RU2614471C2 - Способ и система регулирования для газовой турбины - Google Patents

Способ и система регулирования для газовой турбины Download PDF

Info

Publication number
RU2614471C2
RU2614471C2 RU2013102017A RU2013102017A RU2614471C2 RU 2614471 C2 RU2614471 C2 RU 2614471C2 RU 2013102017 A RU2013102017 A RU 2013102017A RU 2013102017 A RU2013102017 A RU 2013102017A RU 2614471 C2 RU2614471 C2 RU 2614471C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel
combustion chamber
flame
turbine
gas turbine
Prior art date
Application number
RU2013102017A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013102017A (ru
Inventor
Брайан Уэсли РОМИГ
Деррик Уолтер САЙМОНС
Венкат НАРРА
Original Assignee
Дженерал Электрик Компани
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дженерал Электрик Компани filed Critical Дженерал Электрик Компани
Publication of RU2013102017A publication Critical patent/RU2013102017A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2614471C2 publication Critical patent/RU2614471C2/ru

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/26Starting; Ignition
    • F02C7/262Restarting after flame-out
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C9/00Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
    • F02C9/26Control of fuel supply
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/42Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the arrangement or form of the flame tubes or combustion chambers
    • F23R3/46Combustion chambers comprising an annular arrangement of several essentially tubular flame tubes within a common annular casing or within individual casings
    • F23R3/48Flame tube interconnectors, e.g. cross-over tubes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Regulation And Control Of Combustion (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

