TWI644016B - 用於在化學計量廢氣再循環氣渦輪系統中以氧化劑－稀釋劑混合進行擴散燃燒之系統及方法 - Google Patents

Abstract

一種系統，係具備一種具有第一擴散燃料噴嘴之渦輪燃燒器，其中該第一擴散燃料噴嘴具有將個別第一和第二流分開注入渦輪燃燒器之室以產生擴散火焰之第一和第二通道。該第一流包括第一燃料，及該第二流包含第一氧化劑和第一稀釋劑。該系統包括由來自渦輪燃燒器中的擴散火焰之燃燒產物驅動的渦輪。該系統也包括廢氣壓縮機，其中該廢氣壓縮機係經配置以將來自渦輪的廢氣壓縮及沿著廢氣再循環路徑發送至該渦輪燃燒器。

Description

用於在化學計量廢氣再循環氣渦輪系統中以氧化劑-稀釋劑混合進行擴散燃燒之系統及方法

在本文中所揭示之標的係有關氣渦輪引擎。

氣渦輪引擎被用在各種廣泛的應用(諸如發電、飛機以及各種機械)中。氣渦輪引擎通常在燃燒器段中燃燒燃料與氧化劑(例如，空氣)，以產生熱燃燒產物，其然後驅動渦輪段的一或多個渦輪級。進而，渦輪段驅動壓縮機段的一個或多個壓縮機級，從而將氧化劑壓縮以隨著燃料吸進燃燒器段。同樣，燃料和氧化劑在燃燒器段中混合，然後燃燒以產生熱燃燒產物。氣渦輪引擎通常沿著燃燒器段之燃燒室上游的一或多個流動路徑預混燃料和氧化劑，且因此氣渦輪引擎通常用預混火焰操作。不幸地，預混火焰可能很難控制或保持，其會影響各種廢氣排放和功率需求。再者，氣渦輪引擎通常消耗大量的空氣作為氧化劑，並將大量的廢氣排入大氣。換句話說，廢氣通 常以氣渦輪操作之副產物而浪費掉。

發明之簡要說明

某些在範圍上與初始主張之發明相當的具體實例總結如下。這些具體實例不意圖限制所要主張發明之範圍，而是這些具體實例僅意圖提供本發明之可能形式的簡要概述。事實上，本發明可包括各種可能類似於或不同於下述具體實例的形式。

在第一具體實例中，一種系統係具備具有第一擴散燃料噴嘴之渦輪燃燒器，其中該第一擴散燃料噴嘴具有將個別第一和第二流分開注入渦輪燃燒器之室以產生擴散火焰之第一和第二通道。該第一流包括第一燃料，及該第二流包括第一氧化劑和第一稀釋劑。該系統包括由來自渦輪燃燒器中的擴散火焰之燃燒產物驅動之渦輪。該系統也包括廢氣壓縮機，其中該廢氣壓縮機係經配置以將來自渦輪的廢氣壓縮及沿著廢氣再循環路徑發送至該渦輪燃燒器。

在第二具體實例中，一種方法包括將第一和第二流分開注入渦輪燃燒器之室以產生擴散火焰，其中該第一流包含第一燃料，及該第二流包含第一氧化劑和第一稀釋劑。該方法進一步包括用來自擴散火焰之燃燒產物驅動渦輪，及輸出廢氣。該方法進一步包括將該廢氣沿著廢氣再循環路徑再循環至廢氣壓縮機。該方法進一步包括將 該廢氣壓縮和發送至該渦輪燃燒器。

在第三具體實例中，一種方法包括將氧化劑引至至少一個氧化劑壓縮機以產生壓縮氧化劑流，及將再循環低氧含量氣體流引至氣渦輪引擎的壓縮機段以產生壓縮低氧含量氣體流。該方法進一步包括混合第一部分的該壓縮低氧含量氣體流與第一部分的該壓縮氧化劑流且產生稀釋壓縮氧化劑流。該方法進一步包括將稀釋壓縮氧化劑流和燃料流以實質上化學計量比引至至少一個渦輪燃燒器並於燃燒點混合稀釋壓縮氧化劑流和燃料流及燃燒稀釋壓縮氧化劑流和燃料流的混合物。該方法進一步包括將第二部分的壓縮低氧含量氣體流引至該至少一個渦輪燃燒器並在燃燒點之後將其與稀釋壓縮氧化劑流和燃料之燃燒流混合及產生高溫高壓低氧含量流。該方法進一步包括將該高溫高壓低氧含量流引至氣渦輪引擎的膨脹器段並膨脹該高溫高壓低氧含量流以產生機械動力和再循環低氧含量氣體流。該方法進一步包括使用第一部分的機械動力以驅動該氣渦輪引擎的壓縮機段。該方法進一步包括使用第二部分的機械動力以驅動下列中的至少一者：產生器、該至少一個氧化劑壓縮機或至少一個其他機械裝置。該方法進一步包括以再循環迴路將再循環低氧含量氣體流從膨脹器段之出口再循環至氣渦輪引擎的壓縮機段之入口。該方法進一步包括從該氣渦輪引擎抽出至少第三部分的壓縮低氧含量氣體流和將該至少第三部分的壓縮低氧含量氣體流遞送至第一至少一個氧化觸媒單元及產生低氧含量產物流。

10‧‧‧系統

12‧‧‧烴產生系統

14‧‧‧以渦輪為主之服務系統

16‧‧‧油/氣體抽出系統

18‧‧‧提高油回收(EOR)系統

20‧‧‧地下儲存器

22‧‧‧地面設備

24‧‧‧生產樹

26‧‧‧油/氣體井

28‧‧‧管件

30‧‧‧孔

32‧‧‧土

34‧‧‧流體注入系統

36‧‧‧管件

38‧‧‧孔

40‧‧‧流體

42‧‧‧廢氣

44‧‧‧箭頭

46‧‧‧偏移距離

48‧‧‧油/氣體

50‧‧‧箭頭

52‧‧‧氣渦輪系統

54‧‧‧廢氣(EG)處理系統

56‧‧‧熱回收蒸汽產生器(HRSG)

58‧‧‧廢氣再循環(EGR)系統

60‧‧‧廢氣

62‧‧‧蒸汽

64‧‧‧處理過的水

66‧‧‧廢氣

68‧‧‧氧化劑

70‧‧‧燃料

72‧‧‧機械動力

74‧‧‧電力

76‧‧‧抽出點

78‧‧‧廢氣(EG)供應系統

80‧‧‧廢氣(EG)抽出系統

82‧‧‧廢氣(EG)處理系統

84‧‧‧其他系統

86‧‧‧管線

88‧‧‧儲存槽

90‧‧‧碳固存系統

92‧‧‧二氧化碳

94‧‧‧氮

95‧‧‧流

96‧‧‧第一流(富CO₂、貧N₂流)

97‧‧‧第二流(中間濃度CO₂、N₂：流)

98‧‧‧第三流(貧CO₂、富N₂流)

100‧‧‧控制系統

102‧‧‧組合循環系統

104‧‧‧蒸汽渦輪

106‧‧‧機器

108‧‧‧水

110‧‧‧廢氣再循環路徑

112‧‧‧廢氣注入EOR系統

114‧‧‧蒸汽注入EOR系統

116‧‧‧其他油/氣體系統

118‧‧‧控制器

120‧‧‧處理器

122‧‧‧記憶體

124‧‧‧蒸汽渦輪控制

126‧‧‧SEGR氣渦輪系統控制

128‧‧‧機器控制

130‧‧‧感測器反饋

132‧‧‧近距介面

134‧‧‧遠程介面

150‧‧‧氣渦輪引擎

152‧‧‧壓縮機段

154‧‧‧燃燒器段

156‧‧‧渦輪段

158‧‧‧壓縮機級

160‧‧‧燃燒器

162‧‧‧旋轉軸

164‧‧‧燃料噴嘴

166‧‧‧頭端部分

168‧‧‧燃燒部分

170‧‧‧壓縮廢氣

172‧‧‧燃燒氣體

174‧‧‧渦輪級

176‧‧‧軸

178‧‧‧機器

180‧‧‧機器

182‧‧‧廢氣出口

184‧‧‧廢氣入口

186‧‧‧氧化劑壓縮系統

188‧‧‧氧化劑壓縮機

190‧‧‧驅動器

192‧‧‧廢氣(EG)處理組件

194‧‧‧EG處理組件

196‧‧‧EG處理組件

198‧‧‧EG處理組件

200‧‧‧EG處理組件

202‧‧‧EG處理組件

204‧‧‧EG處理組件

206‧‧‧EG處理組件

208‧‧‧EG處理組件

210‧‧‧EG處理組件

212‧‧‧管線

214‧‧‧熱交換器

216‧‧‧管線

220‧‧‧操作方法

222‧‧‧方塊

224‧‧‧方塊

226‧‧‧方塊

228‧‧‧方塊

230‧‧‧方塊

232‧‧‧方塊

234‧‧‧方塊

236‧‧‧方塊

238‧‧‧方塊

240‧‧‧方塊

242‧‧‧方塊

244‧‧‧方塊

246‧‧‧方塊

300‧‧‧氣體處理次系統

302‧‧‧閥

304‧‧‧感測器

306‧‧‧提供控制訊號

308‧‧‧觸媒和熱回收(CHR)系統

310‧‧‧除濕系統(MRS)

