CH701936B1

CH701936B1 - Gasturbine und Leistungssystem.

Info

Publication number: CH701936B1
Application number: CH01309/07A
Authority: CH
Inventors: Willy Steve Ziminsky; James Fossum
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 2006-08-24
Filing date: 2007-08-20
Publication date: 2011-04-15
Also published as: CN101131124A; US20080047275A1; US7681401B2; JP2008051099A; CN101131124B

Abstract

Eine Gasturbine (100) wird geschaffen, die an ein elektrisches Netz gekoppelt ist, das bei einem standardisierten Netzfrequenzwert arbeitet, wobei die Gasturbine (100) eine Brennkammer (104) einschliesst, die in Strömungsverbindung mit einer Vielzahl von unabhängigen Brennstoffkreisen (110) und einem Kompressor (102) gekoppelt ist. Die Gasturbine (100) enthält ferner einen Sensor zur Erfassung einer Abweichung einer Netzfrequenz von dem standardisierten Netzfrequenzwert; und ein Steuergerät zur Einstellung des Brennstoffflusses in Reaktion auf die Abweichung der Netzfrequenz, welches dazu ausgelegt ist, den Brennstofffluss von einem Teil der Vielzahl von unabhängigen Brennstoffkreisen (110) einzustellen und einen im Wesentlichen konstanten Luftfluss von dem Kompressor (102) aufrechtzuerhalten, so dass ein Verhältnis von Brennstoff- zu Kompressorentladedruck derart geregelt ist, dass ein Nacheilen des Brennkammerzustandes auf Änderungen des Luftflusses unterbunden ist, wenn eine Reaktion der Brennkammer (104) auf die Abweichung der Netzfrequenz erfasst ist.

Description

Hintergrund der Erfindung

[0001] Diese Erfindung betrifft allgemein eine Gasturbine und ein Leistungssystem.

[0002] Zumindest einige bekannte Gasturbinen sind an ein elektrisches Stromnetz gekoppelt und liefern Leistung an dieses, um die Aufrechterhaltung einer gewünschten Netzfrequenz für den Netzbetrieb zu erleichtern. Netzinstabilitäten können Veränderungen der Netzfrequenz verursachen, welche wiederum dazu führen können, dass die Gasturbine die Leistungserzeugung erhöht oder verringert, um die gewünschte Netzfrequenz aufrechtzuerhalten. Zum Beispiel kann eine Erhöhung der Netzfrequenz zu einem Auftreten von einer Unterfrequenz führen, bei welchem die Gasturbine weniger Leistung erzeugt, als von dem Netz gefordert wird. Als Ergebnis muss bei einem solchen Ereignis der Brennstofffluss zu der Gasturbine erhöht werden, um der Turbine zu ermöglichen, die erhöhten Leistungsanforderungen des Netzes zu erfüllen. Alternativ kann eine Verringerung der Netzfrequenz zu einem Auftreten von einer Überfrequenz führen, bei welchem die Gasturbine mehr Leistung erzeugt, als vom Netz verlangt wird. Somit muss bei einem solchen Ereignis der Brennstofffluss zu der Gasturbine verringert werden, um eine Instabilität innerhalb der Gasturbine zu verhindern. Gegenwärtige Netzcodeanforderungen machen schnelle Änderungen im Brennstofffluss erforderlich, da das Fehlen einer raschen Reaktion auf ein Überfrequenz- oder Unterfrequenzereignis zu Leistungsausfällen einschliesslich Netzspannungsabfällen und/oder -ausfällen führen kann.

