本公開涉及用于在過渡運行期間運行燃燒裝置的方法。

背景技術：
在以下對為燃氣渦輪的一部分的燃燒裝置進行特別參照；總之清楚的是，也可在用于不同應用的燃燒裝置中實現(xiàn)該方法。燃氣渦輪包括壓縮機、燃燒裝置和渦輪。已知燃燒裝置包括本體，該本體具有：-用于或者液態(tài)燃料(例如油)或者氣態(tài)燃料(例如天然氣)的燃料供應，以及-氧化劑供應(通常為空氣)。在運行期間，燃料和氧化劑在燃燒裝置內反應，并且產生高壓和高溫煙道氣，煙道氣在渦輪中膨脹。在過渡運行期間，諸如例如當燃氣渦輪啟動、關閉時，在燃料轉變期間，或者也在其它過渡運行期間，可能出現(xiàn)問題。實際上，在這些過渡運行期間，在燃燒裝置內可產生波動壓力；此波動壓力會不利地影響燃料噴射。圖1顯示了燃燒裝置內的波動壓力對燃料噴射的影響。此圖1顯示了其中燃料質量流量降低的示例；這可為關閉的示例，總之，同樣的狀況在啟動開始或者轉變開始和結束時也存在，而且一般來說，每當燃料質量流量供應減少且降到給定的質量流量之下時也存在。圖1顯示了通過噴射器噴射的、為時間t的函數的燃料質量流量M。從圖1中至少可認出以下階段：-在t=t1之前：以通過噴射器的基本恒定的燃料質量流量穩(wěn)定運行(曲線1)，-在t=t1和t=t2之間(燃料質量流量停留在臨界燃料量Mc之上)：噴射燃料量減少，但燃燒裝置內的波動壓力未明顯地影響燃料噴射(曲線2)，-在t=t2之后(即，當燃料質量流量降到臨界燃料量Mc之下時)：在這些狀況中，由于燃料量低，燃燒裝置內的波動壓力交替地促進和阻礙燃料噴射，從而引起有波動的燃料噴射。具體而言，曲線2顯示了降低的燃料質量流量的理論趨勢，而曲線3則顯示了降低的燃料質量流量的可能實際趨勢的示例。進入燃燒裝置中的波動的燃料供應會產生大的燃燒脈動(pulsation)。燃燒脈動在機械和熱方面在很大程度上對燃燒裝置及其下游的渦輪施加應力，因此必須減少它們。

技術實現(xiàn)要素：
因而本公開的一方面包括提供一種方法，通過該方法減少在過渡運行期間產生的燃燒脈動。通過提供根據如下所述的方法來實現(xiàn)這個和另外的方面。該方法用于在過渡運行期間運行燃燒裝置，其中：對所述燃燒裝置饋送至少燃料；所述過渡運行包括具有時段長度的時段，在此期間，以小于臨界量的量饋送所述至少燃料，其中所述臨界量是開始出現(xiàn)顯著脈動時的量，該顯著脈動是高于用于持續(xù)運行的運行極限且可危及發(fā)動機的安全運行的脈動；并且其中：限定所述時段長度的極限值；以及，調整燃料饋送，以使所述時段長度保持小于或等于所述極限值。附圖說明根據方法的優(yōu)選但非排他性實施例的描述，另外的特性和優(yōu)點將更加顯而易見，參照附圖以非限制性示例的方式示出實施例，其中：圖1示意性地顯示了噴射到燃燒裝置中的、為時間t的函數的質量流量；圖2顯示了當饋送的質量流量在Mc之下時，脈動(壓力)和饋送到燃燒裝置中的質量流量之間的關系；圖3顯示了當饋送的質量流量超過Mc時，脈動(壓力)和饋送到燃燒裝置中的質量流量之間的關系；圖4和5顯示了本公開的不同實施例中的脈動(壓力)、時間與饋送到燃燒裝置中的質量流量之間的關系；圖6顯示了Bo和之間的關系；圖7顯示了轉變的示例。