CN103775215A - 操作具有顺序燃烧的燃气涡轮的方法及燃气涡轮 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于操作具有顺序燃烧的燃气涡轮的方法和用于执行所述方法的燃气涡轮。更具体而言，本发明公开了一种用于操作具有顺序燃烧的燃气涡轮的方法，所述燃气涡轮包括：压缩机；具有第一燃烧室和第一喷燃器的第一燃烧器，其从压缩机接收压缩空气；具有第二燃烧室和第二喷燃器的第二燃烧器，其从第一燃烧器接收具有预定的第二燃烧器入口温度的热气体；以及涡轮，其从第二燃烧器接收热气体。通过降低第二燃烧器入口温度以用于燃气涡轮的基本负载操作并且在将燃气涡轮负载(RLGT)从基本负载降低至部分负载时增加第二燃烧器入口温度而减小对于部分负载的CO排放量。

Description

操作具有顺序燃烧的燃气涡轮的方法及燃气涡轮
技术领域
本发明涉及燃气涡轮的技术。本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于操作具有顺序燃烧的燃气涡轮的方法。本发明还涉及用于实施这样的方法的燃气涡轮。
背景技术
具有顺序燃烧的燃气涡轮包括如例如在图1中所示的两个燃烧器。图1的燃气涡轮10具有被壳体12同心地围绕的转子11。压缩机13压缩进给到包括第一燃烧室14和第一喷燃器(burner)17的第一燃烧器中的空气。第一喷燃器17借助于第一燃料源18被供以燃料。在第一燃烧器14、17中产生的热气体通过热气体通道21流入包括第二燃烧室15和第二喷燃器20的第二燃烧器中。第二喷燃器20借助于第二燃料源20被供以燃料。来自第二燃烧器15、19的热气体进入涡轮16以做功。
通常，高压涡轮定位在第一燃烧器14、17和第二燃烧器15、19之间。然而，在这种情况下，高压涡轮已被省略。相反，稀释空气可借助于稀释空气源23喷入热气体通道21中。
在燃气涡轮的部分负载操作中，燃烧器热气体温度通常降低。在某个热气体温度极限处，CO排放量升高并且为排放保证范围设定极限。如在图2中所示，当燃气涡轮负载从100%减小至部分负载时，CO排放量通常升高，其中CO排放量示出为燃气涡轮相对负载RLGT的函数，其中，在I2处的峰值表征第二燃烧器的点火。在某个负载极限LTL处，预定的CO极限LTCO被超出。同时，第二燃烧器特征在于对性能具有负面影响的某压降。
为了解决该问题，现有技术中已提出两种不同的方法：
1. 在最高可能的负载下启动第二燃烧器。然而，这并非很有效，因为第一燃烧器的热气体温度需要维持在由高压涡轮使用寿命所决定的极限内(当在第一和第二燃烧器之间设置高压涡轮时)。
2. 在低部分负载下关闭第二喷燃器中的一些，使得剩余的第二喷燃器在较低的负载下在较高出口温度下燃烧。该解决方案具有低压涡轮(图1中的16)高应力的缺点，并且受锅炉的温度极限的限制(在联合循环发电设备中)。
另外的相关现有技术已确定如下：
文献DE 103 12 971 A1公开了一种尤其用于发电设备的燃气涡轮组件，其包括压缩机和两个串联的下游燃烧室以及其后的涡轮。在两个燃烧室之间布置有冷却单元。该解决方案基于顺序燃烧，而没有高压涡轮。由于在两个燃烧器之间缺少高压涡轮，在第一燃烧器的出口处产生相对高的气体温度，这将导致当燃料在第二燃烧器处被喷射时的自燃，造成在燃料喷射点附近过量的部件热应力以及导致高排放值的燃料和空气的不充分混合。
为了避免这种缺点，提出在将燃料喷入热燃烧气体以形成用于第二燃烧室的燃料氧化剂混合物之前冷却来自第一燃烧室的热燃烧气体。通过冷却来自第一燃烧室或第一燃烧步骤的热燃烧气体，排气温度可充分降低，使得喷射的燃料的点火被延迟足够长，以允许分离的火焰和充分的混合，以便具有均匀且稀的燃料氧化剂混合物。
文献WO 03/038253涉及顺序点火的燃气涡轮单元的转变，该单元基本上包括至少一个压缩机、高压燃烧室、高压涡轮、低压燃烧室和低压涡轮。压缩机、高压涡轮和低压涡轮的旋转部件布置在公共转子上，并且在转变时，可有利地简化与所述燃气涡轮单元相关联的所有要求保护的考虑因素。经转变的燃气涡轮单元包括减小的压缩机、初始的高压燃烧室(在较低压力下操作)、初始的低压燃烧室和初始的低压涡轮，其中压缩机的减小通过移除而不更换相对于流动方向的许多最终高压级，或通过从驱动中移除最终高压级，且在不更换的情况下使初始高压涡轮退出运行而实现。高压涡轮仅仅是在高压燃烧室和低压燃烧室之间的转移通道。来自所述高压燃烧室的热气体通过所述转移通道直接流入低压燃烧室。
