CN101353983B - 并联汽轮机燃料控制阀 - Google Patents

并联汽轮机燃料控制阀 Download PDF

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Abstract

并联汽轮机燃料控制阀,用于汽轮机(6)的燃料系统(2)。该燃料系统(2)包括:连接到所述汽轮机(6)且彼此并联的多个燃料控制阀(80、90);以及控制器(100),用于打开所述控制阀(80、90)的每一个以使下限可控燃料流量经过每个阀(106),并响应于控制所述汽轮机(6)的控制信号(85)进一步打开所述一个控制阀(80)。

Description

并联汽轮机燃料控制阀
技术领域
本文描述的发明主题总体涉及通过控制燃料量自动调节输出功率的使用燃烧产物作为运动流体的发电厂,更具体地,涉及使用并联燃料控制阀的燃气轮机调节。
背景技术
整体煤气化联合循环(或“IGCC”)发电厂是使用合成燃料或“合成气(syngas)”作为液体或气体燃料源以产生电力的很多种设施中的一种。通常,诸如煤、石油焦、生物废料(biomass)或城市垃圾的低值燃料在称作“煤气化”的过程中被转换成主要由氢和一氧化碳组成的混合物。蒸汽、水、二氧化碳、氮气、空气、天然气、馏出物、燃料油和/或其它成分也可添加到原始合成气以便改善混合物在加热器、锅炉、汽轮机和/或其它热能转换装置中的燃烧。
合成气通常具有的热值比天然气的热值低三到八倍。因此,对于特定的负载,相比于消耗天然气、馏出物或其它常规燃料的相同汽轮机,相当大量的燃料必须注入到消耗合成气的汽轮机中。合成气源也易于在其生产的数量和质量方面波动。因此,很多操作者更偏向于能用替代的或备用的燃料源来运行其汽轮机,尤其是在一些合成气的高的氢含量使其使用起来特别危险时的启动期间。这种“燃料灵活性”的要求对发电厂的运转提出了多种挑战。
为了使汽轮机或发电厂的输出量尽可能接近地维持在运转设定点,燃料供给系统通常在燃料供给管路中设有一个或多个控制阀。这些控制阀操控汽轮机的燃料流量以便补偿任何负载扰动并保持汽轮机以合适的速度运行。例如,韩国专利公开第100311069B号的英文摘要公开了一种用于包括独立的气体燃料和液体燃料控制阀的燃气轮机的双燃料系统。在另一种设备中,日本专利公开第JP2003161168号公开了在燃气轮机燃烧室上游并联设置(arranged in parallel)的两个燃料控制阀。
在美国爱荷华州Marshalltown的Emerson Electric公司的Emerson Process Management商业部门下属的Fisher ControlsInternational LLC的第四版《Control Valve Handbook》中以及从别处可以得到有关控制阀的通用资料。在该参考文献中论述的控制阀组件一般由阀体及内部调整件、提供动力以操作阀的致动器、和多种附加的阀附件组成,阀附件可包括定位器、换能器、供给压力调节器、手动操作器、缓冲器、限制开关和/或其它装置。然后,控制器响应于关于受控过程变量的一个或多个的状态的信息提供合适的信号以致动阀。在《Instrumentation & Control:Process Control Fundamentals》和PAControl.com industrial automation training的其它出版物中进一步讨论了过程控制的各种其它方面。
这些控制阀的样式和尺寸可对汽轮机的总体性能产生重大影响。虽然阀必须足够大以在所有可能的过程意外情况和燃料类型的条件下使所需的流量通过,但是阀也必须不能太大以至于不能提供适当的过程控制。在这方面,每个控制阀的设计具有“流动特性”,其描述了经过阀的流量和阀闭合构件的运动之间的关系。经常根据经过阀的额定最大可控流量的百分数与闭合构件从闭合位置到规定的完全打开位置的“行进”运动的百分数的比值来表达这一关系。
术语“范围度(rangeability)”用于表示额定的最大与最小可控流率的比值,对于该比值来说,与规定的流动特性的偏差不超过规定的界限。简略地概括来说,该最大和最小可控流率一般分别出现在大约90%行程和10%行程。因此,操作器一般在这些行程界限内操作控制阀。在燃料流率可根据任何特定时刻的燃料的能含量和/或汽轮机的负载而很大变化的情况下,良好的范围度对于灵活燃料应用中的汽轮机燃料控制阀是特别重要的。在多数情况中,宽的范围度对于增强的可操作性是优选的。然而,即使具有足够高的范围度的控制阀是可用的,但由于圆盘封盖构件和阀座之间所需的紧密公差,这种阀也一般是制造成本很高的。
