RU2008120465A - Способ и устройство для управления сгоранием в газовой турбине - Google Patents

Способ и устройство для управления сгоранием в газовой турбине Download PDF

Info

Publication number
RU2008120465A
RU2008120465A RU2008120465/06A RU2008120465A RU2008120465A RU 2008120465 A RU2008120465 A RU 2008120465A RU 2008120465/06 A RU2008120465/06 A RU 2008120465/06A RU 2008120465 A RU2008120465 A RU 2008120465A RU 2008120465 A RU2008120465 A RU 2008120465A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gaseous fuel
wobbe number
wobbe
turbine
temperature
Prior art date
Application number
RU2008120465/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2482393C2 (ru
Inventor
Антонио АСТИ (IT)
Антонио АСТИ
Мариятереза ПАЧИ (IT)
Мариятереза ПАЧИ
Микеле Д`ЭРОКОЛЕ (IT)
Микеле Д`ЭРОКОЛЕ
Массимо БЕТТИ (IT)
Массимо БЕТТИ
Симоне БЕЙ (IT)
Симоне БЕЙ
Джованни ТОННО (IT)
Джованни ТОННО
Джес СТЮАРТ (US)
Джес СТЮАРТ
Франческо ОРДЖЕРО (IT)
Франческо ОРДЖЕРО
Original Assignee
Нуово Пиньоне С.П.А. (It)
Нуово Пиньоне С.п.А.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Нуово Пиньоне С.П.А. (It), Нуово Пиньоне С.п.А. filed Critical Нуово Пиньоне С.П.А. (It)
Publication of RU2008120465A publication Critical patent/RU2008120465A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2482393C2 publication Critical patent/RU2482393C2/ru

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00Regulating fuel supply
    • F23N1/002Regulating fuel supply using electronic means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/22Fuel supply systems
    • F02C7/224Heating fuel before feeding to the burner
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C9/00Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
    • F02C9/26Control of fuel supply
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C9/00Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
    • F02C9/26Control of fuel supply
    • F02C9/28Regulating systems responsive to plant or ambient parameters, e.g. temperature, pressure, rotor speed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00Control
    • F05D2270/30Control parameters, e.g. input parameters
    • F05D2270/303Temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23KFEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K2400/00Pretreatment and supply of gaseous fuel
    • F23K2400/10Pretreatment
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23KFEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K2400/00Pretreatment and supply of gaseous fuel
    • F23K2400/20Supply line arrangements
    • F23K2400/201Control devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23KFEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K2900/00Special features of, or arrangements for fuel supplies
    • F23K2900/01041Heating by using exhaust gas heat
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23KFEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K2900/00Special features of, or arrangements for fuel supplies
    • F23K2900/05004Mixing two or more fluid fuels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2221/00Pretreatment or prehandling
    • F23N2221/06Preheating gaseous fuel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2221/00Pretreatment or prehandling
    • F23N2221/10Analysing fuel properties, e.g. density, calorific
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2241/00Applications
    • F23N2241/20Gas turbines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

1. Способ для управления сгоранием в газовой турбине, содержащей по меньшей мере один компрессор, выполненный с возможностью сжимать воздух, вводимый в него через впускной канал, по меньшей мере одну камеру сгорания, в которой упомянутый сжатый воздух смешивается с газообразным топливом, выходящим из подающего трубопровода, и по меньшей мере одну турбину, способную преобразовывать энергию газа, выходящего из упомянутой камеры сгорания, в энергию работы, которая может быть использована для приведения в действие одной или более машин, при этом способ включает этапы, на которых ! измеряют посредством одного или более подходящих измерительных приборов температуру, теплотворную способность и относительную плотность упомянутого газообразного топлива для того, чтобы определить число Воббе, Iw, при этом упомянутое число Воббе определено как ! ! где PC - это значение теплотворной способности (верхней или нижней) упомянутого газообразного топлива, TG - температура упомянутого газообразного топлива, а Gs - удельный вес упомянутого газообразного топлива; ! сравнивают измеренное значение числа Воббе с заданным значением числа Воббе для упомянутого газообразного топлива; и ! регулируют температуру упомянутого газообразного топлива посредством по меньшей мере одного теплообменника для того, чтобы достичь предопределенного значения числа Воббе. ! 2. Способ согласно п.1, дополнительно включающий этапы, на которых ! подают на упомянутую турбину второе газообразное топливо, имеющее другое число Воббе по отношению к числу Воббе упомянутого газообразного топлива; ! измеряют посредством упомянутых измерительных приборов темпера�

Claims (7)