Cпособ относится к регулированию работы газовой турбины в ответ на бедный срыв пламени в камере сгорания. Газовая турбина содержит две камеры сгорания. Способ включает обнаружение того, что первая камера сгорания гаснет в процессе работы газовой турбины с полной нагрузкой, регулирование топливного коэффициента между топливными форсунками в каждой камере сгорания, подачу более обогащенной топливовоздушной смеси в топливные форсунки, ближайшие к пламяперебрасывающим патрубкам, осуществление переброса пламени из второй камеры сгорания в первую камеру сгорания, обнаружение восстановления нагрузки турбины и регулирование топливного коэффициента до нормального сбалансированного распределения топлива между топливными форсунками в каждой камере сгорания. Технический результат изобретения – повышение надежности работы турбинных установок с низкими выбросами без отключения газовой турбины. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0001] Настоящее изобретения относится, в общем, к контроллерам системы сгорания для газовой турбины. В частности, изобретение относится к способу повторного зажигания камеры сгорания турбины, работающей с полной нагрузкой, посредством осуществления алгоритма регулирования.
ПРЕДПОСЫЛКИ К СОЗДАНИЮ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0002] Промышленные и энергетические газотурбинные установки имеют системы регулирования или контроллеры, которые отслеживают и регулируют работу газовой турбины. Эти контроллеры управляют системой сгорания газовой турбины. Газовые турбины требуют точной подачи топлива для получения гомогенного смесеобразования бедного топлива из топлива и воздуха в каждой локальной зоне горения, которую необходимо регулировать для работы с соблюдением требуемых низких уровней выбросов. Газовые турбины должны поддерживать рабочую границу выше границы срыва пламени при обеднении топлива. Тщательно отрегулированное управление локальным горением необходимо для поддержания стабильности пламени в камерах сгорания турбин без риска для производительности современных турбин.
[0003] В известных газовых турбинах если одна камера сгорания теряет пламя, то термопары замера температуры выхлопных газов распознают возросшие перепады температур между погасшей камерой сгорания и другими камерами сгорания, и система регулирования реагирует на это выключением турбины. Такое регулирование может стать причиной продолжительного простоя и потери рабочего времени и доходов. В известных системах регулирования газовых турбин для обнаружения погасшей камеры сгорания могут быть использованы некоторые сигналы, которые являются более скоростными, чем сигналы термопары замера температуры выхлопных газов, из-за относительно медленной природы времени задержки на транспортировку от камеры сгорания до термопары замера температуры выхлопных газов и последующей теплопередачи и изменения температуры в термопаре.
[0004] При обнаружении снижения нагрузки под управлением известных систем регулирования такая система регулирования обеспечит подачу большего количества топлива в попытке увеличить нагрузку. Когда камера сгорания гаснет, или ее пламя затухает, топливные форсунки, расположенные ближе всего к пламяперебрасывающим патрубкам, работают на бедном топливе, и их пламя является слабым и располагается дальше вниз по потоку от пламяперебрасывающего патрубка. Подача большего количества топлива в камеру сгорания в таком состоянии может оказаться неадекватной для содействия перебросу пламени в погасшую камеру сгорания. Однако регулирование распределений топлива и обогащение топливовоздушной смеси в топливных форсунках будет содействовать перебросу пламени в негорящую камеру сгорания.
В патенте США №5722230, опубл. 03.03.1998, который является прототипом настоящего изобретения, описан способ регулирования работы газовой турбины, содержащей по меньшей мере две камеры сгорания, в ответ на срыв пламени камеры сгорания при обеднении топлива. Этот способ включает обнаружение того, что первая камера сгорания гаснет в процессе работы газовой турбины с полной нагрузкой, после чего осуществляют переброс пламени из второй камеры сгорания в первую камеру сгорания через пламяперебрасывающий патрубок, затем выявляют восстановление нагрузки турбины и регулируют топливный коэффициент до нормального сбалансированного распределения топлива между соответствующими топливными форсунками. В этом патенте также описана система регулирования для газовой турбины, содержащая компрессор, множество камер сгорания, турбину, связанную с компрессором с возможностью передачи приводного усилия, и систему регулирования. Система регулирования также содержит контроллер, выполненный с возможностью обнаружения того, что камера сгорания гаснет в процессе работы газовой турбины с полной нагрузкой, осуществления переброса пламени из второй камеры сгорания в первую камеру сгорания, обнаружения восстановления нагрузки турбины и регулирования топливного коэффициента до нормального сбалансированного распределения топлива между первой топливной форсункой и второй топливной форсункой.
[0005] Необходим алгоритм для того, чтобы система регулирования могла осуществить регулировку подачи топлива очень быстро, так чтобы происходил переброс пламени для зажигания погасшей камеры сгорания, и при этом интервал времени был достаточно короткий, чтобы минимизировать воздействие на работу и выбросы газовой турбины.