文献EP 2 206 959 A2公开了一种包括燃料重整器系统的燃气涡轮系统，燃料重整器系统包括：燃料入口，其被构造成接收燃料滑流(slipstream)；氧气入口，其被构造成引入氧气滑流；预调节区域，其被构造成对燃料滑流进行预处理；混合区域，其包括构造成促进燃料滑流和氧气滑流的混合以形成气态预混合物的预混合装置；反应区域，其构造成由气态预混合物产生合成气；骤冷区域，其构造成将燃料流混合到合成气中以形成富含氢气的燃料混合物；以及燃气涡轮，其构造成接收燃料混合物。
文献WO 2010/112318A1涉及用于具有顺序燃烧的燃气涡轮的低CO排放部分负载操作的方法，其中第二燃烧室的工作喷燃器在部分负载下的空气比保持低于最大空气比，并且涉及用于执行所述方法的燃气涡轮。为了减小最大空气比，单独地或组合地在燃气涡轮的操作概念中进行许多修改。一种修改是在开启第二燃烧室之前打开可调式压缩机导叶排。为了开启第二燃烧室，快速关闭可调式压缩机导叶排并且将燃料以同步方式导引至第二燃烧室的喷燃器中。另一个修改是在部分负载下关闭各个喷燃器。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于操作具有顺序燃烧的燃气涡轮的方法，其减少对于部分负载操作的CO排放和压降，而不增加回火风险。
本发明的另一个目的是提供用于实施这样的方法的燃气涡轮。
该目的和其它目的通过用于操作具有顺序燃烧的燃气涡轮的方法来实现，其中燃气涡轮包括：压缩机；具有第一燃烧室和第一喷燃器的第一燃烧器，其从压缩机接收压缩空气；具有第二燃烧室和第二喷燃器的第二燃烧器，其从第一燃烧器接收具有预定的第二燃烧器入口温度的热气体；以及涡轮，其从第二燃烧器接收热气体，其中第二燃烧器入口温度被降低以用于燃气涡轮的基本负载操作，并且在将燃气涡轮负载从基本负载降低至部分负载时第二燃烧器入口温度增加。
第二燃烧器入口温度可例如通过掺和稀释空气流和/或通过减小在第一燃烧器中的燃料对空气比而为基本负载操作降低，从而增加第一燃烧出口温度。
第二燃烧器入口温度可例如通过增加第一燃烧器出口温度而在部分负载下相对于基本负载入口温度增加。第二燃烧器入口温度也可通过相对于在基本负载下的稀释空气流量减小稀释空气流量而在部分负载下相对于基本负载增加。
根据本发明的实施例，稀释空气附加地混合到来自第一燃烧器的热气体以实现相对于第一燃烧器的出口温度降低的第二燃烧器入口温度。稀释空气的额外掺和在这种语境下可例如是在部分负载下掺和的稀释空气与第一燃烧器出口质量流量的比率相对于在基本负载下的比率的增加。
具体而言，稀释空气质量流量变化，以便实现第二燃烧器入口温度的更大变化。更大变化意味着大于通过仅改变第一燃烧器出口温度实现的变化。由于燃烧器稳定性和使用寿命限制，第一燃烧器出口温度的变化是有限的。由于使用寿命和脉动极限，向更高的第一燃烧器出口温度的增加是有限的。向更低的第一燃烧器出口温度的减小受熄火极限和熄灭脉动极限的限制。稀释空气流量的这种变化可例如或者由于压缩机出口质量流量以及第一和第二燃烧器点火温度及压力分布相对于负载的变化而作为总燃烧器空气的驱动比例(driven proportion)发生，或者通过受调节的进料系统发生。
根据本发明的另一个实施例，第一燃烧器的出口温度或第二燃烧器入口温度分别根据燃气涡轮负载来控制。
根据本发明的又一个实施例，第一燃烧器的出口温度或第二燃烧器入口温度分别根据尤其是在第一或第二燃烧器或压缩机压室中或在涡轮入口处的燃烧压力来控制。
根据本发明的再一个实施例，使用具有短点火时间尤其是具有高H2含量或含高比例的高阶烃的气体(被称为C2+气体)作为燃料。例如包含5%以上或10%(摩尔%)以上的H2和/或C2+的燃料气体可被视为具有高比例的H2/C2+的气体，并且对应地具有相对于具有例如95%以上或90%以上甲烷含量的燃料气体的点火时间短的点火时间。具有短的点火时间的气体是在使用含氢燃料时具有比具有95%甲烷和最多5% H2的燃料气体的点火时间短的点火时间的气体，以及在使用含高阶烃的燃料气体时具有比具有95%甲烷和最多5% C2+的燃料气体的点火时间短的点火时间的气体。如果燃料气体包含H2和C2+，则较短的点火时间与确定“短点火时间”极限有关。
用于执行根据本发明的方法的燃气涡轮包括：压缩机；具有第一燃烧室和第一喷燃器的第一燃烧器，其从压缩机接收压缩空气；具有第二燃烧室和第二喷燃器的第二燃烧器，其从第一燃烧器接收具有预定的第二燃烧器入口温度的热气体；以及涡轮，其从第二燃烧器接收热气体。燃气涡轮的特征在于，混合器布置在直接连接第一和第二燃烧器的热气体通道中，其中所述混合器连接到稀释空气源。
根据本发明的燃气涡轮的实施例，第一喷燃器连接到燃料源，并且控制单元连接到稀释空气源和燃料源以用于控制所述源，以便分别控制第一燃烧器的出口温度或第二燃烧器入口温度。