1. Способ для управления сгоранием в газовой турбине, содержащей по меньшей мере один компрессор, выполненный с возможностью сжимать воздух, вводимый в него через впускной канал, по меньшей мере одну камеру сгорания, в которой упомянутый сжатый воздух смешивается с газообразным топливом, выходящим из подающего трубопровода, и по меньшей мере одну турбину, способную преобразовывать энергию газа, выходящего из упомянутой камеры сгорания, в энергию работы, которая может быть использована для приведения в действие одной или более машин, при этом способ включает этапы, на которых
измеряют посредством одного или более подходящих измерительных приборов температуру, теплотворную способность и относительную плотность упомянутого газообразного топлива для того, чтобы определить число Воббе, Iw, при этом упомянутое число Воббе определено как
Figure 00000001
где PC - это значение теплотворной способности (верхней или нижней) упомянутого газообразного топлива, TG - температура упомянутого газообразного топлива, а Gs - удельный вес упомянутого газообразного топлива;
сравнивают измеренное значение числа Воббе с заданным значением числа Воббе для упомянутого газообразного топлива; и
регулируют температуру упомянутого газообразного топлива посредством по меньшей мере одного теплообменника для того, чтобы достичь предопределенного значения числа Воббе.
2. Способ согласно п.1, дополнительно включающий этапы, на которых
подают на упомянутую турбину второе газообразное топливо, имеющее другое число Воббе по отношению к числу Воббе упомянутого газообразного топлива;
измеряют посредством упомянутых измерительных приборов температуру, теплотворную способность и относительную плотность упомянутого второго газообразного топлива для того, чтобы определить его число Воббе;
сравнивают измеренное значение числа Воббе для упомянутого второго газообразного топлива соизмеренным значением числа Воббе для упомянутого газообразного топлива; и
осуществляют процедуру управления режимом сгорания упомянутой турбины и величиной электрической мощности, которая подается упомянутой турбиной, если разница между значением числа Воббе, измеренным для упомянутого газообразного топлива, и значением числа Воббе, измеренным для упомянутого второго газообразного топлива, равна или выше, чем различие между числами Воббе упомянутого газообразного топлива и упомянутого второго газообразного топлива.
3. Способ согласно п.1, дополнительно включающий этапы, на которых
подают на упомянутую турбину смесь, состоящую из произвольных пропорций и изменяющихся по времени упомянутого газообразного топлива и второго газообразного топлива, имеющего другое число Воббе по отношению к числу Воббе упомянутого газообразного топлива;
измеряют посредством упомянутых измерительных приборов температуру, теплотворную способность и относительную плотность смеси для того, чтобы определить его число Воббе;
сравнивают измеренное значение числа Воббе для упомянутой смеси с заданным значением числа Воббе для упомянутой смеси; и
регулируют температуру упомянутой смеси посредством упомянутого теплообменника для того, чтобы достичь заданного значения числа Воббе для упомянутой смеси.
4. Устройство для управления сгоранием в газовой турбине, содержащей по меньшей мере один компрессор для сжатия воздуха, вводимого в него через впускной канал, по меньшей мере одну камеру сгорания, в которой упомянутый сжатый воздух смешивается с газообразным топливом, выходящим из подающего трубопровода, и сжигается, и по меньшей мере одну турбину для преобразования энергии газа, выходящего из упомянутой камеры сгорания, в энергию работы, для приведения в действие одной или более машин, при этом устройство содержит
по меньшей мере один теплообменник, расположенный вдоль упомянутого подающего трубопровода и выполненный с возможностью нагревания упомянутого газообразного топлива; и
один или более измерительных приборов для измерения числа Воббе упомянутого газообразного топлива.
5. Устройство согласно п.4, в котором упомянутый один или более измерительных приборов изготовлены в виде калориметров.
6. Устройство согласно п.4, в котором упомянутый один или более измерительных приборов изготовлены в виде газовых хроматографов.
7. Устройство согласно п.4, в котором упомянутый один или более измерительных приборов расположены выше по потоку и ниже по потоку упомянутого по меньшей мере одного теплообменника.
RU2008120465/06A 2007-05-23 2008-05-22 Способ и устройство для управления сгоранием в газовой турбине RU2482393C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ITMI2007A001047 2007-05-23
IT001047A ITMI20071047A1 (it) 2007-05-23 2007-05-23 Metodo ed apparato per il controllo della combustione in una turbina a gas

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008120465A true RU2008120465A (ru) 2009-11-27
RU2482393C2 RU2482393C2 (ru) 2013-05-20

Family

ID=39642956

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008120465/06A RU2482393C2 (ru) 2007-05-23 2008-05-22 Способ и устройство для управления сгоранием в газовой турбине

Country Status (8)

