專利名稱：用于渦輪機燃燒室燃料組件的系統(tǒng)與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃燒系統(tǒng)，確切地說，涉及將液體燃料供應到燃氣渦輪發(fā)動機。
背景技術(shù)：
各種燃燒系統(tǒng)包括燃燒腔室，在燃燒腔室中，燃料與空氣燃燒以產(chǎn)生熱氣。例如，燃氣渦輪發(fā)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(chǎn)生熱燃燒氣體以驅(qū)動渦輪發(fā)動機?？梢韵蛎總€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(chǎn)品的產(chǎn)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(fā)動機的性能。

發(fā)明內(nèi)容
以下概述了與最初提出權(quán)利要求的本發(fā)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(fā)明的范圍，而僅在于概述本發(fā)明的可能形式。實際上，本發(fā)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(fā)明的一種系統(tǒng)包括渦輪機燃料供應系統(tǒng)。所述渦輪機燃料供應系統(tǒng)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(jīng)配置以將第一液體燃料與第一脫氣水(first deaerated water)混合,從而產(chǎn)生第一燃料混合物。所述第一燃料混合物經(jīng)配置以在燃氣渦輪發(fā)動機的燃燒室中燃燒。所述渦輪機燃料供應系統(tǒng)還包括脫氣水流路，所述脫氣水流路經(jīng)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(jīng)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(lián)混合器、靜態(tài)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(tǒng)還可包括水處理系統(tǒng)，所述水處理系統(tǒng)經(jīng)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(tǒng)還包括熱回收蒸汽發(fā)生器，所述熱回收蒸汽發(fā)生器經(jīng)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(fā)生器經(jīng)配置以產(chǎn)生所述第一脫氣水。，所述系統(tǒng)還可包括升壓泵，所述升壓泵經(jīng)配置以增加來自所述熱回收蒸汽發(fā)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(jīng)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(chǎn)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(tǒng)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(jīng)配置以將第二液體燃料與第二脫氣水混合，從而產(chǎn)生第二燃料混合物，其中所述第二燃料混合物經(jīng)配置以在所述燃氣渦輪發(fā)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(jīng)配置以將所述第一脫氣水輸送到所述燃氣渦輪發(fā)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(fā)明的一種系統(tǒng)包括副產(chǎn)品傳感器，所述副產(chǎn)品傳感器經(jīng)配置以發(fā)射輸入信號，所述輸入信號指示在燃氣渦輪發(fā)動機的排氣裝置中檢測到的副產(chǎn)品濃度。所述系統(tǒng)還包括副產(chǎn)品控制器，所述副產(chǎn)品控制器經(jīng)配置以從所述副產(chǎn)品傳感器接收輸入信號、并且將輸出信號發(fā)射到至少一個控制元件，以在所述檢測到的副產(chǎn)品濃度高于閾值水平時調(diào)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(jīng)配置以在燃氣渦輪發(fā)動機的燃燒室中燃燒。所述副產(chǎn)品包括氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)、一氧化碳、或顆粒物質(zhì)中的至少一種，或上述項的組合。所述系統(tǒng)還可包括混合器，所述混合器經(jīng)配置以響應于來自所述副產(chǎn)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(chǎn)生位于所述燃氣渦輪發(fā)動機的所述燃燒室上游的所述混合物。所述系統(tǒng)還可包括脫氣水供應系統(tǒng)，所述脫氣水供應系統(tǒng)經(jīng)配置以響應于來自所述副產(chǎn)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(diào)整所述脫氣水的壓力或溫度。其中，所述混合器經(jīng)配置以將所述液體燃料與所述脫氣水混合，從而產(chǎn)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(jīng)配置以響應于來自NOx控制器的所述輸出信號，調(diào)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(jīng)配置以響應于來自所述NOx控制器的所述輸出信號，調(diào)整所述脫氣水的水流量。在第三實施例中，本發(fā)明的一種方法包括將液體燃料供應到混合器；將脫氣水供應到所述混合器；使用所述混合器將所述液體燃料與所述脫氣水混合，以產(chǎn)生所述液體燃料與所述脫氣水的混合物；以及將所述液體燃料與所述脫氣水的所述混合物供應到燃氣渦輪發(fā)動機的燃燒室。所述方法還包括調(diào)整所述混合物中所述液體燃料與所述脫氣水的比率，以便控制由所述混合物的燃燒得到的產(chǎn)物中的副產(chǎn)品濃度；及調(diào)整所述脫氣水的溫度或壓力，以便控制由所述混合物的燃燒得到的產(chǎn)物中的副產(chǎn)品的濃度。其中，將所述液體燃料與所述脫氣水混合的步驟包括使用所述混合器以產(chǎn)生所述液體燃料與所述脫氣水的乳狀液。


參閱附圖來閱讀以下詳細說明后，將更好地理解本發(fā)明的這些和其他特征、方面以及優(yōu)點，在附圖中，類似的符號代表所有附圖中類似的部分，其中圖1是具有燃燒室的渦輪機系統(tǒng)的一個實施例的方框圖；圖2是渦輪機燃燒室的燃料供應系統(tǒng)的一個實施例的方框圖；以及圖3是供應脫氣水的熱回收蒸汽發(fā)生器的一個實施例的方框圖。兀件符號列表
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)，包括 渦輪機燃料供應系統(tǒng)，所述渦輪機燃料供應系統(tǒng)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(jīng)配置以將第一液體燃料與第一脫氣水混合從而產(chǎn)生第一燃料混合物，其中所述第一燃料混合物經(jīng)配置以在燃氣渦輪發(fā)動機的燃燒室中燃燒； 脫氣水流路，所述脫氣水流路經(jīng)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；以及 液體燃料流路，所述液體燃料流路經(jīng)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。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一渦輪機燃料混合器包括混合三通管、直聯(lián)混合器、靜態(tài)混合器、槳式混合器、攪拌器或帶式攪拌器中的至少一個，或者上述項的組入口 ο