根据本发明的燃气涡轮的另一个实施例，控制单元包括用于表示燃气涡轮负载的负载信号的输入。
根据本发明的又一个实施例，控制单元包括连接到压力换能器的输入，该压力换能器感测燃气涡轮的燃烧压力。
根据本发明的又一个实施例，控制单元包括连接到温度换能器的输入，该温度换能器感测第二喷燃器的入口温度/第一燃烧器的出口温度。
附图说明
现在将借助于不同的实施例并参照附图更详细地说明本发明。
图1示出根据本发明的实施例的燃气涡轮的方案；
图2示出具有顺序燃烧的燃气涡轮的CO排放量对第二燃烧器入口温度的大体相关性；
图3示出对于第二燃烧器入口温度的不同值来说具有顺序燃烧的燃气涡轮的CO排放量对第二燃烧器出口温度的相关性；
图4示出第二燃烧器入口温度随燃气涡轮相对负载的变化在现有技术(曲线D)中和根据本发明(曲线E)中的比较；以及
图5示出对于低和高的第二燃烧器入口温度来说具有顺序燃烧的燃气涡轮的CO排放量与第二燃烧器火焰温度的相关性的实验结果。
附图标记
10   燃气涡轮
11   转子
12   壳体
13   压缩机
14,15   燃烧室
16   涡轮
17,19   喷燃器
18,20   燃料源
21   热气体通道
22   混合器
23   稀释空气源
24   压力换能器
25   控制单元
LTCO   CO极限
LTL   负载极限
RLGT   GT相对负载
TE,SEV   第二燃烧器出口温度
TI,SEV   第二燃烧器入口温度
TF,SEV   第二燃烧器火焰温度
A-G   曲线
P1-P3   点
LS   负载信号。
具体实施方式
在现有技术燃气涡轮操作概念(OPC)中，第二燃烧器的入口温度(TI,SEV)对于从基本负载到部分负载的整个负载范围来说几乎保持恒定(参见图4中的曲线D，该曲线示出作为燃气涡轮的相对负载RLGT的函数的第二燃烧器的入口温度TI,SEV)。如图2中所示，CO产量在部分负载的低端处急剧增加。
根据本发明，应用OPC，其特征在于，在部分负载(来自第一燃烧器的较高的热气体温度)下较高的第二燃烧器入口温度(TI,SEV)和在基本负载下较低的第二燃烧器入口温度(参见图4中的曲线E)。由于在部分负载下较高的第二燃烧器入口温度，这样的OPC急剧减小在部分负载下的CO排放量，如在图3和图5所示结果中所示。图3示出作为第二燃烧器出口温度TE,SEV的函数的CO排放量，其中参数TI,SEV是变化的(曲线A用于TI,SEV=TI,SEV,A，曲线B用于TI,SEV=TI,SEV,A-50K，并且曲线C用于TI,SEV=TI,SEV,A-100K)。图5示出作为第二燃烧器火焰温度TF,SEV的函数的CO排放量，其中曲线F与高入口温度有关，并且曲线G与100°K的较低入口温度有关(曲线F示出在点P1处减小的最大点火峰值、在点P2处在部分负载条件下改善的燃尽率，以及在点P3处类似于曲线G的基本负载条件下的平衡CO)。
要注意的是，在部分负载下预计没有回火问题，特别是对于碳基燃料(即，天然气、C2+等)来说，这是因为较低的压力所导致的较长点火时间。
同时，第二燃烧器的喷燃器可设计用于较低的体积流量(和因此的速度)，这显著减小了压降。
要注意的是，第二(例如SEV)喷燃器的最小速度(停留时间)由在最高压力下的回火极限给定。通过减小基本负载入口温度(在100%下的TI,SEV)，点火时间被延长，以便喷燃器能在较低的速度下运行，而没有任何附加的回火风险。另外，可实施较长的混合部段以进一步减少NOx。
根据图4的曲线E，燃气涡轮在基本负载下以低的TI,SEV(在第一燃烧器中低的热气体温度)并且在部分负载下以高的TI,SEV(在第一燃烧器中高的热气体温度)运行。在第一和第二燃烧器之间不设置高压涡轮。
根据本发明的第一实施例，混合器(图1中的22)用来附加地混合由稀释空气源23供应的稀释空气以实现目标第二燃烧器入口温度(TI,SEV)。
具体而言，在混合器22中，除了燃料源的变化之外，稀释空气质量流量也变化，以便实现第二燃烧器入口温度(TI,SEV)的更大变化。
根据本发明的方法的优点是更多地增加第一燃烧器的热气体温度(=TI,SEV)的可能性。在其中在两个燃烧器之间设置高压涡轮的现有技术中，其受到所述高压涡轮的限制：或者损失太多使用寿命，或者需要太多的冷却空气以用于在第一燃烧器的热气体温度增加的情况下的部分负载操作。