即使有良好的范围度,使控制阀的尺寸过大也仍然会以至少两种方式损害过程变化性。首先,尺寸过大的阀一般在阀中赋予过量的增益,留下较小的灵活性来调整控制器以减小过程变化性。尺寸过大的阀损害过程变化性的第二种方式在于:这些阀可能以较小的阀打开位置更频繁地操作,这对于阀行程的特定增量来说具有不成比例的大流量变化。该现象可极大地加大与“死区”范围相关的过程变化性,在该“死区”范围中,来自控制器的输入信号的小的改变(reverse)不会引起阀闭合构件位置的任何显著改变。
发明内容
本文通过在各个实施例中提供一种控制具有并联设置的多个燃料控制阀的汽轮机的方法来解决上述传统方法中的这些和其它方面的问题。在一个实施例中,打开控制阀的每一个以大约使下限可控燃料流量经过每个阀;响应于控制汽轮机的控制信号进一步打开控制阀中的一个。
本文也公开了一种发电厂,包括:汽轮机;连接到汽轮机且彼此并联的多个燃料控制阀;以及,控制器,用于打开控制阀的每一个以大约使下限可控燃料流量经过每个阀,并响应于控制汽轮机的控制信号进一步打开控制阀中的一个。
本文公开的另一个实施例总体涉及一种用于汽轮机的燃料系统,包括:连接到汽轮机且彼此并联的多个燃料控制阀;以及,控制器,用于打开控制阀的每一个以大约使下限可控燃料流量经过每个阀,并响应于控制汽轮机的控制信号进一步打开控制阀中的一个。
附图说明
现在将参照以下附图描述这些和其它实施例的各个方面,这些附图不必按比例绘制,但是在各个附图的每一附图中使用相同的附图标记标注相应的部件。
图1是图示出发电厂的燃料系统的示意管系图;
图2图示出在非合成燃料供给配置中用于图1的燃料系统的阀位置,其中,处于打开位置的阀绘制成无阴影的,处于闭合位置的阀绘制成有阴影的;
图3图示出在合成燃料供给配置中用于图1的燃料系统的阀位置;
图4是图示出图3的管系图所示控制阀的行程的示意时序图;
图5图示出在惰性气体清洗配置模式中用于图1的燃料系统的阀位置。
部件清单
2.燃料系统
4.发电厂
6.汽轮机
8.压缩机
10.汽轮机排气出口
12.压缩机空气进口
14.上游的压缩机放气清洗阀
16.下游的压缩机放气清洗阀
18.压缩机排气阀
20.氮气入口
22.氮气供给阀
24.氮气供给阀
26.氮气供给阀
28.流量测量孔
30.节流孔
32.排气口
34.合成燃料进口
36.未使用
38.管系空腔排气阀
40.未使用
42.合成燃料停止阀
44.合成燃料速比停止阀
46.管系空腔排气阀
47.合成燃料再循环阀
48.合成燃料再循环口
50.未使用
52.未使用
80.第一控制阀或主控制阀
85.第一控制阀信号线
90.第二控制阀或从控制阀
95.第二控制阀信号线
100.控制器
102-120.时间基准
具体实施方式
图1是图示出供发电厂4使用的燃料系统2的示意管系图。图1示出所有阀处于打开配置方式的燃料系统2,而图2、3和5为燃料系统2的代表性操作配置或模式,示出处于闭合配置方式的阀中的某些阀,这些阀用填充黑色的阴影标出。虽然图示的发电厂4包括燃气轮机6和压缩机8,但是多种其它类型的发电厂也可与燃料系统2一起使用,包括带有燃烧燃油的汽轮机、蒸汽轮机、锅炉、加热器、发电机等的发电厂。也可以用除了在此图示的确切构造以外的多种其它管系布局和构造实现燃料系统2。例如,燃料系统2的一些部分或全部可包括作为汽轮机6的一部分、或发电厂4的其它部分。
对于这些附图中图示的示意性管系构造示例,汽轮机6通过燃料系统2接收合成燃料、非合成燃料、氮气和空气。然而,代替这些流体或除了这些流体以外,可以提供多种其它的流体。燃料和空气被燃烧,然后被排放到汽轮机排气出口10,和/或通过各种排气口被清除,如下文更详细的论述。汽轮机6为压缩机8提供动力,压缩机8在压缩机空气进口12处接收空气。在汽轮机6和压缩机8的正常操作期间,在压缩机8的出口处的压缩机加压的排放空气的一部分通过上游的压缩机放气清洗阀14和下游的压缩机放气清洗阀16送到汽轮机6的进口。虽然压缩机排气阀18在以该模式操作时通常是关闭的,但是压缩机排气阀18可被打开以便从闭合的阀之间的管系空腔排出压缩机加压的排放空气或氮气,如下文更详细的论述。
