CN103237971B - 用于运行固定式的燃气轮机的方法，用于对燃气轮机的运行进行调节的装置和发电设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于运行燃气轮机（40）的方法，用于对燃气轮机（40）的启动或运行进行调节的装置（60）以及发电设备（42）。尽管燃料网（13）的供应压力仅比较小，但为了在启动燃气轮机期间、在燃料转变时或在甩负荷时能够实现燃气轮机（40）的安全运行而提出，燃料体积（BV）提供有与燃料网（13）中的供应压力相比显著提高的压力，并且必要时短暂地输送从燃料网（13）提取的燃料（B）以用于提高所述燃料的压力。通过提供比较高的燃料压力，引燃火焰能够在需要的运行情况下以稳定的方式燃烧。尽管由燃料网（13）持久地提供的供应压力较小，但也能够避免热声学振动以及火焰熄灭。

Description

用于运行固定式的燃气轮机的方法，用于对燃气轮机的运行 进行调节的装置和发电设备
技术领域
本发明涉及一种用于运行固定式的燃气轮机的方法，具有下述步骤：
-从燃料网中持续地提取气态的燃料，以及
-在添加助燃空气的情况下在燃气轮机的至少一个燃烧室中燃烧燃料。此外，本发明涉及一种用于对燃气轮机的运行进行调节的装置。最后，本发明涉及一种包括具有至少一个燃烧室和压缩机的燃气轮机的发电设备，其中将由压缩机提供的助燃空气和能从燃料网持续提取的燃料输送到燃烧室。
背景技术
从可用的现有技术中已知有固定式的燃气轮机和用于运行燃气轮机的方法的广泛的种类和方式。现代构型的用于产生电能的燃气轮机通常具有能轴流式的压缩机、一个或多个燃烧室和涡轮机单元。在运行时，输送到燃烧室的燃料借助于由压缩机压缩的环境空气燃烧为热气，所述热气在涡轮机单元中在燃气轮机的转子上以做功的方式膨胀。于是，转子驱动将机械能低损耗地转化为电能并且馈入到电流分配网中的发电机。
在燃气轮机启动时，所述燃气轮机的转子借助于驱动装置被带到点火转速，由此通过将引燃燃料流馈入到燃烧室中将所述引燃燃料流点燃。随后，引燃火焰点燃经由单独的燃烧器和/或烧嘴也喷入到燃烧室中的主燃料流。同时，驱动装置与转子脱耦。于是，转子仅还由在燃烧时产生的热气驱动。随着运行转速大多数时候达到3000min-1或3600min-1，燃气轮机的启动过程结束。随后，能够使发电机与电流分配网的网频率同步并且将所述发电机接通。
将引燃燃料和主燃料输送到相应的燃烧器或喷嘴经由分开工作的、其中设置有阀的管道系统进行，借助于所述阀能够调节相应地输送的燃料的体积及其压力。
在此作为燃料，不仅使用液态的而且也使用气态的燃料。为了在燃烧室中产生特别有效的和低排放的燃烧已知的是，通过引燃火焰持续地促进主燃料质量流的燃烧。作为引燃燃料通常使用可燃气体、例如天然气。
由于为了产生大量电能需要大量燃料，燃气轮机的燃料管道系统通常连接到燃料网，从所述燃料网中能够持久地在较长时间段内提取需要的量的燃料。必要时在燃料网和燃料管道系统之间还接入附加的气体压缩器，以便可靠地将燃料网的供应压力提升到能确保燃气轮机的安全运行的高的数值。在此，在馈入到燃烧室中时需要的燃料压力高于由燃气轮机的压缩机提供的压力比。因此，调节压力降，使得燃料也确实流入到燃烧室中。由燃料网提供的或由附加的气体压缩机提供的供应压力甚至能够远高于由压缩机提供的压力比，因为尤其在转子加速到运行转速时并且当甩负荷时需要非常大量的引燃燃料，以便稳定主火焰并且可靠地避免不期望的热声学振动以及火焰熄灭。产生预先混合的火焰的引燃燃烧器——所谓的预先混合引燃燃烧器——此外具有比较小的出气孔，所述比较小的出气孔造成需要继续提高本来已经很高的气体供应压力，以便达到需要的引燃质量流。这与即使在燃料网中降低供应压力时也能有效运行的要求相矛盾。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于运行燃气轮机的方法、一种用于对燃气轮机的运行进行调节的装置和发电设备，即使在燃料网中具有仅稍微高于能由燃气轮机的压缩机产生的最大压力比的最低供应压力时，所述方法或所述装置确保安全的运行。
针对用于运行燃气轮机的方法的目的借助于根据本发明的方法来实现。针对所述装置的目的借助于根据本发明的装置来实现。关于针对发电设备的目的，借助于根据本发明的发电设备来实现。