Country Link
US (1) US7730726B2 (ru)
EP (1) EP1995518A2 (ru)
JP (1) JP5281823B2 (ru)
KR (1) KR101457695B1 (ru)
CN (1) CN101311630B (ru)
CA (1) CA2630954C (ru)
IT (1) ITMI20071047A1 (ru)
RU (1) RU2482393C2 (ru)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7980082B2 (en) * 2007-08-01 2011-07-19 General Electric Company Wobbe control and enhanced operability through in-line fuel reforming
US8145403B2 (en) * 2008-12-31 2012-03-27 General Electric Company Operating a turbine at baseload on cold fuel with hot fuel combustion hardware
ITMI20090153A1 (it) * 2009-02-06 2010-08-07 Ansaldo Energia Spa Dispositivo e metodo per regolare l'alimentazione di gas ad una camera di combustione e impianto a turbina a gas comprendente tale dispositivo
US8356484B2 (en) * 2009-05-01 2013-01-22 General Electric Company Hybrid Wobbe control during rapid response startup
US9354618B2 (en) 2009-05-08 2016-05-31 Gas Turbine Efficiency Sweden Ab Automated tuning of multiple fuel gas turbine combustion systems
US9671797B2 (en) 2009-05-08 2017-06-06 Gas Turbine Efficiency Sweden Ab Optimization of gas turbine combustion systems low load performance on simple cycle and heat recovery steam generator applications
US8437941B2 (en) 2009-05-08 2013-05-07 Gas Turbine Efficiency Sweden Ab Automated tuning of gas turbine combustion systems
US9267443B2 (en) 2009-05-08 2016-02-23 Gas Turbine Efficiency Sweden Ab Automated tuning of gas turbine combustion systems
US8572975B2 (en) * 2009-06-08 2013-11-05 General Electric Company Systems relating to turbine engine control and operation
US20100307157A1 (en) * 2009-06-08 2010-12-09 General Electric Company Methods relating to turbine engine control and operation
KR101105305B1 (ko) * 2009-10-30 2012-01-17 한국전력공사 복합화력 배기가스량 측정시스템 및 방법
US8833052B2 (en) * 2009-11-30 2014-09-16 General Electric Company Systems and methods for controlling fuel mixing
US8528335B2 (en) * 2010-02-02 2013-09-10 General Electric Company Fuel heater system including hot and warm water sources
US8783040B2 (en) * 2010-02-25 2014-07-22 General Electric Company Methods and systems relating to fuel delivery in combustion turbine engines
US8984856B2 (en) * 2010-04-12 2015-03-24 Hamilton Sundstrand Corporation Flexible fuel system
JP5810597B2 (ja) * 2011-04-15 2015-11-11 株式会社Ihi 気体燃料計測装置及びガスタービン制御システム
US8459033B2 (en) * 2011-07-05 2013-06-11 General Electric Company Systems and methods for modified wobbe index control with constant fuel temperature
EP2597372A2 (en) 2011-11-23 2013-05-29 Alstom Technology Ltd Method for Operating a Combustion Device During Transient Operation
KR101915196B1 (ko) * 2012-05-18 2018-11-05 한화에어로스페이스 주식회사 가스터빈 시스템
US20140182298A1 (en) * 2012-12-28 2014-07-03 Exxonmobil Upstream Research Company Stoichiometric combustion control for gas turbine system with exhaust gas recirculation
EP2770182B1 (en) 2013-02-25 2015-10-14 Alstom Technology Ltd Method for adjusting a natural gas temperature for a fuel supply line of a gas turbine engine and gas turbine
US9249737B2 (en) * 2013-02-26 2016-02-02 General Electric Company Methods and apparatus for rapid sensing of fuel wobbe index
EP2993401B1 (en) 2014-09-02 2017-12-06 Ansaldo Energia IP UK Limited Method for controlling a gas turbine
US9732961B2 (en) 2015-04-30 2017-08-15 Solar Turbines Incorporated Online estimation of specific gravity of gas fuel
CN105464821A (zh) * 2015-12-30 2016-04-06 广西玉柴机器股份有限公司 车用燃气的自助控制装置
FR3094407B1 (fr) * 2019-03-26 2021-04-09 Safran Aircraft Engines Procédé et système de commande d’une turbomachine avec gestion des saturations de commande

