传感器261和来自氧化剂压力传感器269的压力信号。如上所讨论的，控制器118可以至少部分基于压力信号确定每个燃料喷嘴164的燃料70和氧化剂68的流速。控制器118还可以确定燃烧器160的燃料70和氧化剂68的总流速。燃烧室168内的当量比至少部分基于氧化剂68和燃料70的流速，并且还可以至少部分基于再循环排气60的流速。在一些实施例中，控制器118可以至少部分基于从再循环排气压力传感器356所接收的压力信号确定再循环排气60的流速。再循环排气60可以从燃烧器衬垫360内流到盖端部分166和/或流入到燃烧室168中。排气抽取系统80可以抽取至少一部分再循环排气60以用于供应或分配到强化油回收系统18、管线86、储罐88或碳封存系统90。

控制器118的一些实施例可以根据图8中所示的过程400利用分配流测量系统320来控制燃气涡轮发动机150的运转。氧化剂供应系统(例如图3的氧化剂压缩系统186)通过氧化剂通道运输氧化剂(方框402)到每个燃烧器的一个或多个燃料喷嘴。燃料供应系统通过燃料通道运输燃料(方框404)到每个燃烧器的一个或多个燃料喷嘴。在一些实施例中，排气压缩系统将排气从涡轮部再循环(方框406)到燃烧器以用于稀释燃料喷嘴中和/或燃烧室中的氧化剂。

控制器至少部分基于测量的压力利用分配流测量系统来确定通过通道到燃料喷嘴的流体的流速。控制器测量(方框408)一个或多个相应的氧化剂通道中的一个或多个氧化剂流的氧化剂压力，并且测量(方框410)在一个或多个相应的燃料通道中的一个或多个燃料流的燃料压力。测量的氧化剂压力和燃料压力可以由控制器根据压力传感器来确定或接收。氧化剂压力传感器和燃料压力传感器可以间歇地、以规律间隔或大致连续地提供指示燃料和氧化剂的相应压力的反馈，或者可以向控制器提供实际压力值。

在一些实施例中，控制器可以调整氧化剂流速来控制燃气涡轮发动机上的负载，并且可以调整燃料流速来保持期望当量比(Φ)。控制器可以自动或手动(例如基于手动输入负载)确定(方框412)燃气涡轮发动机的期望负载。例如，控制器可以基于存储在存储器中的指令或算法或燃气涡轮发动机的运转历史和驱动负载自动确定燃气涡轮的期望负载。在一些实施例中，控制器可以确定(方框413)一个或多个参考压力。如上所讨论的，每个通道(例如燃料通道、氧化剂通道)的参考压力可以是氧化剂供应压力、燃料供应压力、氧化剂歧管压力、燃料歧管压力、燃烧器衬垫压力(例如再循环的排气压力)、燃烧室压力或盖端压力、或其任意组合。控制器可以基于一个或多个因素确定(方框414)的期望当量比，该因素包括但不限于环境条件、排放物标准、燃气涡轮发动机的运转状态(例如起动、关闭、稳态运转)、抽取排气的目的地或用途等等。

控制器至少部分基于相应的测量的氧化剂压力确定(方框416)通过每个测量的氧化剂通道的当前氧化剂流速。在一些实施例中，控制器通过将测量的氧化剂压力与参考氧化剂压力相比来确定当前氧化剂流速。控制器可以基于氧化剂流速与压降之间的对应关系来确定当前氧化剂流速。氧化剂流速与压降之间的关系可以至少部分基于氧化剂通道的长度、氧化剂通道的材料、氧化剂的黏度、氧化剂的密度或相应氧化剂通道的直径，或其任何组合来实证地(例如经由测试)确定或通过计算流排出系统来确定。在一些实施例中，控制器至少部分基于测量的氧化剂温度和测量的氧化剂压力与参考压力(例如氧化剂供应压力、盖端压力、燃烧器衬垫压力、燃烧室压力)之间的压力差来确定(方框416)氧化剂通道中的当前氧化剂流速。

同样，控制器至少部分基于相应的测量的燃料压力来确定(方框418)通过每个测量的燃料通道的当前燃料流速。在一些实施例中，控制器通过将测量的燃料压力与参考燃料压力相比来确定当前燃料流速。控制器可以基于燃料流速与压降之间的对应关系来确定当前燃料流速。燃料流速与压降之间的关系可以至少部分基于燃料通道的长度、燃料通道的材料、燃料的黏度、燃料的密度或相应燃料通道的直径，或其任何组合来实证地(例如经由测试)确定或通过计算流排出系数来确定。在一些实施例中，控制器至少部分基于测量的燃料温度和测量的燃料压力与参考压力(例如燃料供应压力、盖端压力、燃烧器衬垫压力、燃烧室压力)之间的压力差来确定(方框418)燃料通道中的当前燃料流速。