[0006] Необходим контроллер, который обнаружит погасшую камеру сгорания с помощью более скоростного сигнала, например нагрузки, в пределах такого времени задержки транспортировки, изменит распределение топлива между топливными форсунками в каждой камере сгорания и поддержит это состояние до тех пор, пока контролер не обнаружит восстановление нагрузки.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0007] В одном варианте раскрывается способ регулирования работы газовой турбины в ответ на срыв пламени в камере сгорания при обеднении топлива. Газовая турбина содержит по меньшей мере две камеры сгорания, и способ включает шаги обнаружения того, что первая камера сгорания гаснет в процессе работы газовой турбины с полной нагрузкой, регулирования топливного коэффициента между топливными форсунками, обогащения состава топливовоздушной смеси в топливных форсунках, ближайших к пламяперебрасывающим патрубкам, осуществления переброса пламени из второй камеры сгорания в первую камеру сгорания, обнаружения восстановления нагрузки турбины и регулирования топливного коэффициента до нормального сбалансированного распределения топлива между первой камерой сгорания и второй камерой сгорания.
[0008] В другом варианте раскрывается система регулирования для газовой турбины. Система регулирования содержит компрессор, две или более камеры сгорания, турбину, соединенную с компрессором с возможностью передачи приводного усилия, и систему регулирования. Система регулирования также содержит контроллер. Контроллер программируют для обнаружения того, что первая камера сгорания гаснет в процессе работы газовой турбины с полной нагрузкой, регулирования топливного коэффициента между топливными форсунками для подачи обогащенной топливовоздушной смеси к форсункам, ближайшим к пламяперебрасывающим патрубкам, осуществления переброса пламени из второй камеры сгорания в первую камеру сгорания, обнаружения восстановления нагрузки турбины и регулирования топливного коэффициента до нормального сбалансированного распределения топлива между топливными форсунками.
[0009] В еще одном варианте раскрывается машиночитаемый носитель для хранения или содержания команд, исполняемых микропроцессорным контроллером для определения срыва пламени в камере сгорания газотурбинного двигателя при обеднении топлива. Указанные команды предназначены для обнаружения того, что первая камера сгорания гаснет в процессе работы газовой турбины с полной нагрузкой, регулирования топливного коэффициента между топливными форсунками для подачи обогащенной топливовоздушной смеси к по меньшей мере одной топливной форсунке, расположенной рядом с пламяперебрасывающим патрубком; который сообщается с первой камерой сгорания, осуществления переброса пламени из второй камеры сгорания в первую камеру сгорания посредством пламяперебрасывающего патрубка, обнаружения восстановления нагрузки турбины и регулирования топливного коэффициента до нормального сбалансированного распределения топлива между топливными форсунками.
[0010] Преимуществом раскрытого способа является способность устройств с низкими выбросами, которые эксплуатируются с более низкой границей относительно срыва пламени при обеднении топлива, работать более надежно.
[0011] Другим преимуществом раскрытого способа и системы является также повышение надежности за счет исключения необходимости отключения турбинного оборудования, что очень важно, например, в отношении применений в технологических линиях сжиженного природного газа (СПГ) (liquified natural gas, LNG), где необходима постоянная работа газовых турбин для производства СПГ.
[0012] Еще одним преимуществом является способность к быстрому регулированию потока топлива между множеством топливных форсунок для повторного зажигания в смежной камере сгорания прежде, чем газовая турбина отключится из-за возросшего перепада температуры между камерами сгорания.
[0013] Другие особенности и преимущества настоящего изобретения будут очевидны из последующего подробного описания предпочтительного варианта вместе с сопроводительными чертежами, которые иллюстрируют в качестве примера принципы изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0014] Фиг. 1 представляет принципиальную схему примера осуществления газовой турбины, имеющей систему регулирования подачи топлива.
[0015] Фиг. 2 представляет схему последовательности операций варианта системы восстановления зажигания камеры сгорания.
[0016] Фиг. 3 представляет пример пламяперебрасывающего патрубка, установленного между камерами сгорания газовой турбины.
[0017] Фиг. 4 представляет частичный вид в разрезе примера многогорелочной камеры сгорания.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0018] Фиг. 1 изображает газовую турбину 10, имеющую компрессор 12, две камеры 14, 15 сгорания, турбину 16, связанную с компрессором с возможностью передачи приводного усилия, и систему 18 регулирования (контроллер). Впускной канал 20 компрессора обеспечивает подачу окружающего воздуха и, возможно, инжектированной воды в компрессор. Впускной канал может содержать каналы, фильтры, экраны и звукопоглощающие устройства, которые содействуют падению давления окружающего воздуха, протекающего через впускной канал 20 во входной направляющий аппарат 21 компрессора. Вытяжной канал 22 турбины направляет газообразные продукты сгорания с выхода турбины через, например, устройства контроля выбросов в атмосферу и звукопоглощающие устройства. Вытяжной канал 22 может содержать звукопоглощающие материалы и устройства контроля выбросов в атмосферу, которые создают противодавление для турбины. Величина потери входного давления и противодавления могут варьироваться с течением времени из-за добавления элементов в каналы 20, 22 и из-за засорения пылью и грязью впускного и вытяжного каналов. Турбина 16 может приводить в движение генератор 24, который вырабатывает электрическую энергию. Потери на входе в компрессор и потери давления газов за турбиной имеют тенденцию быть функцией скорректированного расхода через газовую турбину. Кроме того, величина потери на входе и противодавления турбины могут изменяться в зависимости от скорости расхода через газовую турбину.