根据本发明的方法的优点是以变化的气态燃料组合物操作燃烧系统而无损于发动机性能的可能性，因为可减少在部分和基本负载下在第一燃烧器中的更具反应性的气态燃料(该燃料较不易导致部分负载CO产生，而是以较短的点火延迟时间为特征)，以降低到第二喷燃器和第二燃烧器的总入口温度。然而，第二燃烧器点火温度和涡轮入口温度保持不变。在现有技术燃气涡轮操作概念(OPC)中，由于存在高压涡轮，对于这样的反应性气态燃料而言所需第二喷燃器喷燃器入口温度的降低将导致相关联的发动机性能损失。
可将在部分负载下的第一燃烧器的热气体温度增加>10%或者将在基本负载下的第一燃烧器的绝对热气体温度增加甚至>20%(在现有技术中，局限于大约50K)。因此，可有效地减轻CO问题。
在部分负载下，第二燃烧器热气体温度TE,SEV降低，并且通常压缩机入口导叶关闭。在涡轮入口温度降低的情况下减小的质量流量导致在基本负载压力的30%和60%之间的压力。这导致对于第二喷燃器更高的点火延迟时间。因此，可在没有回火风险的情况下减小流速(=>低压降)，或者可燃烧具有短点火时间的气体(高H2含量或高C2+气体)。
第一燃烧器的出口温度(=TI,SEV)可通过控制到第一燃烧器的燃料质量流量和/或通过在燃烧器出口(图1的混合器22)处喷射稀释空气来进行控制。
根据本发明的又一个实施例，第一燃烧器14、17的出口温度根据燃气涡轮负载来控制。在图1中，控制单元25接收负载信号LS并控制第一燃烧器14、17的燃料源18和/或混合器22的稀释空气源23。
根据本发明的另一个实施例，第一燃烧器14、17的出口温度被根据燃烧压力(例如，在第一或第二燃烧器/压缩机压室/涡轮入口中的压力)来控制。在图1中，例如，压力换能器24提供用于感测压缩机压室中的压力并且连接到控制单元25。

Claims (10)

1. 一种用于操作具有顺序燃烧(14, 15, 17, 19)的燃气涡轮(10)的方法，其中，所述燃气涡轮(10)包括：压缩机(13)；具有第一燃烧室(14)和第一喷燃器(17)的第一燃烧器(14, 17)，其从所述压缩机(13)接收压缩空气；具有第二燃烧室(15)和第二喷燃器(19)的第二燃烧器(15, 19)，其从所述第一燃烧器(14, 17)接收具有预定的第二燃烧器入口温度(TI,SEV)的热气体；以及涡轮(16)，其从所述第二燃烧器(15, 19)接收热气体，其特征在于，所述第二燃烧器入口温度(TI,SEV)降低以用于所述燃气涡轮(10)的基本负载操作，并且在将所述燃气涡轮负载(RLGT)从基本负载降低到部分负载时所述第二燃烧器入口温度(TI,SEV)增加。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，稀释空气附加地混合到来自所述第一燃烧器(14, 17)的所述热气体以实现降低的第二燃烧器入口温度(TI,SEV)。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述稀释空气质量流量变化，以便实现第二燃烧器入口温度(TI,SEV)的更大变化。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一燃烧器(14, 17)的出口温度或第二燃烧器入口温度(TI,SEV)分别根据所述燃气涡轮负载(LS)来控制。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一燃烧器(14, 17)的出口温度或第二燃烧器入口温度(TI,SEV)分别根据尤其是在所述第一或第二燃烧器或压缩机压室中或在涡轮入口处的所述燃烧压力来控制。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，具有短的点火时间，尤其是具有高的H2含量或具有高的C2+浓度的气体被用作燃料。
7. 一种用于执行根据权利要求1-6中的任一项所述的方法的燃气涡轮(10)，包括：压缩机(13)；具有第一燃烧室(14)和第一喷燃器(17)的第一燃烧器(14, 17)，其从所述压缩机(13)接收压缩空气；具有第二燃烧室(15)和第二喷燃器(19)的第二燃烧器(15, 19)，其从所述第一燃烧器(14, 17)接收具有预定的第二燃烧器入口温度(TI,SEV)的热气体；以及涡轮(16)，其从所述第二燃烧器(15, 19)接收热气体，其特征在于，混合器(22)布置在直接连接所述第一和第二燃烧器(分别为14、17和15、19)的热气体通道(21)中，所述混合器(22)连接到稀释空气源(23)。
8. 根据权利要求7所述的燃气涡轮，其特征在于，所述第一喷燃器(17)连接到燃料源(18)，并且控制单元(25)连接到所述稀释空气源(23)和所述燃料源(18)以用于控制所述源(18, 23)，以便分别控制所述第一燃烧器(14, 17)的出口温度或第二燃烧器入口温度(TI,SEV)。