在确定通过相应的氧化剂通道和相应的燃料通道的氧化剂和燃料的流速后，控制器可以控制(方框420)氧化剂流并且可以控制(方框422)燃料流。如上所讨论的，控制器可以至少部分基于燃气涡轮发动机的期望当量比和/或期望负载来控制(方框420)氧化剂流。在一些实施例中，控制器可以控制(方框420)到每个燃烧器的氧化剂流。附加地或替换地，控制器可以控制(方框420)到每个燃烧器的一个或多个燃料喷嘴的氧化剂流。控制器可以至少部分基于燃气涡轮发动机的期望当量比和/或期望负载来控制(方框422)燃料流。在一些实施例中，控制器可以独立地控制(方框422)到每个燃烧器的燃料流。附加地或替换地，控制器可以独立地控制(方框422)到每个燃烧器的一个或多个燃料喷嘴的燃料流。例如，控制器可以通过控制到燃烧器的中心燃料喷嘴的燃料流来调整燃烧器的当量比。

本发明的技术效应包括分配流测量系统使控制器能够在最小地影响供应氧化剂流和燃料流的情况下确定到燃料喷嘴的氧化剂和燃料的流速。氧化剂通道的测压孔中的氧化剂压力传感器将氧化剂压力信号传输到控制器，并且控制器可以基于氧化剂压力信号确定氧化剂流速。燃料通道的测压孔中的燃料压力传感器将燃料压力信号传输到控制器，并且控制器可以基于燃料压力信号确定燃料流速。利用确定的氧化剂流速和确定的燃料流速，控制器可以调整氧化剂流速和燃料流速使燃气涡轮发动机能够响应于负载变化，并且使燃气涡轮发动机能够以期望的当量比(例如大约0.90到1.10，大约0.95到1.05，或大约1.0)运转。如可以认识到的，以期望当量比运转可以使排气能够具有期望成分以用作再循环排气、以用在强化油回收系统中或用在另一个工业系统或工业过程中。

本书面说明书使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域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包含的方法。本发明的可专利范围由权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员可想到的其他示例。如果这些其他示例具有与权利要求的字面语言相同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质区别的等同结构元件，则它们也在权利要求的范围内。

附加实施例

本实施例提供用于通过排气再循环控制燃气涡轮发动机中的燃烧和排放的系统和方法。应当理解的是，可以以任意适当的组合利用任意一个上述特征或上述特征的组合。事实上，目前可以预测这些组合的所有置换。通过示例的方式，提供以下条款作为本公开的进一步描述：

实施例1.一种系统，其具有第一燃烧器，所述第一燃烧器具有被配置为向所述第一燃烧器供应第一氧化剂流的多个第一氧化剂通道、被配置为向所述第一燃烧器供应第一燃料流的多个第一燃料通道、多个第一氧化剂压力传感器、多个第一燃料压力传感器以及被耦连到所述多个第一氧化剂压力传感器并且被耦连到所述多个第一燃料压力传感器的控制器。所述多个第一氧化剂压力传感器中的每个第一氧化剂压力传感器被流体耦连到所述多个第一氧化剂通道中的相应的第一氧化剂通道并且被配置为传输相应的第一氧化剂压力信号。所述多个第一燃料压力传感器中的每个第一燃料压力传感器被流体耦连到所述多个第一燃料通道中的相应的第一燃料通道并且被配置为传输相应的第一燃料压力信号。所述控制器被配置为至少部分基于所述相应的第一氧化剂压力信号和第一参考氧化剂压力来确定通过所述多个第一氧化剂通道中的每个第一氧化剂通道的第一氧化剂流速。所述控制器被配置为至少部分基于所述相应的第一燃料压力信号和第一参考燃料压力来确定通过所述多个第一燃料通道中的每个第一燃料通道的第一燃料流速。