[0019] Работа газовой турбины может отслеживаться с помощью нескольких датчиков 26, измеряющих различные состояния турбины, генератора и окружающей среды. Например, датчики 26 температуры могут отслеживать температуру внешней среды, окружающей газовую турбину, температуру на выходе из компрессора, температуру отходящих газов турбины и другие измерения температуры газового потока через газовую турбину. Датчики 26 давления могут отслеживать давление окружающей среды и уровни статического и динамического давления на входе в компрессор и на выходе из него, на выходе из турбины, в других местах в газовом потоке через газовую турбину. Датчики 26 влажности, например психрометры, измеряют влажность окружающей среды во впускном канале компрессора. Датчики 26 могут также включать в себя датчики расхода, датчики скорости, датчики-сигнализаторы пожара, датчики положения клапанов, датчики угла входного направляющего аппарата или подобные датчики, которые воспринимают различные параметры, имеющие отношение к работе газовой турбины 10. В настоящем документе «параметры» относятся к величинам, которые могут быть использованы для определения условий работы турбины, таким как температуры, давления и расходы газа в определенных местоположениях в турбине. Эти параметры могут использоваться для представления заданного режима работы турбины.
[0020] Система 28 регулирования подачи топлива регулирует топливо, поступающее из источника топлива в камеру 14 сгорания, и соотношение между топливом, поступающим в первичные и вторичные топливные форсунки, и топливом, смешиваемым с вторичным воздухом, поступающим в камеру сгорания. Контроллер регулирования подачи топлива может также осуществлять выбор вида топлива для камеры сгорания. Система 28 регулирования подачи топлива может быть отдельным устройством или может быть компонентом большего контроллера 18. Система регулирования подачи топлива может также вырабатывать и выполнять команды топливного коэффициента, которые определяют долю топлива, поступающего в первичные топливные форсунки, и долю топлива, поступающего во вторичные топливные форсунки.
[0021] Контроллером 18 может быть одна из подсистем управления газовой турбиной компании «General Electric» SPEEDTRONIC. TM. Gas Turbine Control System модели Mark V, Mark Ve, Mark VI или Mark Vie, такая как описана в Rowen, W. I., "SPEEDTRONIC. TM. Mark V Gas Turbine Control System", GE-3658D, опубликовано GE Industrial & Power Systems, Schenectady, N.Y. Контроллер 18 может быть компьютерной системой, имеющей процессор(-ы), которые выполняют программы для управления работой газовой турбины с использованием входных сигналов от датчиков и команд от людей-операторов. Программы, выполняемые контроллером 18, могут включать в себя алгоритмы планирования для регулирования подачи топлива в камеру сгорания 14. Команды, вырабатываемые контроллером, побуждают силовые приводы на газовой турбине, например, регулировать клапаны (силовой привод 32) между топливоподачей и камерами сгорания, которые регулируют расход, распределение топлива и вид топлива, протекающего в камеры сгорания; регулировать входной направляющий аппарат 21 (силовой привод 30) на компрессоре и активировать другие настройки управления на газовой турбине.
[0022] Контроллер 18 регулирует газовую турбину на основе, частично, алгоритмов, хранящихся в компьютерной памяти, связанной с контроллером. Если в процессе работы система регулирования обнаруживает изменение в рабочей нагрузке посредством использования сигналов, которые быстро обнаруживаются, например в мегаваттах, система регулирования может скорректировать распределение топлива между камерами сгорания для переброса пламени из зажженной камеры сгорания в погасшую камеру сгорания. Как только контроллер распознает, что в погасшей камере сгорания пламя восстановлено, контроллер произведет корректировку распределения топлива между камерами сгорания для получения номинального параметра работы турбины. Ключевым при этом является скорость, при которой происходит повторное зажигание. Если камера сгорания не воспламенится повторно достаточно быстро, тогда система регулирования получит указание на высокий перепад температур от термопар замера температуры выхлопных газов из-за погасшей камеры сгорания и побудит турбину выключиться. Однако если камера сгорания повторно воспламенится, система регулирования отследит восстановление результатов измерений термопар в виде нормального распределения, проигнорирует высокие температурные перепады, зафиксированные термопарами замера температуры выхлопных газов до восстановления, и турбина вернется к нормальной работе. Если контроллер установит, что камера сгорания не может быть повторно воспламенена, тогда контроллер примет предел распространения высокой температуры и остановит турбину.
[0023] На фиг. 2 представлен пример осуществления способа управления повторным зажиганием погасшей камеры сгорания при полной нагрузке. В процессе работы газовой турбины 10 с полной нагрузкой на шаге 100 камера сгорания 14 гаснет. Далее, на шаге 102, небольшое уменьшение рабочей нагрузки обнаруживается контроллером 18. На шаге 104 контроллер 18 реагирует на обнаруженное нарушение или уменьшение в рабочей нагрузке путем инициирования шагов по повторному зажиганию. Затем на шаге 106 контроллер 18 формирует команду для корректировки распределения топлива между камерами 14, 15 сгорания с целью подачи более обогащенной топливовоздушной смеси в работающую камеру 15 сгорания. Введение более обогащенной топливовоздушной смеси в работающую камеру 15 сгорания создает переброс пламени, который заставляет пламя из работающей камеры 15 сгорания перейти в погасшую камеру 14 сгорания по пламяперебрасывающему патрубку 11 (фиг. 3), на шаге 108. Далее, на шаге 110 после короткого интервала времени система регулирования воспринимает распределение нагрузки для установления, сбалансирована ли вновь нагрузка, что указывает на обнаружение восстановления нагрузки. Если на шаге 110 обнаруживается восстановление нагрузки, тогда контроллер 18 вырабатывает сигнал (шаг 112) для корректировки распределения топлива к нормальному сбалансированному распределению топлива (шаг 114) между топливными форсунками камер 14, 15 сгорания.