部件列表：1穩(wěn)定運行時的燃料質量流量2在Mc之上的燃料質量流量3在Mc之下的燃料質量流量15指示Bo=π的曲線16區(qū)t、t1、t2時間w燃燒裝置中的脈動的平均周期LT的極限值A、B區(qū)域M、M1、M2燃料質量流量Mc、Mc1、Mc2臨界量T時段長度Bo參數PL最大可接受時段長度PR最大可接受脈動范圍燃料在變化期間的平均線性增長速率(在時段T中)是中的的差異，其中，是燃料的當前質量流量除以滿負載時的總質量流量。具體實施方式可用例如適于產生預混合火焰、擴散火焰、混合火焰等的任何種類的燃燒裝置來實現(xiàn)用于在過渡運行期間運行燃燒裝置的方法；對燃燒裝置饋送一種或多種燃料。圖2顯示了當饋送到燃燒裝置中的燃料質量流量M提高(從0向前)但其小于臨界量Mc時，在燃燒裝置中產生的脈動；在這種情況下，脈動具有提高的強度。脈動和極限值燃料量的趨勢是各個燃燒裝置的特性，并且在運行狀況改變時基本無變化。換句話說，臨界量Mc是開始出現(xiàn)顯著脈動(即，高于用于持續(xù)運行的運行極限且可危及發(fā)動機的安全運行的脈動)時的量。如圖3中顯示的那樣，當燃料質量流量M達到臨界燃料量Mc時，脈動強度開始降低達最小值。根據燃料饋送狀況，可較快或較慢地達到臨界量Mc。參照圖4，過渡運行包括具有時段長度T的時段，在此期間，以小于臨界燃料量Mc的量饋送燃料。方法包括限定時段長度T的極限值L，以及調整燃料饋送，以使時段長度T保持小于或等于極限值L。就此而言，圖4顯示了其中時段長度T等于L的示例，而圖5則顯示了其中時段長度T小于L的示例。可基于在燃燒裝置中可接受的最大脈動強度和或脈動最大時段長度來限定L。例如：-最大可接受脈動強度可限制在脈動范圍PR內，并且可相應地限定極限值L(圖4)，以及/或者-可給定在燃燒裝置中產生脈動的最大可接受時段長度PL，并且可相應地限定極限值(圖5)。優(yōu)選地，提供為時段長度T和饋送的燃料的函數的參數，并且將時段長度T的極限值L限定為這個參數的極限值。在這種情況下，調整燃料饋送包括防止參數超過參數的極限值。在方法的實施例中，參數由下者限定：其中，是時段長度T中的平均線性增長速率(這取決于燃燒裝置的特性、運行狀況、燃料、環(huán)境狀況)，并且可通過下者來計算：以及因而例如，在圖2處顯示；T是時段長度；是燃料(或者燃料中的一種，如果噴射了不止一種燃料的話)的能含量除以總供應燃料(或者多種燃料，如果噴射了不止一種燃料的話)的能含量；燃料的能含量為燃料的能含量=質量流量?較低的發(fā)熱值是T中的的差異。在一些情況下，可能難以計算，為此，可由下者近似：其中fosc是在時段長度T期間在范圍中的平均振蕩頻率，fosc=1/w，其中：w是燃燒裝置中的脈動的平均周期(圖2)。在以上實施例中，極限值是π。因而，在或者是平均線性增長速率，或者由近似的情況下計算出的Bo必須小于極限值(諸如π)，而且，如果可在兩種情況下計算出，則的兩個值都必須小于極限值(諸如π)。使用為時段長度T和饋送的燃料兩者的函數的參數(諸如Bo)是有利的，因為它允許不僅考慮時段長度T，而且還考慮達到臨界質量流量Mc的速度。換句話說，Bo對燃料的饋送速度提供最小極限，使得較高的速度為可接受的，但較慢的速度不可接受。圖6顯示了Bo(根據上面提供的任何公式計算出)和(其指示燃料的饋送速度)之間的關系。