[0003] Zumindest einige bekannte Gasturbinen arbeiten so, dass eine Erhöhung oder Verringerung des Brennstoffflusses zu einer Brennkammer von einer entsprechenden Erhöhung oder Verringerung des Luftflusses zu der Brennkammer begleitet wird. Eine gleichzeitige Erhöhung oder Verringerung sowohl des Brennstoffflusses als auch des Luftflusses kann jedoch zu einer Verbrennungsabweichung führen, wobei die Brennkammer instabil wird. Um Verbrennungsabweichungen zu verhindern, werden die Einstellungen des Brennstoffflusses vor den Einstellungen des Luftflusses vorgenommen. Im Besonderen werden in zumindest einigen bekannten Gasturbinenmotoren die Werte für das gemessene Kompressordruckverhältnis (CPR) und die gemessene Gasturbinenabgastemperatur (TTXM) verwendet, um die Regelung des Brennstoff- und Luftflusses in Reaktion auf Netzanforderungen zu erleichtern. Im Besonderen wird der Brennstofffluss durch eine Stellung eines Brennstoffventils erfasst und geregelt, und der Luftfluss wird durch die Stellung eines Kompressoreinlass-Leitflügels erfasst und geregelt. Darüber hinaus werden das CPR und die TTXM auch verwendet, um einen Zustand des Verbrennungssystems durch Steuerung einer Brennstoffverteilung auf die Brennkammerdüsen zu definieren. Die Brennstoffverteilung wird durch ein Ventil erfasst und gesteuert, das in jeder der Brennstoffzweigleitungen der Brennkammer angeordnet ist. Somit führt eine Änderung des geforderten Brennstoffflusses und/oder des geforderten Luftflusses erst dann zu einer Änderung der Brennstoffverteilungen der Brennkammer, wenn die Änderungen des Brennstoffflusses/Luftflusses eine Änderung des CPR oder der TTXM erzeugen. Somit läuft der Brennkammerzustand auf Grund der Konstruktion dem Zustand des Gasturbinenmotors nach.

[0004] Auf Grund dieses Nacheilens des Brennkammerzustands können starke Netzschwankungen, welche im Allgemeinen schnelle Änderungen des Brennstoffflusses/Luftflusses verursachen, zu anormalen Betriebszuständen der Brennkammer führen. Im Besonderen kann in Betriebszuständen, in welchen der Brennstofffluss verringert wird, die Brennkammer zur Ausblasung von magerem Brennstoff neigen. Darüber hinaus kann der Betrieb mit mageren Brennstoffbedingungen die dynamischen Druckschwankungen innerhalb der Brennkammer verändern, was zur Instabilität der Brennkammer führt. In Betriebszuständen, in welchen der Brennstofffluss erhöht wird, können dynamische Druckschwankungen der Brennkammer entstehen, welche zur Instabilität der Brennkammer führen können. Zuletzt kann eine Instabilität der Brennkammer und/oder ein Flammenausfall zu einem Verlust von Leistung an das elektrische Stromnetz führen.

Kurzbeschreibung der Erfindung

[0005] In einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird eine Gasturbine geschaffen, wobei die Gasturbine an ein elektrisches Netz gekoppelt ist, das bei einem standardisierten Netzfrequenzwert arbeitet. Die Gasturbine schliesst einen Kompressor, eine Vielzahl von unabhängigen Brennstoffkreisen und eine Brennkammer ein, die in Strömungsverbindung mit der Vielzahl von unabhängigen Brennstoffkreisen und dem Kompressor gekoppelt ist. Die Gasturbine schliesst auch einen Sensor zur Erfassung einer Abweichung einer Netzfrequenz von dem standardisierten Netzfrequenzwert und ein Steuergerät zur Einstellung des Brennstoffflusses in Reaktion auf die Abweichung der Netzfrequenz ein, welches dazu ausgelegt ist, den Brennstofffluss von einem Teil der Vielzahl von unabhängigen Brennstoffkreisen einzustellen und einen im Wesentlichen konstanten Luftfluss von dem Kompressor aufrechtzuerhalten, so dass ein Verhältnis von Brennstoff- zu Kompressorentladedruck derart geregelt ist, dass ein Nacheilen des Brennkammerzustandes auf Änderungen des Luftflusses unterbunden ist, wenn eine Reaktion der Brennkammer auf die Abweichung der Netzfrequenz erfasst ist.