[0024] Пламяперебрасывающие патрубки хорошо известны в данной области техники. На фиг. 3 представлен пример конструкции пламяперебрасывающего патрубка. Пламяперебрасывающий патрубок 11 проходит между первой камерой 14 сгорания и второй камерой 15 сгорания и заключен в корпус 17, который открыт потоку воздуха, нагнетаемого компрессором. Пламяперебрасывающий патрубок 11 может состоять из двух конусообразных трубчатых секций 38, 40, связанных телескопической связью. Множество отверстий 36 для продувочного воздуха просверлены в секции 38 поблизости от телескопического соединения с секцией 40. Трубчатые секции 38 и 40 постепенно сужаются от большего диаметра в средней части пламяперебрасывающего патрубка к меньшим диаметрам у концов 42, 44 соответственно, где концы соединяются с камерами 14 и 15 сгорания. Конусообразность у концов пламяперебрасывающего патрубка 11 заставляет продувочный воздушный поток ускоряться и прижиматься к стенкам патрубка, так что продувочный воздух заполняет все поперечное сечение у противоположных концов патрубка.
[0025] Фиг. 4 представляет пример камеры 14, 15 сгорания. Пламяперебрасывающий патрубок 11 проходит через стенку камеры 14, 15 сгорания перед топливными форсунками 33. Пламяперебрасывающий патрубок 11 может быть соединен со смежной камерой сгорания 14, 15. Камера сгорания может содержать множество форсунок 33 и/или пламяперебрасывающих патрубков 11.
[0026] Как указывалось выше, варианты осуществления изобретения в пределах объема настоящей заявки содержат машиночитаемый носитель для хранения или содержания исполняемых машиной команд или структуры данных, хранящихся на нем. Таким машиночитаемым носителем может быть любой доступный носитель, к которому может иметь доступ специализированный или универсальный компьютер или любое другое вычислительное устройство с процессором. В качестве примера такой машиночитаемый носитель может включать в себя RAM (оперативное запоминающее устройство, ОЗУ), ROM (постоянное запоминающее устройство, ПЗУ), EPROM (стираемое программируемое ПЗУ, СППЗУ), EEPROM (электронно-стираемое программируемое ПЗУ, ЭСППЗУ), CD-ROM (компакт-диск без возможности перезаписи), или другое оптическое запоминающее устройство на дисках, или другие магнитные запоминающие устройства, или любой другой носитель, который может быть использован для запоминания или хранения требуемого программного кода в форме исполняемых машиной команд или структур данных и к которым может иметь доступ любой специализированный или универсальный компьютер или любое другое вычислительное устройство с процессором. Когда информация передается или предоставляется через сеть или коммуникационное соединение (проводное или беспроводное соединение, либо комбинацию проводного и беспроводного) в вычислительную машину, машина соответствующим образом рассматривает соединение в качестве машиночитаемого носителя. Таким образом, любое такое соединение должным образом определяется как машиночитаемый носитель. Комбинации вышеуказанного также включаются в объем машиночитаемого носителя. Исполняемые машиной команды охватывают, например, команды и данные, которые побуждают универсальный компьютер, специализированный компьютер или специальные обрабатывающие устройства выполнять определенную функцию или группу функций.
[0027] Технические эффекты некоторых конфигураций согласно настоящему изобретению включают способность турбинных установок с низкими выбросами работать более надежно без отключения турбинного оборудования, а также быстрое изменение топливного потока между множеством топливных форсунок для повторного зажигания смежной камеры сгорания до того, как произойдет отключение газовой турбины.
[0028] Следует заметить, что хотя чертежи в настоящем документе могут показывать определенный порядок шагов способа, предполагается, что порядок шагов может отличаться от изображенного. Кроме того, два или более шагов могут быть выполнены одновременно или с частичным совпадением во времени. Подобное варьирование будет зависеть от выбранных систем программного обеспечения и аппаратного обеспечения и от выбора проектировщика. Следует понимать, что все эти варианты находятся в пределах объема изобретения. Подобным образом реализации программного обеспечения могут быть осуществлены с помощью стандартных программных способов с логикой, основанной на правилах, или другой логикой для выполнения различных шагов соединения, шагов обработки, шагов сравнения и шагов принятия решений.
[0029] Хотя изобретение описано со ссылкой на предпочтительный вариант его осуществления, специалистам понятно, что могут быть произведены различные изменения, и элементы могут быть заменены эквивалентами в пределах объема изобретения. Кроме того, могут быть произведены модификации для адаптации к конкретной ситуации или материалу в рамках изобретения. Следовательно, изобретение не ограничено конкретным вариантом, раскрытым как лучший вариант осуществления изобретения, а включает все варианты в пределах объема приложенной формулы изобретения.

