CN105392976A - 涡轮发动机控制系统 - Google Patents

Abstract

一种操作涡轮发动机(10)的方法，涡轮发动机(10)包括入口(12)、轴(22，24)、涡轮机(28，30)、控制系统(50)、燃料系统(51)、以及具有至少两个可互换液体燃烧器(48，49)和液体燃料歧管(54)的模块化液体燃料燃烧器系统(45)。控制系统(50)依赖于所需输出功率控制经由液体燃料歧管(54)至燃烧器(48，49)的燃料供给。至少两个可互换液体燃料燃烧器(48，49)具有不同的操作功率输出范围且至少具有高功率输出液体燃料燃烧器和低功率输出液体燃料燃烧器。操作涡轮发动机(10)的方法包括对于高功率输出控制至高功率输出燃烧器(48，49)的液体燃料供给具有涡轮机进入温度极限和对于低功率输出控制至低功率输出燃烧器(48，49)的液体燃料供给具有液体燃料歧管压力极限的步骤。

Description

涡轮发动机控制系统

技术领域

本发明涉及用于依赖于针对液体燃料燃烧器的任何给定容量的燃料压力和环境温度来控制功率输出的涡轮发动机控制系统。

背景技术

双燃料工业燃气涡轮发动机能够用液体或气体燃料来操作它们的燃烧器系统。一些传统涡轮发动机在调试期间短周期在液体燃料上操作并且也可以被期望当相关联的气体厂不操作(例如关闭用于维护时)以低功率运行。这趋向于持续几个星期的周期。在申请人的产品的一个示例SGT400中，燃烧器的液体燃料几何形状被优化用于高负载操作、例如13MW需求。在低负载、例如2MW需求下，通常使用气体燃料。当气体燃料不可获得时可以使用液体燃料。然而，在这些相对低的负载下，燃烧器几何形状不是最优化的并且伴随着相对低的燃料压力，在燃烧装置单元中发生液体喷雾的雾化差。液体的差雾化导致可沉积在燃烧单元中的组成部件上的未燃烧的燃料。特别地，这些碳沉积可以积聚在燃烧器组成部件上并降低点火性能。这可以在极端情况下导致发动机的硬件损坏或差的运行。

当前公认的实践是，在液体燃料上以低负载运行将引起过度的碳沉积积聚在燃烧系统组成部件上，并且硬件的定期移除以清洁和检修是必要的。

发明内容

本发明的目的是降低或消除燃烧系统中的碳沉积。本发明的另一目的是降低或消除拆除、清洁和检修燃烧器及其他燃烧系统组成部件的要求，特别是在以相对低的负载仅短周期液体燃料操作之后。本发明的另一目的是提供一种气体与液体燃料供给之间的改善的切换。本发明的又另一目的是降低从涡轮发动机的排放。这些目的可以通过依照权利要求的操作涡轮发动机的方法来解决。

根据本发明的一方面提供有一种操作涡轮发动机的方法。涡轮发动机包括入口、涡轮机、控制系统、液体燃料供给系统和模块化液体燃料燃烧器系统。模块化液体燃料燃烧器系统具有至少两个可互换的液体燃烧器和液体燃料歧管。控制系统依赖于所需求的输出功率来控制经由液体燃料歧管至燃烧器的燃料供给。至少两个可互换的液体燃料燃烧器具有不同的操作功率输出范围并且至少具有高功率输出液体燃料燃烧器和低功率输出液体燃料燃烧器。模块化液体燃料燃烧器系统可以具有可互换的主液体燃烧器和/或可互换的先导液体燃烧器。也就是说主和/或先导燃烧器中的每一个可与各个不同容量的燃烧器互换。主液体燃烧器或者先导液体燃烧器、或者两者可以被改变用于相同类型的不同容量的燃烧器。术语“可互换的”旨在意味着一个液体燃料燃烧器可以用不同操作功率输出范围的另一液体燃料燃烧器替换。因此主液体燃料燃烧器可以被交换为另一主液体燃料燃烧器，并且先导液体燃料燃烧器可以被交换为另一先导液体燃料燃烧器。术语“模块化”旨在意味着一个液体燃料燃烧器可以被去除并用另一液体燃料燃烧器、(主和/或先导液体燃料燃烧器)来替换，而不必更改燃烧装置的任何其他物理方面。