312‧‧‧除粒系統(PRS)

314‧‧‧升壓鼓風機

316‧‧‧觸媒單元

318‧‧‧熱交換器

320‧‧‧觸媒單元

322‧‧‧觸媒單元

324‧‧‧觸媒單元

326‧‧‧觸媒單元

328‧‧‧觸媒單元

330‧‧‧熱交換器

332‧‧‧熱交換器

334‧‧‧氧化劑觸媒單元(UCU)

336‧‧‧氧化劑燃料

338‧‧‧熱回收單元(HRU)

340‧‧‧熱回收蒸汽產生器(HRSG)

342‧‧‧蒸汽

344‧‧‧蒸汽渦輪(ST)

346‧‧‧負載

348‧‧‧機械動力

350‧‧‧電力

352‧‧‧除濕單元(MRU)

354‧‧‧除濕單元(MRU)

356‧‧‧除濕單元(MRU)

358‧‧‧熱交換器

360‧‧‧冷凝器

362‧‧‧水

364‧‧‧除濕分離器或過濾器

372‧‧‧水

374‧‧‧除粒單元(PRU)

376‧‧‧除粒單元(PRU)

378‧‧‧除粒單元(PRU)

380‧‧‧慣性分離器

382‧‧‧重力分離器

384‧‧‧微粒

386‧‧‧除粒過濾器

388‧‧‧第一分級過濾器

390‧‧‧第二分級過濾器

392‧‧‧微粒

394‧‧‧排放閥

396‧‧‧排放系統

420‧‧‧系統

422‧‧‧目標系統

424‧‧‧處理次系統

426‧‧‧壓縮系統

428‧‧‧除濕/脫水系統

430‧‧‧除粒/濾粒系統

432‧‧‧氣體分離系統

434‧‧‧氣體純化系統

436‧‧‧CO₂：富流

438‧‧‧中間濃度流

440‧‧‧CO₂：貧流

442‧‧‧次氣體處理系統

444‧‧‧能量回收系統

446‧‧‧次氣體處理系統

448‧‧‧次氣體處理系統

450‧‧‧次氣體處理系統

452‧‧‧能量回收系統

454‧‧‧能量回收系統

456‧‧‧能量回收系統

458‧‧‧壓縮系統

460‧‧‧除濕/脫水系統

462‧‧‧渦輪/膨脹器

464‧‧‧負載

466‧‧‧機械動力

468‧‧‧電力

490‧‧‧護罩

492‧‧‧壓縮機排放腔

494‧‧‧室

496‧‧‧第一壁或襯墊

498‧‧‧第二壁或流動套管

500‧‧‧流動通道

502‧‧‧孔道或穿孔

504‧‧‧廢氣流

506‧‧‧孔道或穿孔

508‧‧‧廢氣注入

510‧‧‧稀釋劑注入器

512‧‧‧稀釋劑注入

514‧‧‧稀釋劑

516‧‧‧火焰

518‧‧‧流體供應系統(FSS)

520‧‧‧燃燒產物或廢氣

522‧‧‧閥

524‧‧‧抽出管線

526‧‧‧閥

528‧‧‧排放管線

530‧‧‧排放系統

550‧‧‧預混燃料噴嘴

552‧‧‧預混火焰

554‧‧‧擴散燃料噴嘴

556‧‧‧擴散火焰

558‧‧‧混合部分

560‧‧‧注入部分

562‧‧‧混合室

564‧‧‧外殼

566‧‧‧注入通道

568‧‧‧導管

570‧‧‧注入出口

580‧‧‧第一混合室

582‧‧‧第二混合室

584‧‧‧第一外殼部分

586‧‧‧第二外殼部分

590‧‧‧並聯混合段

592‧‧‧渦漩段

594‧‧‧內導管或轂(hub)

596‧‧‧外導管

598‧‧‧渦旋葉片

600‧‧‧圓周方向

602‧‧‧縱軸

604‧‧‧內通道

606‧‧‧外通道

608‧‧‧徑向通道

610‧‧‧注入口

612‧‧‧箭頭

614‧‧‧混合物

616‧‧‧箭頭

618‧‧‧混合物

620‧‧‧箭頭

622‧‧‧箭頭

624‧‧‧箭頭

640‧‧‧獨立通道

642‧‧‧燃料通道

644‧‧‧氧化劑通道

646‧‧‧內導管

648‧‧‧外導管或結構

650‧‧‧燃料出口

652‧‧‧氧化劑出口

654‧‧‧共用平面或下游端

656‧‧‧輪廓或邊界

670‧‧‧獨立通道

672‧‧‧注入部分

674‧‧‧混合部分

676‧‧‧內混合室

678‧‧‧外混合室

680‧‧‧內導管或外殼

682‧‧‧外導管或外殼

684‧‧‧燃料-稀釋劑通道

686‧‧‧氧化劑-稀釋劑通道

688‧‧‧內導管

690‧‧‧外導管

692‧‧‧出口

694‧‧‧出口

696‧‧‧共用平面或下游端

698‧‧‧燃料-稀釋劑混合物

700‧‧‧氧化劑-稀釋劑混合物

702‧‧‧輪廓或邊界

720‧‧‧獨立通道

722‧‧‧流體A通道

724‧‧‧流體B通道

726‧‧‧流體C通道

728‧‧‧導管或結構

730‧‧‧導管或結構

732‧‧‧導管或結構

734‧‧‧流體A

736‧‧‧流體B

738‧‧‧流體C

740‧‧‧孔道

742‧‧‧孔道

744‧‧‧孔道

746‧‧‧共用平面或下游端

760‧‧‧流體D通道

762‧‧‧導管或結構

764‧‧‧流體D

766‧‧‧出口

770‧‧‧稀釋劑注入系統

772‧‧‧燃燒之熱產物

774‧‧‧流體E

776‧‧‧流體F

778‧‧‧流體G

790‧‧‧燃料A噴嘴

792‧‧‧燃料B噴嘴

794‧‧‧燃料C噴嘴

796‧‧‧燃料D噴嘴

798‧‧‧燃料E噴嘴

800‧‧‧燃料F噴嘴

802‧‧‧燃料G噴嘴

810‧‧‧流體供應迴路

812‧‧‧稀釋劑供應迴路

814‧‧‧燃料噴嘴供應迴路

816‧‧‧第一噴嘴迴路

818‧‧‧第二噴嘴迴路

820‧‧‧第三噴嘴迴路

822‧‧‧化學計量控制模式

824‧‧‧非化學計量控制模式

826‧‧‧貧燃料控制模式

828‧‧‧富燃料控制模式

830‧‧‧流體供應控制

832‧‧‧第一迴路控制

834‧‧‧第二迴路控制

836‧‧‧第三迴路控制

840‧‧‧氣渦輪負載(EGR流)

842‧‧‧燃料/氧化劑比

844‧‧‧擴散火焰可操作性曲線

846‧‧‧預混火焰可操作性曲線

當參照附圖(在各圖式中類似的字符表示類似的部件)閱讀以下的詳細說明時，本發明的這些和其他特徵、觀點和優點將變得更好理解，其中：圖1為具有連接到烴產生系統的以渦輪為主之服務系統的系統之具體實例的圖示；圖2為圖1的系統之具體實例的圖示，其進一步說明控制系統和組合循環系統；圖3為圖1和2的系統之具體實例的圖示，其進一步說明氣渦輪引擎、廢氣供應系統、和廢氣處理系統的細節；圖4為操作圖1-3的系統之方法的具體實例之流程圖；圖5為圖1-3的廢氣處理系統之具體實例的圖示；圖6為圖1-3的廢氣供應系統之具體實例的圖示；圖7為圖1-3的氣渦輪引擎之具體實例的圖示，其進一步說明燃燒器、燃料噴嘴、和氧化劑、燃料、和稀釋劑之流的細節；圖8為圖7的燃料噴嘴之具體實例的圖示，其說明預混燃料噴嘴配置；圖9為圖7的燃料噴嘴之具體實例的圖示， 其說明預混燃料噴嘴配置；圖10為圖7的燃料噴嘴之具體實例的圖示，其說明預混燃料噴嘴配置；圖11為圖7的燃料噴嘴之具體實例的圖示，其說明擴散燃料噴嘴配置；圖12為圖7的燃料噴嘴之具體實例的圖示，其說明擴散燃料噴嘴配置；圖13為圖7的燃料噴嘴之具體實例的圖示，其說明擴散燃料噴嘴配置；圖14為圖13的燃料噴嘴之具體實例的截面示意圖，其係沿著線14-14取得；圖15為圖13的燃料噴嘴之具體實例的截面示意圖，其係沿著線14-14取得；圖16為圖7的燃燒器和燃料噴嘴之具體實例的圖示，其說明擴散燃料噴嘴配置和稀釋劑注入系統；圖17為圖7的燃燒器和燃料噴嘴之具體實例的截面示意圖，其係沿著線17-17取得，說明燃料噴嘴之多噴嘴配置；及圖18為氣渦輪負載和廢氣再循環(EGR)流對擴散火焰配置和預混火焰配置之燃料/氧化劑比的曲線圖。