在此图示的燃料系统2也设有氮气入口20,用于为系统供给氮气,作为用干燥惰性气体清除系统的内含物的介质。然而,很多种其它燃料补给和/或清洗材料,例如蒸汽、二氧化碳和其它惰性介质也可经由氮气入口20和/或经由在此未图示的其它端口提供给燃料系统2。对于图示的构造,来自氮气入口20的氮气被供给经过通向氮气供给阀22、24和/或26的三条支路。在氮气供给管路中的这些并联支路的每一条设有流量测量孔28,用于测量通过相应的氮气供给阀22、24或26的氮气流量。在每条支路中也提供节流孔30,用于控制通过相应的氮气供给阀22、24或26的氮气流量。另外的节流孔30和/或流量测量孔(未示出)类似地设在压缩机排气阀18的下游和管系空腔排气阀38的上游,用于控制通过相应的阀和从排气32流出的流量。然而,很多种其它装置和/或构造也可用于控制和/或测量在燃料系统2中的这些和其它位置处的流体流量。
燃料系统2从合成气入口34接收合成燃料,例如合成气。由于合成气的质量和数量可经常显著地变化,因此非合成燃料通常用来在合成气的生产能力波动期间启动汽轮机6和/或维持汽轮机运转。例如,非合成燃料可以是液体燃料油或日用甲烷煤气,其经由在此未示出的管系供给到汽轮机6的进口。在只有液体燃料或其它这样的非合成燃料用来点火汽轮机6时,图2图示出用于图1的燃料系统2的阀位置。以黑色填充色指代图2中闭合的阀。
在图2中,合成燃料停止阀42被闭合以隔离合成燃料生产系统(未示出)与燃料系统2的其余部分。合成燃料速比停止阀44也被闭合,所述速比停止阀(stop speed ratio valve)44帮助控制阀80和90(下文所述)的合成燃料供给压力。管系空腔排气阀46通向排气32,以便从速比停止阀44和闭合的合成燃料停止阀42之间的空腔排出任何剩余的燃料、空气和/或氮气。排气32通常连接到不能燃烧使用的废气的废气燃烧器或废气燃烧烟道(未示出)。然而,很多种其它的收集和/或处理技术也适用于连接到排气口。
在图2所示的非合成燃料配置中,合成燃料再循环阀47也图示为闭合的。然而,在合成燃料停止阀42仍然闭合的时候,合成燃料再循环阀47可以打开以便允许合成燃料再循环回到合成燃料生产系统(未示出),在此用合成燃料再循环48表示。
在图1、2、3和5所示的管系图的中心处是并联设置的第一(或“主”)控制阀80和第二(或“从”)控制阀90。也就是,经过具有控制阀80和90的每一个的管系支路的燃料压降在图示的并联构造中是基本相同的。也可以提供附加的并联控制阀,如下文更详细的论述。
控制器100分别经由信号线85和95向控制阀80和90提供合适的信号,以响应于有关受控的一个或多个过程变量的状态的信息来致动阀。例如,控制器100可接收关于汽轮机6的速度的信息,并在该速度过高的时候向控制阀80、90之一或两者发信号以使其关闭。当汽轮机6在图2所示的阀位置配置中消耗非合成气体时,控制阀80和90都完全闭合且氮气供给阀22被打开以将惰性清洗气体供给到控制阀80、90和合成燃料速比停止阀44之间的管系空腔。
图3图示出在合成气燃料供给配置中用于图1的燃料系统2的阀位置。在图3中,管系空腔排气阀46和氮气供给阀22关闭。合成燃料停止阀42被打开以将合成燃料供给到至少部分打开的合成燃料速比停止阀44。由于控制阀80和90的至少一个也被部分地打开(在下文参照图4说明),合成燃料被提供给汽轮机6的燃料进口。图3也图示出上游和下游的压缩机放气清洗阀14和16处于闭合位置,同时处于打开位置的氮气供给阀26将氮气供给到内部的阀管系空腔。
图4是使用控制器100致动控制阀80和90的控制技术的示意时序图的一个示例。然而,控制阀80和90也可以用多种其它方法来控制,包括优先于控制器的手控操作。图4中的时序图的垂直轴线代表控制阀80、90的百分比行程,而水平轴线代表在每个阀的初始打开和最终关闭之间的时间内的代表性进程。任一条轴线都没有按特定比例绘制。
图4的主体中的实线代表第一控制阀80或主控制阀80的致动,而虚线代表第二控制阀90或从控制阀90的致动。然而,所述阀可被倒置,和/或也可以与图示的控制阀80和90并联地提供附加控制阀。此外,稳态操作的周期可以长于或短于图示的持续时间,这些持续时间可被控制阀80和/或90的其它致动打断。致动变化率也可以比图4所示的速率(包括阀之间的致动的相对速率)更急剧或更平缓。阀致动也可以是随时间呈梯级式的、曲线式的、和/或非线性的。
