本實用新型大體涉及燃氣渦輪動力設備(power plant)，諸如聯合循環(huán)或者聯合發(fā)電(cogeneration)動力設備。更具體地，本實用新型涉及一種用于產生蒸汽以及用于將冷卻的燃燒氣體提供至二級燃氣渦輪的系統。

背景技術：

燃氣渦輪動力設備(諸如聯合循環(huán)或者聯合發(fā)電動力設備)大體包括燃氣渦輪，其具有壓縮機、燃燒器、渦輪、設置在渦輪下游的熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)，以及與HRSG流體連通的蒸汽渦輪。在運行期間，空氣經由入口系統進入壓縮機，并且在其朝向壓縮機排放口或者至少部分地圍繞燃燒器的擴散器殼體導引時被逐漸地壓縮。在限定在燃燒器內的燃燒室中，壓縮的空氣的至少一部分與燃料混合，并且被焚燒，由此產生高溫和高壓的燃燒氣體。

燃燒氣體沿著熱氣體路徑從燃燒器導引穿過渦輪，此處它們在其流動跨過固定導葉和聯接至轉子軸的可旋轉渦輪葉片的交替的級時逐漸地膨脹。動能從燃燒氣體傳遞到渦輪葉片，因此促使轉子軸旋轉。轉子軸的旋轉能可經由發(fā)電機而轉換成電能。燃燒氣體作為排氣離開渦輪，且排氣進入HRSG。來自排氣的熱能被傳遞到流過HRSG的一個或更多個換熱器的水，由此產生過熱的蒸汽。過熱蒸汽然后被導引到蒸汽渦輪中，其可用于產生另外的電力，因此增強總體動力設備效率。

對于來自基于燃氣渦輪的動力設備的低排放的法規(guī)要求在這些年來持續(xù)地變得更加嚴格。全世界的環(huán)境部門現在都要求更低的來自新的以及已有的燃氣渦輪的氮氧化物(NOx)和其它污染物以及一氧化碳(CO)排放水平。

傳統上，至少部分地由于排放限制，用于聯合循環(huán)或者聯合發(fā)電動力設備的燃氣渦輪載荷與動力設備的蒸汽生產要求相聯系或者由其驅動，而不一定由電網動力要求驅動。例如，為了滿足動力設備蒸汽要求，同時保持可接受的排放水平，可能必須以全速滿載荷條件操作燃氣渦輪(即便是當電網要求或者電力的動力設備要求低時)，由此降低了總體動力設備效率。

技術實現要素：

本實用新型的各方面和優(yōu)點在下文中在以下描述中闡述，或者根據該描述可為顯而易見的，或者可通過實踐本實用新型而獲知。

本實用新型的一個實施例是動力設備。該動力設備包括第一燃氣渦輪，其包括：壓縮機，壓縮機下游的燃燒器，設置在燃燒器下游的渦輪，以及渦輪出口下游的排氣導管。該渦輪包括與渦輪的熱氣體路徑流體連通的至少一個渦輪提取端口。排氣導管從渦輪出口接收排氣，且(多個)渦輪提取端口限定從熱氣體路徑流出的燃燒氣體流的流動路徑。動力設備還包括第一氣體冷卻器，其具有流體地聯接至渦輪提取端口的主入口，流體地聯接至冷卻劑供應系統的二級入口，以及與排氣導管流體連通的出口。第一氣體冷卻器提供冷卻的燃燒氣體至排氣導管，冷卻的燃燒氣體與排氣混合來提供排氣混合物至排氣導管下游的第一換熱器。動力設備還包括第二燃氣渦輪，其包括壓縮機，燃燒器以及渦輪。壓縮機和渦輪中的至少一個與第一氣體冷卻器的出口流體連通。