發明之詳細說明

一或多個本發明的特定具體實例將描述於下。為了提供此等具體實例之簡要說明，實際實施的所有特徵可不在說明書中描述。應理解：在任何該等實際實施的開發中，如在任何工程或設計項目中，必須進行許多實施-具體決定以實現開發者的特定目的，諸如符合與系統相關和商業相關的限制，其可從一個實施變化到另一個。此外，應理解：該類開發努力可能是複雜且耗時的，但對於具有本揭示的利益之熟習該項技術者而言，仍然是設計、製造和生產的例行任務。

當介紹本發明各種具體實例的元件時，冠詞“一(a、an)”、和“該(the、said)”意欲表示存在一或多個元件。術語“包含”、“包括”和“具有”意欲為包括性並且表示可以有除所列元件之外的其它元件。

如下文所詳細討論的，該等所揭示之具體實例通常係有關具有廢氣再循環(EGR)之氣渦輪系統，且特別是使用EGR之氣渦輪系統的化學計量操作。例如，該氣渦輪系統可經配置以沿著廢氣再循環路徑再循環廢氣，化學計量地燃燒燃料和氧化劑連同至少一些的再循環廢氣，和捕獲用於各種目標系統之廢氣。廢氣之再循環連同化學計量燃燒可幫助增加二氧化碳(CO₂)在廢氣中的濃度水平，其然後可經後處理以分離和純化CO₂和氮(N₂)而用於各種目標系統。氣渦輪系統也可沿著該廢氣再循環路徑使用各種廢氣處理(例如，熱回收、觸媒反應、等等)，從而增加CO₂的濃度水平、減少其他排放 (例如，一氧化碳、氮氧化物、和未燃燒的烴類)之濃度水平，和增加能量回收(例如，用熱回收單元)。再者，氣渦輪引擎可經配置以用一或多個擴散火焰而非或除了預混火焰來燃燒燃料和氧化劑。擴散火焰可幫助保持穩定性和操作在某些化學計量燃燒之限制內，其轉而幫助增加CO₂之產生。例如，如下文所討論，相較於用預混火焰操作之氣渦輪系統，用擴散火焰操作之氣渦輪系統可允許更大量的EGR。轉而，增加量的EGR有助於增加CO₂產生。可能目標系統包括管線、儲存槽、碳固存系統、和烴產生系統，諸如提高油回收(EOR)系統。

作為通常情況，值得注意討論的是：在預混火焰(即，預混燃燒)對擴散火焰(即，擴散燃燒)之間的差異。燃燒(即，預混或擴散燃燒)基本上是在燃料和氧化劑(諸如空氣、氧、富氧空氣、減氧空氣、或氧和氮之混合物)之間的放熱化學反應(例如，燃燒反應)。在燃料和氧化劑之間的放熱化學反應可實質上影響(和控制)火焰之穩定性(例如，火焰表面之穩定性)，且反之亦然。例如，從該放熱化學反應釋放之熱有助於維持火焰，且因此較高火焰溫度通常導致更大的火焰穩定性。換句話說，與放熱化學反應有關之較高溫度可幫助增加火焰穩定性，而與放熱化學反應有關之較低溫度可減少火焰穩定性。火焰溫度主要可取決於燃料/氧化劑比。特別地，火焰溫度在化學計量燃料/氧化劑比時可為最大，如下文所詳細討論的，其通常包括消耗實質上所有的燃料和氧化 劑之放熱化學反應，從而導致實質上沒有殘餘氧化劑或未燃燒燃料。

使用預混燃燒，燃料和氧化劑在一或多個在預混火焰之上游的位置混合，其基本上為燃料和氧化劑之預混物的燃燒。通常，在預混火焰中燃料和氧化劑的放熱化學反應被限制為預混物的燃料/氧化劑比，其達到預混火焰之上游。在許多配置中(特別是當一或多個稀釋劑與燃料和氧化劑預混時)，可能更難用預混火焰保持實質上化學計量燃料/氧化劑比，且因此可能更難以將火焰的穩定性最大化。在某些配置中，預混火焰可用貧燃料之燃料/氧化劑比達到，其減少火焰溫度且因此，有助於降低氮氧化物(NO_X)(例如，一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO₂))的排放。而減少氮氧化物排放係與排放法規有關，減少火焰溫度也導致火焰穩定性降低。在該等所揭示之具體實例中，系統可經控制以提供實質上化學計量燃料/氧化劑比(例如，增加火焰溫度和火焰穩定性)，同時為了排放控制(例如，減少NO_X排放)，使用一或多個稀釋劑來減少溫度。特別地，如下文所討論，稀釋劑可與該燃料和氧化劑分開提供(例如，在燃燒點之後及/或該預混火焰下游)，從而能夠更精確地控制燃料/氧化劑比，以達到化學計量燃燒，同時也使用稀釋劑來控制溫度和排放(例如，NO_X排放)。換句話說，燃料和氧化劑流可彼此與稀釋劑流獨立地控制，從而提供送到預混火焰的位置之預混物中之更精確控制的燃料/氧化劑比。

使用擴散燃燒，燃料和氧化劑通常不在擴散火焰之上游混合，而是燃料和氧化劑直接在火焰表面混合和反應及/或火焰表面存在於燃料和氧化劑之間混合的位置。特別地，燃料和氧化劑分開地接近火焰表面(或擴散邊界/界面)，且然後沿著該火焰表面(或擴散邊界/界面)擴散(例如，經由分子和黏性擴散)以產生擴散火焰。值得注意的是：燃料和氧化劑可沿著此火焰表面(或擴散邊界/界面)呈實質上化學計量比，其可沿著此火焰表面產生更大的火焰溫度(例如，最高火焰溫度)。同樣，如相較於貧燃料或富燃料之燃料/氧化劑比，化學計量燃料/氧化劑比通常產生更大的火焰溫度(例如，最高火焰溫度)。結果，擴散火焰可比預混火焰實質上更穩定，因為燃料和氧化劑之擴散有助於沿著該火焰表面保持化學計量比(和更大的溫度)。雖然更大的火焰溫度也會導致更大的廢氣排放，諸如NO_X排放，但該等所揭示之具體實例使用一或多個稀釋劑來幫助控制溫度和排放同時仍避免燃料和氧化劑之任何預混。例如，該等所揭示之具體實例可引入一或多個與燃料和氧化劑分開之稀釋劑(例如，在燃燒點之後及/或擴散火焰之下游)，從而幫助減少溫度和減少擴散火焰所產生之排放(例如，NO_X排放)。

在該等所揭示之具體實例中，廢氣再循環(EGR)所提供之廢氣充當稀釋劑中的至少一者。廢氣(作為稀釋劑之一)基本上與氧化劑和燃料之流分離，從 而使燃料、氧化劑、和稀釋劑(例如，廢氣)流能夠獨立控制。在某些具體實例中，廢氣可在燃燒點之後及/或火焰(例如，預混火焰及/或擴散火焰)下游注入渦輪燃燒器，從而幫助減少溫度和減少廢氣排放，例如，NO_X排放。然而，其他稀釋劑(例如，蒸汽、氮、或其他惰性氣體)也可單獨或以與廢氣組合之方式用於溫度及/或排放控制。給定預混火焰和擴散火焰之間的差，EGR的量可在用預混燃料噴嘴相對於擴散燃料噴嘴操作的氣渦輪系統之間顯著改變。預混火焰可限制於預混火焰的上游之預混物(例如，包括稀釋劑與燃料和氧化劑的混合)，且因此，預混火焰可能不能夠將火焰穩定性保持高於EGR的某些水平。換句話說，在氣渦輪系統之預混火焰配置中，增加量的與燃料和氧化劑預混之廢氣(例如，EGR)可能越來越減少預混火焰的溫度和火焰穩定性，且因此過多的廢氣可能導致預混火焰變得不穩定。然而，在氣渦輪系統的擴散火焰配置中，現據信：增加量的廢氣(例如，EGR)可與擴散火焰一起使用，遠遠超出了任何與預混火焰配置有關之限制。例如，在實質上化學計量EGR氣渦輪系統中，可以擴散火焰配置使用的廢氣(例如，EGR)之量可為大於可以預混火焰配置使用的廢氣(例如，EGR)之量的至少約10、20、30、40、50、60、70、80、90、或100百分比。藉由進一步的實例，在實質上化學計量EGR氣渦輪系統中，可以擴散火焰配置使用的廢氣(例如，EGR)之量可為大於約35、40、45、50、55、60、65、 70、或75體積百分比的廢氣(例如，EGR)相對於通過燃燒器和渦輪段之總流量(例如，氧化劑、燃料、和稀釋劑之總流量)。結果，CO₂產生之顯著改良可藉由使用擴散火焰(例如，擴散燃料噴嘴)連同實質上化學計量EGR氣渦輪系統達成。