Claims (39)

1. Способ регулирования работы газовой турбины в ответ на срыв пламени камеры сгорания при обеднении топлива, причем газовая турбина содержит по меньшей мере две камеры сгорания, включающий:
обнаружение того, что первая камера сгорания гаснет в процессе работы газовой турбины с полной нагрузкой;
регулирование топливного коэффициента между первой топливной форсункой, связанной с первой камерой сгорания, и второй топливной форсункой, связанной со второй камерой сгорания;
подачу более обогащенной топливовоздушной смеси на вторую топливную форсунку, где вторая топливная форсунка является топливной форсункой, ближайшей к пламяперебрасывающему патрубку;
осуществление переброса пламени из второй камеры сгорания в первую камеру сгорания через пламяперебрасывающий патрубок;
обнаружение восстановления нагрузки турбины; и
регулирование топливного коэффициента до нормального сбалансированного распределения топлива между соответствующими топливными форсунками.
2. Способ по п. 1, в котором шаг регулирования топливного коэффициента также включает в ответ на обнаружение нарушения в рабочей нагрузке инициирование повторного зажигания.
3. Способ по п. 1, в котором шаг регулирования топливного коэффициента также включает выработку команды контроллером для регулирования распределения топлива между топливными форсунками.
4. Способ по п. 1, в котором шаг осуществления переброса пламени также включает побуждение пламени из второй камеры сгорания к перебросу в первую камеру сгорания для повторного зажигания первой камеры сгорания.
5. Способ по п. 1, также включающий ожидание в течение короткого интервала времени и обнаружение восстановления нагрузки.
6. Способ по п. 1, в котором шаг регулирования распределения топлива до нормального сбалансированного распределения топлива между топливными форсунками также включает выработку сигнала контроллера для возврата распределения топлива к нормальному сбалансированному распределению топлива.
7. Способ по п. 1, в котором каждый шаг выполняют автоматически.
8. Система регулирования для газовой турбины, содержащая:
компрессор, множество камер сгорания, турбину, связанную с компрессором с возможностью передачи приводного усилия, и систему регулирования;
при этом система регулирования также содержит контроллер, выполненный с возможностью:
обнаружения того, что камера сгорания гаснет в процессе работы газовой турбины с полной нагрузкой;
регулирования топливного коэффициента между первой топливной форсункой, связанной с первой камерой сгорания, и второй топливной форсункой, связанной со второй камерой сгорания, смежной с первой камерой сгорания, для подачи более обогащенной топливовоздушной смеси на вторую топливную форсунку, ближайшую к пламяперебрасывающему патрубку, который сообщается с первой камерой сгорания;
осуществления переброса пламени из второй камеры сгорания в первую камеру сгорания;
обнаружения восстановления нагрузки турбины; и
регулирования топливного коэффициента до нормального сбалансированного распределения топлива между первой топливной форсункой и второй топливной форсункой.
9. Система по п. 8, в которой контроллер также выполнен с возможностью выработки команды для регулирования распределения топлива между топливными форсунками камеры сгорания.
10. Система по п. 8, в которой контроллер также выполнен с возможностью осуществления переброса пламени путем побуждения пламени к переходу из второй камеры сгорания в первую камеру сгорания для повторного зажигания первой камеры сгорания.
11. Система по п. 8, в которой контроллер также выполнен с возможностью приостановки на короткий интервал времени обнаружения параметра турбины и определения, восстановлена ли нагрузка генератора.
12. Система по п. 8, в которой контроллер также выполнен с возможностью выработки сигнала контроллера для распределения топлива между камерами сгорания.
13. Система по п. 11, в которой параметр турбины включает температуры, давления и расходы газа в заранее заданных местоположениях в газовой турбине.
14. Система по п. 13, в которой параметр турбины представляет данное рабочее состояние турбины.
15. Система по п. 8, которая также содержит систему регулирования подачи топлива, которая выполнена с возможностью регулирования по меньшей мере одного из: поступления топлива из источника топлива в первую камеру сгорания и вторую камеру сгорания, распределения топливного потока между первичной и вторичной топливной форсункой и поступления топлива, смешанного с вторичным воздухом, в камеру сгорания.
16. Система по п. 15, в которой система регулирования подачи топлива также выполнена с возможностью выбора вида топлива для камеры сгорания.
17. Система по п. 15, в которой система регулирования подачи топлива выполнена с возможностью выработки и выполнения команд топливного коэффициента, которые определяют долю топлива, поступающего к множеству первичных топливных форсунок, и долю топлива, поступающего к множеству вторичных топливных форсунок.
18. Машиночитаемый носитель для хранения или содержания команд, исполняемых микропроцессорным контроллером для определения срыва пламени камеры сгорания газотурбинного двигателя при обеднении топлива, при этом команды предназначены для:
обнаружения того, что первая камера сгорания гаснет в процессе работы газовой турбины с полной нагрузкой;
регулирования топливного коэффициента между топливной форсункой, связанной с первой камерой сгорания, и второй топливной форсункой, связанной со второй камерой сгорания, смежной с первой камерой сгорания;
подачи более обогащенной топливовоздушной смеси на вторую топливную форсунку, ближайшую к пламяперебрасывающим патрубкам;
осуществления переброса пламени из второй камеры сгорания в первую камеру сгорания;
обнаружения восстановления нагрузки турбины; и
регулирования топливного коэффициента до нормального сбалансированного распределения топлива между первой топливной форсункой и второй топливной форсункой.
19. Машиночитаемый носитель по п. 18, в котором команды также предназначены для осуществления переброса пламени путем побуждения пламени из второй камеры сгорания переходить в первую камеру сгорания для повторного зажигания первой камеры сгорания.
20. Машиночитаемый носитель по п. 18, в котором команды также предназначены для приостановки на короткий интервал времени обнаружения параметра турбины и определения, распределена ли нагрузка примерно поровну между первой камерой сгорания и второй камерой сгорания.
RU2013102017A 2012-01-18 2013-01-17 Способ и система регулирования для газовой турбины RU2614471C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/352,496 US8959925B2 (en) 2012-01-18 2012-01-18 Combustor recovery method and system
US13/352,496 2012-01-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013102017A RU2013102017A (ru) 2014-07-27
RU2614471C2 true RU2614471C2 (ru) 2017-03-28