[0006] In einer weiteren Ausgestaltung wird ein Leistungssystem zur Erzeugung von Leistung geschaffen. Das Leistungssystem schliesst ein elektrisches Netz, das bei einem standardisierten Netzfrequenzwert arbeitet, und eine Gasturbine ein. Die Gasturbine schliesst einen Kompressor, eine Vielzahl von unabhängigen Brennstoffkreisen und eine Brennkammer ein, die in Strömungsverbindung mit der Vielzahl von unabhängigen Brennstoffkreisen und dem Kompressor gekoppelt ist. Die Gasturbine schliesst auch einen Sensor zur Erfassung einer Abweichung einer Netzfrequenz von dem standardisierten Netzfrequenzwert und ein Steuergerät zur Einstellung des Brennstoffflusses in Reaktion auf die Abweichung der Netzfrequenz ein, welches dazu ausgelegt ist, den Brennstofffluss von einem Teil der Vielzahl von unabhängigen Brennstoffkreisen einzustellen und einen im Wesentlichen konstanten Luftfluss von dem Kompressor aufrechtzuerhalten, so dass ein Verhältnis von Brennstoff- zu Kompressorentladedruck derart geregelt ist, dass ein Nacheilen des Brennkammerzustands auf Änderungen des Luftflusses unterbunden ist, wenn eine Reaktion der Brennkammer auf eine Abweichung der Netzfrequenz erfasst ist.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

[0007] <tb>Fig. 1<sep>ist eine Darstellung eines beispielhaften Gasturbinenmotors im Querschnitt; <tb>Fig. 2<sep>ist eine schematische Darstellung eines Leistungssystems, das den in Fig. 1 dargestellten Gasturbinenmotor einschliesst; <tb>Fig. 3<sep>ist eine Prinzipskizze eines beispielhaften Algorithmus, der verwendet werden kann, um die in Fig. 1gezeigte Turbine zu betreiben.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

[0008] Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht eines beispielhaften Gasturbinenmotors 100. Der Motor 100 schliesst eine Kompressoranordnung 102, eine Brennkammeranordnung 104, eine Turbinenanordnung 106 und eine gemeinsame Kompressor-/Turbinen-Rotorwelle 108 ein. Die Brennkammeranordnung 104 schliesst eine Vielzahl von Brennstoffkreisen 110 ein, die in Strömungsverbindung mit einer Vielzahl von Brennstoffdüsen 112 gekoppelt ist. Jeder Brennstoffkreis 110 kann einzeln an eine jeweilige Brennstoffdüse 112 gekoppelt sein, oder alternativ kann jeder Brennstoffkreis 110 an mehreren Düsen 112 gekoppelt sein. Darüber hinaus kann jeder Brennstoffkreis 110 unabhängig von den anderen Brennstoffkreisen 110 betätigt werden. Es ist zu beachten, dass der Motor 100 rein beispielhaft ist und dass die vorliegende Erfindung nicht auf den Motor 100 eingeschränkt ist, und somit kann die vorliegende Erfindung innerhalb eines beliebigen Gasturbinenmotors implementiert werden, der wie hierin beschrieben funktioniert.

