使用NMHC燃料的燃气涡轮联合循环动力装置的启动和操作的方法与流程

本申请基于美国临时申请No.62/433,374并且要求其优先权，其于2016年12月13日在美国专利和商标局提交，并且通过引用以其整体并入本文中。

技术领域

本发明涉及供应至联合循环动力装置中的燃气涡轮的液体和气体燃料，并且更具体而言，涉及使用蒸汽喷射来调节燃料性质的系统和方法。

背景技术：

联合循环动力装置组合地利用燃气涡轮发动机和蒸汽涡轮发动机，以产生功率。动力装置布置成使得燃气涡轮发动机通过热回收蒸汽发生器(“HRSG”)热连接于蒸汽涡轮发动机。HRSG为非接触式热交换器，其允许用于蒸汽发生过程的给水由否则浪费的燃气涡轮发动机排出气体加热。HRSG为大管道，其中管束插置在其中，使得水在排出气体穿过管道时加热成蒸汽。

联合循环中的燃气涡轮发动机经常为天然气燃烧的并且通常用于驱动发电机。此类燃气涡轮设计成焚烧特定范围的燃料，其中燃料消耗的速率可取决于燃料的化学成分。燃气涡轮燃烧器中的许多种通过采用贫预混燃烧实现低NOx排放水平，其中燃料和焚烧所有燃料所需的过量空气在燃烧之前混合，以控制和限制热NOx产生。经常被称为干式低NOx(DLN)燃烧器的这类燃烧器需要燃烧条件的更仔细的管理，以实现稳定的操作和可接受的NOx和CO排放，同时保持没有压力振荡(称为动态)，其通常与在燃烧过程期间声学和不稳定能量释放的组合有关。

由于天然气需求的增加，管线天然气的供应有时可变得不能够满足联合循环动力装置对天然气燃料的需求。因此，燃气涡轮操作者不断地寻找合适的替代燃料，以代替天然气在它们的燃气涡轮内焚烧，直到天然气供应被恢复。潜在替代燃料的一个实例为非甲烷碳氢化合物(NMHC)。随着作为用以抽取天然气的手段的水力压裂法的引入，大量剩余的一种NMHC、乙烷生成。在世界的许多地方的另一种常见的天然气替代品为液化天然气(LNG)。对合适替代品的搜索导致燃气涡轮使用各种燃料(包括贫甲烷、非甲烷碳氢化合物、原油以及合成气)的启动和操作。目前，非甲烷碳氢化合物的类别包括乙烷、丙烷以及更一般的液化石油气(LPG)，它们变得以合适的量可用。乙烷、丙烷以及LPG可用于发电，并且现在存在将它们全部出口作为用于发电的LNG替代品的选择。

存在各种技术挑战，其与用一种燃料(如乙烷或其它NMHC燃料)替换燃气涡轮燃烧器中(特别是燃烧器中)的另一种燃料相关联，该燃烧器基于燃料的各种燃料性质(即，燃料密度、反应性以及沃泊指数)在窄范围的操作条件之下高度地调谐。具有升高的(或降低的)热值的NMHC燃料(如乙烷)可具有损坏燃烧动态、火焰回火或增加的NOx排放的增加的风险。

因此，存在对用于降低替代NMHC燃料(如乙烷)的较高热值(HHV)的系统和方法的需要。系统和方法应当容许在宽范围内对更改的沃泊指数(MWI)的调整，而不需要对气体燃料的显著温度调整。系统和方法应当提供用于降低较低热值(LHV)和所得的MWI的稀释。

技术实现要素：

本发明的方面和优点在以下描述中在下面阐述，或者可从描述为明显的，或者可通过本发明的实践学习。

一个实施例为一种用于启动和操作加NMHC燃料的燃气涡轮联合循环的方法，其包括启动辅助锅炉，以生成辅助蒸汽；启动热回收蒸汽发生器(HRSG)，以生成HRSG水和HRSG蒸汽；将辅助蒸汽、HRSG蒸汽以及HRSG水中的至少一种供应至NMHC燃料蒸发器热交换器，以从液体NMHC燃料供应生成气态NMHC燃料；将气态NMHC燃料喷射到气态NMHC燃料处理系统中；将辅助蒸汽、HRSG蒸汽以及HRSG水中的至少一种喷射到气态NMHC燃料处理系统中；将辅助蒸汽、HRSG蒸汽以及HRSG水中的至少一种与气态NMHC燃料混合，以形成气态NMHC燃料混合物；将气态NMHC燃料混合物喷射到气态NMHC燃料分配系统的至少一个预选预混燃料回路中；以及通过预限定的操作模式将燃气涡轮点燃和加速至基本负载。