Family

ID=47559318

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013102017A RU2614471C2 (ru) 2012-01-18 2013-01-17 Способ и система регулирования для газовой турбины

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8959925B2 (ru)
EP (1) EP2617964B1 (ru)
JP (1) JP6154612B2 (ru)
CN (1) CN103216339B (ru)
RU (1) RU2614471C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2749287C1 (ru) * 2017-09-18 2021-06-08 Сименс Акциенгезелльшафт Способ управления газовой турбиной и считываемый компьютером носитель хранения для выполнения такого способа

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2762687A1 (en) * 2013-02-01 2014-08-06 Siemens Aktiengesellschaft Method for starting a combustion system
US9500367B2 (en) 2013-11-11 2016-11-22 General Electric Company Combustion casing manifold for high pressure air delivery to a fuel nozzle pilot system
US9790834B2 (en) 2014-03-20 2017-10-17 General Electric Company Method of monitoring for combustion anomalies in a gas turbomachine and a gas turbomachine including a combustion anomaly detection system
US10161635B2 (en) * 2014-06-13 2018-12-25 Rolls-Royce Corporation Combustor with spring-loaded crossover tubes
US9791351B2 (en) 2015-02-06 2017-10-17 General Electric Company Gas turbine combustion profile monitoring
CN105840318A (zh) * 2016-04-18 2016-08-10 姚军 引擎快速重启方法及装置
JP6590771B2 (ja) * 2016-08-09 2019-10-16 三菱日立パワーシステムズ株式会社 ガスタービン燃焼器
US10641179B2 (en) * 2016-11-07 2020-05-05 General Electric Company System and method for starting gas turbine engines
US10731568B2 (en) * 2016-11-23 2020-08-04 General Electric Company Systems and methods for reducing airflow imbalances in turbines
JP6965108B2 (ja) * 2017-11-08 2021-11-10 三菱パワー株式会社 ガスタービン燃焼器
US11519292B2 (en) 2021-03-24 2022-12-06 General Electric Company Non-optical flame detector and method for a combustor of a turbine engine

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4625510A (en) * 1981-04-24 1986-12-02 Bendix Avelex Inc. Stress limiter apparatus for a gas turbine engine
US6274945B1 (en) * 1999-12-13 2001-08-14 Capstone Turbine Corporation Combustion control method and system
US7593803B2 (en) * 2003-11-20 2009-09-22 General Electric Company Method for controlling fuel splits to gas turbine combustor
US7917278B2 (en) * 2005-11-22 2011-03-29 Honeywell International Inc. System and method for lean blowout protection in turbine engines
RU2436974C2 (ru) * 2006-12-18 2011-12-20 Дженерал Электрик Компани УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЕ СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ВЫБРОСОВ NOx
RU2438027C2 (ru) * 2006-09-19 2011-12-27 Дженерал Электрик Компани Способ и система для обнаружения электрически изолированного режима работы и для перехода в этот режим