对于图4中图示出的操作模式,控制阀80和90都起始于图2所示的完全闭合的位置,只有非合成燃料提供给汽轮机6。控制阀80和90中的一个(在此显示为第一控制阀80)最初被少量地打开直到时间基准102,在其中允许燃料系统2实现完全变换到对合成燃料的操作。作为该变换的一部分,管系系统2中的其它阀已经从图2所示的配置打开和/或闭合为图3所示的配置。
一旦汽轮机6在接下来的时间基准104处完全变换到对合成燃料的操作,控制阀80和90就都被打开或进一步打开以在时间基准106处调节经过每个阀的下限可控燃料流量。虽然图4在时间基准106处为每个控制阀80和90图示出相同的行程,但是也可以使用不同的行程。可在控制阀80和90之一或两者的额定最小可控流率的指定百分比时出现该下限可控燃料流量。可以为控制阀80、90之一或两者在额定最小可控流量的100%以上提供安全系数,例如在额定最小可控流量的110%时的10%的安全系数、或者在额定最小可控流量的200%时的100%的安全系数。也可以使用任何其它的安全系数。
替代性地或者此外,也可以在指定的百分比行程处出现经过控制阀80、90之一或两者的下限可控流量。例如,对于控制阀80和90之一或两者,可以在1%到25%、5%到20%、5%到15%之间或近似10%的阀行程时出现下限可控燃料流量。在图4所示的示例中,控制阀80和/或90被设计成使得用于阀之一或两者的下限可控燃料流量出现在每个阀的10%行程左右。然而,根据控制阀80和90的每一个的构造、燃料混合物的特性和/或其它过程参数和设计方案,下限可控流率也可以设置成在控制阀80和90中的任一个或两者的闭合构件的其它局部打开时出现。如果控制阀80或90的下限可控流量也是额定最小可控流量,那么阀80或90的进一步闭合就可能是不安全的和/或导致不可接受的过程变化性的水平。
一旦两个阀在时间基准106处已经近似达到其下限可控流量,控制阀中的一个(在此显示为第一控制阀80)被进一步打开并用来控制通往汽轮机6的燃料流量。对汽轮机6的燃料供给继续增加直到第一控制阀80开始以上限可控流率操作时的时间基准108为止。例如,在额定最大可控流率的指定百分比和/或控制阀80和90之一或两者的相关行程时出现该上限可控燃料流量。与上文所述的下限可控燃料流量相似,也可以为控制阀80、90之一或两者的额定最小可控流量的90%(或其它)提供安全系数,例如,在额定最小可控流量的91%时的10%的安全系数,或者基于额定最小可控流量的特定百分比的其它安全系数。
替代性地,或者此外,上限可控燃料流量可出现在控制阀80、90之一或两者的指定的百分比行程处。例如,对于控制阀80和90之一或两者,可以在75%到100%、75%到95%、85%到95%之间或近似90%的阀行程时出现上限可控燃料流量。在图4所示的示例中,控制阀80和/或90被设计成使得用于阀80和90两者的上限可控流量出现在每个阀的90%行程左右。然而,根据控制阀80和90的每一个的构造、燃料混合物的特性和/或其它过程参数和设计方案,上限可控流率也可以设置成在控制阀80和90中的任一个或两者的闭合构件的其它局部打开时出现。如果控制阀80或90的上限可控流量也是额定最大可控流量,那么阀80或90的进一步打开就可能是不安全的和/或导致不可接受的过程变化性的水平。
由于控制阀80和90不必具有相同的尺寸或构造,因此它们可设置成在不同的时刻和/或行程百分比处达到其上限和/或下限可控流率。安全系数也可加到额定最大和/或最小可控流率,使得操作器能够安全地超过特定的水平而不显著地影响对燃料系统2的可控性。此外,额定最大和/或最小可控流率、因而任何相应的上限和下限可控流率,将会常常取决于多种因素,例如,过程的可用压降、燃料源的容量、诸如过程增益和阀增益的控制参数、以及甚至可在过程的延续时间中的不同时期重新计算的燃料性质。
在时间基准108处,第一控制阀80已达到其上限可控流率。如上所述,优选在阀80的额定最大可控流量或在阀80的额定最大可控流量以下出现该上限可控流量。通过进一步打开第二控制阀90来满足对燃料的任何附加的需求,所述第二控制阀90代替第一控制阀80以对燃料流量进行进一步的调整。替代性地,或者此外,第一控制阀80可用来减小燃料流量,使得第一控制阀80在其上限可控流率以下操作。