对于所有解决方案共同的是，本发明基于下述想法，所述想法提出对于特殊运行状态，如启动、燃料转变、甩负荷等，仅短时间需要提高来自燃料储存器中——例如集料箱中——的燃料质量流或仅短时间需要提高燃料压力，然后必要时提高压力地将所述燃料质量流输送到从燃料网提取的燃料。优选地，在实施根据本发明的方法时，仅相同的气态燃料聚集在一起。第一评估示出，即使在能够输出一百MW和四百MW之间的功率的固定式的燃气轮机中大约1m3-3m3的箱尺寸已足以用于在相应的压力下储存需要的燃料量。具有少量输送量的简单的气体压缩器足以用于在燃料储存器中形成压力，因为通常为了填充燃料储存器提供足够的时间。这样的气体压缩器比在运行期间必须持久地提供在高的压力水平上的总燃料质量流的燃料压缩器有利且可靠多倍。
与至今为止的、从现有技术中已知的方式相反地，借助于本发明燃气轮机也能够以在燃料网中的比较小的供应压力安全地且可靠地运行。即使在特殊运行状态“启动”、“燃料转变”和“甩负荷”时，将尤其用于一个或多个引燃燃烧器的附加需要的燃料质量流从事先借助于简单的气体压缩器用燃料体积填充的燃料储存器中提取。当然，燃料体积在此事先从燃料网提取。
提出的措施明显降低在燃料网中的供应压力的要求。通过在燃料质量流高时取消用于比较高的燃料压力的燃料压缩器能够节省一方面用于购买这种高性能的燃料压缩器的高的费用，另一方面节省用于燃气轮机运行期间的燃料压缩器的运行的高的费用。
有利的设计方案在下文中给出。
根据第一有利的方法特征，燃料储存器中的燃料体积具有比在燃料网中的供应压力更高的压力。有利地，在燃料体积中的压力大于燃料网中的供应压力，即是其两倍至四倍。因此，确保必要时能够将燃料体积立刻地并且以足够的大小输送给燃烧室中的燃烧。为了将其实现，在燃气轮机运行期间和/或在燃料网停止期间能够借助燃料压缩机提取燃料并且装入到燃料储存器中。因为由此为加载燃料储存器提供足够大的时间间隔，所以能够使用具有比较低的功率的燃料压缩机。
此外，所述方法优选提出，为了短暂地提高经由燃气轮机的一个引燃燃烧器或多个引燃燃烧器输送到燃烧室的引燃燃料流，将从燃料储存器提取的燃料体积输送到仍待输送给燃烧室的引燃燃料。尤其，因此能够避免不期望的和不稳定的燃烧状态。
当提供其它燃料种类作为燃料储存器中的燃料体积来代替从燃料网提取的燃料时，由此存在的可能性是，燃料储存器优选设计为一个或多个储气瓶的形式。这排除了需要使用燃料压缩机。此外，借助于比待输送的燃料更易反应的其它燃料种类继续改进待输送的燃料的烧尽。这提高的燃烧的有效系数，因此降低普遍需要的热输入——也就是说热功率。因为大多数时候将天然气或合成气用作气态燃料，更易反应的燃料例如是氢或乙炔。易反应性能够通过更短的点燃延迟时间描述。随着在燃料中易反应的燃料体积的份额的提高，不仅火焰传播速度提高而且点燃延迟时间降低。因此，两个特征值表示能够通过混入氢或乙炔实现明显更快和更紧凑的燃烧，这在热气在燃烧室中的给出的停留时间中造成烧尽的改进。在此证实的是，在总共输送的燃料流中，10％至30％的更易反应的燃料的体积份额已经足够提高热有效系数和总计排出更少的未燃烧的燃料、尤其未燃烧的碳氢化合物和一氧化碳。最后，尤其适用于引燃燃烧的是，当主燃烧——例如在甩负荷的情况下——近似或完全停止时。同时，在(引燃)燃料流的给出的质量流下，热烧尽的改进能够实现燃烧的总体上更稳定的热声学特性。
优选地，在用于产生能量的燃气轮机中，燃气轮机的转子在运行时耦联到发电机上，其中发电机自身连接到电流分配网上。在本申请中，甩负荷理解为出现由发电机产生的电功率的突然降低，或者甚至理解为发电机与电流分配网分离，也就是说，由发电机产生的电功率突然降低为零。通常，这种甩负荷是意外的并且因此仅出现在故障情况下。在固定式的燃气轮机开始运行时也能够模拟这种甩负荷，以便能够保证在第一次商用运行之前可靠地并且安全地运行燃气轮机。
根据本发明，为了实施前述方法及其优选实施形式设有用于对燃气轮机的运行进行调节的装置，所述装置包括：
-输入端，在特殊运行状态中表示需要附加的燃料和/或气体供应压力不足的信号能够输送到所述输入端，
-输出端，所述输出端的信号控制执行元件，借助于所述执行元件能够将能从燃料储存器提取的燃料体积输送到燃料，以及
-根据输入信号控制输出信号的单元。根据本发明，发电设备包括至少一个燃气轮机和能用燃料体积填充的燃料储存器以及能够将燃料体积输送到能从燃料网持续提取的燃料的机构。
优选地，前述机构包括将燃料储存器与管道部段连接的管道，在所述管道中设置有用于打开和关闭管道的执行元件。为了避免在集中到一起的燃料流中的压力冲击，在燃料管道系统中能够设有至少一个喷射泵，能够将能从燃料网持续提取的燃料作为待推进的介质输送到所述喷射泵并且将能从燃料储存器提取的燃料体积作为推进介质输送到所述喷射泵，其中相应的喷射泵在输出侧上与燃气轮机的至少一个燃烧器连接。
附图说明
借助于附图中示出的实施例进一步阐述本发明。详细示出：