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4249372A (en) * 1979-07-16 1981-02-10 General Electric Company Cross-ignition assembly for combustion apparatus
US5345757A (en) * 1993-09-20 1994-09-13 General Electric Company Combustor apparatus for use in a gas turbine engine
US5722230A (en) * 1995-08-08 1998-03-03 General Electric Co. Center burner in a multi-burner combustor
JPH11148370A (ja) * 1997-11-17 1999-06-02 Hitachi Ltd ガスタービン
US6334294B1 (en) 2000-05-16 2002-01-01 General Electric Company Combustion crossfire tube with integral soft chamber
US6772583B2 (en) * 2002-09-11 2004-08-10 Siemens Westinghouse Power Corporation Can combustor for a gas turbine engine
BRPI0406806A (pt) * 2003-01-17 2005-12-27 Catalytica Energy Sys Inc Sistema e método de controle dinâmico para multicombustor catalìtico para motor de turbina a gás
US7337057B2 (en) * 2004-05-28 2008-02-26 General Electric Company Methods and apparatus for predicting and/or for avoiding lean blow-outs
US7278266B2 (en) * 2004-08-31 2007-10-09 General Electric Company Methods and apparatus for gas turbine engine lean blowout avoidance
US7389643B2 (en) 2005-01-31 2008-06-24 General Electric Company Inboard radial dump venturi for combustion chamber of a gas turbine
US8707704B2 (en) 2007-05-31 2014-04-29 General Electric Company Method and apparatus for assembling turbine engines
US7997083B2 (en) * 2007-08-28 2011-08-16 General Electric Company Method and system for detection of gas turbine combustion blowouts utilizing fuel normalized power response
JP4959523B2 (ja) * 2007-11-29 2012-06-27 株式会社日立製作所 燃焼装置,燃焼装置の改造方法及び燃焼装置の燃料噴射方法
US8997499B2 (en) 2009-03-04 2015-04-07 Alstom Technology Ltd Load rejection and recovery using a secondary fuel nozzle
US20110083440A1 (en) * 2009-10-14 2011-04-14 General Electric Company High strength crossover manifold and method of joining
US20120006032A1 (en) * 2010-07-06 2012-01-12 General Electric Company Systems, methods, and apparatus for confirming ignition in a gas turbine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4625510A (en) * 1981-04-24 1986-12-02 Bendix Avelex Inc. Stress limiter apparatus for a gas turbine engine
US6274945B1 (en) * 1999-12-13 2001-08-14 Capstone Turbine Corporation Combustion control method and system
US7593803B2 (en) * 2003-11-20 2009-09-22 General Electric Company Method for controlling fuel splits to gas turbine combustor
US7917278B2 (en) * 2005-11-22 2011-03-29 Honeywell International Inc. System and method for lean blowout protection in turbine engines
RU2438027C2 (ru) * 2006-09-19 2011-12-27 Дженерал Электрик Компани Способ и система для обнаружения электрически изолированного режима работы и для перехода в этот режим
RU2436974C2 (ru) * 2006-12-18 2011-12-20 Дженерал Электрик Компани УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЕ СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ВЫБРОСОВ NOx

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2749287C1 (ru) * 2017-09-18 2021-06-08 Сименс Акциенгезелльшафт Способ управления газовой турбиной и считываемый компьютером носитель хранения для выполнения такого способа
US11815032B2 (en) 2017-09-18 2023-11-14 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Controller and method

Also Published As

Publication number Publication date
EP2617964A2 (en) 2013-07-24
CN103216339A (zh) 2013-07-24
RU2013102017A (ru) 2014-07-27
US20130180260A1 (en) 2013-07-18
CN103216339B (zh) 2016-07-06
US8959925B2 (en) 2015-02-24
JP2013148090A (ja) 2013-08-01
JP6154612B2 (ja) 2017-06-28
EP2617964B1 (en) 2019-03-13
EP2617964A3 (en) 2017-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2614471C2 (ru) Способ и система регулирования для газовой турбины
EP2261487B1 (en) Gas turbine controller
EP2738371A2 (en) A system and method for operating a gas turbine in a turndown mode
KR101520240B1 (ko) 밸브 제어 장치, 가스 터빈, 및 밸브 제어 방법
KR101530807B1 (ko) 배열 회수 보일러 및 발전 플랜트
US8109759B2 (en) Assured compliance mode of operating a combustion system
JP2007138949A (ja) ガスタービンエンジンシステムを動作させるための方法および装置
JP2015048759A (ja) ガスタービン燃焼システム
JP2014173572A (ja) 熱電可変型コジェネレーションシステム
US11208959B2 (en) System and method for flexible fuel usage for gas turbines
US20120102967A1 (en) Method and system for preventing combustion instabilities during transient operations
US20140182297A1 (en) Gas turbine and method of controlling a gas turbine at part-load condition
JP5908361B2 (ja) ガスタービン燃焼器
EP2715230B1 (en) System and method for boiler control
US20150075170A1 (en) Method and system for augmenting the detection reliability of secondary flame detectors in a gas turbine
US20110167782A1 (en) Systems and apparatus for a fuel control assembly for use in a gas turbine engine
EP3885654B1 (en) Gas turbine engine and methods of controlling emissions therefrom
JP6394104B2 (ja) ボイラ
JP3658497B2 (ja) 石炭ガス化コンバインドサイクル発電プラント
JP3926075B2 (ja) ガスタービン燃焼器
JP2017020346A (ja) 熱電可変型コジェネレーションシステム

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210118