操作涡轮发动机的方法包括以下步骤：对于高功率输出，控制至高功率输出燃烧器的液体燃料供给具有涡轮机进入温度极限，对于低功率输出，控制至低功率输出燃烧器的液体燃料供给具有液体燃料歧管压力极限。在一个实施例中，操作涡轮发动机的方法包括以下步骤：对于高功率输出，控制至高功率输出燃烧器的液体燃料供给具有涡轮机进入温度极限，并且对于低功率输出，控制至低功率输出燃烧器的液体燃料供给具有液体燃料歧管压力极限。有利地，跨越涡轮发动机的操作范围，获得了液体燃料的令人满意的雾化，和/或雾化的液体燃料和空气的混合和/或定位足以防止在燃烧单元中的显著碳沉积。

对于高功率输出燃烧器(主和/或先导)，其输出可以在当达到涡轮机进入温度极限时由控制器来控制或限制为该极限或在该极限内，并且以便不超过涡轮机进入温度极限或者以便限制或设定在高于涡轮机进入温度极限的输出时操作的持续时间。因此当涡轮机进入温度极限被达到时或甚至之前，控制器将液体燃料供给的量控制到如下水平：使得涡轮机进入温度极限不被超过或者仅被超过有限或预定的持续时间。

方法可以包括在高功率输出液体燃料燃烧器与低功率输出燃烧器之间改变以获得预定的功率输出范围的步骤。

方法可以包括将高功率输出液体燃料燃烧器与低功率输出燃烧器之间存在改变输入至控制系统的步骤。在该步骤中，操作者可以将燃烧器的具体容量和/或燃烧器的类型(例如主或先导或者两者)输入至控制系统。

在高功率输出液体燃料燃烧器与低功率输出燃烧器之间改变的方法步骤可以包括以下步骤：作为给出用于最大可允许输出的下压的涡轮机进入温度极限的歧管压力的函数，修改涡轮机进入温度极限。控制系统给包括人工地下压或修改涡轮机进入温度极限以便防止超过燃料歧管压力极限的程序。这允许发动机获得最大可能的功率输出，因为对于给定燃料压力可获得的最大功率是入口空气温度的函数。

对于低功率输出燃烧器(主和/或先导)，其输出可以在当达到燃料歧管压力极限时由控制器来控制或限制为该极限或在该极限内并且以便不超过燃料歧管压力极限或者以便限制或设定在超过燃料歧管压力极限的输出时操作的持续时间。因此当燃料歧管压力极限被达到时或甚至之前，控制器将液体燃料供给的量控制到如下水平：使得燃料歧管压力极限不被超过或仅被超过有限或预定的持续时间。

方法可以包括当液体燃料歧管压力高时降低被修改的涡轮机进入温度极限的步骤。对于任何燃气涡轮发动机，液体燃料歧管压力将具有用于在其液体燃料歧管中的压力的最大设计极限，并且该标称最大设计极限可以是对于当被修改的涡轮机进入温度极限被降低时的预定极限。预定极限可以被设定或重置处于高于或低于标称最大设计极限的水平。

方法可以包括当液体燃料歧管压力低时增加被修改的TET极限的步骤。如果液体燃料歧管压力低或低于预定极限，那么增加被修改的TET极限，这进而命令燃料泵增加燃料压力。

方法可以包括依赖于涡轮机进入温度是否被超过或者燃料歧管压力极限是否达到来控制至燃烧器中的任一个或多个的燃料供给。控制器可以修改至燃烧器的液体燃料的流动以降低涡轮机进入温度和/或燃料歧管压力。