图1示出发电设备的燃料供应系统的第一实施例，
图2示出发电设备的具有喷射泵的燃料供应系统的替选的设计方案，以及
图3示出发电设备的具有用于更易反应的燃料体积的由储气瓶构成的燃料储存器的燃料供应系统的另一替选的设计方案。
具体实施方式
图1示出具有燃气轮机40的发电设备42。所述燃气轮机包括轴向构型的压缩机44、一个或多个燃烧室46以及同样以轴向构型构成的涡轮机单元48。在燃气轮机40运行期间，环境空气经由抽吸管道50被压缩机44抽吸并且作为已压缩的压缩空气馈入到燃烧室46中。不仅将引燃燃料流而且将主燃料流经由一个或多个燃烧器或一个燃烧室46的级或多个燃烧室46的级输送，并且结合已压缩的环境空气燃烧成热气，所述热气在涡轮机单元48中在燃气轮机40的转子51上以做功的方式膨胀。所述转子驱动耦联于其上的发电机52，以用于产生电能。
发电设备42的燃气轮机40经由燃料供应系统10与燃料网13连接。燃料网13能够提供需要的量的气态燃料，以便在额定负荷下持久地运行燃气轮机40。详细地，除了其它未示出的组件以外，燃料供应系统10包括第一燃料管道12，该第一燃料管道的输入端与燃料网13连接。在第一燃料管道12中设置有第一阀14作为安全闭锁装置。在第一阀14的下游将第一燃料管道12划分为两个管道部段16、18。第一管道部段16是主燃料供应系统的部分并且引向第二阀20，借助于第二阀能够调节燃气轮机40的主燃料质量流的体积。第二管道部段18是引燃燃料供应系统的部分并且经由第一止回阀22引向第三阀24，借助于所述第三阀能够调节能够引向燃气轮机40的一个引燃燃烧器或多个引燃燃烧器的引燃燃料质量流的体积。
在止回阀22的下游的馈入点27中，另一燃料管道26通到管道部段18中。在所述另一燃料管道26中设有闭锁阀28和减压器29。燃料管道26的流入侧的端部与作为燃料箱具有例如2m3的容积的燃料储存器30连接。经由其中串联有气体压缩器34和止回阀36的供应管道32能够从燃料网13中将能够在特殊运行状态中用作燃料体积BV的燃料输送到燃料储存器30。减压器29的使用使在打开闭锁阀28时压力波动的补偿变得容易。
根据燃料供应系统10的在图2中示出的替选的设计方案，所述燃料供应系统在馈入点27的部位上具有喷射泵38，能够将能储存在燃料储存器30中的燃料体积BV经由管道26和其中设置的阀28作为推进介质输送到所述喷射泵，以便提高流入管道部段18中的具有比较小的压力的燃料B的总压力。
在燃气轮机40启动期间、在燃料转变时和/或在甩负荷时，为了稳定在燃气轮机40的燃烧室46中进行的燃烧，两个在图1和2中示出的实施形式以类似的方式工作，这在下文中描述。
在启动燃气轮机之前或在从燃料储存器30中提取燃料体积BV之后，运行气体压缩器34，以便用燃料体积BV(重新)填充燃料储存器30。此外，储存在燃料储存器30中的燃料体积BV具有预先给出的比较高的压力，该压力大于在燃料网13中的供应压力或大于能由压缩机44提供的最大压力比，是其多倍——例如3倍。
在燃气轮机40启动期间，所述燃气轮机的转子51借助于未示出的转动装置或借助于发电机52加速到点火转速。随后至少打开阀14、24，并且点燃引燃火焰，以至于在燃烧室46中进行燃烧。然后，打开第二阀20，以至于开始主燃烧。随后，通过燃料质量流的持续升高，转子加速至运行转速。此外，能够可靠地避免在此期间出现的燃烧不稳定性，在当达到相应的转速时或直接在达到相应的转速后，附加地从燃料储存器30提取的燃料体积BV连同从燃料网13提取的、流入第二管道部段18中的燃料B例如经由引燃燃烧器输送到燃烧室46。在此情况下，能够借助于特别高的压力将特别大量的燃料B馈入到燃烧室46中，直至超过相应的转速。基于这样增大的引燃燃料量，稳定由引燃燃烧器产生的火焰。同时，可靠地避免不期望的热声学振动以及火焰熄灭。
为了避免在阀24上游的第二管道部段18中压力突然提高，必须相应缓慢地打开阀28。穿过阀24的燃料流BS也从燃料储存器30中馈给，直至其压力降低到在第二管道部段18中存在的标准供应压力。
在甩负荷时，主燃烧器的多数燃料阀或全部燃料阀通常不延迟地或尽可能关闭，以便尽可能地避免转子加速到超额转速，相反地引燃燃烧器的燃料阀为了使燃气轮机继续运行而保持打开。如果在燃气轮机40开始运行时有计划地或意外地必须进行甩负荷，那么可以稳定在一个或多个燃烧室46中的一个或多个引燃火焰，其方式在于，当甩负荷时或直接在甩负荷之后将气态的燃料体积BV通过打开阀28从燃料储存器30中提取，并且输送到流入第二管道部段18中的、从燃料网13提取的燃料B，因此在馈入点27的下游聚集到一起的燃料流BS的压力P提高。压力的提高导致流入燃烧室46中的大的燃料量，这具有稳定的效果。
