TW201344039A - 燃氣輪機燃燒系統在簡單循環及廢熱回收蒸汽產生器應用時低負載性能之最佳化 - Google Patents

Abstract

本文中提供一種用於調整一輪機之操作及使一廢熱回收蒸汽產生器之機械壽命最佳化之系統及方法。隨之提供一輪機控制器、用於感測操作參數之感測器構件、用於調節操作控制元素之控制構件。該控制器經調適以回應於由一使用者選擇之操作優先級而根據預程式化步驟來調整燃氣輪機之操作。該等操作優先級較佳包括最佳廢熱回收蒸汽產生器壽命。

Description

燃氣輪機燃燒系統在簡單循環及廢熱回收蒸汽產生器應用時低負載性能之最佳化 相關申請案的交叉參考

本申請案係於2012年7月5日提出申請之第13/542,222號美國申請案之一部分接續案，第13/542,222號美國申請案係於2009年5月8日提出申請之第12/463,060號美國申請案之一部分接續案。本申請案亦主張於2012年2月22日提出申請之第61/601,876號美國申請案之權益。第12/463,060號美國申請案、第13/542,222號美國申請案及第61/601,876號美國申請案之內容皆以引用方式整體併入本文中。

本發明係關於一種用以感測一燃燒系統之操作條件並做出預設定調節以在一最佳化負載範圍中達成輪機之所期望操作之自動系統。

貧油預混燃燒系統已部署於路基燃氣輪機引擎上以減少排放，諸如NOx及CO。此等系統已成功且在某些情形中，產生在量測能力之下限處之排放位準，約百萬分之1至百萬分之3之NOx及CO。儘管自排放生產之立場來看，此等系統係一大益處，但當與較多習用燃燒系統相比時，該等系統之操作包絡實質上減少。作為一結果，對燃料條件、分配及注入至燃燒區帶中之控制已變為一臨界操作參數且當周 圍大氣條件(諸如溫度、濕度及壓力)改變時，需要頻繁調節。對燃燒燃料條件、分配及注入之重新調節稱作調整。

一燃燒系統之受控操作通常採用一燃燒器之操作控制元素之一手動設定以產生一平均操作條件。此等設定可透過一控制器來輸入，如本文中所使用之控制器應指代用於控制一系統之操作之任何裝置。實例包含一分散式控制系統(DCS)、一燃料輪機控制器、一可程式化邏輯控制器(PLC)、與另一控制器通信及/或直接通信至一系統之一獨立電腦。

此等設定在設置時係令人滿意的，但在幾小時或幾天中，條件可改變且導致不可接受操作。調整問題係藉此一系統之任何操作參數超過可接受極限之任何情況。實例包含可允許極限外之排放偏差、可允許極限外之燃燒器動力學特性偏差或需要調節一輪機之操作控制元素之任何其他調整事件。其他方法基於燃氣輪機之操作設定而使用一公式來預測排放且在不修改其他控制元素(諸如燃料燃氣溫度)之情況下針對燃料分配及/或總體機器燃料/空氣比選擇一設定點。仍其他方法採用藉由將週期性重新調節調整之調整專家之自遠端位置至位點之一遠端連接。此等方法不允許連續及時變化、不全面利用實際動力學特性及排放資料或不修改燃料分配、燃料溫度及/或其他輪機控制元素。

影響貧油預混燃燒系統之另一變量係燃料組合物。燃料組合物之充分變化將導致貧油預混燃燒系統之廢熱釋放中之一改變。此改變可導致排放偏差、不穩定燃燒程序或甚至燃燒系統之熄火。

近年來，發電超負荷(甚至使用F級點火溫度燃氣輪機之發電)已導致所裝設燃氣輪機群中之許多燃氣輪機以一循環模式對基本負載操作運行。此意指當電力價格如此低以致運行整夜所招致之損失遠超過每天早晨開啟裝備之成本時，諸多燃氣輪機操作者受迫將其裝備關閉 整夜。此操作程序對裝備之維護具有一影響，此乃因每一停止/開啟循環導致裝備上之一所得負載循環。

為對抗此情況，燃氣輪機操作者正研究整夜運行其裝備同時招致可能之最小經濟損失之方式。一種可行解決方案係降低一燃氣輪機可達成之最小負載同時仍維持可接受排放位準。此操作方法通常稱為「調節比(Turndown)」。

在發電工業內已使用「調節比」多年。因此，沒有直接與此操作模式相關之任何事物經包含作為此專利之部分。新穎之內容係由ECOMAX^TM調整控制器使用以在處於調節比中時調整燃燒系統之方法以及併入ECOMAX^TM內以減輕由低蒸汽流量及高燃氣輪機排氣溫度導致之經組合循環廢熱回收蒸汽產生器(HRSG)上之有害效應之方法。該系統亦適用於簡單循環操作；然而，大部分簡單循環系統應用於峰值發電且在操作計劃中具有一期望關閉程序。

通常，當減少燃氣輪機負載時，HRSG蒸汽流量減少而燃氣輪機排氣溫度上升。此組合連同不足級內調溫流量容量一起通常產生過高HRSG出口蒸汽溫度(蒸汽輪機入口蒸汽溫度)。在諸多情形中，此等蒸汽溫度接近材料極限且可導致早期組件故障。在另一極端，具有充足冷凝液流量之蒸汽調節比/調溫系統可提供足夠冷凝液以在進入至一蒸汽輪機中之點處使過熱出口溫度保持在規格內；然而，可發生局部過調溫。此過調溫通常導致對調溫器之下游之蒸汽管道之直接冷凝液衝擊，從而在緊接在減熱器/調溫器之下游之管道區段中導致過多熱疲勞。

目前為止，努力主要集中於手動(若真會發生的話)修改一燃氣輪機之燃料與空氣(f/a)比上以保持所滿足之HRSG設計約束。然而，因素(諸如周圍溫度改變、輪機組件降級等)可在低負載下使燃氣輪機之f/a比之週期性操縱成為必需以確保可接受HRSG入口條件。利用即時 HRSG操作資訊之一燃氣輪機之f/a比之自動操縱以及即時燃氣輪機操作資訊提供用以使HRSG組件壽命最大化之一高效手段。

應理解，操縱一燃氣輪機之燃料-空氣比將直接影響引擎之「調整」，且因此，用以達成此之任何方法必須伴隨有另一自動輪機控制方案以根據需要「重新調整」輪機。

燃燒系統之誤操作自身表現為擴增之壓力脈動或燃燒動力學特性之增加。脈動可具有足以破壞燃燒系統之力且顯著減少燃燒硬體之壽命。另外，燃燒系統之不適當調整可導致排放偏差且違反排放許可。因此，用以在一規律或週期性基礎上將貧油預混燃燒系統之穩定性維持在適當操作包絡內之一手段具有巨大價值且為工業所關注。另外，藉由利用自輪機及HRSG感測器所獲得之接近即時資料而操作之一系統對於協調燃料組合物之調變、燃料分配、燃料燃氣入口溫度及/或總體機器f/a比(HRSG入口溫度及氣流)將具有顯著價值。

本文中提供一種用於調整一輪機之操作及使一廢熱回收蒸汽產生器之機械壽命最佳化之系統及方法。隨之提供一輪機控制器、用於感測操作參數之感測器構件、用於調節操作控制元素之控制構件。該控制器經調適以回應於由一使用者選擇之操作優先級而根據預程式化步驟來調整燃氣輪機之操作。該等操作優先級較佳包括最佳廢熱回收蒸汽產生器壽命。

本發明提供一種用於使一燃氣輪機燃燒器之燃料-空氣比朝向減輕輪機之排氣條件對一廢熱回收蒸汽產生器(HRSG)系統之所預期壽命之有害效應最佳化(尤其在低負載條件期間)之控制器及方法。該燃氣輪機消耗系統係為具有用於量測該輪機之操作參數之感測器構件及用於控制該輪機之各種操作元素之控制構件之類型。由該控制器所接收之該輪機之該等操作參數包含燃燒器動力學特性、輪機排氣溫度 (總體燃料/空氣比)、輪機廢氣排放及各種廢熱回收蒸汽產生器(HRSG)蒸汽條件。該等操作控制元素可包含燃料燃氣摻合比(非管線品質燃料燃氣與管線品質燃料燃氣之比)、該燃燒系統內之燃料分配、燃料溫度及輪機排氣溫度。輪機/發電廠系統亦可包含與該等感測器構件及該等控制構件通信之一分散式控制系統(DCS)。調整控制器通常透過該DCS連接至該輪機系統(但該調整控制器可直接連接至該燃氣輪機控制器)。

該調整控制器藉由自該等感測器構件接收資料而操作。該輪機之操作優先級在該控制器內進行設定且通常自最佳NOx排放、最佳功率輸出、最佳燃燒器動力學特性、最佳燃料燃氣摻合比及/或最佳HRSG壽命進行選擇。比較自該等輪機感測器所接收之該資料與該控制器內之所儲存操作標準。該選定操作標準係基於該所設定操作優先級。做出關於該輪機操作是否符合該等操作標準之一判定。另外，在該資料不具有符合性之情況中，再次基於該等預設定操作優先級對支配性調整準則做出一判定。一旦做出該邏輯判定，該調整控制器便透過該DCS與該等操作控制構件通信以在該輪機之一操作參數中執行一選定調節。該選定操作調節係基於該支配性調整準則且具有一預設定固定遞增值及經定義值範圍。在足以使該輪機獲得操作穩定性之一所設定時間週期內輸入每一遞增改變。一旦經過該時間週期，便再次自該等輪機感測器構件接收操作資料以判定是否期望一額外遞增改變。一般而言，在完成該經定義範圍內之該等調節後，旋即再次基於該支配性調整準則選擇一進一步操作參數調節，且在一經定義範圍內及在一所設定時間週期內做出一進一步固定遞增調節。調整程序由接收操作資料之該控制器繼續以判定該操作是否符合該等操作標準或是否需要一額外遞增調節。由該調整控制器調節之該等操作參數較佳為該燃氣輪機內之該燃料/空氣比、該燃燒器之該等噴嘴內之該燃燒器燃料 分配分股、該燃料燃氣入口溫度及/或該燃料燃氣摻合比。