当涡轮发动机被连接至机械驱动或连接于电力分配电网的发电机时，操作燃气涡轮机的方法可以包括控制系统发出以下警告中的任一个或多个的步骤，涡轮发动机正接近涡轮机进入温度极限，其中在该温度极限处，没有进一步的负载可以是需求的负载，以及涡轮发动机在涡轮机进入温度极限上运行。

当涡轮发动机在孤岛模式中操作时，方法包括控制系统发出以下警告中的任一个或多个的步骤，涡轮发动机正接近涡轮机进入温度极限，其中在该温度极限处，没有进一步的负载可以是需求的负载，涡轮发动机已超过涡轮机进入温度极限并且所需求的功率必须被降低，以及涡轮发动机在涡轮机进入温度极限上运行。这将允许涡轮发动机的操作者降低来自现场的需求的负载。有利地，泵的在使用寿命内不会受到短时间周期处于高于标称最大泵压力的不利影响。

方法可以包括以下步骤：在高入口温度时基于涡轮机进入温度极限来控制至燃烧器的液体燃料供给，和在低入口温度时基于轴速度极限来控制至燃烧器的液体燃料供给。

至少两个可互换的液体燃料燃烧器可以具有重叠的操作功率输出范围。

至少两个可互换的液体燃料燃烧器可以是主液体燃烧器。至少两个可互换的液体燃料燃烧器可以是先导液体燃烧器。另外，至少两个可互换的液体燃料燃烧器可以是主和先导液体燃烧器两者。

主液体燃烧器中的任一个或多个可以具有在范围10％至25％、

20％至80％、和70％至100％中的任一个内的功率输出。

燃烧器中的任两个可以具有在范围10％至25％、20％至80％、和70％至100％内的功率输出。

燃烧器中的任两个可以具有在范围10％至25％和75％至100％内的功率输出。

附图说明

通过参照结合附图进行的发明的实施例的以下描述，该发明的以上提及的属性和其他特征与优点以及实现它们的方式将变得更加显而易见并且发明自身将更好理解，其中

图1示出处于截面图中的且其中包含本发明的涡轮发动机的一部分，

图2示出涡轮发动机的且其中涉及本发明的燃烧装置部的一部分的放大图，

图3是用于针对环境温度的涡轮发动机功率输出的操作窗的图，

图4是基于主燃料歧管压力和涡轮机进入温度极限的发动机功率输出控制的逻辑流程图；和

图5是对于被修改的TET极限如何与适当的消息接发一起应用的用于控制系统的逻辑流程图。

具体实施方式

图1是具有入口12、压气机14、燃烧装置系统16、涡轮机系统18、排气管20和双轴布置22、24的涡轮发动机10的整体布置的示意性图示。涡轮发动机10大体围绕轴线26布置，对于转动组成部件而言轴线26是它们的转动轴线。布置22、24可以具有相同或相反的转动方向。燃烧系统16包括燃烧装置单元36的环形阵列，仅示出其中的一个。在一个示例中，有围绕发动机均等地间隔开的六个燃烧装置单元。涡轮机系统18包括通过双轴布置中的第一轴22驱动地连接至压气机14的高压涡轮机28。涡轮机系统18还包括借助双轴布置中的第二轴24驱动地连接至负载29的低压涡轮机30。

术语径向、周向和轴向是相对于轴线26的。术语上游和下游是相对于通过发动机的气体流动的大体方向且在图1中观看时大体从左到右。

压气机14包括以传统方式安装的定子导叶和转子叶片的轴向系列。定子或压气机导叶可以被固定或者具有可变的几何形状以提高到下游转子或压气机叶片上的空气流。各涡轮机28、30包括借助以传统方式布置和操作的盘来安装的定子导叶和转子叶片的轴向系列。