在时间基准110处,第二控制阀已经打开到几乎90%行程且控制阀80和90都接近其上限可控流率。在图4中,第二控制阀90的上限可控流率被标定为略低于其最大可控流率和第一控制阀80的上限可控流率。这样,在保证附加燃料的过程中,附加的可控燃料流可有效经过第二控制阀90。然而,各种其它的安全限度也可适用于控制阀80和90的每一个的上限和/或下限可控流量标定。
在时间基准112处,燃料流量开始下降直到控制阀中的一个(在此显示为第二控制阀90)在时间基准114处达到其下限可控流量为止,在时间基准114时,燃料控制变换到第一控制阀80。第一控制阀80也可在该(或另一)时刻完全闭合。类似地,控制阀80和90之一或两者可被同时或间歇地闭合。
在图4中,在时间基准114之后通过关闭时间基准114和时间基准116之间的第一控制阀80出现燃料流量的进一步减小。在时间基准116处,控制阀80和90都近似达到其下限可控流量并且第二控制阀90在时间基准118处移动至完全闭合的位置,而第一控制阀80仍然部分地打开以为汽轮机维持特定的燃料需求量。在时间基准120处,控制阀80完全闭合,表示燃料系统2已被关闭或者变换回非合成燃料。
虽然在这些附图中所示的示例利用了彼此并联设置的仅仅两个控制阀80和90,但是可以使用任何数量的控制阀。在这种配置中,在控制阀中的其它阀的一个或多个从其大约下限可控流量被进一步打开以向发电厂4提供进一步增加的燃料流量变化之前,多个控制阀可达到大约上限可控流量。由于每个随后的控制阀被打开以达到经过阀的大约上限和/或下限可控流量,因此下一个随后的阀接管对汽轮机的控制。此外,在处于上限和/或最大可控流量的阀不再减缓燃料流量的情况中,这些阀可被进一步打开至其完全打开的100%行程位置,以便使经过热力系统2的压降最小。
图5图示出在例如在过程中断期间出现的惰性气体清洗配置模式中用于图1的燃料系统的阀位置。在图5中,氮气供给阀22、24和26的每一个随同排气阀18、38和46的每一个一起打开。其它阀闭合。
以上所述操作的实施例和模式提供了优于传统技术的多种优点。例如,这种并联燃料控制阀的配置提供了宽的范围度而不会有与高范围度阀的紧密公差相关的附加成本。这些配置在低燃料流量配置中也不太可能尺寸过大,并且不太可能在任何流率下加大与死区相关的过程变化性。这些优点特别有益于燃料流量的要求可随时间显著变化的IGCC发电厂。
应当强调的是,以上所述的实施例,且特别是任何“优选的”实施例,仅仅是已在本文提出以提供对本技术各个方面的理解的各个实施方式的示例。在本质上不偏离完全由所附权利要求的适当解释所限定的保护范围的情况下,本领域普通技术人员能够改变这些实施例中的多个实施例。

Claims (16)

1.一种控制具有并联设置的多个燃料控制阀(80、90)的汽轮机(6)的方法,包括以下步骤:
在所述汽轮机进行从只提供有非合成燃料的第一操作变换到提供合成燃料的第二操作的期间,部分地打开所述控制阀中的一个或两个以使下限可控燃料流量经过所打开的阀;以及
响应于控制所述汽轮机的控制信号增大被部分地打开的所述控制阀中的一个或两个控制阀的行程,以便进一步从所述第一操作变换到所述第二操作。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于还包括步骤:增大所述一个控制阀的行程以使上限可控燃料流量经过所述一个控制阀。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述控制阀中的两个都被部分地打开以使下限可控燃料流量经过所打开的阀,并且所述方法还包括步骤:在达到经过所述一个控制阀的上限可控燃料流量后,响应于控制所述汽轮机(6)的控制信号(95)增大所述控制阀中的另一个控制阀的行程。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于:在增大所述另一个控制阀的行程期间,所述一个控制阀(80、90)维持在大约上限可控燃料流量。
5.根据权利要求2、3和4中任一项所述的方法,其特征在于:所述增大所述一个控制阀(80)的行程以使上限可控燃料流量经过所述一个控制阀的步骤包括使所述一个控制阀的闭合构件运动至大约90%的行程。