應理解，當由電廠操作者選擇最佳HRSG壽命時，該調整控制器將首先評估為減輕可能HRSG機械關注點將需要對該燃氣輪機f/a比做出什麼改變(若有)並做出此等所需改變。在此最佳化程序之後，若需要，該調整控制器將使用燃料分股之該等標準參數、燃料燃氣溫度及/或燃料燃氣組合物(注意：燃氣輪機f/a比不係一選項)來調整該燃氣輪機。

在本發明之一進一步態樣中，該系統執行用於透過使用布林(Boolean)階層式邏輯及多個位準之控制設定來判定該支配性燃氣輪機燃燒系統調整情景之一方法。

在本發明之另一態樣中，所執行之該方法係關於透過自動修改一分散式控制系統(DCS)內之該燃料燃氣溫度控制設定點來自動控制該燃氣輪機入口燃料溫度。

在本發明之又一態樣中，藉由在該燃料燃氣溫度控制器內自動修改該燃料燃氣溫度控制設定點來定義用於自動控制一燃氣輪機入口燃料溫度之一方法。

在本發明之另一態樣中，透過使用具有一外部控制裝置(諸如，舉例而言，存在於該輪機控制器上以用於與該分散式控制系統(DCS)通信之一MODBUS串列或乙太網路通信協定埠)之一現有燃氣輪機通信鏈路來達成用於將輪機控制信號傳遞至一燃氣輪機控制器之一方法。

在本發明之又一態樣中，由一系列自動調整設定經由一使用者介面顯示器來定義用於修改一燃氣輪機燃燒系統之一方法，該使用者介面顯示器利用布林邏輯雙態切換開關來選擇使用者所期望最佳化準則。該方法較佳由基於最佳燃燒動力學特性、最佳NOx排放、最佳功率、最佳廢熱率、最佳CO排放、最佳廢熱回收蒸汽產生器(HRSG)壽 命、最佳燃氣輪機燃料摻合比或最佳燃氣輪機調節比能力之最佳化準則來定義，藉此此開關之雙態切換改變該(等)燃燒器動力學特性控制設定之量值。

10‧‧‧調整控制器/輪機控制器/控制器

12‧‧‧主使用者介面/介面顯示器/最佳NOx排放開關/主使用者介面顯示器/使用者介面/調整介面

14‧‧‧最佳NOx排放/最佳功率開關/開關/使用者介面雙態切換開關/對應雙態切換開關/競爭性雙態切換開關/最佳NOx/雙態切換開關

16‧‧‧最佳功率/開關/使用者介面雙態切換開關/對應雙態切換開關/競爭性雙態切換開關/雙態切換開關

17‧‧‧最佳燃燒器動力學特性/最佳動力學特性/開關/使用者介 面雙態切換開關/對應雙態切換開關/競爭性雙態切換開關/雙態切換開關/最佳動力學特性雙態切換

18‧‧‧最佳燃料摻合比/開關

19‧‧‧最佳廢熱回收蒸汽產生器壽命/開關

20‧‧‧分散式控制系統

30‧‧‧燃氣輪機控制器/輪機控制器/調整控制器/相關輪機操作參數/輪機系統

40‧‧‧連續排放監視系統/輪機廢氣排放

50‧‧‧連續動力學特性監視系統/燃燒器動力學特性

60‧‧‧燃料加熱控制器/燃料加熱單元/燃料燃氣溫度控制器/相關聯控制器

70‧‧‧燃料摻合比控制器/燃料燃氣比控制器/相關聯控制器

80‧‧‧廢熱回收蒸汽產生器/廢熱回收蒸汽產生器操作參數/相關廢熱回收蒸汽產生器操作參數

90‧‧‧操作元件/輪機操作資料/輪機系統

100‧‧‧排放是否合規

102‧‧‧燃燒器動力學特性是否在可接受位準下

104‧‧‧步驟

106‧‧‧支配性調整關注點/支配性調整準則/「真」支配性調整關注點/調整關注點

108‧‧‧輪機燃燒器燃料分股

110‧‧‧調整問題

112‧‧‧總體燃料/空氣比

114‧‧‧調整問題

116‧‧‧燃料摻合比

118‧‧‧擁有充分操作邊限(對照警報條件)

120‧‧‧相關排放參數/操作資料/所感測操作資料

122‧‧‧輪機控制器之燃料與空氣比/燃燒器動力學特性/所感測操作資料/操作資料

124‧‧‧可允許調整極限/調整極限/可允許極限

126‧‧‧「真」警報/「真」邏輯警報

130‧‧‧步驟/經分級「真」警報/「真」警報/「真」調整警報

134‧‧‧最佳NOx之預設定極限之一集合/最佳NOx/調整極限

136‧‧‧最佳功率之預設定極限之一集合/調整極限/最佳功率

138‧‧‧最佳動力學特性之預設定極限之一集合/最佳動力學特性/調整極限/高2級δP's

140‧‧‧預設極限/預設調整極限/調整極限/無最佳設定

142‧‧‧可能支配性調整問題

144‧‧‧重要性/最重要支配性調整關注點/支配性調整關注點/使用者所定義階層/支配性調整問題

148‧‧‧特定布林邏輯階層/布林邏輯階層/硬編碼布林邏輯階層

150‧‧‧步驟

152‧‧‧方塊/最佳NOx/高高NOx

154‧‧‧方塊/最佳功率

156‧‧‧方塊/最佳動力學特性/高2級δP's

158‧‧‧方塊

160‧‧‧方塊

162‧‧‧高2級δP's

164‧‧‧高-高2級δP's

166‧‧‧高-高-高2級δP's

168‧‧‧NOx

170‧‧‧1級δP's

172‧‧‧支配性調整關注點

200‧‧‧實際燃燒器動力學特性資料/燃燒器動力學特性

202‧‧‧燃燒器動力學特性之移動平均值/平均燃燒器動力學特性

204‧‧‧動力學特性警報極限值/動力學特性警報極限/動力學特性極限

206‧‧‧燃燒器燃料分股調整參數

210‧‧‧NOx排放資料/NOx排放/NOx排放位準

212‧‧‧調整極限/預設定調整極限/預設定極限/極限

214‧‧‧燃料分股/燃料分股值

220‧‧‧NOx調整極限/預設定警報位準/警報位準/預設定極限

222‧‧‧NOx位準資料/NOx排放資料/NOx資料/NOx排放

224‧‧‧燃料分股位準/燃料分股值/燃料分股

230‧‧‧NOx排放資料/NOx排放

232‧‧‧較低排放極限/較低極限/極限/最小值

234‧‧‧燃料分股值

236‧‧‧負載控制曲線/負載控制曲線值

E1‧‧‧燃燒器燃料分股/事件/第一事件/第一調整事件

E2‧‧‧第二事件/事件/第二調整事件

E3‧‧‧進一步事件/事件

T_A‧‧‧所設定時間週期/時間

T_B‧‧‧時間週期/時間

T_C‧‧‧時間

出於圖解說明本文中所揭示之本發明之目的，圖式展示當前較佳之形式。應理解，本發明不限於本發明之圖式中所展示之確切配置及工具。

圖1展示囊括燃氣輪機引擎系統、併入有一燃氣輪機調整控制器以及經由電廠DCS與HRSG之各種元件通信之一操作電廠通信系統之一示意性表示之一例示性實施例。

圖2展示根據本發明之一調整控制器之操作之一功能性流程圖之一例示性實施例。

圖3展示用於選擇本發明內之最佳化模式之一使用者介面顯示器之一例示性實施例。

圖4展示各種最佳化模式設定之相互聯繫之一例示性示意圖。

圖5展示根據本發明之用於判定所觸發之警報信號之程序步驟之一例示性概述示意圖。

圖6展示用以判定可允許輪機調整參數之步驟之一例示性程序概述。

圖7展示根據圖6中所展示之步驟之一進一步詳細例示性程序。

圖8提供本發明用於判定支配性調整關注點之步驟之一進一步詳細例示性示意圖。

圖9在給出至本發明中之各種警報輸入之情形下展示系統之支配性調整關注點之判定之一第一實例性示意圖。

圖10在給出至本發明中之各種警報輸入之情形下展示系統之支配性調整關注點之判定之一第二實例性示意圖。

圖11在給出至本發明中之各種警報輸入之情形下展示系統之支配性調整關注點之判定之一第三實例性示意圖。

圖12在給出至本發明中之各種警報輸入之情形下展示系統之支配性調整關注點之判定之一第四實例性示意圖。

圖13展示如本發明所涵蓋之一燃氣輪機引擎系統之操作調整之一第一操作實例。

圖14展示如本發明所涵蓋之一燃氣輪機引擎系統之操作調整之一第二操作實例。

圖15展示如本發明所涵蓋之一燃氣輪機引擎系統之操作調整之一第三操作實例。

圖16展示如本發明所涵蓋之一燃氣輪機引擎系統之操作調整之一第四操作實例。

本發明一般而言係關於用於調整燃燒輪機之操作之系統及方法。在所繪示實施例中，該等系統及方法係關於燃燒輪機(諸如用於發電之彼等燃燒輪機)之自動調整。熟習此項技術者將瞭解，本文中之教示可易於適於其他類型之燃燒輪機。因此，本文中所使用之術語並非意欲限制本發明之實施例。而是，將理解，本發明之實施例一般而言係關於燃燒輪機之領域，且特定而言，係針對用於調整燃燒輪機之系統、方法及電腦可讀媒體。