在操作中，空气32通过入口12被抽吸进入发动机10内且进入压气机14内，在那里导叶和叶片的连续级在将压缩空气输送到燃烧系统16内之前将空气压缩。在燃烧系统16的燃烧室37中，压缩空气与燃料的混合物被点火。所得的热工作气体流动被指向到高压涡轮机28内、膨胀且驱动高压涡轮机28，该高压涡轮机28进而借助第一轴22驱动压气机14。在经过了高压涡轮机28之后，热工作气体流动被指向到低压涡轮机30内，该低压涡轮机30借助第二轴24驱动负载29。

低压涡轮机30也可以被称作动力涡轮机并且第二轴24也可以被称作动力轴。负载29典型地是用于生成电力的发电机器或者是诸如泵或过程压缩机等的动力机器。其他已知的负载可以借助低压涡轮机被驱动。燃料可以呈气体或液体形式。

参照图1示出并描述的涡轮发动机10是其中可以包含该发明的多个涡轮发动机的只一个示例。这样的发动机包括海洋、工业和航空航天领域中应用的单、双和三轴发动机。

图2示出作为干式低排放燃烧系统并且被设计成使氮氧化物、一氧化碳和未燃烧烃类的到大气的排放最小化的燃烧装置部16的一部分的放大图。示出了燃烧装置单元36的环形阵列中的仅一个。燃烧装置单元36包括包围着内部保持有火焰的燃烧室40的外壳38。燃烧装置单元36进一步包括传统构造的燃烧器42。例如，参照本申请人的GB2453114B描述了典型的燃烧器布置并且其描述被包含于此。

燃烧器42包括先导气体燃烧器46、主气体燃烧器47、先导液体燃烧器49、主液体燃烧器48和旋流器41。在该实施例中先导液体燃烧器49呈喷枪形式。术语模块化液体燃料燃烧器系统45被用来描述先导和主液体燃烧器48、49。

来自压气机的压缩空气(箭头A)在外壳38与燃烧室40之间通过并进入旋流器41，在那里燃料与之混合。燃烧器42可以被称作双燃料燃烧器，因为它被配置成被供给有气体和液体燃料两者并将气体和液体燃料两者注射到燃烧室37内。气体和液体燃料借助如下面所描述的管道件和歧管被供给。如可以在GB2453114B中看到的，燃烧器42限定出用于先导火焰的液体燃料喷雾孔或端口(10)和气体燃料孔或端口(18)，这些被复制在主燃烧器中。压缩空气被强制旋流并且是湍流，这有助于使燃料雾化和混合。在液体燃料的情况中，雾化的液体燃料喷雾通过湍流被进一步蒸发。点火器43产生火花以将燃料/空气混合物点火。热电偶43测量燃烧器面39处的温度。

目前描述的双燃料系统是模块化的，也就是说燃烧器42或燃烧器42的一部分可互换。先导和主气体燃烧器46、47能够在0％至100％负载容量之间使用。各主液体燃烧器单元48被设计成跨越特定负载范围操作并且优选地各液体燃烧器的范围与至少一个其他燃烧器的范围重叠。在该示例性实施例中，三个主液体燃烧器48可彼此互换并且被分别设计有10％至25％、20％至80％和70％至100％的操作范围。三个主液体燃烧器48各具有不同尺寸的液体燃料喷雾孔或端口并且其尺寸根据操作功率输出范围形成并且一般情况下随着增加操作负载范围，孔在尺寸上增加或者液体燃料流动面积增加。先导液体喷枪49也可独立地互换并且先导液体喷枪或燃烧器的燃料流动容量可以被设计成补充主液体燃烧器48。

用于主液体燃烧器48的功率输出范围在10％至25％、20％至80％和70％至100％之间(并包括这些范围)并且可以分别描述为低、中和高功率输出范围。然而，应该领会的是，这些功率输出范围可以依赖于涡流发动机性能、现场应用要求、负载类型和环境考虑而明显地变化。功率输出范围不要求重叠、例如范围可以是10％至25％、25％至75％和75％至100％。在现场的要求的另一示例中，用于主液体燃烧器48的功率输出范围在10％至25％和75％至100％之间(并包括这些范围)。