在圖6中，曲線15與極限值Bo=π有關；曲線15限定兩個區(qū)域，即：-與可接受的的值(因而燃料的饋送速度的值)有關的區(qū)域A，以及-與無法接受的值(因而燃料的饋送速度的值)有關的區(qū)域B。在不同的示例中，過渡運行可為燃燒裝置的啟動、燃燒裝置的關閉，或者燃燒裝置從用第一燃料運行轉變到用第二燃料運行。在這種情況下，第一燃料可為液態(tài)燃料，而第二燃料可為氣態(tài)燃料，或者反之亦然。圖7顯示了其中過渡運行是從用第一燃料運行轉變到用第二燃料運行的示例。在此圖中，M1表示第一燃料的質量流量，而M2則表示第二燃料的質量流量，并且Mc1和Mc2表示第一燃料和第二燃料的臨界量。從此圖中可看到，僅在下者中出現(xiàn)令人困擾的運行：-在轉變開始時，這時第二燃料的質量流量M2低于其臨界量Mc2，以及-在轉變結束時，這時第一燃料的質量流量M1降到其臨界量Mc1之下。在這種情況下，必須僅在轉變開始和結束時提供時段長度T和/或Bo的極限，并且必須因此調整燃料饋送。相比之下，當第一燃料和第二燃料的質量流量大于臨界量Mc1、Mc2時(即，在圖7的區(qū)16中)，可基于不同的要求(諸如例如負載調整(例如以使其保持恒定))來控制調整。優(yōu)選地，燃燒裝置是燃氣渦輪的一部分。由于參數Bo的極限的原因：-可降低脈動的最大峰值，因為過渡運行時間長度越短，脈動峰值就越?。?減少脈動對燃燒裝置施加應力的時間。啟動的數值示例在下面，例如描述了燃氣渦輪以氣體流啟動。以下數據適用于：(在時段T開始時的燃料的能含量除以總供應燃料的能含量)：0(在時段T結束時供應的燃料的能含量除以總供應燃料的能含量，假設在時段T結束時，噴射了10%的氣體燃料)：0.1時段T：1.5秒在這些值的情況下，由于Bo=2.39<π，所以啟動時的燃料噴射速度是可接受的。轉變的數值示例在下面，例如描述了燃氣渦輪從氣體運行轉變到油運行。以下數據適用于：在轉變開始時：(在時段T開始時的燃料(氣體)的能含量除以總供應燃料的能含量)：1(在時段T結束時供應的燃料(氣體)的能含量除以總供應燃料的能含量，假設在時段T結束時，噴射5%的油類燃料和95%的氣體燃料)：0.095(假定對于油和氣體有相同的發(fā)熱值)時段T：0.2秒在這些值的情況下，由于Bo=2.55<π，所以這個燃料噴射速度是可接受的；以及在轉變結束時：(在時段T開始時的燃料(氣體)的能含量除以總供應燃料(即，油和氣體燃料)的能含量，假定在時段T開始時95%是油類燃料和5%是氣體燃料)：0.05(在時段T結束時供應的燃料(氣體)的能含量除以供應的總供應燃料的能含量，假定在時段T結束時100%是油類燃料和0%是氣體燃料)：0時段T：0.25秒在這些值的情況下，Bo=(8·0.25)/(2π·0.05)=6.37由于Bo=6.37>π，這個燃料噴射速度是不可接受的；因而，必須因此提高燃料噴射速度。如果例如T減小(即，燃料噴射速度提高，或者換句話說，以更高的流率噴射燃料)到0.1秒Bo=(8·0.1)/(2π·0.05)=2.55由于Bo=2.55<π，這個燃料噴射速度是可接受的。當然，可獨立于彼此來提供所描述的特征。在實踐中，所使用的材料和尺寸可根據要求和現(xiàn)有技術按需要選擇。