[0009] Während des Betriebs strömt Luft durch die Kompressoranordnung 102, und komprimierte Luft wird an die Brennkammeranordnung 104 abgegeben. Die Brennkammeranordnung 104 spritzt Brennstoff, zum Beispiel Erdgas, Brennöl, Syngas, Biogas, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, und/oder jeden anderen Brennstoff, der in der Lage ist, den Motor 100 wie hierin beschrieben zu betreiben, durch die Brennstoffkreise 110 und die Brennstoffdüsen 112 in den Luftstrom ein. Die Brennkammeranordnung 104 zündet dann das Brennstoff-Luft-Gemisch, um das Brennstoff-Luft-Gemisch durch Verbrennung zu entspannen und erzeugt einen Hochtemperatur-Verbrennungsgasstrom. Die Brennkammeranordnung 104 steht in Strömungsverbindung mit der Turbinenanordnung 106 und gibt den entspannten Hochtemperatur-Gasstrom in die Turbinenanordnung 106 hinein ab. Der entspannte Hochtemperatur-Gasstrom gibt Rotationsenergie an die Turbinenanordnung 106 weiter, und da die Turbinenanordnung 106 drehbar an den Rotor 108 gekoppelt ist, stellt der Rotor 108 in der Folge Rotationsleistung an die Kompressoranordnung 102 bereit.

[0010] Fig. 2 ist eine schematische Veranschaulichung eines Leistungssystems 150, das den Gasturbinenmotor 100 einschliesst, obwohl nur ein Abschnitt des Motors 100 dargestellt ist. Im Besonderen sind rein aus Vereinfachungsgründen der Kompressor 102, die Brennkammeranordnung 104, die Turbine 106 und der Rotor 108 des Motors 100 dargestellt. Ein Einlasskanal 152 leitet den Luftstrom zu einem Einlassleitflügel 154, der oberstromig von und in Strömungsverbindung mit dem Motor 100 gekoppelt ist. Ein Abgaskanal 156 ist unterstromig von und in Strömungsverbindung mit dem Motor 100 gekoppelt und leitet Abgase von der Turbine 106 weg. Das Leistungssystem 150 ist an ein Stromnetz 158 gekoppelt, und insbesondere ist ein Generator 160 innerhalb des Stromnetzes 158 an den Rotor 108 gekoppelt. Eine Vielzahl von Sensoren 162 ist innerhalb des gesamten Leistungssystems 150 angeordnet, um die Steuerung des Systems auf eine Weise, wie sie untenstehend noch detaillierter beschrieben wird, zu erleichtern. Im Besonderen sind in der beispielhaften Ausführungsform Sensoren 162 zumindest innerhalb des Kanals 152, des Einlassleitflügels 154, des Kompressors 102, der Turbine 106, des Kanals 156 und innerhalb einer Brennstoffregelung 164 gekoppelt. Die Sensoren 162 übertragen Signale, die die jeweiligen Messungen anzeigen, an ein Steuergerät 166, das elektronisch an jeden Sensor 162 und an die Brennstoffregelung 164 gekoppelt ist.

[0011] Im Betrieb leitet der Kanal 152 Luft durch den Einlassleitflügel 154 in den Kompressor 102 hinein. Eine selektive Positionierung des Einlassleitflügels 154 erleichtert die Regelung der Luftmenge, die in den Kompressor 102 hineingeleitet wird. Der Kompressor 102 erhöht den Betriebsdruck der dort eintretenden Luft und leitet die druckbeaufschlagte Luft in die unterstromige Richtung in die Brennkammeranordnung 104 hinein. Die Luft wird mit Brennstoff gemischt, der durch Brennstoffdüsen 112 eingespritzt wird, um ein brennbares Luft/Brennstoff-Gemisch zu erzeugen. Das Luft/Brennstoff-Gemisch verbrennt innerhalb der Brennkammeranordnung 104 und die entstandenen Verbrennungsgase werden zu der Turbine 106 hingeleitet. Die Rotation der Turbine 106 treibt den Rotor 108 an und veranlasst den Generator 160, Leistung zu erzeugen, die an das Stromnetz 158 übertragen wird. Über den gesamten Betrieb des Leistungssystems 150 überwachen die Sensoren 162 verschiedene Attribute des Leistungssystems 150. Im Besonderen erleichtern die Sensoren 162 die Aufrechterhaltung einer Verbrennungsrate innerhalb der Brennkammer, indem sie das Kompressordruckverhältnis (CPR), die Gasturbinenabgastemperatur (TTXM), den Gasverteiler-Brennstoffdruck, den Kompressorentladedruck und die Kompressorentladungstemperatur überwachen.