返回参见图1，各燃烧器模块42由作为发动机控制系统51的一部分的控制系统模块50控制。控制系统模块50具有被定制为适合各特定燃烧器模块42的设定。各燃烧器42借助包括了泵52、燃料歧管54和通向燃烧器42的单个供给管道56的液体燃料供给系统53被供给液体燃料。气体燃料借助包括了加压源、可控阀(未示出)、气体歧管58和也连接至燃烧器42的单个气体供给管道59的气体燃料供给系统55被供给至燃烧器42。

参见图3，涡轮发动机具有用沿着y轴62的以兆瓦为单位的功率输出和x轴64上的以摄氏度为单位的入口(12)空气温度所代表的操作窗60。在本示例性实施例中，入口空气温度是环境温度；然而，加热和或冷却装置可以被用来将环境空气温度调制成期望的入口空气温度。

操作窗60功率输出极限依赖于入口气体温度并且包括上极限66和下极限68。功率输出的上极限66由燃料歧管54中的燃料压力来限制并且通过燃料泵52的控制来获得。高于上极限的安全工作压力极限也被应用以保护液体燃料供给系统51免受过压和潜在故障的伤害。下极限68是低于下极限时过度的或不可接受的碳沉积可以积聚在燃烧装置单元36内的极限。下极限68可以对应于如下的最低液体燃料压力：在该压力下，液体燃料的令人满意的雾化被获得和/或雾化的燃料和空气的混合和/或定位足以防止在燃烧单元中显著的碳沉积。下极限68可以基于燃料/空气动量比率、燃料到空气流动内的渗透或燃料液滴尺寸(例如Sauter平均直径)中的任一个或多个因素。下极限68也可以凭经验找到。

上侧操作窗60可以通过增加通过液体先导燃烧器44的液体燃料流动而被扩展至较高极限61。可以增加高到100％先导燃料流动，但是将会有诸如增加的排放和增加在燃烧器40内的温度等的在发动机的操作上其他后果。相反，优选的是，对用来限制排放和温度的用于负载范围的先导燃料流动进行优化。该优化的典型示例可以是将液体先导燃料流动增加20％。在近似3MW时，该优化将是如图2中的线61所指示出可获得的功率增加15％。

控制系统模块50包括具有命令用于操作窗的上极限66的最大可获得的燃料流动并因此命令用于任何给定的液体燃烧器容量的燃料压力的子程序的软件。对此进一步地，控制系统模块50包括关于操作极限的子程序以防止损坏或减少泵52的寿命。越临近最大操作供给压力操作，泵52的寿命约被减少。期望泵52能够以高达其最大容量短周期操作，以允许操作者有时间将需求的功率输出降低至安全且较低的操作极限。在控制系统模块50未将操作基于燃料压力的控制的情形中，操作受限于诸如输出功率等的参数。然而，如可以在图3中看到的，如果操作受限于诸如输出功率等的因素，则横跨功率输出范围的发动机的最大操作极限将会在较高环境条件时被显著地降低。

除功率输出以外的参数可以被用来限制操作。例如在发动机的损坏的或磨损的组成部件的情况下，安全操作可以继续进行，直到计划维护、现场功率需求允许、发电机之后电力系统的容量或更换的组成部件的可用。在该情况下，其他参数包括压气机排出压力、排气温度或气体燃料供给压力。

传统发动机操作控制受到涡轮机进入温度(TET)或者气体发生器速度限制，以防止在涡轮机组成部件上的过度的温度或应力。在这些极限中的任一个被超过的情况下，发动机控制系统降低燃料输入以便使操作恢复至低于这些极限。

对于被设计有较低和中等操作范围10％至25％和20％至80％的燃烧器42，液体歧管压力将在发动机达到TET或气体发生器速度极限之前达到来自泵52的最大可获得的燃料压力(也降低了泵寿命期限)。控制系统的TET极限被设定用于正常满载运行并且具有用于气体和液体燃料操作的不同的设定。控制系统包括程序，其人工下压或修改TET极限以便防止超过燃料歧管压力限制。这允许了发动机获得最大可能的功率输出，因为对于给定燃料压力的可获得的最大功率是入口温度的函数。该下压的TET极限也可以被称作被修改的TET极限。