此外，当在燃气轮机40运行期间设有燃料转变时，也能够实施前述方法。在燃料转变时，从液态的主燃料转换到气态的主燃料或相反地转换。对于所述持续大约30秒至大约180秒的转换过程需要引燃火焰的稳定的燃烧，这仅通过在其期间附加喷入的燃料体积BV来达到。就这方面来说，通过借助于添加燃料体积BV到燃料中来提高压力，仅短暂地进行火焰稳定运行。在燃料转变之后，能够常规地——即不添加燃料体积BV——继续运行。
根据依照图2的设计方案，存储在燃料储存器30中的燃料体积BV作为用于燃料B的、流入第二管道部段18并且初始从燃料网13提取的推进介质工作。在喷射泵38中将燃料B和燃料体积BV聚集成燃料流BS，以至于所述两个燃料流B、BV共同作用以用于在喷射泵38的下游在管道部段18中实现需要的压力提高。通过使用喷射泵38，燃料储存器30能够更小地构成。由此，在打开阀28时，在阀24上游明显更平缓的压力提高也是可能的。由此，阀28能够尽可能非常简单地进而低成本地构成。必要时，阀28也能够构成为分配阀——那么不需要调节阀。
阀28的控制借助于装置60进行。装置60一方面具有输入端E，表示附加的燃料的需求或气体供应压力不足的信号能够输送到所述输入端。优选地，在此涉及燃气轮机转子51的当前转速、表示燃气轮机40的负荷状态或燃料转变的信号。此外，装置60包括输出端62，所述输出端的信号控制执行元件、优选阀28，借助于所述执行元件能够将能从燃料储存器30提取的燃料体积BV输送到流入第二管道部段18中的燃料B。此外，装置60包括依据输入信号根据给出的方法控制输出信号的单元。
根据依照图3的实施例——并且与依照图1的实施例不同地——燃料储存器30构造为一个储气瓶或多个并联的储气瓶64的组。在所述储气瓶64中贮存了比能从燃料网13提取的燃料B明显更易反应的燃料以用作燃料体积BV。例如，在储气瓶64中储存有氢和乙炔。这些燃料能够作为在前述的应用情况下的燃料体积BV添加到从燃料网13提取的燃料B，以用于改进烧尽以及用于热声学地稳定燃烧。
图1、2和3中示出的实施例仅用于阐述本发明而且不限制本发明并且也能够彼此组合。这样尤其能够设有多个燃烧室46，所述燃烧室分别包括引燃燃烧器和包括分别具有一级或多级的主燃烧器，其中所述引燃燃烧器连接到燃料供应系统10上。显然，主燃烧器也能够附加地供应有从燃料储存器提取的燃料体积BV，以便在类似的运行状态期间以近似的方式稳定一个或多个主火焰。借助于具有气态燃料的示例描述本发明。然而，不强制性使用气态燃料。显然，在根据本发明的燃料供应系统10中也能够输送液态燃料。液态和气态燃料的组合也是可能的，其中然而在馈入点27或在喷射泵38中不进行液态和气态燃料的混合，而是进行关于引燃燃料和主燃料的气态燃料和液态燃料的分离：即引燃燃料能够是气态的并且主燃料能够是液态的，或者反之亦然。
发电设备42也能够包括没有进一步示出的汽轮机单元，所述汽轮机单元的转子同样与示出的发电机52在此外也称为轴系的共同的轴上耦合。
因此，总的来说，借助于本发明提出一种用于启动燃气轮机40的方法、一种用于在甩负荷或燃料转变时运行燃气轮机40的方法、一种用于对燃气轮机40的运行进行调节的装置60以及一种发电设备42。尽管燃料网13的供应压力仅比较小，但为了在启动期间、在甩负荷时或在燃料转变时能够实现燃气轮机40的安全运行而提出，燃料体积BV提供有与燃料网13中的供应压力相比显著提高的压力，并且必要时短暂地输送从燃料网13提取的燃料B以用于提高所述燃料的压力。通过提供比较高的燃料压力，引燃火焰能够在需要的运行情况下以稳定的方式燃烧。尽管由燃料网13持久地提供的供应压力较小，但也能够避免热声学振动以及火焰熄灭。

Claims (19)

1.用于运行固定式的燃气轮机(40)的方法，
具有下述步骤：
-从燃料网(13)中持续地提取燃料(B)，以及
-在添加助燃空气的情况下在所述燃气轮机(40)的至少一个燃烧室(46)中燃烧所述燃料(B)，其中所述燃烧室包括主燃烧器和引燃燃烧器，
其特征在于，
将燃料经由第一管道部段(16)输送到燃气轮机(40)的一个或多个主燃烧器，并且将燃料经由第二管道部段(18)输送到一个或多个引燃燃烧器，
为了短暂地提高输送到所述燃烧室的进而输送到所述燃气轮机(40)的一个引燃燃烧器或多个引燃燃烧器的引燃燃料流(BS)的压力，将从燃料储存器(30)提取的燃料体积(BV)输送至仍待输送给所述燃烧室(46)的引燃燃料。
2.根据权利要求1所述的方法，
其中
在所述燃气轮机(40)启动期间、在燃料转变时进行短暂地提高所述引燃燃料流(BS)的压力。