实施例2.根据实施例1所述的系统，其中所述第一燃烧器是环形燃烧器。

实施例3.根据任一前述实施例所述的系统，其具有第二燃烧器，所述第二燃烧器具有被配置为向所述第二燃烧器供应第二氧化剂流的多个第二氧化剂通道、被配置为向所述第二燃烧器供应第二燃料流的多个第二燃料通道、多个第二氧化剂压力传感器、多个第二燃料压力传感器以及被耦连到所述多个第二氧化剂压力传感器并且被耦连到所述多个第二燃料压力传感器的控制器。所述多个第二氧化剂压力传感器中的每个第二氧化剂压力传感器被流体耦连到所述多个第二氧化剂通道中的相应的第二氧化剂通道并且被配置为传输相应的第二氧化剂压力信号。所述多个第二燃料压力传感器中的每个第二燃料压力传感器被流体耦连到所述多个第二燃料通道中的相应的第二燃料通道并且被配置为传输相应的第二燃料压力信号。所述控制器被配置为至少部分基于所述相应的第二氧化剂压力信号和第二参考氧化剂压力来确定通过所述多个第二氧化剂通道中的每个第二氧化剂通道的第二氧化剂流速。所述控制器被配置为至少部分基于所述相应的第二燃料压力信号和第二参考燃料压力来确定通过所述多个第二燃料通道中的每个第二燃料通道的第二燃料流速。

实施例4.根据任一前述实施例所述的系统，其中所述第一燃烧器具有多个第一燃料喷嘴，所述多个第一燃料喷嘴包括相应的多个第一燃料通道，并且所述多个第一燃料喷嘴包括预混喷嘴、扩散喷嘴或其任何组合。

实施例5.根据任一前述实施例所述的系统，其中所述第一参考氧化剂压力至少部分基于流体耦连到所述多个第一氧化剂通道的氧化剂供应系统的压力，并且所述第一参考燃料压力至少部分基于流体耦连到所述多个第一燃料通道的燃料供应的压力。

实施例6.根据任一前述实施例所述的系统，其中所述第一参考氧化剂压力是所述第一燃料压力，并且所述第一参考氧化剂压力至少部分基于流体耦连到所述多个第一氧化剂通道的氧化剂供应系统的压力、流体耦连到所述多个第一燃料通道的燃料供应的压力、盖端压力、燃烧器衬垫压力或燃烧室压力，或其任何组合。

实施例7.根据任一前述实施例所述的系统，其中所述控制器被配置为至少部分基于到所述第一燃烧器的确定的第一氧化剂流速和确定的第一燃料流速来控制到所述第一燃烧器的所述第一燃料流。

实施例8.根据任一前述实施例所述的系统，其中所述控制器被配置为至少部分基于到所述第一燃烧器的确定的第一氧化剂流速和确定的第一燃料流速来控制到所述第一燃烧器的所述第一氧化剂流。

实施例9.根据任一前述实施例所述的系统，其具有兰布达传感器(lambda sensor)，所述兰布达传感器被配置为测量来自所述第一燃烧器的排气中的氧浓度，其中所述控制器被配置为至少部分基于测量的氧化剂浓度、确定的第一燃料流速以及确定的第一氧化剂流速来控制到所述第一燃烧器的所述第一燃料流或所述第一氧化剂流中的至少一个。

实施例10.根据任一前述实施例所述的系统，其具有燃气涡轮发动机，所述燃气涡轮发动机具有所述第一燃烧器，其中所述控制器被配置为至少部分基于0.95和1.05之间的目标当量比来控制所述第一氧化剂流和所述第一燃料流。

实施例11.根据实施例10所述的系统，其中所述燃气涡轮发动机是化学计量排气再循环(SEGR)燃气涡轮发动机。

实施例12.一种系统，其包括多个燃烧器和被耦连到所述多个燃烧器的分配流测量系统。所述多个燃烧器中的每个燃烧器包括一个或多个氧化剂通道和一个或多个燃料通道。所述分配流测量系统被配置为至少部分基于沿着相应的氧化剂通道的氧化剂压降来测量相应的燃烧器的所述一个或多个氧化剂通道中的相应的氧化剂通道的氧化剂流速，并且所述分配流测量系统被配置为至少部分基于沿着相应的燃料通道的燃料压降来测量相应的燃烧器的所述一个或多个燃料通道中的相应的燃料通道的燃料流速。

实施例13.根据实施例12所述的系统，其中所述多个燃烧器中的每个燃烧器包括：经由一个或多个燃料阀或多端口燃料扫描阀被流体耦连到所述相应的燃烧器的所述一个或多个燃料通道的燃料歧管；被耦连到所述燃料歧管的燃料歧管压力传感器，其中所述燃料歧管压力传感器被配置为感测所述一个或多个燃料通道中的相应的燃料压力；经由一个或多个氧化剂阀或多端口氧化剂扫描阀被流体耦连到所述相应的燃烧器的所述一个或多个氧化剂通道的氧化剂歧管；以及被耦连到所述氧化剂歧管的氧化剂歧管压力传感器，其中所述氧化剂歧管压力传感器被配置为感测所述一个或多个氧化剂通道的相应的氧化剂压力。