控制系统模块50在当液体燃料歧管压力高时降低被修改的TET极限并接着调制被修改的TET极限，以便限制燃料歧管压力。接着在当液体燃料歧管压力归因于功率输出需求低于最大可获得的低于极限时、增加被修改的TET极限。这允许了对于任何给定的入口气体温度获得最大的功率输出，而不是具有单一且有限的功率输出极限。这在涡轮发动机为机械驱动而不是发动机提供动力时也是有利的。

在涡轮发动机驱动机械驱动(29)或被连接至电力电网(29)的情形中，TET设定或气体发生器速度设定具有与其在如上所述的孤岛模式中的操作相比不同的值。在孤岛模式中，涡轮发动机10产生用于给定现场的所有动力并因此没有对所需求的负载的控制。在两种情况中都会有被设计成防止燃料泵52超过将不利地影响到其寿命的压力极限和作为流动开始在燃料泵52内分层时的终极压力极限的安全操作水平。燃料流动在燃料泵中的流动分层对于燃料泵的寿命并因此对于燃料到涡轮发动机的供给特别有害。燃料泵的故障将引起涡轮发动机停止操作并因此停止发电。

对于机械驱动或连接于配电电网的发电机被连接至涡轮发动机，涡轮发动机能够一直操作直到被修改的TET极限，并且这修改了功率输出，以与该被修改的TET极限匹配。在这里控制系统将发出针对发动机的条件的两个消息；

1)发动机正接近用于发动机的TET极限(这警告操作者他们不能允许来自现场的更多负载)，和

2)发动机在TET极限上运行(基于燃料压力)。

当在孤岛模式中运行时，其中所需求的输出功率不能被控制，由控制系统发出对于发动机的条件的三个消息；

1)发动机正接近TET极限(这警告操作者他们不能允许来自现场的更多负载)，

2)发动机已超过TET极限并且所需求的功率必须被降低(这是在当操作的安全水平已经稍微超过但尚未达到最大可获得的压力时维持泵寿命)和

3)发动机在TET极限上运行。

在孤岛模式中，条件2)被设计成允许短时间的在极限之上运行，典型地该短时间可能是达到一个小时或者优选地达到10分钟。在极限之上的时间将基于如下的逆向时间算法：在该算法中，在极限之上越高，被准许在极限之上的时间越少，即可获得的降低所需负载的时间越少。这将允许涡轮发动机的操作者降低来自现场需求的负载。泵的使用寿命内不应该受到处于较高压力的一些短时间周期不利影响；由此，防止了可获得的功率自动地受现场限制，该限制是不期望的。然而，在给定的短周期已经逾期或最大压力极限被超过之后，接着涡轮发动机输出将开始基于TET极限控制功率输出并因此将限制可获得的功率。这将引起轴速度减小并且功率管理系统将接着检测正被控制的涡轮发动机输出(基于TET极限)并开始降低所需求的负载。

控制系统52能够克服在气体与液体之间改变燃料类型的问题。对于在孤岛模式中使用的涡轮发动机，针对机械负载驱动和电网输出，当在气体燃料上运行并且切换到液体燃料(例如柴油)的请求被接收到时，最初没有液体燃料流动，所以控制系统将不能响应于液体燃料压力来设定TET极限。典型地，改变至液体燃料之前在气体燃料上的操作功率可以高于较低操作范围液体燃烧器的容量，所以负载必须在尝试改变燃料之前被降低。因此，如果预测到用于该功率的最大燃料压力将在液体燃料的压力极限之上，则由控制系统51软件防止切换至液体燃料，直到负载已经被降低至低于预测水平。控制软件如下地从液体燃烧器特性(“流数(FlowNumber)”)、燃料泵的压力极限和发动机的预先限定的特性的知识中计算出该水平：