圖1係本發明之一調整控制器10在其內操作之一燃氣輪機引擎(未展示)之一通信圖。一分散式控制系統(DCS)20充當主通信集線器。作為一替代方案，使用燃氣輪機控制器作為一DCS之一電廠亦可使調整控制器10直接通信至燃氣輪機控制器30。作為一進一步替代方案，不論燃氣輪機控制器30是否充當一DCS，調整控制器10皆可直接與燃氣輪機控制器30通信。大部分輪機控制透過DCS 20來執行。一輪機控 制器30直接與燃氣輪機及與DCS 20通信。在本發明中，將與輪機操作相關之資訊(例如，輪機動力學特性、輪機廢氣排放等)透過DCS 20引導至調整控制器10。調整控制器10係涵蓋為用於作為一可程式化邏輯控制器(PLC)運行之一獨立PC。調整控制器10較佳係遠離輪機控制器30之一單獨電腦且除透過DCS 20之外，通常不直接與輪機控制器30通信。然而；如上文所提及，調整控制器10可經組態以直接與燃氣輪機控制器30通信。

現參考圖1及圖2，調整控制器10係涵蓋為用於作為一可程式化邏輯控制器(PLC)運行之一獨立PC。調整控制器10較佳係不斷與輪機控制器30通信之遠離輪機控制器30之一單獨電腦。亦可藉由使用一外部控制裝置(諸如存在於系統上或添加至系統之一MODBUS串列或乙太網路通信協定埠)而將來自調整控制器10之信號傳送至輪機控制器30或系統內之其他控制件。

自與輪機相關聯之感測器構件接收相關操作資料。舉例而言，藉由連接至DCS之一連續排放監視系統(CEMS)40而自煙囪排放獲得輪機廢氣排放讀數。使用位於輪機燃燒器之燃燒區域內之一動力學特性壓力感測探針來感測燃燒動力學特性。如所展示，一連續動力學特性監視系統(CDMS)50經提供且與DCS通信。CDMS 50較佳使用經直接安裝或經波導連接壓力或光感測探針來量測燃燒動力學特性。另一相關操作參數係燃料燃氣溫度。再次，將此溫度資訊透過DCS 20自燃料加熱控制器60引導至調整控制器10。由於調整操作之部分可包含調節燃料溫度，因此在調整控制器10與燃料加熱單元60之間可存在一雙向通信。DCS 20與一燃料摻合比控制器70通信以調節管線品質燃氣與非管線品質燃氣之比(供用於燃氣輪機內之後續消耗)。燃料摻合比控制器70與調整控制器10之間存在經由DCS 20之間接通信。最後，作為本發明之部分，經由DCS 20將HRSG 80之某些關鍵操作參數 發送至調整控制器30。若調整控制器10判定HRSG 80之各種參數在可允許範圍外，則將對燃氣輪機f/a比之改變透過DCS 20自調整控制器10發送至燃氣輪機控制器30。

每分鐘數次地收集來自輪機及HRSG之相關操作資料。此資料收集允許接近即時系統調整。大部分相關輪機及HRSG操作資料由調整控制器10接近即時地收集。然而，輪機廢氣排放感測器構件通常由調整控制器10接收，其中距當前操作條件具有一2至8分鐘時滯。此時滯使調整控制器10在做出操作調整調節之前接收並緩衝相關資訊達一類似時滯之需要成為必需。調整調節時滯之此調整控制器10確保所有操作(包含廢氣排放)資料表示在已做出任何調節之前及之後的一穩定輪機操作。一旦資料被認為穩定，調整控制器10便判定是否存在調節調整參數之一需要。若不需要調節，則調整控制器10維持當前調整且等待接收下一資料集。若期望改變，則調整開始。首先，比較HRSG操作資料與HRSG組件機械極限。若違反任何HRSG機械極限(或對照此等極限之邊限)，則調整控制器10將透過DCS 20更改對輪機控制器30之燃氣輪機f/a比。隨後，若燃氣輪機之關鍵操作特性(即廢氣排放及燃燒器動力學特性)中存在充分邊限，則調整控制器10可將一命令(若適用)發送至燃料燃氣比控制器70(透過DCS 20)以增加非管線品質燃氣與管線品質燃氣之比。

在調整控制器10內執行輪機調整所需之所有判定。調整操作基於藉由接收預設定操作準則外之操作資料而形成之一「警報」而開始。為使調整操作被起始，警報-且因此資料異常-必須持續達一預定時間週期。

一調整調節之一項實例係變化燃料噴嘴壓力比以調節燃燒動力學特性。在要求較高點火溫度以達成較大火焰溫度及效率之情況下，輪機燃燒器在一既定燃燒器體積中必須釋放較多能量。較佳廢氣排放 通常藉由增加燃燒反應區帶之上游之燃料與空氣之混合速率而達成。該經增加混合速率通常藉由增加燃料噴嘴排出處之壓降而達成。當在燃燒器中增加混合速率時，由燃燒產生之湍流通常導致燃燒器內之噪音且可導致聲波之產生。通常，在燃燒火焰之音波與燃燒器體積或燃料系統自身之聲響特性相耦合時導致聲波。

聲波可影響室中之內部壓力。在接近一燃料噴嘴之壓力上升之情況下，燃料流動穿過噴嘴之速率及隨附壓降降低。另一選擇為，接近噴嘴之壓力之一降低將導致燃料流量之一增加。在其中一低燃料噴嘴壓降允許燃料流量振盪之情形中，一燃燒器可經歷經放大壓力振盪。為對抗燃燒器內之壓力振盪，監視燃燒動力學特性且可修改燃料空氣比及燃料噴嘴壓力比以減小或消除燃燒器壓力之不期望變化，藉此糾正一警報情況或使燃燒系統返回至燃燒動力學特性之一可接受位準。

如圖2中所展示，將自感測構件所接收的針對HRSG操作參數(80)、燃燒器動力學特性(50)、輪機廢氣排放(40)及其他相關輪機操作參數(30)之資料透過DCS(20)引導至調整控制器(10)。然後，比較此等輸入值與輪機之標準或目標操作資料。所儲存操作標準至少部分基於輪機之操作優先級設定。此等優先級設定定義於調整控制器10之主使用者介面12上且以圖表方式展示於圖3中。基於優先級設定，由透過DCS 20所連接之輪機控制器10對輪機之操作做出一系列調節。該等調節被引導至控制構件，包含燃料加熱單元60(圖1)、燃料摻合比控制器70及輪機之各種其他操作元件90(圖2)。

圖3中所展示之介面顯示器12由開關(每一開關具有一接通/關斷指示)構成。此等開關允許使用者規定輪機之操作之所期望調整優先級。所切換操作優先級包含最佳NOx排放14、最佳功率16、最佳燃燒器動力學特性17、最佳燃料摻合比18及最佳HRSG壽命19。此等開關 中之每一者由使用者設定以調節輪機之較佳操作。調整控制器內具有在由開關設定之優先級內進行操作之功能。較佳，若最佳NOx排放開關12及最佳功率開關14兩者皆設定為「接通」，則控制器10將以最佳NOx模式而非最佳功率運行。因此，為以最佳功率模式運行，最佳NOx排放開關12必須為「關斷」。可在任何時間選擇最佳動力學特性17。明確地注意到，可使用其他使用者介面雙態切換開關(未展示)，包含諸如最佳廢熱率、最佳CO排放、最佳廢熱回收蒸汽產生器(HRSG)壽命、最佳燃氣輪機燃料摻合比、最佳燃氣輪機調節比能力等參數。

圖4展示介面顯示器開關之相互聯繫之一圖表表示。如所展示，切換一個參數「接通」將更改對與其「關斷」位準不同之一位準之警報極限。在圖4中所展示之實例中，警報極限展示為在「接通」位置中及在「關斷」位置中具有最佳NOx及最佳功率兩者。然後，藉由選擇「接通」或「關斷」位置中之最佳動力學特性(通篇由符號δ表示)來修改圖表上之此等點。圖4之圖表上所展示之點表示基於使用者之選定操作優先級之動力學特性之極限之一例示性設定。

返回至圖2，展示調整控制器10內做出之判定及計算之邏輯流程之一表示。調整控制器10透過輪機控制器30接收輪機之實際操作參數、透過CDMS 50接收燃燒器動力學特性、透過CEMS 40接收輪機廢氣排放及接收相關HRSG操作參數80。此感測器資料透過DCS 20引導至調整控制器10。比較所接收感測器資料與所儲存操作標準以判定輪機操作是否符合所期望設定。該等操作標準係基於由調整控制器10之主使用者介面顯示器12上之開關14、16、17、18及19(圖3)定義之輪機之預設定操作優先級。

基於預設定操作優先級，一硬編碼階層式布林邏輯方法判定基於操作優先級之支配性調整準則。依據此邏輯選擇，調整控制器10實 施一固定遞增調節值以用於在一最大調節範圍(例如，高值及低值)內改變輪機之一操作參數。該等調整改變在一預定時間增量內沿一個一致預定方向做出且取決於當前之支配性調整準則。預期，不做出用以判定調整調節之量值之公式化或功能性計算；而是，將遞增調節、調節之方向、調節之間的時間跨度及針對每一參數及針對每一調整準則之調節之最大範圍儲存於調整控制器10中。

如圖2中所展示，當操作者未選擇最佳HRSG壽命19時，調整控制器10判定排放是否合規100及燃燒器動力學特性是否在可接受位準下102。若兩者皆合規所設定操作標準，則調整控制器10等待來自CEMS 40或CDMS 50之下一資料集且等待其他輪機操作資料90。若兩者皆合規所設定操作標準且擁有充分操作邊限，並選擇最佳燃料摻合比18，則調整控制器10將使一命令發送至燃料摻合比控制器70以增加非管線品質燃氣與管線品質燃氣之比。若所接收資料不符合操作標準，亦即，高於或低於警報位準，如圖2之步驟104之情形，則調整操作移動至首先判定支配性調整關注點106之下一調整步驟。輪機操作之邏輯調節由支配性調整準則106來定義，此至少部分基於使用者介面12內設定之預設定操作優先級，如下文關於圖8將論述。