雖然在擴散燃料噴嘴可特別有助於提高EGR和CO₂產生的量，但該等所揭示之具體實例採用各種控制以幫助控制燃料/氧化劑比、火焰之穩定性、廢氣排放、和功率輸出，無論系統是否用預混火焰、擴散火焰、或其組合操作。例如，該等所揭示之具體實例可包括具有一或多個擴散燃料噴嘴和預混燃料噴嘴之燃燒器，其可透過不同流體供應迴路獨立控制以提供預混火焰配置和擴散火焰配置二者之效益。

圖1為具有與以渦輪為主之服務系統14有關的烴產生系統12的系統10之具體實例的圖示。如下述所進一步詳細討論者，各種以渦輪為主之服務系統14之具體實例係經配置以將各種服務(諸如電力、機械動力、和流體(例如，廢氣))提供至該烴產生系統12而促進油及/或氣體之生產或擷取。在所說明之具體實例中，該烴產生系統12包括油/氣體抽出系統16和提高油回收(EOR)系統18，彼等係連接到地下儲存器20(例如，油、氣體、或烴貯槽)。該油/氣體抽出系統16包括連接到油/氣體井26之各種地面設備22，諸如耶誕樹或生產樹24。再者，該井26可包括一或多個貫穿土32中的鑽孔 30至地下儲存器20之管件28。該樹24包括一或多個閥、抗流器、隔離套管、防噴器和各種流量控制裝置，彼等調節壓力和控制至和來自該地下儲存器20之流量。而該樹24通常用於控制出自該地下儲存器20的生產流體(例如，油或氣體)之流量，該EOR系統18可藉由將一或多個流體注入地下儲存器20來增加油或氣體之產生。

因此，該EOR系統18可包括流體注入系統34，其具有一或多個貫穿土32中的孔38至地下儲存器20之管件36。例如，該EOR系統18可將一或多個流體40(諸如氣體、蒸汽、水、化學品、或其任何組合)發送進入該流體注入系統34。例如，如下述所進一步詳細討論者，該EOR系統18可連接到以渦輪為主之服務系統14，使得該系統14將廢氣42(例如，實質上或完全沒有氧)發送至EOR系統18供用作注入流體40。該流體注入系統34將流體40(例如，廢氣42)發送通過一或多個管件36進入地下儲存器20，如箭頭44所示。該注入流體40通過於距離該油/氣體井26之管件28的偏移距離46的管件36進入地下儲存器20。因此，該注入流體40替換配置在地下儲存器20中之油/氣體48，並驅動該油/氣體48向上通過一或多個烴產生系統12之管件28，如箭頭50所示。如下述進一步所詳細討論者，該注入流體40可包括源自該以渦輪為主之服務系統14的廢氣42，該以渦輪為主之服務系統14能夠根據烴產生系統12之需要現場產生廢氣42。換句話說，該以渦輪為主之系統14可同時 產生一或多個以供烴產生系統12使用之服務(例如，電力、機械動力、蒸汽、水(例如，脫鹽水)、和廢氣(例如，實質上無氧))，從而減少或消除對該類服務的外部來源之依賴。

在所說明之具體實例中，該以渦輪為主之服務系統14包括化學計量廢氣再循環(SEGR)氣渦輪系統52和廢氣(EG)處理系統54。氣渦輪系統52可經配置而以操作之化學計量燃燒模式(例如，化學計量控制模式)和操作之非化學計量燃燒模式(例如，非化學計量控制模式)，諸如貧燃料控制模式或富燃料控制模式來操作。在化學計量控制模式中，燃燒通常以燃料和氧化劑之實質上化學計量比發生，從而導致實質上化學計量燃燒。特別地，化學計量燃燒通常包括在燃燒反應中消耗實質上所有的燃料和氧化劑，使得燃燒產物實質上或完全沒有未燃燒燃料和氧化劑。化學計量燃燒之一測量為當量比，或斐(Φ)，其為實際燃料/氧化劑比相對於化學計量燃料/氧化劑比之比。大於1.0之當量比導致燃料和氧化劑之富燃料燃燒，而小於1.0之當量比導致燃料和氧化劑之貧燃料燃燒。相比之下，1.0之當量比導致不是富燃料也不是貧燃料之燃燒，從而在燃燒反應中實質上消耗所有的燃料和氧化劑。在該等所揭示之具體實例的情況下，術語化學計量或實質上化學計量可指約0.95至約1.05之當量比。然而，該等所揭示之具體實例也可包括1.0加或減0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、或以上之當量比。同樣，在以 渦輪為主之服務系統14中的燃料和氧化劑之化學計量燃燒可導致實質上沒有未燃燒燃料或氧化劑殘留的燃燒產物或廢氣(例如，42)。例如，該廢氣42可具有小於1、2、3、4、或5體積百分比之氧化劑(例如，氧)、未燃燒燃料或烴類(例如，HCs)、氮氧化物(例如，NO_X)、一氧化碳(CO)、硫氧化物(例如，SO_X)、氫、和其他不完全燃燒之產物。藉由進一步的實例，該廢氣42可具有小於約10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、500、1000、2000、3000、4000、或5000體積百萬分之一(ppmv)的氧化劑(例如，氧)、未燃燒燃料或烴類(例如，HCs)、氮氧化物(例如，NO_X)、一氧化碳(CO)、硫氧化物(例如，SO_X)、氫、和其他不完全燃燒之產物。然而，該等所揭示之具體實例也可在廢氣42中產生其他範圍之殘餘燃料、氧化劑、和其他排放水平。如使用於本文中，術語排放、排放水平、和排放目標可指某些燃燒產物(例如，NO_X、CO、SO_X、O₂、N₂、H₂、HCs、等等)之濃度水平，其可存在於再循環氣體流、排放氣體流(例如，排放到大氣中)、和各種目標系統(例如，烴產生系統12)中所使用之氣體流中。

雖然在不同具體實例中該SEGR氣渦輪系統52和該EG處理系統54可包括各種組件，但所說明之EG處理系統54包括熱回收蒸汽產生器(HRSG)56和廢氣再循環(EGR)系統58，其可接收和處理源自該SEGR氣 渦輪系統52之廢氣60。該HRSG 56可包括一或多個熱交換器、冷凝器、和各種熱回收設備，彼等共同運作以將熱從該廢氣60轉移到水流，從而產生蒸汽62。該蒸汽62可使用於一或多個蒸汽渦輪、EOR系統18、或任何烴產生系統12的其他部分中。例如，該HRSG 56可產生低壓、中壓、及/或高壓蒸汽62，其可經選擇而施用於低、中、和高壓蒸汽渦輪級，或EOR系統18之不同應用。除了該蒸汽62之外，處理過的水64(諸如脫鹽水)可被HRSG 56、EGR系統58、及/或另一部分的EG處理系統54或SEGR氣渦輪系統52產生。該處理過的水64(例如，脫鹽水)特別可用於缺水區域，諸如內陸或沙漠地區。由於大量的空氣驅動SEGR氣渦輪系統52內之燃料的燃燒，所以至少部分可產生該處理過的水64。而在許多應用(包括烴產生系統12)中，蒸汽62和水64之現場產生可能是有利的，廢氣42、60之現場產生可特別有利於EOR系統18，由於其低氧含量、高壓、和得自該SEGR氣渦輪系統52之熱。因此，HRSG 56、EGR系統58、及/或另一部分的EG處理系統54可將廢氣66輸出或再循環至SEGR氣渦輪系統52中，同時也將廢氣42發送至EOR系統18供烴產生系統12使用。同樣地，該廢氣42可直接從該SEGR氣渦輪系統52抽出(即，不通過EG處理系統54)供用於烴產生系統12之EOR系統18。

廢氣再循環係由EG處理系統54之EGR系統58操控。例如，該EGR系統58包括一或多個導管、閥、 鼓風機、廢氣處理系統(例如，過濾器、除粒單元、氣體分離單元、氣體純化單元、熱交換器、熱回收單元、除濕單元、觸媒單元、化學品注入單元、或其任何組合)，且控制以將廢氣沿著廢氣再循環路徑從SEGR氣渦輪系統52之輸出(例如，排放廢氣60)再循環至輸入(例如，入口廢氣66)。在所說明之具體實例中，該SEGR氣渦輪系統52將廢氣66吸進具有一或多個壓縮機的壓縮機段，從而隨著氧化劑68和一或多個燃料70之吸入將廢氣66壓縮而使用於燃燒器段中。氧化劑68可包括周圍空氣、純氧、富氧空氣、減氧空氣、氧-氮混合物、或促進燃料70的燃燒之任何適當氧化劑。燃料70可包括一或多種氣體燃料、液體燃料、或其任何組合。例如，燃料70可包括天然氣、液化天然氣(LNG)、合成氣、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、石油腦、煤油、柴油、乙醇、甲醇、生物燃料、或其任何組合。