燃烧器的标称流数可以在燃烧器的安装时由操作者限定，或者可以通过将燃料流动与燃烧器压力联系起来而从发动机的在液体燃料上的最初操作中估计出来。

从流数和燃料压力极限计算出燃料的最大流动。这被转换成可从燃料获得的最大能量值(kW)。

该能量值被用来计算出针对来自燃料的该能量值的可从发动机获得的输出功率。从发动机特性计算出的该功率代表利用燃烧器在液体燃料上的最大可能的发动机功率。

发动机的输出功率必须在着手从气体改变到液体燃料之前被降低至该水平或低于该水平(以提供用于不确定性的余量)。

图4是当主液体燃料歧管压力最初超过设定点时，PID1(比例+积分+微分控制器)被初始化至计算出的TET与温度极限设定点之间的差，使得TET极限控制器将采取控制。PID1接着会调制被应用至TETPID控制器(PID2)的偏移，使得TET控制器将限制燃料需求直到负载需求导致低于最大极限的燃料压力。

图5是对于被修改的TET极限如何与适当的消息接发一起应用的用于控制系统的逻辑流程图。应该理解的是，控制系统的该部分不要求知道特定液体燃料燃烧器的容量。该逻辑在液体燃料上运行的状态下连续地操作。

控制系统逻辑80要求输入以确定涡轮发动机是否在孤岛模式(或者机械驱动或者电网模式)中操作。如果孤岛模式被选择(是)，那么当需求增加时(引起了燃料歧管压力上升)，指示出歧管压力临近其极限的警告将被显示86。在这里操作者可以降低来自现场的需求。如果需求增加高于或至标称压力极限90(是)，那么将显示警告92。为保护泵52免受显著损坏，与高于标称或设计最大的功率输出水平有关地应用越过压力极限的逆向时间并且计算出用于过载的时间极限94。如果越过压力极限的时间过度96(是)，那么控制系统应用处于标称压力极限的被修改的TET控制极限98并且显示出涡轮发动机的功率输出正受限制100。可选地，如果越过压力极限的时间不过度96(否)，那么控制系统监测最大燃料歧管压力是否被超过或者处于其高压力极限106。

如果燃料歧管压力被超过或者处于其高压力极限106(是)，那么在高燃料歧管压力极限处的被修改的TET控制极限被应用，并且显示警告104使得发动机功率输出被限制为高燃料歧管压力极限。接着控制系统运行将结束118。

当涡轮发动机未在孤岛模式中82(否)、例如发动机正驱动机械系统或者被连接至电力电网时，控制系统监测压力并且如果它临近压力极限(是)那么显示警告110。控制系统监测压力是否处于极限或已超过极限112。接着控制系统运行将结束118。然而，如果压力处于极限或已超过极限(是)，那么控制系统应用处于标称压力极限的被修改的TET控制极限114并且显示涡轮发动机功率输出正被控制或受限制116。接着控制系统运行将结束119。

Claims (17)

1.一种操作涡轮发动机(10)的方法，所述涡轮发动机(10)包括入口(12)、涡轮机(28，30)、控制系统(51)、液体燃料供给系统(53)、以及具有至少两个可互换的液体燃烧器(48，49)和液体燃料歧管(54)的模块化液体燃料燃烧器系统(45)，