另一实施例为一种用于启动和操作如以上描述的加NMHC燃料的燃气涡轮联合循环的方法，而没有将辅助蒸汽、HRSG蒸汽以及HRSG水中的至少一种供应至NMHC燃料蒸发器热交换器以从液体NMHC燃料供应生成气态NMHC燃料的步骤。

另一实施例为通过一系列预限定的操作模式来启动和操作加NMHC燃料的燃气涡轮联合循环的方法。

另一实施例为一种用于启动和操作加NMHC燃料的燃气涡轮联合循环动力装置的方法。该方法包括将气态NMHC燃料喷射到气态NMHC燃料处理系统中，将辅助蒸汽、HRSG蒸汽或HRSG水中的至少一种喷射到气态NMHC燃料处理系统中，以及将辅助蒸汽、HRSG蒸汽或HRSG水中的至少一种与NMHC燃料处理系统中的气态NMHC燃料混合以形成气态NMHC燃料混合物。该方法还包括将气态NMHC燃料混合物喷射到气态NMHC燃料分配系统中，以及将气态NMHC燃料混合物通过气态NMHC燃料分配系统提供至加NMHC燃料的燃气涡轮的燃烧器。

另一实施例为一种用于启动和操作加NMHC燃料的燃气涡轮联合循环动力装置的方法。该方法包括启动辅助锅炉以生成辅助蒸汽，启动热回收蒸汽发生器(HRSG)以生成HRSG水和HRSG蒸汽，以及将气态NMHC燃料喷射到气态NMHC燃料处理系统中。该方法还包括将辅助蒸汽、HRSG蒸汽或HRSG水中的至少一种喷射到气态NMHC燃料处理系统中，以及将辅助蒸汽、HRSG蒸汽或HRSG水中的至少一种与NMHC燃料处理系统中的气态NMHC燃料混合以形成气态NMHC燃料混合物。该方法还包括将气态NMHC燃料混合物喷射到气态NMHC燃料分配系统的至少一个预选预混燃料回路中，以及点燃和加速燃气涡轮。

技术方案1. 一种用于启动和操作加非甲烷碳氢化合物(“NMHC”)燃料的燃气涡轮联合循环动力装置的方法，所述方法包括：

将气态NMHC燃料喷射到气态NMHC燃料处理系统中；

将辅助蒸汽、热回收蒸汽发生器(“HRSG”)蒸汽或HRSG水中的至少一种喷射到所述气态NMHC燃料处理系统中；

将辅助蒸汽、HRSG蒸汽或HRSG水中的所述至少一种与所述NMHC燃料处理系统中的所述气态NMHC燃料混合，以形成气态NMHC燃料混合物；

将所述气态NMHC燃料混合物喷射到气态NMHC燃料分配系统中；以及

将所述气态NMHC燃料混合物通过所述气态NMHC燃料分配系统提供至所述加NMHC燃料的燃气涡轮的燃烧器。

技术方案2. 根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

启动辅助锅炉，以生成所述辅助蒸汽；

启动HRSG，以生成所述HRSG水和HRSG蒸汽；

将辅助蒸汽、HRSG蒸汽或HRSG水中的至少一种供应至NMHC燃料蒸发器热交换器，以从液体NMHC燃料供应生成所述气态NMHC燃料。

技术方案3. 根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将液体NMHC燃料供应至液体NMHC燃料处理系统；和

将所述液体NMHC燃料从所述液体NMHC燃料处理系统喷射到液体NMHC燃料分配系统中；以及

将所述液体NMHC燃料通过所述液体NMHC燃料分配系统提供至所述燃烧器。

技术方案4. 根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将液体非NMHC燃料供应至液体非NMHC燃料处理系统；