在審閱說明書之后，本領域普通技術人員將更好地理解這樣的實施例以及其它實施例的特征和方面。

附圖說明

本實用新型的完整的和能夠實踐的公開，包括其對本領域技術人員而言的最佳模式，在包括參照附圖的說明書的其余部分中更具體地闡述，在附圖中：

圖1是根據本實用新型的一個實施例的示例性的基于燃氣渦輪的聯合發(fā)電動力設備的示意圖；

圖2是根據本實用新型的至少一個實施例的示例性燃氣渦輪的一部分的簡化截面?zhèn)纫晥D；以及

圖3是根據本實用新型的一個實施例的、圖1中所示的示例性的基于燃氣渦輪的聯合發(fā)電動力設備的示意圖。

零件列表

10 動力設備

12 軸向中心線–燃氣渦輪

100 第一燃氣渦輪

102 壓縮機

104 燃燒器

106 渦輪

108 入口導向導葉

110 空氣

112 壓縮的空氣

114 燃燒氣體

116 軸

118 排氣

120 排氣導管

122 換熱器

124 蒸汽

126 蒸汽渦輪

128 設施

130 流量監(jiān)測器

132 流量監(jiān)測器

134 內部渦輪殼體

136 外部渦輪殼體

138 熱氣體路徑

140 提取端口

142 提取管道

144 第一氣體冷卻器

146 第一氣體冷卻器主入口

148 第一氣體冷卻器–二級入口

150 冷卻劑供應系統

152 第一氣體冷卻器–出口

154 冷卻劑

156 環(huán)境空氣供應系統

158 壓縮機提取端口

160 冷卻的燃燒氣體

162 排氣混合物

164 第二氣體冷卻器

166 第二氣體冷卻器主入口

168 第二氣體冷卻器–二級入口

170 第二氣體冷卻器–出口

172 冷卻劑噴射系統

174 冷卻劑

176 冷卻劑供應

178 混合室

180 控制閥

182 控制閥

184 控制閥

186 控制閥

188 控制閥

190 溫度監(jiān)測器

192 溫度監(jiān)測器

194 溫度監(jiān)測器

196 溫度監(jiān)測器

198 溫度監(jiān)測器

199 未使用

200 第二燃氣渦輪

202 壓縮機

204 燃燒器

206 渦輪

208 第二換熱器

210 壓縮的空氣

211-299 未使用

300 控制器

302 數據信號-冷卻的燃燒氣體溫度

304 數據信號-燃燒氣體溫度

306 數據信號-排氣混合物溫度

308 數據信號-冷卻劑溫度

310 數據信號-冷卻的燃燒氣體溫度

312 數據信號-蒸汽流量數據

314 數據信號-蒸汽流量數據

316 信號

318 信號

320 信號

322 信號

324 信號

326 信號

328 信號。

具體實施方式

現在將對本實用新型的當前的實施例進行詳細的參照，其一個或更多個示例在附圖中示出。詳細描述使用數字和字母標記來指代附圖中的特征。附圖和說明書中的相同或者相似的比較用來指代本實用新型的相同或者相似的部件。如本文所用，用語“第一”，“第二”和“第三”可以可互換地使用來使一個構件區(qū)別于另一個，并且不意圖表示單獨的構件的位置或者重要性。用語“上游”和“下游”指的是相對于流體路徑中的流體流的相對方向。例如，“上游”指的是流體流自的方向，而“下游”指的是流體流至的方向。

本文所用的術語僅僅是為了描述特定實施例的目的，并且不意圖限制本實用新型。如本文所用，單數形式“一”，“一個”和“該”意圖也包括復數形式，除非上下文清楚地作出其它表示。將進一步理解的是，在本說明書中使用時用語“包括”和/或“包含”，表示存在所述的特征，整體，步驟，操作，元件，和/或構件，但是并不排除存在或者附加了一個或更多個其它特征，整體，步驟，操作，元件，構件，和/或它們的集合。

通過闡述本實用新型而非限制本實用新型的方式提供了各個實例。事實上，對本領域技術人員將顯而易見的是，可在本實用新型中作出修改和改型而不偏離其范圍或者精神。例如，作為一個實施例的一部分而示出或者描述的特征可在另一實施例上使用以實現另外的又一個實施例。因此，意圖是本實用新型覆蓋處于所附的權利要求及其等效物的范圍內的這樣的修改和改型。

在常規(guī)的聯合發(fā)電動力設備中，燃料和空氣被供應至燃氣渦輪?？諝饨涍^燃氣渦輪的入口進入燃氣渦輪中的燃燒器上游的壓縮機區(qū)段中。在空氣由燃燒器加熱之后，加熱的空氣和該過程中產生的其它氣體(即，燃燒氣體)經過渦輪區(qū)段。來自燃氣渦輪的排氣的總體體積從渦輪區(qū)段傳送到燃氣渦輪的排氣區(qū)段，并且流動至熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)，其經由一個或者多個換熱器從排氣提取熱來產生蒸汽。