SEGR氣渦輪系統52在燃燒器段中混合和燃燒廢氣66、氧化劑68和燃料70，從而產生熱燃燒氣體或廢氣60以驅動一或多個在渦輪段中之渦輪級。在某些具體實例中，在燃燒器段中之各燃燒器包括一或多個預混燃料噴嘴、一或多個擴散燃料噴嘴、或其任何組合。例如，各預混燃料噴嘴可經配置以在燃料噴嘴中內部地及/或該燃料噴嘴之上游部分地混合氧化劑68和燃料70，從而將氧化劑-燃料混合物從該燃料噴嘴注入用於預混燃燒之燃燒區(例如，預混火焰)。藉由進一步的實例，各擴散燃 料噴嘴可經配置以隔離在燃料噴嘴內的氧化劑68和燃料70之流，從而將氧化劑68和燃料70分開地從該燃料噴嘴注入用於擴散燃燒之燃燒區(例如，擴散火焰)。特別地，由擴散燃料噴嘴提供之擴散燃燒延遲氧化劑68和燃料70的混合直到初始燃燒的點，即，火焰區。在使用擴散燃料噴嘴之具體實例中，擴散火焰可提供增加之火焰穩定性，因為擴散火焰通常在氧化劑68和燃料70的分開流之間的化學計量點(即，當氧化劑68和燃料70被混合時)形成。在某些具體實例中，一或多個稀釋劑(例如，廢氣60、蒸汽、氮、或另一惰性氣體)可與氧化劑68、燃料70、或二者在擴散燃料噴嘴或預混燃料噴嘴中預混。此外，一或多個稀釋劑(例如，廢氣60、蒸汽、氮、或另一惰性氣體)可於各燃燒器內之燃燒點或下游注入燃燒器中。此等稀釋劑之使用可幫助使火焰(例如，預混火焰或擴散火焰)緩和，從而幫助減少NO_X排放，諸如一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO₂)。無論火焰之類型，燃燒產生熱燃燒氣體或廢氣60而驅動一或多個渦輪級。當各渦輪級係由廢氣60驅動時，SEGR氣渦輪系統52產生機械動力72及/或電力74(例如，經由發電機)。系統52也輸出廢氣60，且可進一步輸出水64。同樣，水64可為處理過的水，諸如脫鹽水，其可現場或異地使用於各種應用。

廢氣抽出也由使用一或多個抽出點76之SEGR氣渦輪系統52提供。例如，所說明之具體實例包括 具有廢氣(EG)抽出系統80和廢氣(EG)處理系統82的廢氣(EG)供應系統78，其接收來自抽出點76的廢氣42，處理廢氣42，和然後將廢氣42供應或分配至各種目標系統。目標系統可包括EOR系統18及/或其他系統，諸如管線86、儲存槽88、或碳固存系統90。EG抽出系統80可包括一或多個導管、閥、控制、和流分離，其促進廢氣42與氧化劑68、燃料70、和其他污染物之隔離，同時也控制經抽出之廢氣42的溫度、壓力、和流率。EG處理系統82可包括一或多個熱交換器(例如，熱回收單元諸如熱回收蒸汽產生器、冷凝器、冷卻器、或加熱器)、觸媒系統(例如，氧化觸媒系統)、除粒及/或除水系統(例如，氣體脫水單元、慣性分離器、聯合過濾器、不透水性過濾器、和其他過濾器)、化學品注入系統、以溶劑為主之處理系統(例如，吸收器、快閃槽、等等)、碳捕集系統、氣體分離系統、氣體純化系統、及/或以溶劑為主之處理系統、廢氣壓縮機、其任何組合。此等EG處理系統82之次系統能夠控制溫度、壓力、流率、水分含量(例如，除水之量)、微粒含量(例如，除粒之量)、和氣體組成(例如，CO₂、N₂、等等的百分比)。

視目標系統而定，經抽出之廢氣42係藉由EG處理系統82之一或多個次系統處理。例如，EG處理系統82可將全部或部分的廢氣42導向通過碳捕集系統、氣體分離系統、氣體純化系統、及/或以溶劑為主之處理 系統，其經控制以分開和純化用於各種目標系統之含碳氣體(例如，二氧化碳)92及/或氮(N₂)94。例如，EG處理系統82之具體實例可進行氣體分離和純化以產生多個不同的廢氣42之流95(諸如第一流96、第二流97、和第三流98)。第一流96可具有富二氧化碳及/或貧氮之第一組成(例如，富CO₂貧N₂流)。第二流97可具有中間濃度水平的二氧化碳及/或氮之第二組成(例如，中間濃度CO₂、N₂流)。第三流98可具有貧二氧化碳及/或富氮之第三組成(例如，貧CO₂富N₂流)。各流95(例如，96、97、和98)可包括氣體脫水單元、過濾器、氣體壓縮機、或其任何組合，以促進流95遞送至目標系統。在某些具體實例中，該富CO₂貧N₂流96可具有大於約70、75、80、85、90、95、96、97、98、或99體積百分比的CO₂純度或濃度水平，和小於約1、2、3、4、5、10、15、20、25、或30體積百分比的N₂純度或濃度水平。相比之下，貧CO₂富N₂流98可具有小於約1、2、3、4、5、10、15、20、25、或30體積百分比的CO₂純度或濃度水平，和大於約70、75、80、85、90、95、96、97、98、或99體積百分比的N₂純度或濃度水平。中間濃度CO₂、N₂流97可具有介於約30至70、35至65、40至60、或45至55體積百分比之間的CO₂純度或濃度水平及/或N₂純度或濃度水平。雖然前述範圍只是非限制例，但富CO₂貧N₂流96和貧CO₂富N₂流98可特別適合於與EOR系統18和其他系統84一起使用。然而，任 何此等富、貧、或中間濃度CO₂流95可單獨或以與EOR系統18和其他系統84之各種組合使用。例如，EOR系統18和其他系統84(例如，管線86、儲存槽88、和碳固存系統90)各可接收一或多個富CO₂貧N₂流96、一或多個貧CO₂富N₂流98、一或多個中間濃度CO₂、N₂流97、和一或多個未經處理的廢氣42流(即，繞過EG處理系統82)。

EG抽出系統80沿著該壓縮機段、燃燒器段、及/或渦輪段於一或多個抽出點76抽出廢氣42，使得廢氣42可於適當溫度和壓力下使用於EOR系統18和其他系統84。EG抽出系統80及/或EG處理系統82也可循環流體流(例如，廢氣42)至和從該EG處理系統54。例如，通過EG處理系統54的一部分廢氣42可藉由EG抽出系統80抽出而使用於EOR系統18和其他系統84。在某些具體實例中，該EG供應系統78和EG處理系統54可獨立或彼此整合，且因此可使用獨立或共用次系統。例如，EG處理系統82可被EG供應系統78和EG處理系統54二者使用。從該EG處理系統54抽出之廢氣42可進行多級的氣體處理，諸如在EG處理系統54中的一或多個氣體處理之級，接著在EG處理系統82中的一或多個氣體處理之另外級。

在各抽出點76，由於在EG處理系統54中的實質上化學計量燃燒及/或氣體處理，經抽出之廢氣42可為實質上無氧化劑68和燃料70(例如，未燃燒之燃料 或烴)。再者，視目標系統而定，經抽出之廢氣42在EG供應系統78之EG處理系統82中進行進一步處理，從而進一步減少任何殘餘氧化劑68、燃料70、或其他不要的燃燒產物。例如，在EG處理系統82中處理之前或之後，經抽出之廢氣42可具有小於1、2、3、4、或5體積百分比的氧化劑(例如，氧)、未燃燒燃料或烴類(例如，HCs)、氮氧化物(例如，NO_X)、一氧化碳(CO)、硫氧化物(例如，SO_X)、氫、和其他不完全燃燒之產物。藉由進一步的實例，在EG處理系統82中處理之前或之後，經抽出之廢氣42可具有小於約10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、500、1000、2000、3000、4000、或5000體積百萬分之一(ppmv)的氧化劑(例如，氧)、未燃燒燃料或烴類(例如，HCs)、氮氧化物(例如，NO_X)、一氧化碳(CO)、硫氧化物(例如，SO_X)、氫、和其他不完全燃燒之產物。因此，廢氣42特別適合與EOR系統18一起使用。