将所述液体非NMHC燃料从所述液体非NMHC燃料处理系统喷射到液体非NMHC燃料分配系统中；以及

将所述液体非NMHC燃料通过所述液体非NMHC燃料分配系统提供至所述燃烧器。

技术方案5. 根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将气态非NMHC燃料供应至气态非NMHC燃料处理系统；

将气态液体非NMHC燃料从所述气态非NMHC燃料处理系统喷射到气态非NMHC燃料分配系统中；以及

将所述气态非NMHC燃料通过所述气态非NMHC燃料分配系统提供至所述燃烧器。

技术方案6. 根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述提供步骤之前加热所述气态NMHC燃料混合物。

技术方案7. 根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述气态NMHC燃料包括乙烷、丙烷、液体石油气(“LPG”)、合成气，或它们的混合物。

技术方案8. 根据技术方案2所述的方法，其特征在于，所述HRSG包括以至少三个不同的操作压力操作的多压力热交换器。

技术方案9. 根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括点燃和加速所述燃气涡轮的步骤。

技术方案10. 根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述气态NMHC燃料分配系统包括一个或更多个预混燃料回路。

技术方案11. 一种用于启动和操作加非甲烷碳氢化合物(“NMHC”)燃料的燃气涡轮联合循环动力装置的方法，所述方法包括：

启动辅助锅炉，以生成辅助蒸汽；

启动热回收蒸汽发生器(“HRSG”)，以生成HRSG水和HRSG蒸汽；

将气态NMHC燃料喷射到气态NMHC燃料处理系统中；

将辅助蒸汽、HRSG蒸汽或HRSG水中的至少一种喷射到所述气态NMHC燃料处理系统中；

将辅助蒸汽、HRSG蒸汽或HRSG水中的所述至少一种与所述NMHC燃料处理系统中的所述气态NMHC燃料混合，以形成气态NMHC燃料混合物；

将所述气态NMHC燃料混合物喷射到气态NMHC燃料分配系统的至少一个预选预混燃料回路中；以及

点燃和加速所述燃气涡轮。

技术方案12. 根据技术方案11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将辅助蒸汽、HRSG蒸汽或HRSG水中的至少一种供应至NMHC燃料蒸发器热交换器，以从液体NMHC燃料供应生成所述气态NMHC燃料。

技术方案13. 根据技术方案11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将液体NMHC燃料供应至液体NMHC燃料处理系统；和

将所述液体NMHC燃料从所述液体NMHC燃料处理系统喷射到液体NMHC燃料分配系统中；以及

将所述液体NMHC燃料通过所述液体NMHC燃料分配系统提供至所述燃烧器。

技术方案14. 根据技术方案11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将液体非NMHC燃料供应至液体非NMHC燃料处理系统；

将所述液体非NMHC燃料从所述液体非NMHC燃料处理系统喷射到液体非NMHC燃料分配系统中；以及

将所述液体非NMHC燃料通过所述液体非NMHC燃料分配系统提供至所述燃烧器。

技术方案15. 根据技术方案11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将气态非NMHC燃料供应至气态非NMHC燃料处理系统；