3.根据权利要求1所述的方法，
其中
当甩负荷时进行短暂地提高所述引燃燃料流(BS)的压力。
4.根据权利要求2所述的方法，
其中
当甩负荷时进行短暂地提高所述引燃燃料流(BS)的压力。
5.根据权利要求1所述的方法，
其中
直接在甩负荷之后进行短暂地提高所述引燃燃料流(BS)的压力。
6.根据权利要求2所述的方法，
其中
直接在甩负荷之后进行短暂地提高所述引燃燃料流(BS)的压力。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，
其中所述燃料体积(BV)具有比从所述燃料网(13)提取的燃料(B)更高的压力。
8.根据权利要求7所述的方法，
其中所述燃料体积(BV)的压力大于在所述燃料网(13)中的供应压力，是其两倍至四倍。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，
其中所述燃气轮机(40)在运行时驱动连接到电流分配网的发电机(52)，并且其中由于突然地降低由所述发电机(52)产生的电功率或由于将所述发电机(52)与所述电流分配网分离产生甩负荷。
10.根据权利要求3至6中任一项所述的方法，
其中所述甩负荷是意外的，或被模拟。
11.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，
其中将从所述燃料网(13)提取的具有比在所述燃料网中的供应压力更高压力的燃料体积(BV)输送到所述燃料储存器(30)。
12.根据权利要求1所述的方法，
其中所述燃料储存器(30)包含不同于所述燃料(B)的种类的并且在储气瓶中提供的燃料体积(BV)。
13.根据权利要求12所述的方法，
其中所述燃料体积(BV)是比仍待输送的引燃燃料明显更易反应的种类。
14.根据权利要求12或13所述的方法，
其中所述燃料体积(BV)主要具有乙炔或氢或完全由乙炔或氢构成。
15.用于对固定式的燃气轮机(40)的运行进行调节的装置(60)，
-具有输入端(E)，表示需要附加的燃料和/或气体供应压力不足的信号能够输送到所述输入端，
-具有输出端(62)，所述输出端的信号控制执行元件(28)，借助于所述执行元件能够将能从燃料储存器(30)提取的燃料体积(BV)输送到燃料(B)，其中燃烧室包括主燃烧器和引燃燃烧器，以及
-具有根据输入信号控制输出信号的单元，
其特征在于，
燃料经由第一管道部段(16)输送到燃气轮机(40)的一个或多个主燃烧器，并且燃料经由第二管道部段(18)输送到一个或多个引燃燃烧器，
为了短暂地提高输送到燃气轮机的燃烧室的进而输送到所述燃气轮机(40)的一个引燃燃烧器或多个引燃燃烧器的引燃燃料流(BS)的压力，从所述燃料储存器(30)提取的所述燃料体积(BV)被输送至仍待输送给所述燃烧室(46)的引燃燃料。
16.发电设备(42)，
包括具有至少一个燃烧室(46)和压缩机(44)的固定式的燃气轮机(40)，其中由所述压缩机(44)提供的助燃空气和能从燃料网(13)持续提取的燃料(B)能够被输送到所述燃烧室(46)，其中所述燃烧室包括主燃烧器和引燃燃烧器，
其特征在于，
设有能用燃料体积(BV)填充的燃料储存器(30)并且设有能将所述燃料体积(BV)输送到能从所述燃料网(13)持续提取的燃料(B)的机构，
燃料经由第一管道部段(16)输送到燃气轮机(40)的一个或多个主燃烧器，并且燃料经由第二管道部段(18)输送到一个或多个引燃燃烧器，
为了短暂地提高输送到燃烧室的进而输送到所述燃气轮机(40)的一个引燃燃烧器或多个引燃燃烧器的引燃燃料流(BS)的压力，从所述燃料储存器(30)提取的所述燃料体积(BV)被输送至仍待输送给所述燃烧室(46)的引燃燃料。
17.根据权利要求16所述的发电设备(42)，
其中所述机构包括将所述燃料储存器(30)与所述第二管道部段(18)连接的管道(26)，在所述管道(26)中设置有用于打开和关闭所述管道(26)的执行元件(28)。
18.根据权利要求17所述的发电设备(42)，
具有至少一个喷射泵(38)，能从所述燃料网(13)持续提取的燃料(B)和作为推进介质的能从所述燃料储存器(30)提取的燃料体积(BV)能够输送到所述喷射泵，其中相应的喷射泵(38)在输出侧上与所述燃气轮机(40)的至少一个引燃燃烧器连接。
19.根据权利要求16、17或18所述的发电设备(42)，
具有根据权利要求15所述的装置(60)。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105814295B (zh) 2014-02-19 2017-10-31 西门子公司 用于燃气轮机的燃料供应管线系统