[0012] Das Stromnetz 158 erzeugt eine Anforderung an die Turbine 100 in Reaktion auf eine Abweichung von einer standardisierten Netzfrequenz. Im Besonderen erzeugt eine Erhöhung des Leistungsverbrauchs durch das Stromnetz 158, bekannt als eine Unterfrequenz-Abweichung, eine höhere Anforderung für die Leistungsabgabe der Turbine. Umgekehrt erzeugt eine Verringerung des Leistungsverbrauchs durch das Stromnetz 158, bekannt als eine Überfrequenz-Abweichung, eine niedrigere Anforderung für die Leistungsabgabe der Turbine. Die Turbine 100 reagiert auf Leistungsanforderungen entweder durch Erhöhen oder durch Verringern des Brennstoffflusses zu der Brennkammeranordnung 104. Im Besonderen verursacht eine erhöhte Leistungsanforderung einen erhöhten Brennstofffluss zu der Brennkammeranordnung 104, und eine verringerte Leistungsanforderung verursacht einen verringerten Brennstofffluss zu der Brennkammeranordnung 104. Die Sensoren 162 überwachen das Leistungssystem 150, um die Verringerung einer Überreaktion auf die Stromnetzanforderung zu erleichtern. Des Weiteren liefern die Sensoren 162 Informationen an das Steuergerät 166, um dem Steuergerät 166 zu ermöglichen, die Brennstoffkreise 110 unabhängig voneinander zu betätigen, um das «Nacheilen» der Brennkammer verhindern zu helfen, bei welchem schnelle Änderungen des Brennstoffflusses und des Luftflusses zu einer hohen Turbinendynamik oder magerem Ausblasen führen könnten.

[0013] Fig. 3 ist eine Prinzipskizze eines beispielhaften Algorithmus, veranschaulicht durch das Prozessflussdiagramm 190, der von dem Steuergerät 166 verwendet wird, um die Turbine 100 zu betreiben. Das Steuergerät 166 steuert den Betrieb der Turbine 100, um einen Ausgang 200 in Reaktion auf eine Anforderung 202 von dem Stromnetz 158 bereitzustellen. Im Besonderen ist das Steuergerät 166 mit Daten vorprogrammiert, die eine gewünschte Gasturbinenabgastemperatur (TTXM) für einen bestimmten Bereich von Kompressordruckverhältnissen (CPR), welche während des Turbinenbetriebs erzielt werden können, anzeigen. Um die Steuerung der Reaktion auf die Anforderung 202 zu erleichtern, nützt das Steuergerät 166 Informationen, die es von den Sensoren 162 erhält. Im Besonderen erhält das Steuergerät 166 Informationen, die eine aktuelle TTXM bei 204 und ein CPR 206 anzeigen. Das Steuergerät 166 öffnet oder schliesst die Einlassleitflügel 154, um die Einstellung des Luftstroms von dem Kompressor 102 zu erleichtern, so dass die TTXM bei 204 auf ein Niveau erhöht oder gesenkt wird, das für das gemessene CPR 206 gewünscht wird, wie durch die vorprogrammierten Daten angezeigt. Für eine gegebene TTXM 204 wird der Brennstofffluss zu jeder der Düsengruppen eingestellt.