渦輪系統52之EGR操作特別允許在許多位置76的廢氣抽出。例如，系統52之壓縮機段可用以壓縮廢氣66而沒有任何氧化劑68(即，僅廢氣66之壓縮)，使得實質上無氧廢氣42可在氧化劑68和燃料70的入口之前從該壓縮機段及/或燃燒器段抽出。抽出點76可位於相鄰壓縮機級在之間的級間口、於沿著該壓縮機排放護罩之口、於沿著在燃燒器段中的各燃燒器之口、 或其任何組合。在某些具體實例中，該廢氣66可不與氧化劑68和燃料70混合直到其到達在燃燒器段中的各燃燒器之頭端部分及/或燃料噴嘴。再者，一或多個流分離器(例如，壁、分隔器、檔板、或類似者)可用以隔離來自抽出點76之氧化劑68和燃料70。使用此等流分離器，抽出點76可直接沿著燃燒器段中的各燃燒器之壁配置。

一旦廢氣66、氧化劑68、和燃料70流過頭端部分(例如，通過燃料噴嘴)進入各燃燒器之燃燒部分(例如，燃燒室)，SEGR氣渦輪系統52係經控制以提供廢氣66、氧化劑68、和燃料70之實質上化學計量燃燒。例如，系統52可保持約0.95至約1.05之當量比。結果，廢氣66、氧化劑68、和燃料70的混合物在各燃燒器中之燃燒產物實質上無氧和未燃燒燃料。因此，燃燒產物(或廢氣)可從SEGR氣渦輪系統52之渦輪段抽出以供用作發送至EOR系統18之廢氣42。沿著該渦輪段，抽出點76可位於任何渦輪級，諸如在相鄰渦輪級之間的級間口。因此，使用任何之前述抽出點76，以渦輪為主之服務系統14可產生、抽出、和遞送廢氣42至烴產生系統12(例如，EOR系統18)供用於從地下儲存器20產生油/氣體48。

圖2為圖1的系統10之具體實例的圖示，其說明連接到以渦輪為主之服務系統14和烴產生系統12之控制系統100。在所說明之具體實例中，以渦輪為主之服務系統14包括組合循環系統102，其包括作為頂循環之 SEGR氣渦輪系統52、作為底循環之蒸汽渦輪104、和用以從廢氣60回收熱以產生用於驅動蒸汽渦輪104之蒸汽62的HRSG 56。同樣，SEGR氣渦輪系統52接收、混合和化學計量地燃燒廢氣66、氧化劑68、和燃料70(例如，預混及/或擴散火焰)，從而產生廢氣60、機械動力72、電力74、及/或水64。例如，SEGR氣渦輪系統52可驅動一或多個負載或機器106，諸如發電機、氧化劑壓縮機(例如，主空氣壓縮機)、齒輪箱、泵、烴產生系統12之設備、或其任何組合。在一些具體實例中，機器106可包括與SEGR氣渦輪系統52串聯之其他驅動器，諸如電動馬達或蒸汽渦輪(例如，蒸汽渦輪104)。因此，由SEGR氣渦輪系統52(和任何另外的驅動器)驅動之機器106的輸出可包括機械動力72和電力74。機械動力72及/或電力74可現場用於供電烴產生系統12，電力74可分配到電力網、或其任何組合。機器106之輸出也可包括用於引入SEGR氣渦輪系統52之燃燒段的壓縮流體，諸如壓縮氧化劑68(例如，空氣或氧)。此等輸出(例如，廢氣60、機械動力72、電力74、及/或水64)各可認為是以渦輪為主之服務系統14的服務。

SEGR氣渦輪系統52產生廢氣42、60，其可為實質上無氧，並將此廢氣42、60發送至EG處理系統54及/或EG供應系統78。EG供應系統78可處理和遞送廢氣42(例如，流95)至烴產生系統12及/或其他系統84。如上述所討論的，EG處理系統54可包括HRSG 56和EGR系統58。HRSG 56可包括一或多個熱交換器、冷凝器、和各種熱回收設備，其可用以從廢氣60回收或轉移熱到水108以產生用於驅動蒸汽渦輪104之蒸汽62。類似於SEGR氣渦輪系統52，蒸汽渦輪104可驅動一或多個負載或機器106，從而產生機械動力72和電力74。在所說明之具體實例中，SEGR氣渦輪系統52和蒸汽渦輪104係串聯排列以驅動相同的機器106。然而，在其他具體實例中，SEGR氣渦輪系統52和蒸汽渦輪104可分開地驅動不同機器106以獨立地產生機械動力72及/或電力74。當蒸汽渦輪104由來自HRSG 56蒸汽62驅動時，蒸汽62之溫度和壓力逐漸減少。因此，蒸汽渦輪104將用過的蒸汽62及/或水108再循環回到HRSG 56而經由從廢氣60之熱回收用於另外的蒸汽產生。除了蒸汽產生，HRSG 56、EGR系統58、及/或另一部分的EG處理系統54可產生水64、與烴產生系統12一起使用之廢氣42，和用作輸入SEGR氣渦輪系統52之廢氣66。例如，水64可為供其它應用使用之處理過的水64，諸如脫鹽水。脫鹽水特別可用於低水可利用率之區。關於廢氣60，EG處理系統54之具體實例可經配置以將廢氣60再循環通過EGR系統58有或沒有將廢氣60通過HRSG 56。

在所說明之具體實例中，SEGR氣渦輪系統52具有廢氣再循環路徑110，其從系統52之廢氣出口延伸至廢氣入口。沿著該路徑110，廢氣60通過EG處理系 統54，其在所說明之具體實例中包括HRSG 56和EGR系統58。該EGR系統58可包括一或多個沿著該路徑110串聯及/或並聯排列之導管、閥、鼓風機、氣體處理系統(例如，過濾器、除粒單元、氣體分離單元、氣體純化單元、熱交換器、熱回收單元諸如熱回收蒸汽產生器、除濕單元、觸媒單元、化學品注入單元、或其任何組合)。換句話說，EGR系統58可包括在系統52的廢氣出口和廢氣入口之間沿著該廢氣再循環路徑110的任何流量控制組件、壓力控制組件、溫度控制組件、水分控制組件、和氣體組成控制組件。因此，在沿著路徑110具有HRSG 56之具體實例中，HRSG 56可被認為是EGR系統58之組件。然而，在某些具體實例中，該HRSG 56可沿著與廢氣再循環路徑110無關之排放路徑配置。無論HRSG 56是否沿著與EGR系統58之分開路徑或共用路徑，HRSG 56和EGR系統58吸入廢氣60和輸出再循環廢氣66、廢氣42而供與EG供應系統78(例如，用於烴產生系統12及/或其他系統84)，或廢氣之另一輸出一起使用。同樣，SEGR氣渦輪系統52吸入、混合、和化學計量地燃燒廢氣66、氧化劑68、和燃料70(例如，預混及/或擴散火焰)以產生用於分配至EG處理系統54、烴產生系統12、或其他系統84之實質上無氧和無燃料廢氣60。

如上參照圖1所述，烴產生系統12可包括各種促進透過油/氣體井26從地下儲存器20回收或產生油/氣體48的設備。例如，烴產生系統12可包括具有流體注 入系統34的EOR系統18。在所說明之具體實例中，該流體注入系統34包括廢氣注入EOR系統112和蒸汽注入EOR系統114。雖然流體注入系統34可接收來自各種來源的流體，但所說明之具體實例可接收來自以渦輪為主之服務系統14的廢氣42和蒸汽62。以渦輪為主之服務系統14所產生之廢氣42及/或蒸汽62也可發送至烴產生系統12供使用於其他油/氣體系統116中。

廢氣42及/或蒸汽62之量、質、和流動可由控制系統100控制。控制系統100可完全用於以渦輪為主之服務系統14，或控制系統100也可隨意地提供用於烴產生系統12及/或其他系統84之控制(或至少一些數據以促進控制)。在所說明之具體實例中，該控制系統100包括具有處理器120、記憶體122、蒸汽渦輪控制124、SEGR氣渦輪系統控制126、和機器控制128的控制器118。處理器120可包括單一處理器或二或多個冗餘(redundant)處理器，諸如用於控制以渦輪為主之服務系統14的三冗餘處理器。記憶體122可包括揮發性及/或非揮發性記憶體。例如，記憶體122可包括一或多個硬碟、快閃記憶體、唯讀記憶體、隨機存取記憶體、或其任何組合。控制124、126、和128可包括軟體及/或硬體控制。例如，控制124、126、和128可包括各種儲存於記憶體122和由處理器120執行之指令或代碼。控制124係經配置以控制蒸汽渦輪104之操作，SEGR氣渦輪系統控制126係經配置以控制系統52，和機器控制128係經 配置以控制機器106。因此，控制器118(例如，控制124、126、和128)可經配置以整合以渦輪為主之服務系統14的各種次系統而將適當廢氣42流提供至烴產生系統12。