9. 根据权利要求8所述的燃气涡轮，其特征在于，所述控制单元(25)包括表示所述燃气涡轮负载的负载信号(LS)的输入。
10. 根据权利要求8所述的燃气涡轮，其特征在于，所述控制单元(25)包括连接到感测所述燃气涡轮(10)的燃烧压力的压力换能器(24)的输入。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105716116A (zh) * 2014-12-22 2016-06-29 通用电器技术有限公司 喷射稀释空气的轴向分级混合器
CN105715378A (zh) * 2014-12-22 2016-06-29 通用电器技术有限公司 冷却和稀释空气的分开供给
CN105927392A (zh) * 2015-02-26 2016-09-07 通用电器技术有限公司 用于控制具有顺序燃烧的燃气涡轮的操作的方法
CN109424445A (zh) * 2017-08-25 2019-03-05 安萨尔多能源英国知识产权有限公司 用于操作燃气涡轮设备的方法和燃气涡轮设备
CN111502831A (zh) * 2019-01-15 2020-08-07 安萨尔多能源瑞士股份公司 用于运行燃气涡轮发电厂的方法及燃气涡轮发电厂

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014029512A2 (en) * 2012-08-24 2014-02-27 Alstom Technology Ltd Sequential combustion with dilution gas mixer
EP3015661A1 (en) 2014-10-28 2016-05-04 Alstom Technology Ltd Combined cycle power plant
US10330015B2 (en) * 2015-09-25 2019-06-25 General Electric Company Transient emission temperature control of turbine systems
US11067279B2 (en) 2016-05-12 2021-07-20 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Method of selective combustor control for reduced emissions
EP3845813B1 (en) * 2019-12-31 2024-04-03 Ansaldo Energia Switzerland AG Method for operating a gas turbine assembly and gas turbine assembly
EP3845740B1 (en) * 2019-12-31 2024-04-03 ANSALDO ENERGIA S.p.A. Gas turbine assembly

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007028693A1 (de) * 2005-09-09 2007-03-15 Alstom Technology Ltd Kühlung einer gasturbogruppe mit zweiter brennkammer
WO2007141101A1 (de) * 2006-06-07 2007-12-13 Alstom Technology Ltd Verfahren zum betrieb einer gasturbine, anwendung des verfahrens in einem kombikraftwerk und kombikraftwerk zur durchführung des verfahrens
WO2010112318A1 (de) * 2009-04-01 2010-10-07 Alstom Technology Ltd. Gasturbine mit verbessertem teillast-emissionsverhalten
CN102330606A (zh) * 2010-05-25 2012-01-25 通用电气公司 用于燃料和稀释剂控制的系统