[0014] Wenn der Luftfluss vor dem Brennstofffluss eingestellt wird, wird ein Potenzial für mageres Ausblasen und/oder dynamische Druckschwankungen erhöht. Dieses Potenzial wird noch weiter durch das Nacheilen der Brennkammer auf Grund dessen, dass die TTXM 204 und das CPR 206 nur gemessen werden können, nachdem die Luft und der Brennstoff durch die Turbine 100 geströmt sind, verkompliziert. Um das Nacheilen der Brennkammer und insbesondere mageres Ausblasen oder dynamische Druckschwankungen verhindern zu helfen, setzt das Steuergerät 166 die Sensoren 162 auch dazu ein, einen Brennstoffdruck 212 des in die Brennkammeranordnung 104 eingespritzten Brennstoffs sowie den Kompressorentladedruck, welcher eine Funktion des CPR 206 ist, zu messen. Diese Messungen werden verwendet, um die Steuerung des Zustands der Brennkammeranordnung 104 durch Regelung der Brennstoffverteilung 214 an die Düsen 112 zu erleichtern. Im Besonderen ist das Steuergerät 166 mit einem Satz von Regeln vorprogrammiert, welche den Betrieb der Brennstoffverteilungen regulieren. Im Besonderen definieren die Regeln einen gewünschten Kompressorentladedruck für einen Bereich von Brennstoffdrücken, die während des Betriebs der Turbine 100 erzielt werden können. Darüber hinaus regulieren die Regeln Änderungen des Brennstoffflusses auf die Brennstoffverteilungen 214, so dass der Kompressorentladedruck eingestellt wird, um dem Brennstoffdruck wie durch die Regeln angezeigt Rechnung zu tragen. Im Besonderen werden die Brennstoffverteilungen 214 unabhängig eingestellt, so dass der Brennstofffluss erhöht wird, während die Stabilität der Flamme innerhalb der Brennkammer 104 nur minimal beeinflusst wird. Zum Beispiel stellt in einer Turbine 100 mit einer Vielzahl von Brennstoffkreisen 110 das Steuergerät 166 nur einen Teil der Vielzahl von Brennstoffkreisen 110 ein. In einem weiteren Beispiel stellt in einer Turbine 100 mit einer Vielzahl von Gruppen von Brennstoffkreisen das Steuergerät 166 nur einen Teil der Gruppen ein. In noch einem weiteren Beispiel stellt in der Turbine 100 mit einer Vielzahl von Brennstoffkreisen 110, die um einen zentralen Brennstoffkreis herum angeordnet sind, das Steuergerät 166 nur einen Teil der Vielzahl von Brennstoffkreisen 110 oder den zentralen Brennstoffkreis ein. In anderen alternativen Ausführungsformen kann eine beliebige Kombination von Brennstoffkreisen 110 und/oder zentralen Brennstoffkreisen unabhängig betätigt werden.

[0015] Die unabhängige Einstellung der Brennstoffkreise 110 hat einen im Wesentlichen minimalen Einfluss auf das Verhältnis lokal verankerten Brennstoffs zu Luft in der Brennkammer, so dass mageres Ausblasen und/oder dynamische Druckschwankungen verhindert werden können. Somit schafft die vorliegende Erfindung eine «Vorfeld»-Regelung des Brennstoffflusses, um das Einstellen des Brennstoffflusses zu erleichtern, während ein Luftstrom von dem Kompressor im Wesentlichen konstant gehalten wird. Wenn der Brennstoff und die Luft durch die Turbine 100 strömen, kann das Verhältnis von TTXM zu CPR verwendet werden, um eine «Nachfeld»-Regelung des Luftflusses zu schaffen, um der Beschleunigung des Rotors 108 in Reaktion auf eine Abweichung einer Netzfrequenz Rechnung zu tragen. Als Folge wird das Verhältnis von Brennstoff- zu Kompressorentladedruck so geregelt, dass der Brennkammerzustand den Änderungen in der Luftströmung nicht nacheilt, wenn die Brennkammer auf eine Fluktation in der Netzfrequenz reagiert. Dadurch wird der Wirkungsgrad und die Haltbarkeit der Turbine verbessert, während gleichzeitig die Wahrscheinlichkeit eines Netzspannungsabfalls oder -ausfalls verringert wird.