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4139157A (en) * 1976-09-02 1979-02-13 Parker-Hannifin Corporation Dual air-blast fuel nozzle
JPS61255225A (ja) * 1985-05-07 1986-11-12 Hitachi Ltd ガスタ−ビン燃料ガス制御システム
SU1477990A1 (ru) * 1987-07-27 1989-05-07 Ленинградский инженерно-строительный институт Способ регулировани процесса сжигани газообразного топлива
JP2961913B2 (ja) * 1991-02-26 1999-10-12 株式会社日立製作所 燃焼装置及びその制御方法
US5288149A (en) * 1992-03-12 1994-02-22 Panametrics, Inc. Gas calorimeter and wobbe index meter
US5816705A (en) * 1996-07-12 1998-10-06 Badger Meter, Inc. Measuring heating value of a gas using flameless combustion
US6082092A (en) * 1998-04-08 2000-07-04 General Electric Co. Combustion dynamics control for variable fuel gas composition and temperature based on gas control valve feedback
WO2000050874A1 (de) * 1999-02-24 2000-08-31 Ruhrgas Aktiengesellschaft Verfahren und anordnung zur messung des brennwertes und/oder des wobbeindexes von brenngas, insbesondere von erdgas
US6386014B1 (en) * 1999-11-18 2002-05-14 Eagle Research Corporation Energy measurement device for flowing gas using microminiature gas chromatograph
RU2189476C2 (ru) * 2000-11-08 2002-09-20 Государственное унитарное предприятие "АВИАГАЗ-СОЮЗ" (дочернее предприятие КОКБ "СОЮЗ") Передвижная электростанция
US6722135B2 (en) * 2002-01-29 2004-04-20 General Electric Company Performance enhanced control of DLN gas turbines
US6896707B2 (en) * 2002-07-02 2005-05-24 Chevron U.S.A. Inc. Methods of adjusting the Wobbe Index of a fuel and compositions thereof
EP1524423A1 (de) * 2003-10-13 2005-04-20 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichung zum Ausgleichen von Schwankungen der Brennstoffzusammensetzung in einer Gasturbinenanlage
EP1645804A1 (de) * 2004-10-11 2006-04-12 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betrieb eines Brenners, insbesondere eines Brenners einer Gasturbine, sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
JP4564376B2 (ja) * 2005-02-23 2010-10-20 株式会社東芝 Lng利用発電プラントおよびその運転方法
US8486710B2 (en) * 2005-09-30 2013-07-16 General Electric Company Method, sensor and system for measuring a lower heating value and a Wobbe Index of a gaseous fuel

Also Published As

Publication number Publication date
CN101311630B (zh) 2012-02-08
JP2008291845A (ja) 2008-12-04
CA2630954A1 (en) 2008-11-23
CN101311630A (zh) 2008-11-26
KR20080103440A (ko) 2008-11-27
EP1995518A2 (en) 2008-11-26
KR101457695B1 (ko) 2014-11-03
CA2630954C (en) 2015-08-04
US7730726B2 (en) 2010-06-08
US20080289339A1 (en) 2008-11-27
JP5281823B2 (ja) 2013-09-04
RU2482393C2 (ru) 2013-05-20
ITMI20071047A1 (it) 2008-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2008120465A (ru) Способ и устройство для управления сгоранием в газовой турбине
CN107631881B (zh) 一种全尺寸多功能燃气轮机燃烧试验系统
JP2010065694A (ja) 排気ガス再循環システム、排気ガス再循環システムを有するターボ機械システム、及び排気ガス再循環制御方法
CN105067266B (zh) 一种适用于燃气轮机的多功能燃烧室实验系统
RU2559100C1 (ru) Способ регулирования температуры природного газа в линии подачи топлива газотурбинного двигателя
RU2013116452A (ru) Способы, системы и устройства повторного нагрева двигателей внутреннегшо сгорания с рециркуляцией выхлопных газов
CN101680397A (zh) 燃气发动机系统的控制方法及该系统
RU2007125133A (ru) Газотурбинное устройство
RU2012134070A (ru) Способ работы газотурбинного двигателя и газотурбинная установка для осуществления указанного способа
JP2010156324A (ja) 燃焼ガスタービン用の燃料配合及び制御のためのシステム及び方法
CN107063697B (zh) 一种空气加热系统及燃烧室试验台系统
CN102353551A (zh) 一种测定燃气具气质适应域或燃烧工况的方法及所用测试装置
WO2011055382A1 (en) Producer gas carburettor
CN112254127B (zh) 一种外加电场对平板狭缝中火焰稳燃效果测试系统及方法
CN103388833A (zh) 一种同时控制火焰形状和火焰温度的装置及方法
CN111830192B (zh) 一种混空燃气燃烧性能测试系统及其测试方法
CN104949123B (zh) 一种用于天然气掺烧醇基燃料的装置和方法
CN202297627U (zh) 高炉喷吹煤粉燃烧试验装置
CN106526065A (zh) 一种Ti‑Al系金属间化合物阻燃性能试验方法
CN100470017C (zh) 一种燃气轮机运行状态的确定方法
CN102947572A (zh) 起动或停止燃气涡轮发动机的方法和设备
RU77649U1 (ru) Устройство получения газовоздушной смеси единой теплоты сгорания
KR101296395B1 (ko) 엔진 배기계통의 성능 및 내구성 실험장치
CN203464327U (zh) 一种同时控制火焰形状和火焰温度的装置
JP4529220B2 (ja) ガスタービン発電設備及びその制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160523