将气态液体非NMHC燃料从所述气态非NMHC燃料处理系统喷射到气态非NMHC燃料分配系统中；以及

将所述气态非NMHC燃料通过所述气态非NMHC燃料分配系统提供至所述燃烧器。

技术方案16. 根据技术方案11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

在所述点火和加速步骤之前加热所述气态NMHC燃料混合物。

技术方案17. 根据技术方案11所述的方法，其特征在于，所述气态NMHC燃料包含乙烷、丙烷、合成气，或它们的混合物。

技术方案18. 根据技术方案11所述的方法，其特征在于，所述HRSG包括以至少三个不同的操作压力操作的多压力热交换器。

本领域技术人员将在审阅说明书时更好地认识到此类实施例及其它实施例的特征和方面。

附图说明

包括针对本领域技术人员的其最佳模式的本发明的完整且开放的公开在包括参照附图的说明书的其余部分中更具体地阐述，在该附图中：

图1为根据本公开的实施例的示例性燃气涡轮联合循环动力装置的示意图；

图2为根据本公开的实施例的将液体NMHC燃料蒸发成在燃烧之前稀释的气态NMHC燃料的NMHC燃料供应系统的示意图；

图3为根据本公开的实施例的在燃烧之前稀释的组合的液体和气体NMHC燃料供应系统燃料的示意图；

图4为根据本公开的实施例的在燃烧之前稀释的组合的燃料油和气体NMHC燃料供应系统的示意图；

图5为根据本公开的实施例的在燃烧之前稀释的组合的甲烷燃料供应和NMHC燃料供应系统的示意图；

图6为根据本公开的实施例的在燃烧之前稀释的NMHC气态燃料供应系统的示意图；

图7为根据本公开的实施例的DLN燃烧系统的示意图；以及

图8为根据本公开的实施例的示出燃气涡轮联合循环动力装置的启动和操作模式的图表。

部件列表

10燃气涡轮联合循环动力装置

12燃气涡轮发动机系统

14燃烧器

16涡轮区段

18蒸汽发动机系统

20高压区段

22中压区段

24低压区段

26冷凝器

28发生器

30轴

32热回收蒸汽发生器(HRSG)

34 HRSG低压区段

36 HRSG中压区段

38 HRSG高压区段

40导管

42冷凝泵

46导管

48导管

50导管

52燃料加热系统

56预混1歧管

57预混2歧管

58预混3歧管

59轴向燃料系统歧管

60吹扫空气歧管

202液体NMHC燃料

204液体NMHC蒸发器

206气态NMHC处理&计量

208气态NMHC分配

210辅助蒸汽锅炉

214放气/着火

216气态NMHC燃料

218NMHC燃料混合物

220冷凝物放出

222辅助蒸汽

224HRSG水

226HRSG蒸汽

250液体NMHC燃料

252液体NMHC处理&计量

254液体NMHC分配

260液体燃料油

262液体燃料油处理&计量

264液体燃料油分配

270气态甲烷燃料

272气态甲烷处理&计量

274气态甲烷燃料分配

280气态NMHC供应。

具体实施方式

现在将详细参照本发明的本实施例，其一个或更多个实例在附图中示出。详细描述使用了数字和字母标号来表示附图中的特征。附图和说明书中相似或类似的标号用于表示本发明的相似或类似的部分。如本文中使用的，用语“第一”、“第二”和“第三”可以可互换地使用，以将一个构件与另一个区分开，并且不旨在表示独立构件的位置或重要性。用语“上游”和“下游”是指相对于流体通道中的流体流的相对方向。例如，“上游”是指流体流自的方向，而“下游”是指流体流至的方向。用语非甲烷碳氢化合物(NMHC)燃料是指一类高碳氢化合物燃料，包括乙烷、丙烷以及LPG。本文中使用的用语出于仅描述特定实施例的目的，并且不旨在限制本发明。如本文中使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另外清楚地指出。还将理解的是，用语“包括(comprises)”和/或“包含(comprising)”在用于本说明书中时表示叙述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或构件的存在，但并未排除存在或添加一个或更多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、构件和/或它们的组。

各个实例经由阐释本发明提供，而不限制本发明。实际上，对本领域技术人员而言将显而易见的是，可在本发明中作出改型和变型，而不脱离其范围或精神。例如，示为或描述为一个实施例的部分的特征可用于另一个实施例上以产生又一个实施例。因此，意图是，本发明覆盖落入所附权利要求和它们的等同物的范围内的此类改型和变型。例如，尽管工业、船用或陆基燃气涡轮在本文中示出和描述，但是如本文中示出和描述的本公开不限于陆基和/或工业和/或船用燃气涡轮，除非权力要求中另外说明。如本文中描述的公开可例如用于任何类型的涡轮(包括但不限于航改涡轮或船用燃气涡轮)中。