[0016] In einem Beispiel wird ein Verfahren zum Betreiben einer Gasturbine geschaffen, wobei der Gasturbinenmotor an ein elektrisches Netz, das mit einem standardisierten Netzfrequenzwert arbeitet, gekoppelt ist und die Gasturbine eine Brennkammer einschliesst, die in Strömungsverbindung mit einer Vielzahl von unabhängigen Brennstoffkreisen und einem Kompressor gekoppelt ist. Das Verfahren schliesst ein, die Abweichung einer Netzfrequenz von dem standardisierten Netzfrequenzwert zu erfassen und den Brennstofffluss von einem Teil der Vielzahl von Brennstoffkreisen einzustellen, während ein im Wesentlichen konstanter Luftfluss von dem Kompressor aufrecht erhalten wird, um die Regelung eines Verhältnisses von Brennstoff- zu Kompressorentladedruck zu erleichtern, so dass ein Brennkammerzustand den Änderungen des Luftflusses nicht nacheilt, wenn die Brennkammer auf die Abweichung der Netzfrequenz reagiert.

[0017] Wenn ein Element oder Schritt in der Einzahl genannt wird und mit den Worten «ein», «eine» oder «eines» angeführt ist, bedeutet dies in diesem Dokument nicht, dass durch diese Formulierung mehrere solcher Schritte oder Elemente ausgeschlossen werden sollen, es sei denn, dies wird ausdrücklich angeführt. Darüber hinaus sind Bezugnahmen auf «eine Ausführungsform» der vorliegenden Erfindung nicht so auszulegen, dass sie die Existenz von zusätzlichen Ausführungsformen, welche die angeführten Merkmale ebenfalls aufweisen, ausschliessen.

[0018] Obwohl die Vorrichtung und die Verfahren, die hierin beispielhaft beschrieben wurden, in dem Kontext der Steuerung eines Gasturbinenmotors für ein Leistungssystem beschrieben wurden, ist klar, dass die Vorrichtung und die Verfahren nicht auf Gasturbinenmotoren oder Leistungssysteme eingeschränkt sind. In ähnlicher Weise sind der dargestellte Gasturbinenmotor und die gezeigten Leistungssystemkomponenten nicht auf die hierin beschriebenen spezifischen Ausführungsformen beschränkt, sondern können im Rahmen der Ansprüche Komponenten sowohl des Gasturbinenmotors als auch des Leistungssystems unabhängig und getrennt von anderen hierin beschriebenen Komponenten eingesetzt werden.

[0019] Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf verschiedene spezifische Ausführungsformen beschrieben wurde, wird der Fachmann erkennen, dass die Erfindung mit Abwandlungen innerhalb des Schutzbereichs der Ansprüche ausgeführt werden kann.

Claims

1. Gasturbine (100), die an ein elektrisches Netz (158) gekoppelt ist, das bei einem standardisierten Netzfrequenzwert arbeitet, wobei die Gasturbine (100) umfasst: einen Kompressor (102); eine Vielzahl von unabhängigen Brennstoffkreisen (110); eine Brennkammer (104), die in Strömungsverbindung mit der Vielzahl von unabhängigen Brennstoffkreisen (110) und dem Kompressor (102) gekoppelt ist; einen Sensor (162) zur Erfassung einer Abweichung einer Netzfrequenz von dem standardisierten Netzfrequenzwert; und ein Steuergerät (166) zur Einstellung des Brennstoffflusses in Reaktion auf die Abweichung der Netzfrequenz, welches dazu ausgelegt ist, den Brennstofffluss von einem Teil der Vielzahl von unabhängigen Brennstoffkreisen (110) einzustellen und einen im Wesentlichen konstanten Luftfluss von dem Kompressor (102) aufrechtzuerhalten, so dass ein Verhältnis von Brennstoff- zu Kompressorentladedruck derart geregelt ist, dass ein Nacheilen des Brennkammerzustandes auf Änderungen des Luftflusses unterbunden ist, wenn eine Reaktion der Brennkammer (104) auf die Abweichung der Netzfrequenz erfasst ist.