实施例14.根据实施例12或13所述的系统，其中所述分配流测量系统包括多个氧化剂压力传感器和多个燃料压力传感器。所述多个氧化剂压力传感器中的每个氧化剂压力传感器被耦连到所述多个燃烧器中的每个燃烧器的所述一个或多个氧化剂通道中的对应氧化剂通道。所述多个燃料压力传感器中的每个燃料压力传感器被耦连到所述多个燃烧器中的每个燃烧器的所述一个或多个燃料通道中的对应燃料通道。

实施例15.根据实施例14所述的系统，其中所述分配流测量系统被配置为测量所述多个燃烧器中的每个燃烧器的所述氧化剂流速和所述燃料流速，而不约束通过所述一个或多个氧化剂通道的氧化剂流并且不约束通过所述一个或多个燃料通道的燃料流。

实施例16.根据实施例12、13、14或15所述的系统，其中所述一个或多个氧化剂通道中的每个氧化剂通道包括氧化剂流排出系数，并且所述一个或多个燃料通道中的每个燃料通道包括燃料流排出系数，其中所述分配流测量系统被配置为至少部分基于相应的氧化剂流排出系数来测量所述一个或多个氧化剂通道中的每个氧化剂通道的所述氧化剂流速，并且所述分配流测量系统被配置为至少部分基于相应的燃料流排出系数来测量所述一个或多个燃料通道中的每个燃料通道的所述燃料流速。

实施例17.根据实施例12、13、14、15或16所述的系统，其中所述多个燃烧器包括预混燃料喷嘴、扩散燃料喷嘴或其任何组合。

实施例18.一种运转燃烧器的方法，其包括：将氧化剂流运输通过多个氧化剂通道、将燃料流运输通过多个燃料通道、测量通过所述多个氧化剂通道中的每个氧化剂通道的所述氧化剂流的氧化剂压力、测量通过所述多个燃料通道中的每个燃料通道的所述燃料流的燃料压力、至少部分基于相应的氧化剂压力和参考压力来确定通过所述多个氧化剂通道中的每个氧化剂通道的氧化剂流速、以及至少部分基于相应的燃料流和所述参考压力来确定通过所述多个燃料通道中的每个燃料通道的所述燃料流的燃料流速。

实施例19.根据实施例18所述的方法，其包括：利用存储在存储器中的氧化剂通道数据来确定通过所述多个氧化剂通道中的每个氧化剂通道的所述氧化剂流的所述氧化剂流速；以及利用存储在所述存储器中的燃料通道数据来确定通过所述多个燃料通道中的每个燃料通道的所述燃料流的所述燃料流速。

实施例20.根据实施例18或19所述的方法，其包括：至少部分基于相应的氧化剂通道的氧化剂流排出系数来确定通过所述多个氧化剂通道中的每个氧化剂通道的所述氧化剂流的所述氧化剂流速，以及至少部分基于相应的燃料通道的燃料流排出系数来确定通过所述多个燃料通道中的每个燃料通道的所述燃料流的所述燃料流速。

实施例21.根据实施例18、19或20所述的方法，其包括至少部分基于所述氧化剂流速和所述燃料流速来控制被运输到所述燃烧器的所述燃料流与所述氧化剂流的比。

实施例22.根据实施例21所述的方法，其包括将所述燃料流与所述氧化剂流的所述比控制到0.95到1.05之间的当量比。

实施例23.根据实施例21或22所述的方法，其包括测量来自所述燃烧器的排气流中的氧化剂浓度以及至少部分基于所述氧化剂浓度来控制所述燃料流与所述氧化剂流的所述比。

实施例24.根据实施例18、19、20、21、22或23所述的方法，其包括：至少部分基于相应的氧化剂通道的所述氧化剂压力来识别所述多个氧化剂通道的相应的氧化剂通道中的氧化剂流异常或至少部分基于所述相应的燃料通道的所述燃料压力来识别所述多个燃料通道的相应的燃料通道中的燃料流异常。

实施例25.根据实施例18、19、20、21、22、23或24所述的方法，其包括：测量通过所述多个氧化剂通道中的每个氧化剂通道的所述氧化剂流的氧化剂温度、测量通过所述多个燃料通道中的每个燃料通道的所述燃料流的燃料温度、至少部分基于相应的氧化剂温度来确定通过每个氧化剂通道的所述氧化剂流的所述氧化剂流速、以及至少部分基于相应的燃料温度来确定通过每个燃料通道的所述燃料流的所述燃料流速。