[發明專利]用于渦輪機燃燒室燃料組件的系統與方法

有效

• 申請號: 201210410484.8
• 申請日: 2012-10-24
• 公開（公告）號: CN103062801A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 張華;F.T.科德倫;D.F.比迪;G.D.邁爾斯;W.T.羅斯
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F23R3/28
• 分類號: F23R3/28
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;楊炯

技術領域

本發明涉及燃燒系統，確切地說，涉及將液體燃料供應到燃氣渦輪發動機。

背景技術

各種燃燒系統包括燃燒腔室，在燃燒腔室中，燃料與空氣燃燒以產生熱氣。例如，燃氣渦輪發動機可以包括一個或多個燃燒腔室，用以接收來自壓縮機的壓縮空氣、將燃料注入壓縮空氣，并且產生熱燃燒氣體以驅動渦輪發動機。可以向每個燃燒腔室供應一種或多種不同的燃料，例如，氣體燃料和液體燃料。例如，某些材料可與燃料混合以影響燃燒效率、和/或副產品的產生。不幸的是，一些材料可能不易與燃料混合，因此降低了燃氣渦輪發動機的性能。

發明內容

以下概述了與最初提出權利要求的本發明的范圍相符的某些實施例。這些實施例的目的并不在于限制本發明的范圍，而僅在于概述本發明的可能形式。實際上，本發明可包括與下述實施例類似或不同的各種形式。

在第一實施例中，本發明的一種系統包括渦輪機燃料供應系統。所述渦輪機燃料供應系統包括第一渦輪機燃料混合器，所述第一渦輪機燃料混合器經配置以將第一液體燃料與第一脫氣水(first?deaerated?water)混合，從而產生第一燃料混合物。所述第一燃料混合物經配置以在燃氣渦輪發動機的燃燒室中燃燒。所述渦輪機燃料供應系統還包括：脫氣水流路，所述脫氣水流路經配置以將所述第一脫氣水輸送到所述第一渦輪機燃料混合器中；以及液體燃料流路，所述液體燃料流路經配置以將所述第一液體燃料輸送到所述第一渦輪機燃料混合器中。

所述第一渦輪機燃料混合器包括混合三通管、直聯混合器、靜態混合器、槳式混合器、攪拌器或帶式攪拌器中的至少一個，或者上述項的組合。所述系統還可包括水處理系統，所述水處理系統經配置以沿所述脫氣水流路將所述第一脫氣水供應到所述第一渦輪機燃料混合器。所述系統還包括熱回收蒸汽發生器，所述熱回收蒸汽發生器經配置以沿所述脫氣水流路將所述第一脫氣水供應到所述第一渦輪機燃料混合器；其中，所述熱回收蒸汽發生器經配置以產生所述第一脫氣水。，所述系統還可包括升壓泵，所述升壓泵經配置以增加來自所述熱回收蒸汽發生器的低壓部分或中壓部分的所述第一脫氣水的壓力。

所述第一渦輪機燃料混合器經配置以將所述第一液體燃料與所述第一脫氣水混合，從而產生所述第一液體燃料與所述第一脫氣水的第一乳狀液，作為所述第一燃料混合物。所述系統還可包括：第二渦輪機燃料混合器，所述第二渦輪機燃料混合器經配置以將第二液體燃料與第二脫氣水混合，從而產生第二燃料混合物，其中所述第二燃料混合物經配置以在所述燃氣渦輪發動機的所述燃燒室中燃燒，所述第一燃料混合物是值班燃料混合物，并且所述第二燃料混合物是主要燃料混合物。所述脫氣水流路包括脫氣水歧管，所述脫氣水歧管經配置以將所述第一脫氣水輸送到所述燃氣渦輪發動機的多個混合組件；其中，所述多個混合組件中的每個混合組件包括多個所述第一渦輪機燃料混合器中的一個、多個脫氣水混合閥中的一個，以及多個液體燃料混合閥中的一個。

在第二實施例中，本發明的一種系統包括副產品傳感器，所述副產品傳感器經配置以發射輸入信號，所述輸入信號指示在燃氣渦輪發動機的排氣裝置中檢測到的副產品濃度。所述系統還包括副產品控制器，所述副產品控制器經配置以從所述副產品傳感器接收輸入信號、并且將輸出信號發射到至少一個控制元件，以在所述檢測到的副產品濃度高于閾值水平時調整液體燃料與脫氣水的混合物中的燃料-水比。所述控制元件響應于所述輸出信號。所述液體燃料與所述脫氣水的所述混合物經配置以在燃氣渦輪發動機的燃燒室中燃燒。

所述副產品包括氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)、一氧化碳、或顆粒物質中的至少一種，或上述項的組合。所述系統還可包括混合器，所述混合器經配置以響應于來自所述副產品控制器的所述輸出信號，將所述液體燃料與所述脫氣水混合，從而產生位于所述燃氣渦輪發動機的所述燃燒室上游的所述混合物。所述系統還可包括脫氣水供應系統，所述脫氣水供應系統經配置以響應于來自所述副產品控制器的所述輸出信號，將所述脫氣水供應到所述混合器，并且調整所述脫氣水的壓力或溫度。其中，所述混合器經配置以將所述液體燃料與所述脫氣水混合，從而產生所述液體燃料與所述脫氣水的乳狀液作為所述混合物。所述至少一個控制件包括：液體燃料流控制件，所述液體燃料流控制件經配置以響應于來自NOx控制器的所述輸出信號，調整所述液體燃料的燃料流量；以及脫氣水流動控制件，所述脫氣水流動控制件經配置以響應于來自所述NOx控制器的所述輸出信號，調整所述脫氣水的水流量。