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中包括水處理系統(tǒng)，所述水處理系統(tǒng)經(jīng)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。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，包括熱回收蒸汽發(fā)生器，所述熱回收蒸汽發(fā)生器經(jīng)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。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中所述熱回收蒸汽發(fā)生器經(jīng)配置以產(chǎn)生所述第一脫氣水。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，包括升壓泵，所述升壓泵經(jīng)配置以增加來自所述熱回收蒸汽發(fā)生器的低壓部分或中壓部分的所述第一脫氣水的壓力。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一渦輪機燃料混合器經(jīng)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(chǎn)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。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，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(jīng)配置以將第二液體燃料與第二脫氣水混合，從而產(chǎn)生第二燃料混合物，其中所述第二燃料混合物經(jīng)配置以在所述燃氣渦輪發(fā)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。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述脫氣水流路包括脫氣水歧管，所述脫氣水歧管經(jīng)配置以將所述第一脫氣水輸送到所述燃氣渦輪發(fā)動機的多個混合組件。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，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。
11.一種系統(tǒng),包括 副產(chǎn)品傳感器，所述副產(chǎn)品傳感器經(jīng)配置以發(fā)射輸入信號，所述輸入信號指示在燃氣渦輪發(fā)動機的排氣裝置中檢測到的副產(chǎn)品濃度；以及 副產(chǎn)品控制器，所述副產(chǎn)品控制器經(jīng)配置以從所述副產(chǎn)品傳感器接收所述輸入信號、并且將輸出信號發(fā)射到至少一個控制元件，其中所述控制元件響應于所述輸出信號，以在所述檢測到的副產(chǎn)品濃度高于閾值水平時調(diào)整液體燃料與脫氣水的混合物中的燃料-水比率，其中所述液體燃料與所述脫氣水的所述混合物經(jīng)配置以在燃氣渦輪發(fā)動機的燃燒室中燃燒。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述副產(chǎn)品包括氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)、一氧化碳、或顆粒物質(zhì)中的至少一種，或上述項的組合。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中包括混合器，所述混合器經(jīng)配置以響應于來自所述副產(chǎn)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(chǎn)生位于所述燃氣渦輪發(fā)動機的所述燃燒室上游的所述混合物。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，包括脫氣水供應系統(tǒng)，所述脫氣水供應系統(tǒng)經(jīng)配置以響應于來自所述副產(chǎn)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(diào)整所述脫氣水的壓力或溫度。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述混合器經(jīng)配置以將所述液體燃料與所述脫氣水混合，從而產(chǎn)生所述液體燃料與所述脫氣水的乳狀液作為所述混合物。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中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(jīng)配置以響應于來自NOx控制器的所述輸出信號，調(diào)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(jīng)配置以響應于來自所述NOx控制器的所述輸出信號，調(diào)整所述脫氣水的水流量。
17.一種方法，包括 將液體燃料供應到混合器； 將脫氣水供應到所述混合器； 使用所述混合器將所述液體燃料與所述脫氣水混合，以產(chǎn)生所述液體燃料與所述脫氣水的混合物；以及 將所述液體燃料與所述脫氣水的所述混合物供應到燃氣渦輪發(fā)動機的燃燒室。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中包括調(diào)整所述混合物中所述液體燃料與所述脫氣水的比率，以便控制由所述混合物的燃燒得到的產(chǎn)物中的副產(chǎn)品濃度。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，包括調(diào)整所述脫氣水的溫度或壓力，以便控制由所述混合物的燃燒得到的產(chǎn)物中的副產(chǎn)品的濃度。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中將所述液體燃料與所述脫氣水混合的步驟包括使用所述混合器以產(chǎn)生所述液體燃料與所述脫氣水的乳狀液。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于渦輪機燃燒室燃料組件的系統(tǒng)與方法。其使用一種渦輪機燃料供應系統(tǒng)，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(jīng)配置以將第一液體燃料與第一脫氣水混合，從而產(chǎn)生第一燃料混合物。所述第一燃料混合物經(jīng)配置以在燃氣渦輪發(fā)動機的燃燒室中燃燒。所述渦輪機燃料供應系統(tǒng)還包括脫氣水流路，所述脫氣水流路經(jīng)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(jīng)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。
文檔編號F23R3/28GK103062801SQ20121041048
公開日2013年4月24日 申請日期2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月24日
發(fā)明者張華 , F.T.科德倫, D.F.比迪, G.D.邁爾斯, W.T.羅斯 申請人:通用電氣公司