2. Gasturbine (100) nach Anspruch 1, wobei der Sensor (162) dazu ausgelegt ist, zumindest einen Betriebsparameter der Gasturbine (100) zu erfassen, wobei der Betriebsparameter zumindest entweder einen Gasverteiler-Brennstoffdruck (212), oder einen Kompressorentladedruck, oder eine Kompressorentladetemperatur sowie Kombinationen davon einschliesst, zum Aufrechterhalten von einer Verbrennungsrate der Brennkammer (104).

3. Gasturbine (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Steuergerät (166) mit einem Satz von Regeln zur Einstellung des Brennstoffflusses vorprogrammiert ist.

4. Gasturbine (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Bereich der Brennkammerreaktion derart begrenzt ist, dass zumindest entweder mageres Ausblasen oder dynamische Druckschwankungen oder beides verhindert sind.

5. Gasturbine (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Steuergerät (166) dazu ausgelegt ist, den Brennstofffluss von der Vielzahl von Brennstoffkreisen (110) in Reaktion auf eine Unterfrequenzabweichung der Netzfrequenz innerhalb des elektrischen Netzes (158) zu erhöhen und den Brennstofffluss von der Vielzahl von Brennstoffkreisen (110) in Reaktion auf eine Überfrequenzabweichung der Netzfrequenz innerhalb des elektrischen Netzes (158) zu verringern.

6. Gasturbine (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vielzahl von Brennstoffkreisen (110) einen zentralen Brennstoffkreis umfasst, und der Brennstofffluss von dem zentralen Brennstoffkreis unabhängig einstellbar ist.

7. Gasturbine (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Vielzahl von Brennstoffkreisen (110) zumindest zwei Gruppen von Brennstoffkreisen umfasst, und der Brennstofffluss einer jeden der zumindest zwei Gruppen von Brennstoffkreisen unabhängig einstellbar ist.

8. Leistungssystem (150) zur Erzeugung von Leistung, wobei das Leistungssystem (150) umfasst: ein elektrisches Netz (158), das bei einem standardisierten Netzfrequenzwert arbeitet; und eine Gasturbine (100) umfassend: einen Kompressor (102); eine Vielzahl von unabhängigen Brennstoffkreisen (110); eine Brennkammer (104), die in Strömungsverbindung mit der Vielzahl von unabhängigen Brennstoffkreisen (110) und dem Kompressor (102) gekoppelt ist; einen Sensor (162) zur Erfassung einer Abweichung einer Netzfrequenz von dem standardisierten Netzfrequenzwert; und ein Steuergerät (166) zur Einstellung des Brennstoffflusses in Reaktion auf die Abweichung der Netzfrequenz, welches dazu ausgelegt ist, den Brennstofffluss von einem Teil der Vielzahl von unabhängigen Brennstoffkreisen (110) einzustellen und einen im Wesentlichen konstanten Luftfluss von dem Kompressor (102) aufrechtzuerhalten, so dass ein Verhältnis von Brennstoff- zu Kompressorentladedruck derart geregelt ist, dass ein Nacheilen des Brennkammerzustands auf Änderungen des Luftflusses unterbunden ist, wenn eine Reaktion der Brennkammer (104) auf die Abweichung der Netzfrequenz erfasst ist.

9. Leistungssystem (150) nach Anspruch 8, wobei der Sensor (162) dazu ausgelegt ist, zumindest einen Betriebsparameter der Gasturbine (100) zu erfassen, wobei der Betriebsparameter zumindest entweder einen Gasverteiler-Brennstoffdruck (212), oder einen Kompressorentladedruck, oder eine Kompressorentladetemperatur sowie Kombinationen davon einschliesst, zum Aufrechterhalten von einer Verbrennungsrate der Brennkammer (104).

10. Leistungssystem nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Steuergerät (166) mit einem Satz von Regeln zur Einstellung des Brennstoffflusses vorprogrammiert ist.