在某些控制系統100之具體實例中，圖示中所說明或本文中所述之各元件(例如，系統、次系統、和組件)包括(例如，直接在該元件之內、上游、或下游)一或多個經由工業控制網路以及控制器118彼此通信連接之工業控制部件(feature)，諸如感測器和控制裝置。例如，與各元件相關聯的控制裝置可包括專用裝置控制器(例如，包括處理器、記憶體、和控制指令)、一個或多個引動器、閥、開關和工業控制設備，其能夠根據感測器反饋130、來自該控制器118之控制信號、來自使用者之控制信號、或其任何組合進行控制。因此，任何本文中所述的控制功能性可用所儲存及/或可由控制器118、與各元件相關聯的專用裝置控制器、或其組合執行的控制指令來實現。

為了促進該控制功能性，控制系統100包括一或多分佈在整個系統10之感測器，以獲得用於執行各種控制(例如，控制124、126、和128)的感測器反饋130。例如，感測器反饋130可從分佈在整個SEGR氣渦輪系統52、機器106、EG處理系統54、蒸汽渦輪104、烴產生系統12、或任何在整個以渦輪為主之服務系統14或烴產生系統12中的其他組件之感測器獲得。例如，感 測器反饋130可包括溫度反饋、壓力反饋、流率反饋、火焰溫度反饋、燃燒動力學反饋、入口氧化劑組成反饋、入口燃料組成反饋、排放組成反饋、機械動力72之輸出水平、電力74之輸出水平、廢氣42、60之輸出量、水64之輸出量或質、或其任何組合。例如，感測器反饋130可包括廢氣42、60之組成以促進在SEGR氣渦輪系統52中之化學計量燃燒。例如，感測器反饋130可包括來自一或多個沿著氧化劑68的氧化劑供應路徑之入口氧化劑感測器、一或多個沿著燃料70的燃料供應路徑之入口燃料感測器、和一或多個沿著該廢氣再循環路徑110配置及/或在SEGR氣渦輪系統52內之廢氣排放感測器的反饋。入口氧化劑感測器、入口燃料感測器、和廢氣排放感測器可包括溫度感測器、壓力感測器、流率感測器、和組成感測器。排放感測器可包括用於氮氧化物(例如，NO_X感測器)、碳氧化物(例如，CO感測器和CO₂感測器)、硫氧化物(例如，SO_X感測器)、氫(例如，H₂感測器)、氧(例如，O₂感測器)、未燃燒的烴類(例如，HC感測器)、或其他不完全燃燒之產物、或其任何組合之感測器。

使用此反饋130，控制系統100可調整(例如，增加、減少、或保持)廢氣66、氧化劑68、及/或燃料70進入SEGR氣渦輪系統52之入口流量(其他操作參數之中)以將當量比保持在適當範圍內，例如，介於約0.95至約1.05之間，介於約0.95至約1.0之間，介於約 1.0至約1.05之間，或實質上於1.0。例如，控制系統100可分析反饋130以監控廢氣排放(例如，氮氧化物、碳氧化物諸如CO和CO₂、硫氧化物、氫、氧、未燃燒的烴類、和其他不完全燃燒的產物之濃度水平)及/或判定當量比，和然後控制一或多個組件以調整廢氣排放(例如，在廢氣42中之濃度水平)及/或當量比。控制組件可包括任何參照圖示所說明和所述之組件，包括但不限於沿著用於氧化劑68、燃料70、和廢氣66之供應路徑的閥；氧化劑壓縮機、燃料泵、或EG處理系統54中之任何組件；SEGR氣渦輪系統52之任何組件、或其任何組合。控制組件可調整(例如，增加、減少、或保持)在SEGR氣渦輪系統52內燃燒之氧化劑68、燃料70、和廢氣66的流率、溫度、壓力、或百分比(例如，當量比)。控制組件也可包括一或多種氣體處理系統，諸如觸媒單元(例如，氧化觸媒單元)、用於觸媒單元之供應(例如，氧化燃料、熱、電、等等)、氣體純化及/或分離單元(例如，以溶劑為主之分離器、吸收器、快閃槽、等等)、和過濾單元。氣體處理系統可幫助減少各種沿著該廢氣再循環路徑110、排放路徑(例如，排放到大氣中)、或至EG供應系統78之抽出路徑的廢氣排放。

在某些具體實例中，該控制系統100可分析反饋130和控制一或多個組件以保持或減少排放水平(例如，廢氣42、60、95中之濃度水平)至目標範圍，諸如小於約10、20、30、40、50、100、200、300、400、 500、1000、2000、3000、4000、5000、或10000體積百萬分之一(ppmv)。此等目標範圍對於各廢氣排放(例如，氮氧化物、一氧化碳、硫氧化物、氫、氧、未燃燒的烴類和其他不完全燃燒之產物的濃度水平)可為相同或不同。例如，視當量比而定，控制系統100可選擇性地控制氧化劑(例如，氧)在小於約10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、250、500、750、或1000ppmv之目標範圍內；一氧化碳(CO)在小於約20、50、100、200、500、1000、2500、或5000ppmv之目標範圍內；及氮氧化物(NO_X)在小於約50、100、200、300、400、或500ppmv之目標範圍內的廢氣排放(例如，濃度水平)。在某些用實質上化學計量當量比操作之具體實例中，控制系統100可選擇性地控制氧化劑(例如，氧)在小於約10、20、30、40、50、60、70、80、90、或100ppmv之目標範圍內；及一氧化碳(CO)在小於約500、1000、2000、3000、4000、或5000ppmv之目標範圍內的廢氣排放(例如，濃度水平)。在某些用貧燃料當量比(例如，介於約0.95至1.0之間)操作之具體實例中，控制系統100可選擇性地控制氧化劑(例如，氧)在小於約500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1400、或1500ppmv之目標範圍內；一氧化碳(CO)在小於約10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、150、或200ppmv之目標範圍內；及氮氧化物(例如，NO_X)在小於約50、100、150、200、250、300、350、或 400ppmv之目標範圍內的廢氣排放(例如，濃度水平)。前述目標範圍僅是例子，且不打算限制該等所揭示之具體實例的範圍。

控制系統100也可連接到近距介面132和遠程介面134。例如，近距介面132可包括現場配置於以渦輪為主之服務系統14及/或烴產生系統12之電腦工作站。相比之下，遠程介面134可包括異地配置於以渦輪為主之服務系統14和烴產生系統12之電腦工作站，諸如透過網際網路連接。此等介面132和134促進以渦輪為主之服務系統14的監測和控制，諸如透過一個或多個的感測器反饋130、操作參數、等等的圖形顯示器。

同樣，如上所述，控制器118包括各種控制124、126、和128以促進以渦輪為主之服務系統14的控制。蒸汽渦輪控制124可接收感測器反饋130和輸出控制指令以促進蒸汽渦輪104之操作。例如，蒸汽渦輪控制124可接收來自HRSG 56、機器106、沿著蒸汽62之路徑的溫度和壓力感測器、沿著水108之路徑的溫度和壓力感測器、及各種機械動力72和電力74之感測器指示的感測器反饋130。同樣地，SEGR氣渦輪系統控制126可接收來自一或多個沿著該SEGR氣渦輪系統52、機器106、EG處理系統54、或其任何組合配置之感測器的感測器反饋130。例如，感測器反饋130可得自配置在SEGR氣渦輪系統52內或外部之溫度感測器、壓力感測器、間隙感測器、振動感測器、火焰感測器、燃料組成感測器、廢氣組 成感測器、或其任何組合。最後，機器控制128可接收來自與機械動力72和電力74有關之各種感測器，以及配置在機器106內的感測器之感測器反饋130。此等控制124、126、和128各使用感測器反饋130以改良以渦輪為主之服務系統14的操作。

在所說明之具體實例中，SEGR氣渦輪系統控制126可執行指令以控制EG處理系統54、EG供應系統78、烴產生系統12、及/或其他系統84中之廢氣42、60、95的量和質。例如，SEGR氣渦輪系統控制126可將廢氣60中的氧化劑(例如，氧)及/或未燃燒燃料之水平保持低於適合與廢氣注入EOR系統112一起使用之閾值。在某些具體實例中，該閾值水平可為小於1、2、3、4、或5百分比的氧化劑(例如，氧)及/或未燃燒燃料，以廢氣42、60的體積計；或氧化劑(例如，氧)及/或未燃燒燃料(和其他廢氣排放)在廢氣42、60中之閾值水平可小於約10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、500、1000、2000、3000、4000、或5000體積百萬分之一(ppmv)。藉由進一步的實例，為了達到氧化劑(例如，氧)及/或未燃燒燃料之此等低水平，SEGR氣渦輪系統控制126可將用於在SEGR氣渦輪系統52中的燃燒之當量比保持介於約0.95和約1.05之間。SEGR氣渦輪系統控制126也可控制EG抽出系統80和EG處理系統82以將廢氣42、60、95之溫度、壓力、流率、和氣體組成保持在用於廢氣注入EOR 系統112、管線86、儲存槽88、和碳固存系統90之適當範圍內。如上述所討論的，EG處理系統82可經控制以將廢氣42純化及/或分離成一或多種氣體流95，諸如富CO₂貧N₂流96、中間濃度CO₂、N₂流97、和貧CO₂富N₂流98。除了用於廢氣42、60、和95之控制外，控制124、126、和128可執行一或多個指令以將機械動力72保持在適當功率範圍內，或將電力74保持在適當頻率和功率範圍內。