现在参照附图，其中相同的标记遍及附图表示相同的元件，图1为示例性燃气涡轮联合循环动力装置10的示意图。动力装置10包括具有压缩区段13、包含一个或更多个燃烧器14的燃烧系统，以及涡轮区段16的燃气涡轮发动机系统12。动力装置10还包括蒸汽涡轮发动机系统18。蒸汽涡轮发动机系统18包括高压区段20、中压区段22，以及一个或更多低压区段24，其中，多个蒸汽进入点在不同的压力下。低压区段24排出到冷凝器26中。蒸汽涡轮发动机系统18和燃气涡轮发动机12驱动产生电功率的发生器28。燃气涡轮发动机系统12、蒸汽涡轮发动机系统18以及发生器28可布置在单个轴30上。可使用其它构造。

蒸汽涡轮发动机系统18与多压力热回收蒸汽发生器(HRSG)32相关联。HRSG 32为逆流式热交换器，其中穿过HRSG 32的给水在排出气体从燃气涡轮发动机系统12输出，放热并且变得更冷时被加热。HRSG32可具有三个(3个)不同的操作压力(高、中、低)，其中构件用以在各种压力和温度下生成蒸汽。该蒸汽用作供给至蒸汽涡轮发动机系统18的对应级的蒸气。例如，HRSG 32可包括低压区段34、中压区段36以及高压区段38，它们中的各个可大体上包括一个或更多个节能器、蒸发器和/或超级加热器。

冷凝物借助于冷凝泵42经由一个或更多个导管40从冷凝器26供给至HRSG 32。设置在冷凝泵42下游的压盖密封冷凝器44还可用于次级冷凝操作。冷凝物随后从冷凝泵42穿过HRSG32的低压区段34。以已知的方式，来自低压区段34的蒸汽经由导管46供给至蒸汽涡轮系统18的低压区段24。冷凝物和/或给水穿过中间区段36并且经由导管48返回至蒸汽涡轮系统18的中压区段22。最后，冷凝物穿过HRSG 32的高压区段38并且经由导管50返回至蒸汽涡轮系统18的高压区段20。经由HRSG 32产生的热水还可用于燃料加热系统52。

图2为用于将液体NMHC燃料202蒸发成在燃烧之前稀释的气态NMHC燃料216的示例性NMHC燃料供应系统的示意图。装备DLN的燃气涡轮联合循环动力装置10的启动和操作可使用液相NMHC燃料202(如乙烷、丙烷或LPG)单独或以合适的混合物完成。液体NMHC燃料202可在足够低的温度处和在压力下储存在罐中，以阻止蒸发，并且接着由液体NMHC蒸发器204蒸发，以生成气态NMHC燃料216。气态NMHC燃料216可包括乙烷、丙烷、LPG、合成气，或它们的任何合适混合物。蒸发器204的热源可为来自辅助锅炉210的辅助蒸汽222、来自热回收蒸汽发生器(HRSG)32的HRSG水224、来自热回收蒸汽发生器(HRSG)32的HRSG蒸汽226、电加热源，或它们的混合物。气态NMHC燃料216可在气态NMHC处理和计量系统206中与辅助蒸汽222、HRSG蒸汽226、HRSG水224或它们的混合物混和(由它们稀释)，以生成NMHC燃料混合物218。NMHC燃料混合物218供应至气态NMHC燃料分配系统208，其将NMHC燃料混合物218分配至燃烧器14(如在一些实施例中经由燃料加热系统52)。NMHC燃料混合物218可用于启动(点火、交叉火以及加速)并且用于负载操作。蒸汽和NMHC燃料系统两者将很可能需要足够的放气/着火214点和冷凝物220放出点，以便于夹带的液体的移除。对于NMHC燃料(如乙烷)而言，可需要包括点火和火焰稳定的着火系统，以实现放出的乙烷燃烧。作为备选，可使用用于接着将乙烷冷凝且返回至液体乙烷储罐的多相乙烷的收集的系统。