WO2012136787A1 (de) * 2011-04-08 2012-10-11 Alstom Technology Ltd Gasturbogruppe und zugehöriges betriebsverfahren

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0663646B2 (ja) * 1985-10-11 1994-08-22 株式会社日立製作所 ガスタ−ビン用燃焼器
DE59309644D1 (de) * 1993-09-06 1999-07-15 Asea Brown Boveri Verfahren zur Erstellung eines Teillastbetriebes bei einer Gasturbogruppe
JPH07166892A (ja) * 1993-12-17 1995-06-27 Kobe Steel Ltd ガスタービンの燃焼器異常診断装置
US5836164A (en) * 1995-01-30 1998-11-17 Hitachi, Ltd. Gas turbine combustor
WO1996027766A1 (de) * 1995-03-08 1996-09-12 Bmw Rolls-Royce Gmbh Axial gestufte doppelring-brennkammer einer gasturbine
GB9611235D0 (en) * 1996-05-30 1996-07-31 Rolls Royce Plc A gas turbine engine combustion chamber and a method of operation thereof
GB9726697D0 (en) * 1997-12-18 1998-02-18 Secr Defence Fuel injector
DE59811336D1 (de) * 1998-07-22 2004-06-09 Alstom Technology Ltd Baden Verfahren zum Betrieb einer Gasturbinenbrennkammer mit flüssigem Brennstoff
US20020162333A1 (en) * 2001-05-02 2002-11-07 Honeywell International, Inc., Law Dept. Ab2 Partial premix dual circuit fuel injector
WO2003038253A1 (de) 2001-10-31 2003-05-08 Alstom Technology Ltd Sequentiell befeuerte gasturbogruppe
RU2229030C2 (ru) * 2002-02-20 2004-05-20 Общество с ограниченной ответственностью "Интербизнеспроект" Способ повышения эффективности работы газотурбинной установки
JP2004132255A (ja) * 2002-10-10 2004-04-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 燃焼器制御装置
DE10312971B4 (de) 2003-03-24 2017-04-06 General Electric Technology Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Gasturbogruppe
EP1531305A1 (en) * 2003-11-12 2005-05-18 United Technologies Corporation Multi-point fuel injector
RU2278286C2 (ru) * 2004-03-18 2006-06-20 Институт теплофизики экстремальных состояний Объединенного института высоких температур Российской Академии Наук (ИТЭС ОВИТ РАН) РФ Газотурбинная установка
US7137256B1 (en) * 2005-02-28 2006-11-21 Peter Stuttaford Method of operating a combustion system for increased turndown capability