6.根据权利要求1或4所述的方法,其特征在于:所述部分地打开所述控制阀(80、90)中的一个或两个以使下限可控燃料流量经过所打开的阀的步骤包括使所述一个或两个控制阀的闭合构件运动至大约10%的行程。
7.一种发电厂(4),包括:
汽轮机(6);
连接到所述汽轮机且彼此并联的多个燃料控制阀(80、90);和
控制器(100),用于控制部分地打开所述控制阀(80、90)中的一个或两个以使下限可控燃料流量经过所打开的阀,并控制增大被部分地打开的所述控制阀中的一个控制阀的行程;
其中,在所述汽轮机进行从只提供有非合成燃料的第一操作变换到提供合成燃料的第二操作的期间,部分地打开所述控制阀中的一个或两个以使下限可控燃料流量经过所打开的阀(80、90);并且,响应于控制所述汽轮机的所述控制器的控制信号增大被部分地打开的所述控制阀中的一个控制阀的行程,以便进一步从所述第一操作变换到所述第二操作。
8.根据权利要求7所述的发电厂,其特征在于:所述控制器(100)增大所述一个控制阀(80)的行程以使上限可控燃料流量经过所述一个控制阀。
9.根据权利要求8所述的发电厂,其特征在于,所述控制阀中的两个都被部分地打开以使下限可控燃料流量经过所打开的阀,并且在达到经过所述一个控制阀的可控燃料流量后,响应于控制所述汽轮机(6)的所述控制器的控制信号(90)增大所述控制阀中的另一个控制阀的行程。
10.根据权利要求9所述的发电厂,其特征在于:在增大所述另一个控制阀的行程期间,所述控制器(100)将所述一个控制阀(80)维持在大约上限可控燃料流量。
11.根据权利要求10所述的发电厂,其特征在于:经过每个控制阀(80、90)的所述下限可控燃料流量出现在大约10%的阀行程,所述上限可控燃料流量出现在大约90%的阀行程。
12.一种用于汽轮机(6)的燃料系统(2),包括:
连接到所述汽轮机(6)且彼此并联的多个燃料控制阀(80、90);和
控制器(100),用于控制部分地打开所述控制阀(80、90)中的一个或两个以使下限可控燃料流量经过所打开的阀,并控制增大被部分地打开的所述控制阀中的一个控制阀(80)的行程;
其中,当允许所述汽轮机实现从只提供有非合成燃料的第一操作完全变换到提供合成燃料的第二操作时,部分地打开所述控制阀中的一个或两个以使下限可控燃料流量经过所打开的阀(80、90);并且,响应于控制所述汽轮机的所述控制器的控制信号增大被部分地打开的所述控制阀中的一个或两个控制阀的行程,以便进一步从所述第一操作变换到所述第二操作。
13.根据权利要求12所述的燃料系统,其特征在于:所述控制器增大所述一个或两个控制阀(80)的行程以使上限可控燃料流量经过被部分地打开的所述一个或两个控制阀(80)。
14.根据权利要求13所述的燃料系统,其特征在于:所述控制阀中的两个都被部分地打开以使下限可控燃料流量经过所打开的阀,并且在达到经过所述一个控制阀的大约上限可控燃料流量后,所述控制器(100)响应于控制所述汽轮机(6)的控制信号(95)增大打开所述控制阀中的另一个控制阀(90)的行程。
15.根据权利要求14所述的燃料系统,其特征在于:在增大所述另一个控制阀的行程期间,所述控制器(100)将所述一个控制阀(80)维持在大约上限可控燃料流量。
16.根据权利要求15所述的燃料系统,其特征在于:经过每个控制阀(80、90)的所述下限可控燃料流量出现在大约10%的阀行程,所述上限可控燃料流量出现在大约90%的阀行程。
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Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090025396A1 (en) * 2007-07-24 2009-01-29 General Electric Company Parallel turbine fuel control valves
CH700991A1 (de) * 2009-05-13 2010-11-15 Alstom Technology Ltd Verfahren zum betrieb einer gasturbinenanlage mit einer verdichterstation für gasförmigen brennstoff.