气态NMHC分配系统208可具有DLN燃料系统的特性，该DLN燃料系统具有如图7中示出的预混(PM)燃料回路。DLN燃料系统可包括：用以将燃料输送至燃烧器14的中心喷嘴的PM1回路56、将燃料输送至定位成最靠近燃烧器14的交叉火管的两个喷嘴的PM2回路57、将燃料输送至燃烧器14的其余外部燃料喷嘴的PM3回路58，以及将燃料输送至燃烧器14的轴向燃料分级系统的轴向燃料分级(AFS)回路59(例如，延迟贫油喷射(LLI)回路)。NMHC燃料进入供应歧管至各个回路，其最终引导至燃气涡轮燃烧器14。用于在所有操作模式中不接收燃料供应的通路的吹扫空气可经由吹扫空气歧管60供应至五个外部燃料喷嘴。

图3示出了通过添加液体NMHC燃料分配系统254以使得液体NMHC燃料250(如LPG)能够在如经由液体NMHC燃料分配系统254的液体NMHC燃料喷射器分配至燃烧器14之前供给液体NMHC处理和计量系统252的图2的变体。在液体NMHC处理和计量系统252内，液体NMHC燃料250可被过滤，并且可经受压力控制和流量计量，以制备用于提供至分配系统254的燃料250。液体NMHC燃料喷射器可包括雾化型、具有蒸汽稀释剂的雾化型、用于单或双燃料使用的微混合器中的至少一种，或它们的混合物。图4示出了通过添加液体燃料分配系统264以使得非NMHC液体燃料260(如燃料油)能够在如经由液体非NMHC燃料分配系统264的液体燃料喷射器分配至燃烧器14之前供给液体燃料处理和计量系统262的图2的另一变体。在液体非NMHC处理和计量系统262内，非NMHC液体燃料260可提供穿过燃料前进泵、燃料滤清设备、燃料凝聚设备、过滤设备、燃料加热设备和/或流量计量设备，以制备用于提供至分配系统264的燃料260。液体燃料喷射器可包括雾化型、具有蒸汽稀释剂的雾化型、用于单或双燃料使用的微混合器中的至少一种，或它们的混合物。本文中的微混合器可包括端部板、呈周向阵列的多个基部喷嘴结构、多个分段式混合管、多个燃料仓室，以及可移除端部盖，如共同拥有的美国专利9,163,839中所教导的，其通过引用以其整体并入本文中。图5示出了通过添加气体燃料分配系统274以使得非NMHC气体燃料270(如甲烷或天然气)能够在如经由气体非NMHC燃料分配系统274的燃料喷射器分配至燃烧器14之前供给气体燃料处理和计量系统272的图2的又一变体。在气体燃料处理和计量系统272内，非NMHC气体燃料270可提供穿过燃料凝聚设备、过滤设备、燃料加热设备和/或流量计量设备，以制备用于提供至分配系统274的燃料270。气体燃料喷射器可包括用于MWI调节的蒸汽稀释剂、用于单或双燃料使用的微混合器，或它们的混合物。图6示出NMHC纯气体燃料分配系统208，以使得NMHC气体燃料280(如乙烷或丙烷)能够在如经由燃料喷射器分配至燃烧器14之前供给气体燃料处理和计量系统206。

在一个实施例中，用于启动燃气涡轮的方法可包括用于如经由燃料加热系统52预热燃料管子和歧管系统的手段。燃料加热系统52可例如在燃料分配系统208上游或下游，并且在燃烧器14上游。注意，如以下使用的用语“掺杂”与用语“喷射”同义。启动可利用蒸汽掺杂的NMHC(如蒸汽掺杂的乙烷)执行。在两种情况下，管子和歧管可经历加热循环，以避免蒸汽、乙烷或其它NMHC燃料的冷凝。这可通过来自辅助锅炉的蒸汽到适合的燃料管子系统中的流动来实现。在系统的加热和适合的吹扫之后，燃气涡轮设定至适合的点火速度，以进入以模式3开始的一系列预限定操作模式，如图8中示出的。燃料供应至预混回路中的喷嘴的子集，如图7中示出的，可能是PM1和PM2。系统点火，交叉开火，并且开始加速燃气涡轮发动机。燃料在其穿过模式2和模式1时按照预限定的操作模式供应至PM1和/或PM2燃料系统，以达到同步速度，大约100％速度，并且接着与电网同步。对于具有干启动的系统而言，蒸汽稀释将在模式3处正好在同步之后开始，以实现期望的蒸汽燃料比。燃气涡轮可经受从三个预混回路上的操作至六个预混回路上的操作的模式转换。燃气涡轮可通过适合的燃料调度来加载。启动可使用高MWI燃料，并且在加载/卸载期间向低MWI燃料过渡。具体来说，这将实现在低至中等负载条件下在模式3期间以低MWI燃料以及在模式1,2,4和6期间以高MWI燃料操作。