若操作者選擇最佳HRSG壽命19，則調整控制器做出之第一決策為對照設計極限對相關HRSG參數之邊限之一評估(包含但不限於高壓過熱出口蒸汽溫度、熱再熱出口蒸汽溫度、對照飽和度之高壓過熱蒸汽減熱器邊限(與飽和溫度相比，緊接在調溫器下游之華氏度溫度)、對照飽和度之熱再熱蒸汽減熱器邊限)。比較此等溫度邊限與如由使用者所定義之可允許邊限。若實際溫度邊限小於可允許邊限，則調整控制器10將自動調節輪機控制器之f/a比122。在此特定情形中，出於一外部原因(HRSG組件壽命)，調整控制器10已首先調節燃氣輪機之f/a比。此改變可不利地影響燃氣輪機之當前調整狀態。因此，由調整 控制器10執行正常燃氣輪機調整方案；然而，不允許對輪機之f/a比之改變。下文定義其餘燃氣輪機調整方案。

在一較佳操作中，調整控制器10將首先試圖改變輪機燃燒器燃料分股108。燃料分股判定至每一燃燒器中之燃料噴嘴之燃料流量之分配。應注意，雖然當前實施例指示存在兩個可調節燃料迴路，但此方法可用於一個、兩個或兩個以上燃料迴路。若此等調節未解決調整問題且未將操作資料置回而符合操作標準，則執行一進一步調節。在某些情況中或若燃料分股改變在解決高燃燒器動力學特性方面之效力低，則下一遞增調節為燃料燃氣溫度設定點之一改變。在此調節步驟中，調整控制器10將一經修改燃料燃氣入口溫度信號發送至經引導至燃料加熱單元60之DCS 20。

再次參考圖2，若修改燃燒器燃料分股及/或燃料燃氣入口溫度未解決調整問題110，則調整控制器10然後將更改總體燃料/空氣比112。此方法在預定時間量內利用固定遞增改變對輪機熱循環做出改變。該步驟意欲根據輪機操作之預定標準控制曲線藉由調節空氣與燃料比來調節(調高或調低)排氣溫度，該等預定標準控制曲線維持於調整控制器10之記憶體內。若對燃氣輪機之總體燃料/空氣比做出之改變未解決調整問題114或若達成最佳HRSG壽命19且存在HRSG機械關注點，則調整控制器10將調節燃料摻合比116。

在本發明中，預期，由調整控制器10引導之所有控制改變透過DCS 20回饋至輪機系統(30、90)、燃料燃氣溫度控制器60及燃料摻合比控制器70。然而，調整控制器10可經組態以直接與輪機控制器30通信。此等改變直接實施於系統內之各種控制器構件內或透過輪機控制器30而實施。當操作資料返回至所期望操作標準時，調整設定由調整控制器保持在適當位置直至因透過DCS自感測器構件所接收之不符合資料而產生一警報。

自調整控制器10發送至輪機控制器30或相關聯控制器(60、70)構件之調節之量值較佳係固定的。因此，該等調節不用新資料來重新計算或最佳化至一目標。該等調節係一「開環」之部分。一旦開始，該等調節便遞增地移動至預設定最大量或一所規定範圍內之最大量，除非一中間調節使操作資料符合操作標準。在大部分情況下，當完成一個操作參數之全遞增範圍時，調整控制器繼續移動至由預設定操作優先級所定義之下一操作參數。操作控制元素之特定次序不固定且可藉由操作優先級來判定。調整控制器之邏輯基於儲存於調整控制器之記憶體內之一「查找」表及預設定操作優先級來驅動操作控制元素調節。

該調整控制器較佳一次處理一個操作參數。舉例而言，支配性調整準則決定欲做出之第一調節。在上文所論述之較佳實例中，首先調節燃料分配/分股參數。如圖2中所指示，首先處理燃料迴路1之燃料分股，後續接著燃料迴路2之分股。再次，此方法可適用於具有一或多個可調節燃料迴路之任何燃燒系統。當需要時，燃料燃氣入口溫度調節通常緊接在燃料分股調節後。在每一步驟內，存在一遞增調節，後續接著一時滯以准許經調節輪機操作穩定化。在時滯之後，若由調整控制器所分析之當前操作資料指示輪機操作仍保持在操作標準外，則做出步驟內之下一遞增調節。針對每一步驟重複此型樣。在大部分情況下，僅當完成一個調節步驟時，調整控制器才繼續移動至下一操作參數。應注意，若關鍵輪機操作特性擁有充分操作邊限(對照警報條件)118，則存在一更動控制環路，藉此調整控制器10將直接增加非管線品質燃氣摻合比(透過燃料摻合比控制器70)。此更動控制環路之控制方法等同於上文針對燃料分股及輪機f/a比所提及之方法-在一預定義時間量中以一預定義方向、一預定義量做出一改變。

調整控制器較佳控制燃燒操作以維持周圍溫度、濕度及壓力之 可變條件中之適當調整，所有可變條件隨時間而變化且對輪機操作具有一顯著影響。調整控制器在燃料組合物之變化期間亦可維持輪機之調整。燃料組合物之變化可導致廢熱釋放之一改變，此可導致不可接受排放、不穩定燃燒或甚至熄火。調整控制器將間接透過燃料摻合比116之改變而調節進入輪機之燃料組合物。

關於燃燒器內之燃料分股之另一態樣直接涉及具有一系列外噴嘴(為相同類型，由影響外燃料噴嘴內之燃料之圓周分配之一外燃料分股來控制)結合一中心噴嘴(為與外噴嘴相比之相同或不同類型，由一內/中心燃料分股來控制)之燃燒系統。在此框架內，與外燃料噴嘴之f/a相比，中心噴嘴可在一「富」或「貧」燃料與空氣比之情況下操作。大部分燃燒調整使燃燒系統保持處於一「貧中心噴嘴」或一「富中心噴嘴」操作模式。在某些情況中，當與一「貧中心噴嘴」相比時，可在一「富中心噴嘴」燃料分股量變曲線之情況下達成較佳火焰穩定性；然而，此通常導致較高NOx排放。因此，特別關注一混合燃料排程，藉此燃燒系統在較高負載條件(其中火焰穩定性低於一關注點但NOx排放高於一關注點)下利用一「貧中心噴嘴」燃料分股排程，在較低負載及調節比條件(其中火焰穩定性高於一關注點且NOx低於一關注點)下轉變為一「富中心噴嘴」燃料分股排程。本發明之系統判定在每一操作點(允許使用一混合燃料分股排程)處採用哪一燃料分股排程(富或貧中心噴嘴)，且沿適當方向調節該燃料分股排程(燃料迴路1分股及燃料迴路2分股)。再次，所做出之改變在固定時間間隔中具有固定量值。

在不具有中心噴嘴之情況下，關於燃料分股之另一點直接涉及具有一系列外噴嘴(為相同或不同類型，由影響外燃料噴嘴內之燃料之圓周分配之一外燃料分股來控制)之燃燒系統。在此框架內，與其餘外燃料噴嘴(稱為主要迴路1)之f/a相比，此等外噴嘴(通常稱為次要 迴路1)之一子組可在一「富」或「貧」燃料與空氣比之情況下操作。大部分燃燒調整使燃燒系統保持處於一「貧次要迴路1」或一「富次要迴路1」圓周燃料分股操作模式。在某些情況中，當與一「富次要迴路1」燃料分股量變曲線相比時，可在一「貧次要迴路1」燃料分股量變曲線之情況下達成較佳火焰穩定性；然而，此可導致較高NOx排放。因此，特別關注一混合燃料排程，藉此燃燒系統可在較高負載條件(其中火焰穩定性低於一關注點但NOx排放高於一關注點)下利用一「富次要迴路1」燃料分股排程，在較低負載及調節比條件(其中火焰穩定性/CO高於一關注點且NOx低於一關注點)下轉變為一「貧次要迴路1」燃料分股排程。本發明之系統判定在每一操作點(允許使用一混合燃料分股排程)處採用哪一燃料分股排程(富或貧次要迴路1)，且沿適當方向調節該燃料分股排程(若適用，燃料迴路1分股及燃料迴路2分股)。再次，所做出之改變在固定時間間隔中具有固定量值。

關於燃料分股之一項進一步態樣直接涉及具有一或多個環形圈燃料噴嘴(為相同或不同類型，由影響每一圈燃料噴嘴內之燃料之圓周分配之一圓周燃料分股來控制)之燃燒系統，藉此可利用一第二類之燃料分股(若存在一個以上環形圈燃料噴嘴)，此調節至徑向同心燃料圈(圈1、圈2等)中之每一者之相對(徑向)燃料量。在此框架內，與其餘圈之燃料噴嘴(稱為主要迴路圈1、主要迴路圈2等)之f/a相比，每一圈之燃料噴嘴(稱為次要迴路圈1、次要迴路圈2等)之一子組可在一「富」或「貧」燃料與空氣比之情況下操作。大部分燃燒調整使燃燒系統保持處於一「貧次要迴路圈1」或一「富次要迴路圈1」(且對於圈2、圈3等，使用類似方法)圓周燃料分股操作模式。在某些情況中，當與一「富次要迴路圈1」燃料分股量變曲線相比時，可在(使用圈1作為一實例)一「貧次要迴路圈1」燃料分股量變曲線之情況下達成較佳火焰穩定性；然而，此可導致較高NOx排放。因此，特別關注 一混合燃料排程，藉此燃燒系統可在較高負載條件(其中火焰穩定性低於一關注點但NOx排放高於一關注點)下利用一「富次要迴路圈1」燃料分股排程，在較低負載及調節比條件(其中火焰穩定性/CO高於一關注點且NOx低於一關注點)下轉變為一「貧次要迴路圈1」燃料分股排程。本發明之系統判定在每一操作點(允許使用一混合燃料分股排程)處針對每一圈採用哪一燃料分股排程(若適用)(富或貧次要迴路圈1、富或貧次要迴路圈2等)，且沿適當方向調節該燃料分股排程(若適用，燃料迴路1分股及燃料迴路2分股)。再次，所做出之改變在固定時間間隔中具有固定量值。