DE102014216014A1 (de) * 2014-08-13 2016-02-18 Siemens Aktiengesellschaft Kraftwerksanlage mit Notbrennstoffsystem
US11459959B2 (en) * 2016-09-16 2022-10-04 General Electric Company Method for starting a gas turbine
EP3301268A1 (en) 2016-09-29 2018-04-04 Siemens Aktiengesellschaft Power plant control in coordination with further energy sources, like renewable energy
JP6963512B2 (ja) 2018-01-12 2021-11-10 三菱パワー株式会社 燃料供給システム、ガスタービン、発電プラント、制御方法及びプログラム
CN111855221A (zh) * 2020-07-28 2020-10-30 青岛中科国晟动力科技有限公司 一种燃气轮机燃烧状态监测方法及系统
CN114320493B (zh) * 2022-01-14 2023-11-03 中国能源建设集团浙江省电力设计院有限公司 一种9h级联合循环机组增压机组间的无扰切换方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5533329A (en) * 1993-05-17 1996-07-09 Hitachi, Ltd. Control apparatus for and control method of gas turbine

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1559828A (en) * 1975-09-12 1980-01-30 Rolls Royce Fuel system for gas turbine engines
US4033115A (en) * 1976-06-02 1977-07-05 Sundstrand Corporation Emergency hydraulic power system (start bottle)
US4270345A (en) * 1978-09-15 1981-06-02 General Electric Company Integrated control system for a gas turbine engine
JPS5573530U (zh) * 1978-11-17 1980-05-21
JPS56118533A (en) * 1980-02-21 1981-09-17 Toshiba Corp Fuel supply controlling method for digestion gas power generation installation
JPS6317839U (zh) * 1986-07-17 1988-02-05
US4837697A (en) * 1987-07-31 1989-06-06 Allied-Signal Inc. Overspeed governor for an electronic controlled fuel system
JPH0278737A (ja) * 1989-08-04 1990-03-19 Hitachi Ltd 石炭ガス化発電方法
US5490379A (en) * 1993-12-20 1996-02-13 Woodward Governor Company Fuel metering unit
JPH07233734A (ja) * 1994-02-23 1995-09-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービンの燃料圧保持装置
JPH08128635A (ja) * 1994-10-31 1996-05-21 Yanmar Diesel Engine Co Ltd ガスタービン
US5896736A (en) * 1997-03-06 1999-04-27 General Electric Company Load rejection rapid acting fuel-air controller for gas turbine