US20110036092A1 (en) * 2009-08-12 2011-02-17 General Electric Company Methods and Systems for Dry Low NOx Combustion Systems
DE102009038323A1 (de) * 2009-08-21 2011-02-24 Krones Ag Verfahren und Vorrichtung zur Verwertung von Biomasse
US9239013B2 (en) * 2011-01-03 2016-01-19 General Electric Company Combustion turbine purge system and method of assembling same
CH705182A1 (de) * 2011-06-17 2012-12-31 Alstom Technology Ltd Verfahren zum Betreiben einer Brennstoffversorgung für eine Wärmekraftmaschine.
US20130074945A1 (en) * 2011-09-28 2013-03-28 General Electric Company Fuel system
US9650955B2 (en) * 2011-11-10 2017-05-16 General Electric Company System for purging gas fuel circuit for a gas turbine engine
DE102011118688A1 (de) * 2011-11-16 2013-05-16 Daimler Ag Strömungsangetriebene Vorrichtung
FR2984958B1 (fr) * 2011-12-21 2014-01-17 Ge Energy Products France Snc Event pour circuit d'alimentation en carburant gazeux d'une turbine a gaz, et procede associe
US9261023B2 (en) * 2012-01-04 2016-02-16 General Electric Company Systems and methods for monitoring fluid separation and/or monitoring the health of a valve
US20130219909A1 (en) * 2012-02-27 2013-08-29 General Electric Company Fuel Purging System for a Turbine Assembly
US9103284B2 (en) * 2012-05-31 2015-08-11 General Electric Company Utilization of fuel gas for purging a dormant fuel gas circuit
CN103277197B (zh) * 2013-03-09 2015-05-13 马钢(集团)控股有限公司 一种燃气轮机发电机组低热值燃烧控制方法
DE102013006301B4 (de) * 2013-04-12 2023-09-21 Man Energy Solutions Se Kraftstoffzuführ- und Spüleinrichtung für einen Gasmotor
US20140371763A1 (en) * 2013-06-18 2014-12-18 Wayne L. Poll Sheath for hand-held and robotic laparoscopes
US10100747B2 (en) * 2015-11-18 2018-10-16 General Electric Company Fuel supply system for use in a gas turbine engine and method of controlling an overspeed event therein
WO2017132426A2 (en) * 2016-01-27 2017-08-03 Schlumberger Technology Corporation Modular configurable wellsite surface equipment
US10443510B2 (en) * 2016-07-14 2019-10-15 General Electric Company Model based bump-less transfer between passive and active mode operation of three-way check valve for liquid fuel delivery in gas turbine systems
US10378447B2 (en) 2016-09-30 2019-08-13 General Electric Company System and method for purging fuel or coolant from turbomachine
WO2018085746A1 (en) * 2016-11-04 2018-05-11 Schlumberger Technology Corporation Pressure exchanger low pressure flow control
WO2018085742A1 (en) 2016-11-04 2018-05-11 Schlumberger Technology Corporation Pressure Exchanger Manifold Resonance Reduction
US11460051B2 (en) 2016-11-04 2022-10-04 Schlumberger Technology Corporation Pressure exchanger wear prevention
US10995774B2 (en) 2016-11-04 2021-05-04 Schlumberger Technology Corporation Pressure exchanger with pressure ratio
US10961823B2 (en) 2016-11-04 2021-03-30 Schlumberger Technology Corporation Pressure exchanger pressure oscillation source
WO2018085743A1 (en) 2016-11-04 2018-05-11 Schlumberger Technology Corporation Split stream operations with pressure exchangers