圖5提供詳述用於判定支配性調整關注點106(如圖2中所包含)之框架之一示意圖。下文關於圖8將闡述未來步驟。首先，由調整控制器10自CEMS 40及CDMS 50接收相關排放參數120及燃燒器動力學特性122，如上文所詳述。然後比較相關排放參數120及燃燒器動力學特性122與亦提供至調整控制器10之可允許調整極限124。該等可允許調整極限呈可使用圖3之調整介面12來調節且根據下文關於圖6及圖7所陳述之邏輯來判定之預設定範圍之形式。此比較之輸出係各種調整關注點之一系列「真」警報126，其中若所感測操作資料120、122高於或低於調整極限124中所陳述之一既定警報範圍，則指示一警報條件。

警報條件可具有一個以上位準或等級。舉例而言，可存在一警報之變化嚴重性程度，諸如：高「H」；高-高「HH」；高-高-高「HHH」及低「L」；低-低「L」；低-低-低「LLL」。在步驟130中，隨後根據其重要性位準(例如，高-高「HH」警報比高「H」警報重要等)來將「真」邏輯警報126分級。若一個以上調整關注點共用相同位準，則然後將根據使用者偏好來將調整關注點分級，如下文關於圖8所陳述。若出現僅一個「真」警報，則將選擇此警報並將其作為支配 性調整關注點106以起始圖2中所陳述之調整程序。然而，將透過使用者所判定準則來處理圖5之程序之結果(即經分級「真」警報130)，如圖8中所展示，之後確認一支配性調整關注點106。

在圖6中，一流程圖經提供以闡釋如何判定可允許調整極限124。一旦經判定，便比較調整極限124與操作資料120、122，如上文所陳述及圖5中所展示。首先，利用一內部階層來彼此比較對應於圖3之介面顯示器12中之彼等使用者介面雙態切換開關之使用者介面雙態切換開關14、16、17以允許通過關於大部分顯著雙態切換開關之警報約束。因此，取決於哪些開關在「接通」位置中，可允許調整極限124中將包含不同調整極限。取決於對應雙態切換開關14、16、17是在「接通」還是「關斷」位置中，最佳NOx、最佳功率及最佳動力學特性中之每一者具有預設定極限之一集合(由圖6中之編號134、136及138所表示)。當雙態切換開關皆不在「接通」位置中時，亦存在欲使用之預設極限140之一內部設定。

內部階層將判定在競爭性雙態切換開關14、16或17在「接通」位置中之情況中哪些調整極限應獲得優先性。在本實例中，階層將最佳NOx 14分級在最佳功率16之上。最佳動力學特性17可在任何時間被選擇且將僅更改給出之其他選擇之調整極限，諸如圖4中所展示。若最佳NOx 14及最佳功率16兩者皆在「接通」位置中，則將使用最佳NOx 134之調整極限。另外，若啟動此雙態切換開關17，則利用最佳動力學特性138之調整極限。若使用者介面雙態切換開關14、16、17皆不作用，則預設調整極限140經提供為可允許調整極限124。可用於構造調整控制器10之可允許調整極限之所有調整極限134、136、138及140可由終端使用者及程式員來開發且然後較佳針對一既定應用硬編碼至調整控制器10中。圖6中所概述之方法意欲提供用於併入若干不同使用者介面雙態切換開關(諸如上文關於圖3所陳述的包含最佳 HRSG壽命19之彼等選項)之一例示性框架，藉此在本發明中僅特定概述一子組。

圖7展示既定用於判定系統之可允許調整極限之一子組之圖6之流程圖之一特定實例。在此實例中，將基於預設定調整極限及使用者之偏好來判定針對高NOx、高高NOx、高1級δP's、高2級δP's之調整極限。針對最佳NOx 134、最佳功率136、最佳動力學特性138及無最佳設定140而提供之各種例示性調整極限被賦予對應數值(方塊152、154、156及158中分別所展示)。變化既定用於每一準則之對應數值，以使得取決於選擇哪些雙態切換開關14、16或17，可允許極限124將不同。以實例方式，最佳NOx 134、152及最佳功率136、154給出NOx之極限，但亦在未選擇最佳動力學特性138、156之情況中提供欲使用之動力學特性之極限。然而，在選擇最佳動力學特性雙態切換17之情況中，應代替相對於最佳NOx 134、152及最佳功率136、154所列出之值而使用因此所提供之1級δP's及2級δP's值156。

在此特定實例中，選擇針對最佳NOx 14及最佳動力學特性17之雙態切換開關，其中針對最佳功率16之開關處於「關斷」位置中。因此，提供針對高NOx及高高NOx 152之最佳NOx之值。此外，由於亦選擇最佳動力學特性17，因此高1級δP's及高2級δP's 138、156之動力學特性值替換相對於最佳NOx 134、152所提供之彼等δP's值。因此，提供可允許調整極限124，如方塊160中所展示。此等可允許調整極限124對應於圖5中所使用之彼等可允許調整極限(如上文所闡述)，以判定來自CEMS 40及CDMS 50之資訊是處於一警報狀態還是正常操作。

圖8展示併入一使用者之優先級及經接收以用於判定支配性調整關注點106之「真」警報條件之程序之一進一步示意圖。此調整關注點106決定輪機控制器10執行之輪機操作改變，如圖2中所展示。

首先，對所有可能支配性調整問題142做出一判定。此等可能支 配性調整問題包含但不限於：燃燒器熄火、CO排放、NOx排放、1級燃燒器動力學特性(1級δP's)、2級燃燒器動力學特性(2級δP's)及HRSG機械壽命。可能支配性調整問題142之清單由使用者及程式員來判定且可基於若干因素或操作準則。以實例方式，1級及2級燃燒器動力學特性δP's指代在特定聲頻範圍內發生之燃燒動力學特性，藉此該頻率範圍在1級與2級之間係不同的。實際上，諸多燃燒系統可擁有對應於1級及2級之不同聲學諧振頻率，且可利用針對每一不同輪機及/或燃燒器配置之不同輪機操作參數改變來減輕此等2個動力學特性級中之變化。亦應注意，某些燃燒系統可不具有可調整之燃燒器動力學特性之「級」(頻率範圍)、具有1個、2個或大於2個不同「級」(頻率範圍)。本發明利用藉此提及2個不同燃燒器動力學特性級之一系統。然而，本發明完全意欲可廣泛應用於任何數目個相異動力學特性頻率級(自0至大於2個)。

在判定可能支配性調整問題142之後，根據終端使用者之需要以及每一調整關注點對環境及/或輪機性能可具有之有害效應將此等問題按重要性144之次序分級。每一可能支配性調整關注點之相對重要性可不同於每一終端使用者，且針對每一燃燒器配置而不同。舉例而言，某些燃燒系統將演示對燃燒器動力學特性之一極端敏感度，以使得正常日常操作參數變化可致使一正常良性動力學特性調整關注點在一極短時間量中變為惡性。在此情形中，支配性動力學特性調整關注點中之一者或兩者(1級及2級)可提升至優先級1(最重要)。以圖7之實例之方式，燃燒器熄火被列為最重要支配性調整關注點144。此分級用於在存在具有相等位準之嚴重性之多個警報之情況中判定支配性調整關注點。支配性調整關注點144之此分級(自最重要至最不重要)提供其中形成特定布林邏輯階層148之總體框架。舉例而言，假定1級及2級δP's相對於系統操作參數中之微擾通常遵從單調行為，一高-高 「HH」2級δP's警報可比高「H」1級δP's警報重要。另外，在圖8中針對布林邏輯階層148給出之實例中，高「H」NOx排放比高「H」2級動力學特性重要。此意指若高「H」NOx及高「H」2級動力學特性兩者皆「在警報中」(邏輯=真)，則在不存在為「真」之其他警報之情況下，自動調整系統將針對高「H」NOx進行調整，此乃因高「H」NOx係支配性調整關注點。最後，可瞭解，熄火分級在NOx排放之上且熄火及NOx排放兩者皆分級在1級δP's之上。因此，若存在針對所有三種類別而返回之高「H」警報，則熄火將為支配性調整關注點，後續接著NOx排放且然後1級δP's。此布林邏輯階層148將係與藉由比較可允許調整極限124與操作資料120、122而返回之「真」警報130(如上文關於圖5所陳述)進行比較之內容。

所有「真」調整警報130經提供為按嚴重性分級(例如，HHH高於HH等)。然後，在步驟150中，比較「真」調整警報130與硬編碼布林邏輯階層148，以判定哪一調整將成為「真」支配性調整關注點106。當此一個「真」支配性調整關注點106藉由操作改變而減輕時，支配性調整關注點106現成為自動調整演算法之其餘部分，如圖2中所詳述。

因此，當關鍵HRSG操作特性指示對照過溫(在蒸汽出口條件處)及/或過調溫(在級內減熱器處)之不足設計邊限時，調整控制器10可經組態以透過操縱燃氣輪機排氣溫度(輪機燃料空氣(f/a)比)而使一廢熱回收蒸汽產生器(HRSG)之機械壽命最佳化。該HRSG將具有用於量測鍋爐之操作參數之感測器且輪機具有用於量測輪機之操作參數之感測器構件，如上文所論述。該等HRSG操作參數包含高壓及/或熱再熱蒸汽出口溫度及/或高壓及/或熱再熱級內減熱器出口溫度與壓力。該等輪機操作參數包含燃燒器動力學特性及輪機廢氣排放。使用上文關於警報位準所應用之邏輯，輪機控制器將根據需要調節各種操作控制元 素，諸如燃料分配及/或燃料與空氣(f/a)比。