在一些情況中，對蒸汽的要求可低于可由燃氣渦輪排氣所產生的蒸汽量，排氣中的一些可被引導離開熱回收蒸汽發(fā)生器，諸如被傳送到排氣器，排氣器在排氣被釋放到大氣之前過濾排氣。備選地，如果與燃氣渦輪排氣產生的蒸汽相比，蒸汽生產要求更高，則可產生來自燃氣渦輪的排氣的增大，以產生期望的蒸汽。

當前的實施例提供了一種系統來使直接從燃氣渦輪的渦輪提取的熱的燃燒氣體在與從渦輪的出口流出的排氣混合之前進行冷卻或者降溫，且用于提供冷卻的燃燒氣體流至第二或者二級燃氣渦輪，特別地至二級燃氣渦輪的壓縮機和/或渦輪。雖然燃燒氣體通過使用從壓縮機提取的壓縮的空氣經由氣體冷卻器來冷卻，但冷卻的燃燒氣體仍然比流自渦輪的排氣顯著更熱。結果，來自冷卻的燃燒氣體的熱能會升高換熱器/鍋爐和/或熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)上游的排氣的溫度，由此提高來自燃氣渦輪的蒸汽生產。

蒸汽可通過管道送至蒸汽渦輪，用于熱生產和/或用于其它工業(yè)過程。該系統可用于聯合發(fā)電系統中，使得聯合發(fā)電系統可生產更大量的蒸汽而不會產生動力的成比例的增大。該實施例系統因此提供了輸入到聯合發(fā)電系統中的燃料的高效的使用，且避免了浪費性地生產燃氣渦輪的不期望的動力。對第二燃氣渦輪的潛在的優(yōu)點可包括增強的壓縮機效率，增強的渦輪效率和/或增強的渦輪冷卻。

本文提供的實施例提供了優(yōu)于現有的聯合發(fā)電或者聯合循環(huán)動力設備的多種技術優(yōu)點。例如，本文所提供的系統可包括將蒸汽生產調整于期望水平、同時維持熱量以及其它操作效率的能力；提供更高溫的氣體來在燃氣渦輪下游生產更多蒸汽的能力；在燃氣渦輪上以更低的動力輸出運行并且產生更多蒸汽的能力；最小化浪費性的產物(即，在燃氣渦輪中生產不必要的動力)的能力；以及以更成本有效地以及高效的性能運行聯合發(fā)電系統的能力。

現在參照附圖，其中在所有圖中，相同的數字表示相同的元件，圖1提供了具有蒸汽生產能力的示例性燃氣渦輪動力設備10的功能框圖。動力設備10包括可結合本實用新型的各種實施例的第一燃氣渦輪100。第一燃氣渦輪100大體以串行流順序包括壓縮機102，具有一個或更多個燃燒器104的燃燒區(qū)段以及渦輪106。第一燃氣渦輪100還可包括設置在壓縮機108的入口或者上游端處的入口導向導葉108。在運行中，空氣110流動跨過入口導向導葉108且流入壓縮機102中。壓縮機102為空氣110賦予動能，以生產壓縮的空氣，如由箭頭112示意性地指示的。

壓縮的空氣112與來自燃料供應系統的燃料(諸如天然氣)混合，以在(多個)燃燒器104內形成可燃的混合物?？扇嫉幕旌衔锉环贌a具有高溫、高壓和高速的燃燒氣體，如由箭頭114示意性地指示的。燃燒氣體114流過渦輪106的各種渦輪級S1，S2，S3，Sn來做功。

渦輪106可具有兩個或更多個級，例如，低壓區(qū)段和高壓區(qū)段。在一個實施例中，渦輪106可為包括低壓區(qū)段和高壓區(qū)段的兩軸渦輪。在特定的構造中，渦輪106可具有4個或更多個級。渦輪106可連接至軸116，使得渦輪106的旋轉驅動壓縮機102來生產壓縮的空氣112。備選地或者另外地，軸116可將渦輪106連接至發(fā)電機(未顯示)，以用于生產電力。燃燒氣體114在其流過渦輪106并且作為排氣118經由排氣導管120離開渦輪106時損失熱能和動能，排氣導管120可操作地聯接至渦輪106的下游端。