JP6965167B2 (ja) * 2018-01-12 2021-11-10 三菱パワー株式会社 ガスタービンコジェネレーションシステム及びその運転切換方法
CN112780417B (zh) * 2021-03-10 2023-07-28 浙江浙能技术研究院有限公司 一种应用氮气隔离的燃气轮机启动优化控制系统及方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4833878A (en) * 1987-04-09 1989-05-30 Solar Turbines Incorporated Wide range gaseous fuel combustion system for gas turbine engines
KR100311069B1 (ko) * 1998-05-15 2001-12-28 이중구 가스터어빈엔진의듀얼연료시스템
JP2003161168A (ja) * 2001-11-22 2003-06-06 Toshiba Corp ガスタービン燃焼器燃料系統

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4157012A (en) * 1977-03-24 1979-06-05 General Electric Company Gaseous fuel delivery system
DE2751743C2 (de) * 1977-11-19 1985-04-18 Pierburg Luftfahrtgeräte Union GmbH, 4040 Neuss Verfahren und Regeleinrichtung zum Zumessen strömender Medien
US5097659A (en) * 1989-12-14 1992-03-24 Sundstrand Corporation Airframe power unit using stored air and jet fuel
JP2758301B2 (ja) * 1991-11-29 1998-05-28 株式会社東芝 ガスタービン燃焼器
US5319931A (en) * 1992-12-30 1994-06-14 General Electric Company Fuel trim method for a multiple chamber gas turbine combustion system
US6092362A (en) * 1996-11-27 2000-07-25 Hitachi, Ltd. Gas-turbine combustor with load-responsive premix burners
JP4331406B2 (ja) * 1998-09-10 2009-09-16 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト バーナの運転方法およびバーナ装置
JP4115659B2 (ja) * 2000-10-30 2008-07-09 株式会社東芝 ガスタービンの燃料供給系
US7007100B1 (en) * 2000-12-20 2006-02-28 Nortel Networks Limited Method for synchronization of multicast routing table changes with a plurality of multicast routing protocols
SE521293C2 (sv) * 2001-02-06 2003-10-21 Volvo Aero Corp Förfarande och anordning för tillförsel av bränsle till en brännkammare
WO2003018977A1 (en) * 2001-08-27 2003-03-06 Elliott Energy Systems, Inc. Method for gas turbine light-off
US6640548B2 (en) * 2001-09-26 2003-11-04 Siemens Westinghouse Power Corporation Apparatus and method for combusting low quality fuel
US7624564B2 (en) * 2004-07-23 2009-12-01 Power Systems Mfg., Llc Apparatus and method for providing an off-gas to a combustion system
EP1659339A1 (de) * 2004-11-18 2006-05-24 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Anfahren eines Brenners
JP2006283714A (ja) * 2005-04-04 2006-10-19 Honda Motor Co Ltd ガスタービン・エンジンの制御装置
US7621973B2 (en) * 2005-12-15 2009-11-24 General Electric Company Methods and systems for partial moderator bypass
US7752833B2 (en) * 2006-01-10 2010-07-13 General Electric Company Methods and apparatus for gas turbine fuel control
US7805922B2 (en) * 2006-02-09 2010-10-05 Siemens Energy, Inc. Fuel flow tuning for a stage of a gas turbine engine
US20090025396A1 (en) * 2007-07-24 2009-01-29 General Electric Company Parallel turbine fuel control valves

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4833878A (en) * 1987-04-09 1989-05-30 Solar Turbines Incorporated Wide range gaseous fuel combustion system for gas turbine engines
KR100311069B1 (ko) * 1998-05-15 2001-12-28 이중구 가스터어빈엔진의듀얼연료시스템
JP2003161168A (ja) * 2001-11-22 2003-06-06 Toshiba Corp ガスタービン燃焼器燃料系統

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