上文圖1中陳述用於使HRSG壽命最佳化之控制系統且該控制系統(視情況)依賴於透過DCS 20與上文所列出之感測器構件及控制構件通信以控制輪機之操作控制元素之輪機控制器10。為根據其他可能操作優先級使HRSG壽命最大化，一使用者將選擇針對HRSG及/或其他輪機操作的選自包括以下各項之群組之操作優先級：最佳NOx排放、最佳功率輸出、最佳燃燒器動力學特性、最佳HRSG壽命及/或最佳燃料摻合比(非管線品質燃氣與管線品質燃氣之比)。舉例而言，將提供以下實例，其中在圖3中所展示之控制面板中選擇最佳HRSG壽命19，以使得最佳HRSG壽命為除其他選定優先級之外的可能之一操作優先級。

在操作期間，輪機控制器將自燃氣輪機感測器構件及HRSG感測器構件接收操作資料。將基於選定操作優先級來比較該操作資料與所儲存操作標準。使用此比較，輪機控制器將判定HRSG及燃氣輪機操作兩者是否符合操作標準。

在HRSG或燃氣輪機操作參數不在可允許極限內之條件下，調整控制器10將基於預設定操作優先級來判定HRSG及/或燃氣輪機之不符合操作之支配性調整準則。在判定支配性調整準則之情況下，輪機控制器10將與選定操作控制元素通信以在燃氣輪機之操作控制元素中執行一選定調節。操作控制元素可係燃燒器之噴嘴內之燃燒器燃料分配分股、燃料燃氣入口溫度、輪機內之燃料/空氣比及/或燃氣燃料摻合比(燃料組合物)。對操作控制元素之調節將基於支配性調整準則且具有一固定遞增值及經定義範圍，每一遞增改變在足以使輪機獲得操作穩定性之一所設定時間週期內輸入。

將以開環方式重複感測程序，以使得輪機控制器在經過一所設定時間週期後將旋即自HRSG及燃氣輪機感測器構件隨後接收關於操 作參數之進一步資料以判定是否期望一額外遞增改變。若需要額外調整，則將在一經定義範圍內對操作控制元素做出進一步遞增調節。在窮盡對一特定控制元素之可用調節範圍之條件下，調整控制器10將基於支配性調整準則來選擇一進一步操作控制元素調節，該進一步選定調節具有一固定遞增值及經定義範圍，其中在足以使輪機獲得操作穩定性之一所設定時間週期內做出每一遞增調節。在輪機及HRSG之操作期間將繼續該感測及調節(若需要)程序。

在一項實施例中，可用所儲存操作資料來程式化系統，以使得藉由以下各項而在調整程序中使一HRSG之機械壽命最佳化：首先按增量調節燃氣輪機之燃料與空氣比以改變HRSG熱燃氣入口條件以提供關鍵HRSG操作參數(亦即，降低或升高熱燃氣入口之溫度)中之充分設計邊限。然後，該調整可如可作為對輪機之f/a比做出之此等改變之一結果所需而繼續。舉例而言，HRSG可具備用於量測相關聯鍋爐之操作參數之感測器構件，包含高壓及/或熱再熱出口蒸汽溫度以及高壓及/或熱再熱級內減熱器出口溫度與壓力。燃氣輪機亦將具有用於量測輪機之操作參數(包含輪機之煙囪排放及燃燒動力學特性)之感測器構件，及輪機之各種操作元素(包含燃料分配及/或燃料溫度及/或燃料摻合比及/或燃料與空氣比)之控制構件。視情況，調整控制器10、各種感測器構件及控制構件可直接連接或經由一分散式控制系統(DCS)連接。控制系統亦可具備用於設定針對輪機操作的選自包括以下各項之群組(諸如上文所論述之圖3中所展示之群組)之操作優先級之構件：最佳NOx排放、最佳功率輸出、最佳燃燒器動力學特性、最佳燃料摻合比及/或最佳HRSG壽命。使用此調整系統，使用本文中關於使HRSG壽命及輪機操作最佳化而論述之方法來選擇操作優先級、感測操作參數且發生調整，條件係在此例項中，f/a比係欲調節以使HRSG壽命最佳化之預定第一操作控制元素，同時可調節其他操作控 制元素以便使燃燒輪機保持在每一操作參數之可允許極限內。

現使用本文中所闡述之系統揭示透過調整一燃氣輪機之操作而使一HRSG之機械壽命最佳化之一方法。該方法首先包含在輪機控制器10與(視情況)DCS 20之間建立一通信鏈路及自HRSG及/或燃氣輪機感測器構件接收關於HRSG及輪機之各種操作參數之狀態之資料。然後，比較操作參數值與標準資料集以判定是否需要對操作控制元素之調節以便使輪機或HRSG之操作在可允許極限中。若需要調整，則調整控制器將與選定操作控制元素通信以執行選定控制元素之一經定義遞增調節。然後，系統在調整控制器處經由感測器構件及DCS接收來自感測器構件之關於HRSG及輪機兩者之操作之操作參數資料且判定該調節是否使輪機操作符合一設定標準或是否需要一進一步遞增調節。

來自HRSG之所感測資料可包含蒸汽出口溫度及/或蒸汽過熱器級內調溫器過飽和度條件。經調節以修改此等所感測參數之值之操作控制元素可係輪機之燃料與空氣比。一旦HRSG值在可允許極限內，便需要進一步調整以使輪機之操作在其可允許極限內。此將較佳在不具有對f/a比之進一步修改之情況下根據上文所闡述之調整方法而完成，以使得燃料燃氣溫度、燃料分股或燃料摻合比之操作控制元素。

系統之調整可適合於用於調整其中存在兩種相異操作模式之一預混燃燒系統之方法。經調整之輪機(未展示)可具有一外圈相同燃料噴嘴，其利用一外噴嘴燃料分股來調變此等外噴嘴內之圓周燃料分配；一內燃料噴嘴，其利用一內噴嘴燃料分股來調節內噴嘴與外噴嘴之燃料與空氣比。本文中所論述之外及內噴嘴為熟習此項技術者所熟知且在本文中未具體重新計數。兩種相異操作模式包括一「貧」內噴嘴模式，藉此內噴嘴之f/a比小於外燃料噴嘴之f/a比，及一「富」內噴嘴，藉此內噴嘴之f/a比大於外燃料噴嘴之f/a比。用於調整具有此 等相異模式之一系統之方法包括基於輪機負載而在調整控制器10處選擇用於變化模式之一混合燃料分股排程。「貧」中心噴嘴燃料分股排程將在較高負載條件下且「富」燃料分股排程將在較低負載及調節比條件下使用，其中在可能之最低位準下操作輪機以便維持HRSG之操作。

該方法可包含上文所揭示之步驟連同在調整控制器10處做出當前操作模式正利用一「貧」還是「富」內噴嘴操作模式之一判定，及取決於在當前操作條件及儲存於輪機控制器內之預設定操作參數下正利用哪一操作模式，當存在一調整問題時，選擇燃料迴路分股1及/或燃料迴路分股2之調節方向。

可使用布林邏輯雙態切換開關(諸如圖3中所展示之彼等布林邏輯雙態切換開關)進行上文所提供之所有方法以選擇使用者所期望最佳化準則。最佳化準則中之一者係最佳HRSG壽命，藉此將此開關雙態切換至一「1」(「真」)允許調整控制器透過經由對燃氣輪機燃料與空氣比之修改之HRSG入口條件之改變來改良HRSG機械操作邊限，諸如蒸汽出口溫度及/或蒸汽過熱器級內調溫器飽和溫度邊限。可使用上文所揭示之方法及系統做出此等改變。

亦提供用於調整一預混燃燒系統之一方法，藉此存在一外圈燃料噴嘴，其利用一外噴嘴燃料分股以利用以下兩種操作模式調變此等外噴嘴內之圓周燃料分配：外噴嘴之一「貧次要迴路1」子組，藉此此外燃料噴嘴子組之f/a比小於其餘外燃料噴嘴之f/a比；及一「富次要迴路1」內噴嘴，藉此此外燃料噴嘴子組之f/a比大於其餘外燃料噴嘴之f/a比。該方法包含使用一混合燃料分股排程，其中在較高負載條件下具有一「富次要迴路1」燃料分股排程，且在較低負載及調節比條件下使用一「貧次要迴路1」燃料分股排程。該方法亦可包含變化其他操作控制元素(如本文中所闡述)，以便使輪機或HRSG之操作在 可允許極限中。

該方法亦可包含使用一混合燃料分股排程，其中在較高負載條件下具有一「貧次要迴路1」燃料分股排程，且在較低負載及調節比條件下使用一「富次要迴路1」燃料分股排程。此外，該方法可包含在調整控制器10處做出當前操作模式是利用一「貧次要迴路1」還是「富次要迴路1」操作模式之一判定，且取決於在當前操作條件下正利用哪一操作模式，當存在一調整問題時，使用燃料分股之操作控制元素沿適當方向調節燃料迴路分股1及/或燃料迴路分股2。