JP2886844B2 (ja) * 1997-05-01 1999-04-26 川崎重工業株式会社 予混合型燃焼器を備えたガスタービン
JP2940823B1 (ja) * 1998-09-25 1999-08-25 川崎重工業株式会社 ガス専焼ガスタービン発電装置とそのガス燃料供給方法
JP3623913B2 (ja) * 2000-07-31 2005-02-23 川崎重工業株式会社 ガス専焼ガスタービン発電装置
US6715278B2 (en) * 2001-10-02 2004-04-06 Dennis G. Demers Fail fixed fuel metering device for providing bumpless transfer to backup
FR2832458B1 (fr) * 2001-11-19 2004-07-09 Snecma Moteurs Systeme d'injection de carburant dans une turbomachine
JP2003286957A (ja) * 2002-03-28 2003-10-10 Sanyo Electric Co Ltd ガス充填装置
FR2846711B1 (fr) * 2002-10-30 2006-09-22 Hispano Suiza Sa Dispositif de dosage de carburant a soupape de regulation compensee, dans une turbomachine
DE10345566A1 (de) * 2003-09-29 2005-04-28 Alstom Technology Ltd Baden Verfahren zum Betrieb einer Gasturbine sowie Gasturbinenanlage zur Durchführung des Verfahrens
JP4326566B2 (ja) * 2004-12-27 2009-09-09 川崎重工業株式会社 ガスカロリ変動抑制装置、燃料ガス供給設備、ガスタービン設備およびボイラー設備
JP4884301B2 (ja) * 2007-05-28 2012-02-29 中国電力株式会社 発電プラント及び発電プラントの発電方法
US9464573B2 (en) * 2007-09-25 2016-10-11 Airbus Sas Method for operating a gas turbine engine, power supplying device for conducting such method and aircraft using such method
US7996147B2 (en) * 2008-05-28 2011-08-09 General Electric Company Locomotive engine multi-fuel control system and method
US8977469B2 (en) * 2008-05-28 2015-03-10 General Electric Company Multi-fuel control system and method

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5533329A (en) * 1993-05-17 1996-07-09 Hitachi, Ltd. Control apparatus for and control method of gas turbine

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Publication number Publication date
JP2013545022A (ja) 2013-12-19
US20130247578A1 (en) 2013-09-26
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RU2602214C2 (ru) 2016-11-10
CN103237971A (zh) 2013-08-07
JP5808819B2 (ja) 2015-11-10
EP2458181A1 (de) 2012-05-30
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