US20100175386A1 (en) * 2009-01-09 2010-07-15 General Electric Company Premixed partial oxidation syngas generation and gas turbine system
US20110219779A1 (en) * 2010-03-11 2011-09-15 Honeywell International Inc. Low emission combustion systems and methods for gas turbine engines
EP2444631A1 (en) * 2010-10-19 2012-04-25 Alstom Technology Ltd Power plant and method for its operation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007028693A1 (de) * 2005-09-09 2007-03-15 Alstom Technology Ltd Kühlung einer gasturbogruppe mit zweiter brennkammer
WO2007141101A1 (de) * 2006-06-07 2007-12-13 Alstom Technology Ltd Verfahren zum betrieb einer gasturbine, anwendung des verfahrens in einem kombikraftwerk und kombikraftwerk zur durchführung des verfahrens
WO2010112318A1 (de) * 2009-04-01 2010-10-07 Alstom Technology Ltd. Gasturbine mit verbessertem teillast-emissionsverhalten
CN102330606A (zh) * 2010-05-25 2012-01-25 通用电气公司 用于燃料和稀释剂控制的系统
WO2012136787A1 (de) * 2011-04-08 2012-10-11 Alstom Technology Ltd Gasturbogruppe und zugehöriges betriebsverfahren

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105716116A (zh) * 2014-12-22 2016-06-29 通用电器技术有限公司 喷射稀释空气的轴向分级混合器
CN105715378A (zh) * 2014-12-22 2016-06-29 通用电器技术有限公司 冷却和稀释空气的分开供给
US10443849B2 (en) 2014-12-22 2019-10-15 Ansaldo Energia Switzerland AG Separate feedings of cooling and dilution air
CN105715378B (zh) * 2014-12-22 2021-06-04 安萨尔多能源瑞士股份公司 冷却和稀释空气的分开供给
CN105927392A (zh) * 2015-02-26 2016-09-07 通用电器技术有限公司 用于控制具有顺序燃烧的燃气涡轮的操作的方法
CN105927392B (zh) * 2015-02-26 2020-03-03 安萨尔多能源英国知识产权有限公司 用于控制具有顺序燃烧的燃气涡轮的操作的方法
CN109424445A (zh) * 2017-08-25 2019-03-05 安萨尔多能源英国知识产权有限公司 用于操作燃气涡轮设备的方法和燃气涡轮设备
CN109424445B (zh) * 2017-08-25 2023-05-16 安萨尔多能源英国知识产权有限公司 用于操作燃气涡轮设备的方法和燃气涡轮设备
CN111502831A (zh) * 2019-01-15 2020-08-07 安萨尔多能源瑞士股份公司 用于运行燃气涡轮发电厂的方法及燃气涡轮发电厂

Also Published As

Publication number Publication date
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