亦提供用於使用如上文所闡述之類似系統及步驟來調整一預混燃燒系統之一方法，藉此存在一或多個環形圈燃料噴嘴(為相同或不同類型，由影響每一燃料噴嘴圈內之燃料之圓周分配之一圓周燃料分股來控制)。在當前系統中，預期，可利用一第二類之燃料分股(若存在一個以上環形圈之燃料噴嘴)，此利用以下兩種操作模式來調節至徑向同心燃料噴嘴圈中之每一者(圈1、圈2等)之相對(徑向)燃料量：圈1燃料噴嘴之一「貧次要迴路圈1」子組，藉此此圈1燃料噴嘴子組之f/a比小於圈1之其餘燃料噴嘴之f/a比；及圈1燃料噴嘴之一「富次要迴路圈1」子組，藉此此外燃料噴嘴子組之f/a比大於圈1之其餘燃料噴嘴之f/a比。該調整方法包括使用一混合燃料分股排程，其中在較高負載條件下具有一「貧次要迴路圈1」燃料分股排程，在較低負載及調節比條件下使用一「富次要迴路圈1」燃料分股排程，及「富」及「貧」燃料分股排程之類似使用，對於燃燒系統之其餘燃料噴嘴圈中之每一者，在高負載下為一者且在較低負載/調節比條件下為另一者。燃料排程中之每一者可預程式化至調整控制器10中且基於系統之所感測操作參數而選擇。

取決於操作優先級及至調整控制器10之使用者輸入，亦可修改該方法以包含使用一混合燃料分股排程，其中在較高負載條件下具有 一「富次要迴路圈1」燃料分股排程、在較低負載及調節比條件下使用一「貧次要迴路圈1」燃料分股排程及「富」及「貧」燃料分股排程之類似使用，對於燃燒系統之其餘燃料噴嘴圈中之每一者，在高負載下為一者且在較低負載/調節比條件下為另一者。

亦提供用於調整一預混燃燒系統之一方法(諸如上文所揭示之方法)，藉此存在一或多個環形圈燃料噴嘴(為相同或不同類型，由影響每一燃料噴嘴圈內之燃料之圓周分配之一圓周燃料分股來控制)，藉此可利用一第二類之燃料分股(若存在一個以上環形圈燃料噴嘴)，此利用以下兩種操作模式來調節至徑向同心燃料噴嘴圈中之每一者(圈1、圈2等)之相對(徑向)燃料量：圈1燃料噴嘴之一「貧次要迴路圈1」子組，藉此此圈1燃料噴嘴子組之f/a比小於圈1之其餘燃料噴嘴之f/a比；及圈1燃料噴嘴之一「富次要迴路圈1」子組，藉此此外燃料噴嘴子組之f/a比大於圈1之其餘燃料噴嘴之f/a比。該方法首先包括以下步驟：判定當前操作模式是利用一「貧次要迴路圈1」還是「富次要迴路圈1」操作模式，針對燃燒系統之其餘燃料噴嘴圈中之每一者做出當前操作模式(「富」或「貧」次要燃料迴路操作)之一類似判定。一旦做出此等判定，該方法便包括以下步驟：當存在一調整問題時，經由調整控制器10及選定操作控制元素沿適當方向調節燃料迴路分股1及/或燃料迴路分股2。基於在當前操作條件下正利用哪一操作模式來判定調節方向。

圖9至圖12提供繪示布林邏輯階層在實務上如何工作之自動調整系統介面之例示性視覺表示。圖9展示連同上文關於圖8所陳述之實例一起返回之警報。即，警報針對處於H 162、HH 164及HHH 166之位準之2級δP's而返回。另外，針對NOx 168及1級δP's 170之警報在H位準下返回。由於較極端位準勝過處於相同位準之不同警報之衝突，因此HHH 2級δP's為優先級且因此為支配性調整關注點172。

圖10至圖12展示在圖8之使用者所定義階層144下之不同「真」警報位準之支配性調整關注點之各種其他實例。圖10展示在沒有其他警報作用之情況下在最大操作溫度下之高壓蒸汽及在飽和度條件(將水放入至蒸汽管中)下之高壓蒸汽減熱器。因此，HRSG機械壽命最佳化為支配性調整關注點。圖11展示處於H位準之一2級δP's，其中具有處於一H及HH條件兩者之NOx，因此使得高NOx為支配性調整關注點。最後，圖12展示處於H位準之1級δP's及2級δP's。參考圖8中之支配性調整問題144之使用者分級，1級δP's經分級為在2級δP's之上之一優先級，且因此，儘管警報之嚴重性相等，但1級δP's變為支配性調整關注點。

在圖13至圖16中，展示基於來自一運行輪機系統之操作資料之本發明之一調整控制器之一調整操作之操作結果之各種實例。在圖13中，支配性調整關注點為高2級δP's，且當燃燒器動力學特性移動至最佳動力學特性之所設定操作優先級外時，應對於所產生之一高2級δP's警報而做出燃燒器燃料分股E1之一改變。由輪機控制器10自(舉例而言)CDMS 50所接收之實際燃燒器動力學特性資料在圖表中指定為200。燃燒器動力學特性之移動平均值在圖表中識別為202。當燃燒器動力學特性超過動力學特性警報極限值204達一所設定時間週期TA時，一警報自調整控制器內發出。此警報導致第一事件E1及燃燒器燃料分股調整參數206之一所得遞增調節。如所圖解說明，燃料分股中之遞增增加導致燃燒器動力學特性200中之一對應降低，其中平均燃燒器動力學特性202降低低於動力學特性警報極限204。隨時間繼續，該調整由調整控制器保持且平均燃燒器動力學特性202使其操作位置維持低於動力學特性極限204。因此，不需要進一步調節或發出警報。

在圖14中，調整準則為高NOx排放。當自調整控制器接收NOx排 放資料210時，在經過時間TA之後產生一警報。該警報由NOx排放210超過操作標準或調整極限212而導致。該警報啟動導致燃料分股214中之一遞增增加之一第一事件E1。在自第一事件E1起之一時間週期TB之後，NOx警報仍由於NOx排放210超過預設定調整極限212而啟動。時間TB之後的此持續警報導致一第二事件E2及燃料分股值214中之一第二遞增增加。此第二增加在量值上等於第一遞增增加。第二事件E2致使NOx排放位準210在審查時間週期內降低低於預設定極限212且停止警報。當NOx排放210保持低於極限212時，保持燃料分股214調整且輪機之操作藉助經定義操作參數而繼續。

在圖15中，調整準則在警報由調整控制器所接收之一低NOx讀數而形成之情況下為熄火。如所展示，定義NOx調整極限220。在自接收NOx位準資料222起經過所設定時間週期TA後，旋即產生警報且發生一第一事件E1。在第一事件E1處，向下遞增調節燃料分股位準224。在自事件E1起設定經過時間TB之後，額外NOx排放資料222被接收且與預設定警報位準220進行比較。由於NOx仍低於警報位準220，因此發生一第二事件E2，導致燃料分股值224之一進一步遞增減少。發生自事件E2起進一步經過時間TC且接收額外資料。再次，NOx資料222為低，從而維持警報並導致一進一步事件E3。在事件E3處，再次按相同遞增量減少燃料分股值224。此第三遞增調節導致上升高於預設定極限220之NOx排放222且導致警報之移除。事件E3之後設定之燃料分股224調整值由調整控制器10保持在適當位置。

在圖16中，調整準則再次為熄火，藉此由調整控制器10所接收之NOx排放資料230再次沿較低排放極限232追蹤。在第一調整事件E1處，遞增地降低燃料分股值234以導致在較低極限232內之NOx排放230之一對應增加。在此第一遞增調節之後，在一時間週期內之NOx排放保持高於極限232且然後再次開始下降。在第二調整事件E2處， 再次藉由所指定固定遞增值來調節燃料分股值234。然後，此第二調節將燃料分股值234放置在可允許值(經判定為調整控制器10內之一硬編碼極限)之預設定範圍內之其所定義最小值處。由於達到此極限，因此調整操作移動至通常為第二燃料迴路調節之下一操作參數。在所提供之實例中，此第二迴路值(未展示)已在其所設定最大值/最小值處且因此未調節。因此，調整操作繼續移動至下一操作參數，即負載控制曲線236。如所展示，在事件E2處，在負載控制曲線值236中做出一遞增調節。負載控制曲線值236之增加導致至高於最小值232之一值之NOx排放230之一對應增加且移除警報。在移除警報後，旋即保持調整設定且不做出進一步調節。然後，調整控制器10繼續進行至透過DCS自感測器構件接收資料且繼續與所設定操作標準(包含最小NOx排放極限EL)做出比較。

已關於若干本發明之例示性實施例闡述及圖解說明本發明。熟習此項技術者自前述內容應理解，在不背離本發明之精神及範疇之情況下，其中可做出各種其他改變、省略及添加，其中下述申請專利範圍闡述本發明之範疇。

10‧‧‧調整控制器/輪機控制器/控制器

20‧‧‧分散式控制系統

30‧‧‧燃氣輪機控制器/輪機控制器/調整控制器/相關輪機操作參數/輪機系統

40‧‧‧連續排放監視系統/輪機廢氣排放

50‧‧‧連續動力學特性監視系統/燃燒器動力學特性

60‧‧‧燃料加熱控制器/燃料加熱單元/燃料燃氣溫度控制器/相關聯控制器

70‧‧‧燃料摻合比控制器/燃料燃氣比控制器/相關聯控制器

80‧‧‧廢熱回收蒸汽產生器/廢熱回收蒸汽產生器操作參數/相關廢熱回收蒸汽產生器操作參數

Claims (26)

