[發明專利]調節和控制超臨界液化石油氣燃料流以在燃氣渦輪中操作的方法

在審

• 申請號: 202110690764.8
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113969838A
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發明（設計）人: J·D·卡斯蒂略坎波斯;J·F·舍尼克;J·C·桑切斯赫雷拉;H·S·戈丁納茲
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F02C7/224
• 分類號: F02C7/224;F02C9/26;F02C9/28
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 吳俊;楊忠

本發明公開了一種燃料調節和控制系統(20)，該燃料調節和控制系統提供了由超臨界液化石油氣(LPG)提供燃料的燃氣渦輪(300)的動態控制和穩態操作。該燃料調節和控制系統(20)包括用于LPG燃料的存儲器；燃料輸送子系統(100)，該燃料輸送子系統將存儲器連接到渦輪機械；和控制系統(20)。燃氣渦輪(300)包括燃氣渦輪核心控制件(206)，該燃氣渦輪核心控制件向控制系統(20)提供燃氣渦輪(300)的至少一種操作數據。燃料輸送子系統(100)包括用于感測燃料輸送子系統(100)中的LPG燃料的至少一種屬性的至少一個傳感器，其中該至少一個傳感器將關于LPG燃料的至少一種屬性的數據提供給控制系統(20)。該控制系統(20)分析關于LPG燃料的至少一個屬性的數據和燃氣渦輪(300)的至少一種操作數據，以用于在動態和穩態條件下動態控制到燃氣渦輪(300)的LPG燃料。

背景技術

本公開整體涉及燃料調節和控制系統。更具體地講，本公開涉及燃料調節系統、燃料控制系統和在超臨界相中用液化石油氣(LPG)燃料操作燃氣渦輪的方法。

發明內容

本公開的第一方面提供了一種燃料調節和控制系統，該燃料調節和控制系統提供被提供有液化石油氣(LPG)的燃氣渦輪的動態控制和穩態操作。該燃料調節和控制系統包括用于LPG燃料的存儲器；燃料輸送子系統，該燃料輸送子系統將儲存器連接到燃氣渦輪；以及控制系統。該燃氣渦輪包括燃氣渦輪核心控制件，該燃氣渦輪核心控制件向控制系統提供燃氣渦輪的至少一種操作數據。燃料輸送子系統包括用于感測燃料輸送子系統中LPG燃料的至少一種屬性的至少一個傳感器，其中該至少一個傳感器將關于LPG燃料的至少一種屬性的數據提供給控制系統。控制系統分析關于LPG燃料的至少一個屬性的數據和燃氣渦輪的至少一種操作數據，以用于在動態和穩態條件下控制到該燃氣渦輪的LPG燃料流。

本公開的第二方面提供液化石油氣(LPG)燃料調節和輸送方法。該方法包括在燃料輸送子系統中將液體LPG燃料從儲罐泵送到燃氣渦輪；將該液體LPG燃料從液體LPG燃料轉換成超臨界LPG燃料；感測燃料輸送子系統中的LPG燃料的至少一種屬性，該感測向控制系統提供關于LPG燃料的至少一種屬性的數據；以及由控制系統響應于燃氣渦輪的燃料流需求來控制液體LPG燃料從液體LPG燃料到超臨界LPG燃料的轉換，以用于被提供有超臨界LPG燃料的燃氣渦輪的動態控制和穩態操作。

本公開的第三方面提供了燃料調節和控制系統，用于被提供有液化石油氣(LPG)的燃氣渦輪的動態控制和穩態操作。燃料調節和控制系統設有用于LPG燃料的存儲器；以及燃料輸送子系統，該燃料輸送子系統將存儲器連接到燃氣渦輪，其中燃料輸送系統包括汽化器/熱交換器。該汽化器/熱交換器具有施加到其上的熱量以加熱從燃料輸送子系統輸送到其中的液體LPG燃料從而將液體LPG燃料轉換成超臨界LPG燃料，其中施加到其上的熱量基于燃氣渦輪的LPG燃料需求的函數。提供了一種包括可編程邏輯控制器(PLC)的控制系統。該燃料輸送子系統還包括液體燃料計量閥(LFMV)，PLC與該LFMV連接使得PLC能夠向LFMV提供操作指令以控制LPG燃料沿燃料輸送子系統的流動。燃氣渦輪包括燃氣渦輪核心控制件，該燃氣渦輪核心控制件向控制系統提供燃氣渦輪的至少一種操作數據。燃料輸送子系統包括用于感測燃料輸送子系統中LPG燃料的至少一種屬性的至少一個傳感器，該至少一個傳感器將LPG燃料的至少一種屬性的數據提供給控制系統。控制系統分析LPG燃料的至少一種屬性的數據和燃氣渦輪的至少一種操作數據，以用于在動態和穩態條件下動態控制到燃氣渦輪的LPG燃料流。用于感測燃料輸送子系統中的LPG燃料的至少一種屬性的至少一個傳感器包括多個壓力傳感器、多個溫度傳感器和LPG燃料屬性儀器，諸如具有色譜能力的氣相色譜儀和/或氣體量熱儀，包括但不限于沃泊(Wobbe)指數計。此外，燃料輸送子系統包括串聯的低壓泵和高壓泵，被串聯的低壓泵和高壓泵增加燃料輸送子系統中LPG燃料的壓力。燃料輸送子系統包括連接到至少高壓泵的電動馬達變速設備，諸如變頻驅動(VFD)或開關磁阻(SR)馬達。PLC與VFD/SR連接使得PLC能夠向VFD/SR提供操作指令以控制至少高壓泵的操作。

本公開的示例性方面被設計成解決本文描述的問題和/或未討論的其他問題。

附圖說明