参照图8的模式图表，各个燃烧器的示例性构造可具有关于气体或液体燃料的多个正常操作模式。这些模式构造成支持燃气涡轮10的操作范围的不同部分。燃烧器在模式3中被点燃，其中气态NMHC燃料216与辅助蒸汽222、HRSG水224、HRSG蒸汽226中的至少一种稀释剂、以及它们的混合物混和，以形成具有仅仅比气态NMHC燃料低的MWI的气态NMHC燃料混合物218。燃气涡轮转子接着在模式2中加速至95％的速度。模式2具有由PM2歧管57供应至PM2燃料喷嘴的气体燃料。模式3具有由PM1歧管56供应至PM1燃料喷嘴并且由PM2歧管57供应至PM2燃料喷嘴的气态NMHC燃料混合物218。在模式2期间，在近似95％的涡轮转子速度条件下，发生向模式1预混模式的过渡。该过渡可在PM1燃料回路或歧管56中开始替代的非混和燃料流(如LPG或甲烷)，并且终止燃料流动至气体歧管57和PM2燃料喷嘴，允许转子实现全速状态(100％速度)，其中对涡轮转子施加最小或减小的负载。该操作次序为所有转子速度和负载提供了PM1燃料歧管56的恒定加燃料(大于95％速度，无负载的状态)。因此，PM1燃料歧管56在操作期间的任何时间都不要求吹扫空气。在模式1期间，吹扫空气供应至PM 2燃料歧管57和PM 3燃料歧管58。在100％转子速度直至最小负载状态之间的预选的燃气涡轮基准点火温度条件下，开始向模式3的模式过渡，因为PM 2歧管57开始再次用气态NMHC燃料混合物218给燃烧器加燃料，而PM 3歧管58继续被空气吹扫。在模式3预混模式下，PM1歧管56和PM2歧管57全部加燃料。模式3预混模式为非常稳定的、非低排放模式，其可使用热燃料或冷燃料。

在近似25％的负载或更高下，向模式4预混模式的模式过渡被调度，其中PM1气体歧管56继续将气体供应至PM1燃料喷嘴，PM3气体歧管58将气体燃料供应至PM3燃料喷嘴，并且PM2气体歧管57的气体燃料流被终止。在模式4预混模式中，燃烧动态通过维持具有较小的燃烧不稳定性的高MWI来改进。在近似50％以上的负载下，模式6被调度，其中高MWI气体燃料从歧管56,57,58和59分别供应至燃料喷嘴PM1,PM2,PM3和LLI。在模式6中，次级燃烧系统选择性地激活贫油喷射(LLI)59系统。次级LLI燃烧系统59可具有贫油直接喷射(LDI)燃料喷射器组件，其分别将燃料和空气供应至燃烧器中的单独的反应区。可接受的火焰稳定性和低动态压力由于燃料系统控制燃烧焚烧区内的轴对称燃料分级的能力而同时实现。

应当注意的是，在一些备选的实施中，步骤中提到的功能可不按附图中提到的顺序发生。例如，连续示出的两个步骤实际上可大致上同时执行，或者步骤有时可以以相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能性。还将注意的是，步骤图和/或流程图的各个步骤，以及步骤图和/或流程图中的步骤的组合可由执行特定功能或动作的基于专用硬件的系统，或专用硬件和计算机指令的组合来控制。

尽管特定的实施例在本文中示出和描述，但是应当认识到的是，计算成实现相同目的的任何布置可替代示出的特定实施例，并且本发明具有其它环境中的其它应用。本申请旨在覆盖本发明的任何修改或变化。以下权利要求决不旨在将本发明的范围限制于本文中描述的特定实施例。