排氣導管120可經由各種管道，導管，閥等等而流體地聯接至第一換熱器或者鍋爐122。換熱器122可為獨立的構件或者可為熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)的構件。在各種實施例中，換熱器122用于從排氣118提取熱能來生產蒸汽124。在特定的實施例中，蒸汽124之后可經由各種管道、閥、導管等等被導引至蒸汽渦輪126以生產另外的動力或者電力。蒸汽124的至少一部分可從換熱器122通過管道送至現場的或者現場外的設施128，其將蒸汽分配至使用者和/或使用蒸汽來用于諸如熱生產或者其它工業(yè)操作或過程的二級操作。在一個實施例中，蒸汽124可通過管道傳送至蒸汽渦輪126的下游，且進一步用于諸如熱生產的各種二級操作或者其它二級操作。

來自換熱器122的蒸汽流率或者輸出可經由一個或更多個流量監(jiān)測器來監(jiān)測。例如，在一個實施例中，流量監(jiān)測器130可設置于換熱器122的下游。在一個實施例中，流量監(jiān)測器132可設置在蒸汽渦輪126的下游。

圖2提供了包括壓縮機102、燃燒器104、渦輪106和排氣導管120的一部分的示例性第一燃氣渦輪100的一部分的簡化截面?zhèn)纫晥D，其可結合本實用新型的各種實施例。在一個實施例中，如圖2中所示，渦輪106包括內部渦輪殼體134和外部渦輪殼體136。內部和外部渦輪殼體134，136繞著第一燃氣渦輪100的軸向中心線12沿周向延伸。內部渦輪殼體134和/或外部渦輪殼體136至少部分地包繞形成渦輪106的各種級S1，S2，S3，Sn的定子導葉和轉子葉片的相繼的排。

渦輪殼體134，136通常是密封的，僅有兩個開口：渦輪106上游處的燃燒氣體入口，和渦輪106下游端處的排氣或者渦輪出口。渦輪106的下游端可操作地連接至排氣導管120。常規(guī)地，燃燒氣體114的整體體積經過內部和外部渦輪殼體134，136內的由渦輪106的各種級限定的熱氣體路徑138，進入排氣導管120，且排氣118的至少一部分可被引導離開排氣導管120而至換熱器122。

在運行期間，如果確定了蒸汽生產的要求高于第一燃氣渦輪100生產的動力的要求，則燃燒氣體114的一部分可經由一個或更多個對應的渦輪提取端口140從渦輪級S1，S2，S3，Sn中的一個或更多個提取，如圖2中所示。顯示了四個渦輪提取端口140(a-d)以便于圖示。然而，渦輪106可包括任意數量的渦輪提取端口140。例如，渦輪106可包括一個渦輪提取端口140，兩個渦輪提取端口140，三個渦輪提取端口140或者四個或更多個渦輪提取端口140。各個渦輪提取端口140流體地聯接至渦輪級S1，S2，S3，Sn中的一個或更多個和/或與渦輪級S1，S2，S3，Sn中的一個或更多個流體連通。各個渦輪提取端口140提供流動路徑，以用于燃燒氣體114的流從燃燒器104下游但是排氣導管120上游的點自渦輪106流出。

如圖2中所示，渦輪提取端口140(a-d)中的一個或更多個可經由一個或更多個提取管道142與渦輪級S1，S2，S3或者Sn中的一個或更多個流體連通。(多個)提取管道142和渦輪提取端口140提供燃燒氣體114從熱氣體路徑138、穿過內部和/或外部渦輪殼體134，136、并且離開渦輪106的流體連通，以便獲得比從渦輪106出口流入排氣導管120的排氣118溫度更高的燃燒氣體114的一部分。

如圖2中所示，渦輪106中的級是連續(xù)的，使得燃燒氣體114從S1至最后一級Sn流過這些級。渦輪級S1是第一級，并且接收直接來自于燃燒器104的熱燃燒氣體114。燃燒氣體114的溫度關于各個連續(xù)的級而降低。例如，S1渦輪級處的燃燒氣體114具有比在隨后的渦輪級S2，S3，Sn等處更高的溫度。排氣118處于比渦輪106內的燃燒氣體114更低的溫度，且因此具有較少的熱能。