1. 一種用於使一廢熱回收蒸汽產生器之機械壽命最佳化之調整系統，該廢熱回收蒸汽產生器連同一燃燒輪機一起操作，該調整系統包括：一輪機控制器；感測器構件，其用於感測一輪機及廢熱回收蒸汽產生器之操作參數；及控制構件，其用於控制各種操作控制元素，其中該輪機控制器經調適以根據以下步驟來調整燃氣輪機之操作：針對該廢熱回收蒸汽產生器或輪機操作中之至少一者選擇操作優先級，藉此每一選定操作優先級將判定該廢熱回收蒸汽產生器及該輪機之操作標準，自該等感測器構件接收該輪機及該廢熱回收蒸汽產生器之該操作之操作參數資料，基於該等選定操作優先級來比較該操作資料與所儲存操作標準以判定廢熱回收蒸汽產生器及輪機操作兩者是否符合該等操作標準，基於該等預設定操作優先級來判定針對該廢熱回收蒸汽產生器及該輪機之不符合操作之支配性調整準則，與該等控制構件通信以在該燃氣輪機之一第一操作控制元素中執行一選定調節，在經過一所設定時間週期後，旋即自該等感測器構件接收操作資料以判定是否期望一額外遞增改變，並對該選定第一操作控制元素做出進一步調節， 選擇不同於該第一選定操作控制元素之一進一步操作參數調節，及在經過一所設定時間週期後，旋即自該等感測器構件接收操作資料以判定是否期望一額外遞增改變。
2. 如請求項1之系統，其進一步包括一分散式控制系統，藉此該調整控制器使用該分散式控制系統與該等感測器構件及該等控制構件通信。
3. 如請求項1之系統，其中該等操作優先級選自包括以下各項之群組：最佳NOx排放、最佳功率輸出、最佳燃燒器動力學特性、最佳廢熱回收蒸汽產生器壽命及最佳燃料摻合比。
4. 如請求項3之系統，其中該最佳燃料摻合比包括非管線品質燃氣與管線品質燃氣之比。
5. 如請求項1之系統，其中該選定操作控制元素調節基於該支配性調整準則，該選定調節具有一固定遞增值及經定義範圍，每一遞增改變在足以使該輪機獲得操作穩定性之一所設定時間週期內輸入。
6. 如請求項1之系統，其中該燃氣輪機之該等操作控制元素中之該等調節選自包括以下各項之群組：燃燒器之噴嘴內之燃燒器燃料分配分股、燃料燃氣入口溫度、該輪機內之燃料/空氣比及燃氣燃料摻合比(燃料組合物)。
7. 如請求項1之系統，其中該等操作優先級包括最佳廢熱回收蒸汽產生器壽命，且其中當該選定操作優先級為最佳廢熱回收蒸汽產生器壽命時，將對該輪機之該燃料與空氣比之調節選擇為欲調節之該第一操作控制元素。
8. 如請求項1之系統，其中該調整控制器經調適以藉由在基於其餘操作優先級做出任何調整調節之前首先調節該燃料與空氣比操 作控制元素而使該廢熱回收蒸汽產生器之該機械壽命最佳化。
9. 如請求項8之系統，其中在調節該燃料與空氣比操作控制元素之後，該輪機控制器隨後回應於作為調節該燃料與空氣比操作控制元素之結果而發生之該輪機之操作參數之改變來調整額外控制元素。
10. 如請求項1之系統，其中該廢熱回收蒸汽產生器具有選自由以下各項組成之群組之操作參數：高壓出口蒸汽溫度、熱再熱蒸汽溫度、高壓級內減熱器出口溫度與壓力以及熱再熱級內減熱器出口溫度與壓力。
11. 如請求項1之系統，其中該輪機具有選自由輪機煙囪排放及燃燒動力學特性組成之群組之操作參數。
12. 一種用於控制一燃燒輪機之操作之系統，該燃燒輪機連同一廢熱回收蒸汽產生器一起操作，該系統包括：一輪機控制器，其用於儲存與該輪機及該廢熱回收蒸汽產生器之操作相關之資料，接收與該輪機及該廢熱回收蒸汽產生器之該操作相關之操作資料且提供與該輪機及該廢熱回收蒸汽產生器之操作相關之指令信號；感測器構件，其用於感測與該輪機及該廢熱回收蒸汽產生器之該操作相關之資料並將該所感測資料傳遞至該輪機控制器；控制構件，其用於回應於由該輪機控制器提供之一指令信號來控制該輪機之操作控制元素。
13. 如請求項12之系統，其進一步包括用於選擇該輪機及該廢熱回收蒸汽產生器之操作優先級之選擇構件。
14. 如請求項13之系統，其中該等操作優先級選自包括以下各項之群組：最佳NOx排放、最佳功率輸出、最佳燃燒器動力學特性、最佳燃料摻合比及最佳廢熱回收蒸汽產生器壽命。
15. 一種透過調整一燃氣輪機之操作而使一廢熱回收蒸汽產生器之機械壽命最佳化之方法，該方法包括：提供用於感測該廢熱回收蒸汽產生器之操作參數之感測器構件；提供用於控制該輪機之操作控制元素之控制構件，其中該等控制構件回應於來自調整控制器之控制信號而調節選定控制元素；提供用於自該等感測器構件接收關於該等操作參數之資料並將控制信號發送至該等控制構件之一調整控制器；在該調整控制器、該等控制構件及該等感測器構件之間建立一通信鏈路；感測關於該廢熱回收蒸汽產生器及該輪機之操作參數之資料並將該所感測資料傳輸至該輪機控制器；在該輪機控制器處接收該所感測操作參數資料且比較該所感測操作參數資料與儲存於該輪機控制器中之所儲存操作資料以判定是否需要對一操作控制元素之調節以改良該輪機或該廢熱回收蒸汽產生器之操作參數，其中預設定操作參數位準係基於該輪機之操作優先級；將控制信號自該輪機控制器傳遞至該等控制構件以執行一第一選定操作控制元素之一經定義遞增調節，在自該第一選定操作控制元素之該調節起一預設定時間週期之後，感測關於操作參數之資料並將該所感測資料傳輸至該輪機控制器且比較該所感測操作資料與該等預設定操作參數位準以判定是否需要該等操作控制構件內之進一步調節，判定該第一操作控制元素是否能夠接收進一步調節並將控制信號自該輪機控制器傳遞至該等控制構件以執行一第二選定操 作控制元素之一經定義遞增調節。
16. 如請求項15之方法，其進一步包括選擇該輪機及該廢熱回收蒸汽產生器之操作優先級之步驟。
17. 如請求項15之方法，其中欲調節之該第一選定控制元素係該輪機之燃料與空氣比，其中回應於當與該所儲存操作資料進行比較時該廢熱回收蒸汽產生器之操作參數在可允許極限外來完成對該燃料與空氣比之該調節。
18. 一種用於調整一燃燒輪機之一預混燃燒系統之方法，該輪機包括具有一外圈相同燃料噴嘴及一內燃料噴嘴之至少一個燃燒器，該燃燒器利用一內噴嘴燃料分股來調節該內噴嘴與該等外噴嘴之燃料與空氣比，該方法包括：提供經程式化以根據至少兩種相異操作模式來操作該預混燃燒系統之一輪機控制器，該等相異模式包括：一貧內噴嘴模式，藉此該內噴嘴之該燃料與空氣比小於該等外燃料噴嘴之該燃料與空氣比；及一富內噴嘴模式，藉此該內噴嘴之該燃料與空氣比大於該等外燃料噴嘴之該燃料與空氣比，感測該輪機之操作條件，其中該等所感測條件包含高負載、低負載及調節比；及根據該輪機之該操作條件使用該貧內噴嘴模式及該富內噴嘴模式兩者來操作該預混燃燒系統；其中藉由調節該輪機之該等燃料分股來完成將該輪機之該操作模式自貧內噴嘴模式修改為富內噴嘴模式。
19. 如請求項18之方法，其中在高負載條件期間使該預混燃燒系統以一貧內噴嘴模式來操作且在低負載及調節比條件期間使該預混燃燒系統以富內噴嘴模式來操作。
20. 如請求項18之方法，其中在高負載條件期間使該預混燃燒系統 以一富內噴嘴模式來操作且在低負載及調節比條件期間使該預混燃燒系統以貧內噴嘴模式來操作。
21. 一種用於調整一燃燒輪機之一預混燃燒系統之方法，該輪機包括具有一圈外燃料噴嘴之至少一個燃燒器，藉此可個別地調節該等外燃料噴嘴之選定子組之間的燃料分股，該方法包括：提供經程式化以根據至少兩種相異操作模式來操作該預混燃燒系統之一輪機控制器，第一操作模式包括一貧次要迴路，藉此該外燃料噴嘴子組之燃料與空氣比小於其餘外燃料噴嘴之該燃料與空氣比，且第二操作模式包括一富次要迴路，藉此此外燃料噴嘴子組之該燃料與空氣比大於該等其餘外燃料噴嘴之該燃料與空氣比；感測該輪機之操作條件，其中該等所感測條件包含高負載、低負載及調節比；及根據該輪機之該操作條件使用該貧內噴嘴模式及該富內噴嘴模式兩者來操作該預混燃燒系統；其中藉由調節該輪機之該等燃料分股來完成將該輪機之該操作模式自貧內噴嘴模式修改為富內噴嘴模式。
22. 如請求項21之方法，其中在高負載條件期間使該預混燃燒系統以一貧次要迴路模式來操作且在低負載及開關比條件期間使該預混燃燒系統調節比以富次要迴路模式來操作。
23. 如請求項21之方法，其中在高負載條件期間使該預混燃燒系統以一富次要迴路模式來操作且在低負載及開關比條件期間使該預混燃燒系統調節比以貧次要迴路模式來操作。
24. 如請求項21之方法，其進一步包括以下步驟：判定當前操作模式是一貧次要迴路還是一富次要迴路，且當存在一調整問題時，取決於在當前操作條件下正利用哪一操作模式，沿適當方 向調節外燃料噴嘴之選定子組。
25. 如請求項21之方法，其中該輪機包括複數個環形圈之燃料噴嘴，藉此可基於一輪機之操作條件來調節每一圈之該燃料分股，以使得可獨立地調節一第一環形圈之燃料噴嘴及一第二環形圈之燃料噴嘴之該燃料與空氣比。
26. 如請求項25之方法，其中可選擇性地使該第一環形圈之燃料噴嘴以比該第二環形圈之燃料噴嘴高之一燃料與空氣比操作。