所述控制系统(51)依赖于所需求的输出功率来控制经由所述液体燃料歧管(54)至所述燃烧器(48，49)的燃料供给，

所述至少两个可互换的液体燃料燃烧器(48，49)具有不同的操作功率输出范围并且至少具有高功率输出液体燃料燃烧器和低功率输出液体燃料燃烧器，

操作所述涡轮发动机(10)的方法包括以下步骤：

对于高功率输出，控制至所述高功率输出燃烧器(48，49)的液体燃料供给具有涡轮机进入温度极限，

对于低功率输出，控制至所述低功率输出燃烧器(48，49)的液体燃料供给具有液体燃料歧管压力极限。

2.如权利要求1所述的操作涡轮发动机(10)的方法，其中所述方法包括以下步骤：

在所述高功率输出液体燃料燃烧器(48，49)与所述低功率输出燃烧器(48，49)之间改变以获得预定的功率输出范围。

3.如权利要求2所述的操作涡轮发动机(10)的方法，其中所述方法包括以下步骤：

将所述高功率输出液体燃料燃烧器(48，49)与所述低功率输出燃烧器(48，49)之间存在的改变输入至所述控制系统(51)。

4.如权利要求2至3中的任一项所述的操作涡轮发动机(10)的方法，其中在所述高功率输出液体燃料燃烧器(48，49)与所述低功率输出燃烧器(48，49)之间改变的方法步骤包括以下步骤：

作为给出用于最大可允许的输出的下压极限的歧管压力的函数，修改所述涡轮机进入温度极限。

5.如权利要求4所述的操作涡轮发动机(10)的方法，其中方法包括以下步骤：

当所述液体燃料歧管压力高时，降低被修改的TET极限。

6.如权利要求4至5中的任一项所述的操作涡轮发动机(10)的方法，其中方法包括以下步骤：

当所述液体燃料歧管压力低时，增加被修改的TET极限。

7.如权利要求1至6中的任一项所述的操作涡轮发动机(10)的方法，其中所述涡轮发动机被连接至机械驱动或连接于电力分配电网的发电机，

所述方法包括所述控制系统(51)发出以下警告中的任一个或多个的步骤，

所述涡轮发动机正接近所述涡轮机进入温度极限，在该极限处没有进一步的负载能够是需求的负载，和

所述涡轮发动机在所述涡轮机进入温度极限上运行。

8.如权利要求1至6中的任一项所述的操作涡轮发动机(10)的方法，其中所述涡轮发动机在孤岛模式中操作，

所述方法包括所述控制系统(51)发出以下警告中的任一个或多个的步骤，

所述涡轮发动机正接近所述涡轮机进入温度极限，在该极限处没有进一步的负载能被需求，

所述涡轮发动机已超过涡轮机进入温度极限并且所需求的功率必须被降低；和

所述涡轮发动机在所述涡轮机进入温度极限上运行。

9.如权利要求1至8中的任一项所述的操作涡轮发动机(10)的方法，其中所述方法包括以下步骤：

在高入口温度时基于所述涡轮机进入温度极限来控制至所述燃烧器的所述液体燃料供给，和

在低入口温度时基于轴速度极限来控制至所述燃烧器的所述液体燃料供给。

10.如权利要求1至9中的任一项所述的操作涡轮发动机(10)的方法，其中所述至少两个可互换的液体燃料燃烧器(48，49)具有重叠的操作功率输出范围。

11.如权利要求1至10中的任一项所述的操作涡轮发动机(10)的方法，其中所述至少两个可互换的液体燃料燃烧器(48，49)是主液体燃烧器(48)。

12.如权利要求1至11中的任一项所述的操作涡轮发动机(10)的方法，其中所述至少两个可互换的液体燃料燃烧器(48，49)是先导液体燃烧器(49)。

13.如权利要求11所述的操作涡轮发动机(10)的方法，其中所述主液体燃烧器(48)中的任一项具有在范围10％至25％、20％至80％、以及70％至100％中的任一个内的功率输出。

14.如权利要求2至5中的任一项所述的操作涡轮发动机(10)的方法，其中所述燃烧器(48，49)中的任两个具有在范围10％至25％、20％至80％、以及70％至100％内的功率输出。

15.如权利要求2至5中的任一项所述的操作涡轮发动机(10)的方法，其中所述燃烧器(48，49)中的任两个具有在范围10％至25％以及75％至100％内的功率输出。

16.一种如在上文中参照图1至图5所描述的操作涡轮发动机的方法。

17.一种如在上文中参照图1至图5所描述的涡轮发动机。