圖3提供了根據本實用新型的一個實施例的、如圖1中所示的具有蒸汽生產能力的示例性燃氣渦輪動力設備10的功能框圖。在一個實施例中，如圖1、2和3中所示，動力設備10包括第一氣體冷卻器144。第一氣體冷卻器144包括流體地聯接至一個或更多個渦輪提取端口140中的一個或更多個的主入口146，經由各種管道、導管、閥等等而流體地聯接至冷卻劑供應系統150的二級入口148，以及經由各種管道、導管、閥等等與排氣導管120流體連通的出口152。在一個實施例中，第一氣體冷卻器144包括噴射器。在一個實施例中，第一氣體冷卻器144包括靜態(tài)混合器。靜態(tài)混合器大體包括串列地堆疊在外部殼體或者管道內且與主入口146和二級入口148以及與出口152流體連通的單獨的混合元件。各個混合元件可相對于相鄰的混合元件定向來使流過靜態(tài)混合器的兩種或更多種流體均勻。

冷卻劑供應系統150將冷卻劑154提供至第一氣體冷卻器144的二級入口148。在特定的實施例中，如圖1和3中所示，冷卻劑供應系統150包括環(huán)境空氣供應系統156，以用于收集和/或調節(jié)第一氣體冷卻器144的二級入口148上游的環(huán)境空氣。在如圖2和3中所示的特定實施例中，冷卻劑供應系統150包括第一燃氣渦輪100的壓縮機102。壓縮機102可經由一個或更多個壓縮機提取端口158以及經由各種管道、導管、閥等等而流體地聯接至第一氣體冷卻器144的二級入口148。

(多個)壓縮機提取端口158提供流動路徑，以用于壓縮的空氣112的一部分在壓縮機102的上游或者入口與限定在燃燒器102的上游或者緊接的上游的壓縮機102出口之間的點處流出壓縮機102。因為壓縮的空氣112從入口到出口壓力和溫度增大，(多個)壓縮機提取端口158可沿著壓縮機102在各種點處軸向地間隔開，以捕獲處于期望溫度和壓力的壓縮的空氣112的一部分。

在運行中，來自一個或更多個渦輪提取端口140的提取的燃燒氣體114用作流過第一氣體冷卻器144的原動流體。來自環(huán)境空氣供應156的環(huán)境空氣或者從壓縮機提取端口148提取的壓縮的空氣112的一部分流入第一氣體冷卻器144的二級入口148，并且冷卻排氣導管120的上游的燃燒氣體114的流，且還可增大從第一氣體冷卻器144進入排氣導管120的質量流。冷卻的燃燒氣體160從第一氣體冷卻器144的出口152流出，并且以比排氣118更高的溫度導引到排氣導管120中。冷卻的燃燒氣體160與排氣導管120內的排氣118混合，以提供被加熱的排氣混合物162至設置在排氣導管120下游的換熱器122。來自冷卻的燃燒氣體160的熱能提高排氣118的溫度，由此增大動力設備10的蒸汽生產能力。

在特定實施例中，如圖3中所示，冷卻劑供應系統150可包括設置在(多個)壓縮機提取端口158下游和第一氣體冷卻器144的二級入口148上游的第二氣體冷卻器164。第二氣體冷卻器164可經由各種管道、導管、閥等等而流體地聯接至(多個)壓縮機提取端口158，且聯接至第一氣體冷卻器144的二級入口148。第二氣體冷卻器164包括流體地聯接至(多個)壓縮機提取端口158的主入口166，與環(huán)境空氣供應系統156流體連通的二級入口168，以及與第一氣體冷卻器144的二級入口148流體連通的出口170。在該實施例中，來自(多個)壓縮機提取端口158的壓縮的空氣112用作穿過第二氣體冷卻器164的原動流體。從環(huán)境空氣供應系統156進入第二氣體冷卻器164的二級入口168的空氣冷卻第一氣體冷卻器144的二級入口148上游的壓縮的空氣112流，由此增強流過其中的燃燒氣體114的冷卻。流入第二氣體冷卻器164的空氣也可增大從(多個)壓縮機提取端口148進入第一氣體冷卻器144的空氣質量流。

在特定實施例中，如圖2和3中所示，動力設備10還包括設置在第一氣體冷卻器144的出口152下游以及排氣導管120上游的冷卻劑噴射系統172。冷卻劑噴射系統172可包括噴淋噴嘴，噴淋塔，洗滌器或者構造成將冷卻劑174從冷卻劑供應176噴射至從第一氣體冷卻器144的出口152流出的冷卻的燃燒氣體160的流的其它各種構件(未顯示)，由此進一步冷卻排氣導管120上游的冷卻的燃燒氣體160。

在特定實施例中，如圖2和3中所示，冷卻劑噴射系統172可包括流體地聯接至第一氣體冷卻器144的出口152且位于第一氣體冷卻器144的出口152下游的混合室178。混合室178可經由各種管道、導管、閥等等而流體地聯接至排氣導管120?；旌鲜?78可構造成混合來自第一氣體冷卻器144出口152的冷卻的燃燒氣體160的流以及來自排氣導管120上游的冷卻劑供應176的冷卻劑174。這樣，冷卻劑174可用于進一步降低或者控制換熱器122和/或排氣導管120上游的冷卻的燃燒氣體160的溫度。冷卻劑174可為可與燃燒氣體160混合以用于其預期目的的任何液體或者氣體。在一個實施例中，冷卻劑174是水。在一個實施例中，冷卻劑174包括蒸汽。

在如圖1-3中所示的各種實施例中，動力設備10包括流體地聯接至第一氣體冷卻器144的出口152且設置在第一氣體冷卻器144的出口152下游的第二燃氣渦輪200。第二燃氣渦輪200可經由各種管道、導管、閥等等而流體地聯接至第一氣體冷卻器144的出口152。第二燃氣渦輪200以串行流順序包括壓縮機202，具有至少一個燃燒器204的燃燒系統以及渦輪206。

在特定的實施例中，壓縮機202和渦輪206中的至少一個與第一氣體冷卻器144的出口152流體連通。在一個實施例中，壓縮機202與第一氣體冷卻器144的出口152流體連通。在一個實施例中，渦輪206與第一氣體冷卻器144的出口152流體連通。在一個實施例中，壓縮機202和渦輪206兩者都與第一氣體冷卻器144的出口152流體連通。在特定的實施例中，第二換熱器208流體地聯接至第一氣體冷卻器144的出口152且設置在第一氣體冷卻器144的出口152的下游，并且流體地聯接至第二燃氣渦輪200的壓縮機202和/或渦輪206且設置在第二燃氣渦輪200的壓縮機202和/或渦輪206的上游。

在運行中，冷卻的燃燒氣體160的一部分可從第一氣體冷卻器144的出口152的下游但在排氣導管122上游的點導引至第二燃氣渦輪200的壓縮機202和/或渦輪206的至少一個。冷卻的燃燒氣體160可用于通過為導引至燃燒器204的壓縮的空氣210增加熱能而提高壓縮機效率，和/或可用于冷卻渦輪206的各種內部構件，和/或用于通過為渦輪206增加熱能而提高渦輪效率。在特定的實施例中，第二換熱器208可進一步冷卻，加熱或者以其它方式調節(jié)壓縮機202和/或渦輪206上游的冷卻的燃燒氣體160的流動，這取決于冷卻的燃燒氣體160在第二燃氣渦輪200內的期望的預期的用途。

參照圖1和3，可使用控制器300來確定期望蒸汽生產能力和/或調節(jié)冷卻的燃燒氣體160到第二燃氣渦輪200的流，這通過產生和/或發(fā)送合適的控制信號至流體地聯接到渦輪提取端口140中的一個或更多個的各種控制閥180，冷卻劑供應系統150的一個或更多個控制閥182，184和/或至冷卻劑噴射系統172的一個或更多個控制閥186(圖2)和/或至設置在第一氣體冷卻器144的出口152與第二燃氣渦輪200之間的一個或更多個控制閥188來實現?？刂破?00可為基于微處理器的處理器，其包括非瞬態(tài)存儲器，并且具有計算算法的能力?？刂破?00可結合GE公司的、諸如由紐約斯科內科塔迪的GE工業(yè)&動力系統出版的Rowen，W.I.的“SPEEDTRONIC?MarkV燃氣渦輪控制系統”，GE-3658D，所描述的SPEEDTRONIC?燃氣渦輪控制系統。該控制器300還可結合具有使用傳感器輸入和來自人類操作者的指令執(zhí)行存儲在存儲器中的程序來控制燃氣渦輪操作的(多個)處理器的計算機系統。

在特定的實施例中，控制器300被編程為確定產生期望量的蒸汽流所需要的排氣的期望溫度，調節(jié)穿過(多個)閥180的燃燒氣體流，穿過(多個)閥182，184的空氣流，穿過閥186的冷卻劑流，以及經由閥188通向第二燃氣渦輪的冷卻的燃燒氣體流，以實現傳送到換熱器122的排氣混合物162的期望溫度，以及實現通向第二燃氣渦輪200的期望流率。

在運行中，控制器300可接收輸入數據信號，諸如來自設置在第一氣體冷卻器144的出口152下游的溫度監(jiān)測器190(圖1-3)的冷卻的燃燒氣體溫度302，和/或來自設置在混合室178處或者下游的溫度監(jiān)測器192(圖2-3)的燃燒氣體溫度304，和/或來自設置在排氣導管120下游和/或換熱器122上游的溫度監(jiān)測器194(圖1-3)的排氣混合物溫度306，和/或來自設置在第二氣體冷卻器164的出口170下游的溫度監(jiān)測器196(圖3)的冷卻劑溫度308，和/或來自設置在第二換熱器208處或者下游的溫度監(jiān)測器198(圖1-3)的冷卻的燃燒氣體溫度310。

控制器300還可接收來自流量監(jiān)測器132的蒸汽流量數據312和/或來自流量監(jiān)測器130的蒸汽流量數據314。響應于一個或更多個數據信號302，304，306，308，310，312，314，控制器300可促動(多個)閥180，182，184，186，188中的一個或更多個來控制來自渦輪級S1-Sn的燃燒氣體流，進入第一氣體冷卻器144二級入口148的壓縮的空氣流率，進入混合室178的冷卻劑流率和/或通向第二燃氣渦輪200(特別是通向第二燃氣渦輪200的壓縮機202和/或渦輪206)的冷卻的燃燒氣體流，以產生排氣混合物162的期望溫度，以及產生流至第二燃氣渦輪200的冷卻的燃燒氣體160的期望溫度。

來自蒸汽渦輪126的蒸汽流輸出可經由控制器300使用流量監(jiān)測器132來監(jiān)測。至二級操作的蒸汽流輸出可經由控制器300使用流量監(jiān)測器130來監(jiān)測?？刂破?00可促動(多個)閥180，182，184，186，188中的一個或更多個，以控制來自渦輪級S1-Sn的燃燒氣體流，進入第一氣體冷卻器144二級入口148的冷卻劑流率，通向混合室178的冷卻劑流率，以至少部分地基于流量監(jiān)測器130，132中的至少一個測量的流量輸出而產生排氣混合物162的期望溫度和/或來自換熱器122的期望蒸汽輸出。

可分析由控制器300接收的數據信號，諸如燃燒氣體溫度，冷卻的燃燒氣體溫度，排氣溫度，混合的排氣溫度和蒸汽流率，來與蒸汽流的預定的期望量進行比較?？刂破?00可使用接收的數據信號來確定排氣溫度的增大是否將是期望的。計算包括確定所需要的蒸汽的量，以及期望的動力的量，以及確定生產期望的量的蒸汽所需要的燃燒氣體的溫度和量。

在確定換熱器122生產期望的蒸汽量所需要的燃燒氣體114的期望溫度和量之后，控制器300可產生一個或更多個信號316，318，320，322(圖1和3)，并且將這些信號發(fā)送至合適的(多個)閥180的接收器，以在合適的渦輪級S1，S2，S3，Sn處穿過渦輪殼體134，136提取燃燒氣體114。控制器300可將信號324發(fā)送至閥182，184中的任意一個或者兩者的接收器，以控制流入第一氣體冷卻器144的二級入口148的冷卻劑154的流率?？刂破?00還可將信號326發(fā)送至閥186(圖2)，以調整從第一氣體冷卻器144的出口152進入混合室178和/或進入冷卻的燃燒氣體160的流的冷卻劑174的流處于期望的量，以進一步將冷卻的燃燒氣體160冷卻至期望溫度。控制器300可將信號328(圖1和3)發(fā)送至閥188的接收器，以控制流向第二燃氣渦輪200的冷卻的燃燒氣體160的流率?？刂破?00和/或本文所提供的系統或者多個系統自動地混合排氣118與冷卻的燃燒氣體160的流，使得排氣混合物溫度高于標稱排氣溫度，但是低于換熱器122或者HRSG的熱極限，同時將冷卻的燃燒氣體的流提供至第二燃氣渦輪200，尤其是提供至第二燃氣渦輪200的壓縮機202和/或渦輪206中的一個或者兩者。

雖然本文已經顯示和描述了具體的實施例，但應當認識到，經計算可實現同樣目的的任何布置都可替換所示的具體的實施例，且本實用新型在其它環(huán)境中具有其它應用。本申請意圖覆蓋本實用新型的任何改編或者改型。所附的權利要求絕不意圖將本實用新型的范圍限制于本文所述的具體實施例。