圖3為系統10之具體實例的圖示，其進一步說明與烴產生系統12及/或其他系統84一起使用之SEGR氣渦輪引擎52的細節。在所說明之具體實例中，SEGR氣渦輪系統52包括連接到EG處理系統54之氣渦輪引擎150。所說明之氣渦輪引擎150包括壓縮機段152、燃燒器段154、和膨脹器段或渦輪段156。壓縮機段152包括一或多個廢氣壓縮機或壓縮機級158，諸如1至20個以串聯排列配置之旋轉壓縮機葉片的級。同樣地，燃燒器段154包括一或多個燃燒器160，諸如1至20個沿圓周分布在SEGR氣渦輪系統52之旋轉軸162周圍的燃燒器160。再者，各燃燒器160可包括一或多個經配置以注入廢氣66、氧化劑68、及/或燃料70之燃料噴嘴164。例如，各燃燒器160之頭端部分166可容納1、2、3、4、5、6、或更多個燃料噴嘴164，其可將廢氣66、氧化劑68、及/或燃料70之流或混合物注入燃燒器160之燃燒部分168(例如，燃燒室)。

燃料噴嘴164可包括預混燃料噴嘴164(例如，經配置以預混用於產生氧化劑/燃料預混火焰之氧化劑68和燃料70)及/或擴散燃料噴嘴164(例如，經配置以注入用於產生氧化劑/燃料擴散火焰之氧化劑68和燃料70的分開流)之任何組合。預混燃料噴嘴164之具體實例可包括渦旋葉片、混合室、或其他用以在噴嘴164中內部混合氧化劑68和燃料70的部件(feature)。預混燃料噴嘴164也可接收至少一些部分混合之氧化劑68和燃料70。在某些具體實例中，各擴散燃料噴嘴164可隔離氧化劑68和燃料70之流直到注入點，同時也隔離一或多個稀釋劑(例如，廢氣66、蒸汽、氮、或另一惰性氣體)之流直到注入點。在其他具體實例中，各擴散燃料噴嘴164可隔離氧化劑68和燃料70之流直到注入之點，同時在注入點之前部分地混合一或多個稀釋劑(例如，廢氣66、蒸汽、氮、或另一惰性氣體)與氧化劑68及/或燃料70。此外，一或多個稀釋劑(例如，廢氣66、蒸汽、氮、或另一惰性氣體)可在該燃燒區或下游注入燃燒器(例如，注入燃燒之熱產物)，從而幫助減少燃燒的熱產物之溫度和減少NO_X(例如，NO和NO₂)之排放。不論燃料噴嘴164之類型，可控制SEGR氣渦輪系統52以提供氧化劑68和燃料70之實質上化學計量燃燒。

在操作中，如圖所示，壓縮機段152接收和壓縮來自EG處理系統54之廢氣66，和將壓縮廢氣170輸出至燃燒器段154中之各燃燒器160。一旦在各燃燒器 160內燃燒燃料60、氧化劑68、和廢氣170，另外的燃燒之廢氣或產物172(即，燃燒氣體)被發送進入渦輪段156。類似於壓縮機段152，渦輪段156包括一或多個渦輪或渦輪級174，其可包括一系列的旋轉渦輪葉片。此等渦輪葉片然後由在燃燒器段154中產生的燃燒之產物172驅動，從而驅動連接到機器106之軸176的旋轉。同樣，機器106可包括各種的連接到SEGR氣渦輪系統52任何一端的設備，諸如連接到渦輪段156之機器106、178及/或連接到壓縮機段152之機器106、180。在某些具體實例中，該機器106、178、180可包括一或多個發電機、用於氧化劑68之氧化劑壓縮機、用於燃料70之燃料泵、齒輪箱、或連接到SEGR氣渦輪系統52之另外的驅動器(例如蒸汽渦輪104、電動馬達、等等)。如圖所示，渦輪段156將廢氣60輸出以沿著該廢氣再循環路徑110而從渦輪段156之廢氣出口182再循環至廢氣入口184進入壓縮機段152。如上文所詳細討論的，沿著該廢氣再循環路徑110，廢氣60通過EG處理系統54(例如，HRSG 56及/或EGR系統58)。

同樣，燃燒器段154中的各燃燒器160接收、混合、和化學計量地燃燒壓縮廢氣170、氧化劑68、和燃料70以產生另外的燃燒之廢氣或產物172以驅動渦輪段156。在某些具體實例中，該氧化劑68係以氧化劑壓縮系統186(諸如主空氣壓縮(MAC)系統)壓縮。氧化劑壓縮系統186包括連接到驅動器190之氧化劑壓縮機 188。例如，驅動190可包括電動馬達、燃燒引擎、或其任何組合。在某些具體實例中，該驅動器190可為渦輪引擎，諸如氣渦輪引擎150。因此，氧化劑壓縮系統186可為機器106的整體部分。換句話說，壓縮機188可直接或間接地以由氣渦輪引擎150的軸176所提供的機械動力72驅動。在該類具體實例中，驅動器190可以被排除，因為壓縮機188依賴於來自渦輪發動機150之動力輸出。然而，在所說明之具體實例中，該氧化劑壓縮系統186係與該機器106分離。在任一具體實例中，壓縮系統186將氧化劑68壓縮和供應至燃料噴嘴164和燃燒器160。如下述所進一步詳細討論者，氧化劑68和燃料70可在特別選定的位置提供至氣渦輪引擎150，以促進壓縮廢氣170的隔離和抽出而沒有任何降解廢氣170的品質之氧化劑68或燃料70。

如圖3中所示，EG供應系統78係配置在氣渦輪引擎150和目標系統(例如，烴產生系統12和其他系統84)之間。特別地，EG供應系統78(例如，EG抽出系統(EGES)80))可沿著該壓縮機段152、燃燒器段154、及/或渦輪段156於一或多個抽出點76連接到氣渦輪引擎150。例如，抽出點76可位於相鄰壓縮機級之間，諸如在壓縮機級之間的2、3、4、5、6、7、8、9、或10個級間抽出點76。此等級間抽出點76各提供不同溫度和壓力的經抽出之廢氣42。類似地，抽出點76可位於相鄰渦輪級之間，諸如在渦輪級之間的2、3、4、5、 6、7、8、9、或10個級間抽出點76。此等級間抽出點76各提供不同溫度和壓力的經抽出之廢氣42。藉由進一步的實例，抽出點76可位於遍及燃燒器段154之眾多位置，其可提供不同溫度、壓力、流率、和氣體組成。此等抽出點76各可包括EG抽出導管、一或多個閥、感測器、和控制，其可用以選擇性控制經抽出之廢氣42至EG供應系統78的流。

經抽出之廢氣42(其由EG供應系統78分配)具有適合於目標系統(例如，烴產生系統12和其他系統84)之控制組成。例如，於各個此等抽出點76，廢氣170可與氧化劑68和燃料70之注入點(或流)實質上隔離。換句話說，EG供給系統78可專門設計用來從氣渦輪引擎150中抽出廢氣170，沒有任何添加的氧化劑68或燃料70。再者，鑑於各燃燒器160中之化學計量燃燒，經抽出之廢氣42可實質上無氧和燃料。EG供應系統78可將經抽出之廢氣42直接或間接發送至用於各種方法(諸如提高油回收、碳固存、儲存)中之烴產生系統12及/或其他系統84，或輸送到異地位置。然而，在某些具體實例中，EG供應系統78包括用於在與目標系統一起使用之前，進一步處理廢氣42之EG處理系統(EGTS)82。例如，EG處理系統82可將廢氣42純化及/或分離成一或多個流95，諸如富CO₂貧N₂流96、中間濃度CO₂、N₂流97、和貧CO₂富N₂流98。此等處理過的廢氣流95可與烴生產系統12和其他系統84(例如，管線 86、儲存槽88、和碳固存系統90)一起個別地，或以任何組合使用。

類似於在EG供應系統78進行之廢氣處理，EG處理系統54可包括多個廢氣(EG)處理組件192，諸如以元件編號194、196、198、200、202、204、206、208、和210表示者。此等EG處理組件192(例如，194至210)可以一或多個串聯排列、並聯排列、或串聯和並聯排列之任何組合沿著該廢氣再循環路徑110配置。例如，EG處理組件192(例如，194至210)可包括下列之以任何順序的任何串聯和/或並聯排列：一或多個熱交換器(例如，熱回收單元諸如熱回收蒸汽產生器、冷凝器、冷卻器、或加熱器)、觸媒系統(例如，氧化觸媒系統)、除粒及/或除水系統(例如，慣性分離器、聯合過濾器、不透水性過濾器、和其他過濾器)、化學品注入系統、以溶劑為主之處理系統(例如，吸收器、快閃槽、等等)、碳捕集系統、氣體分離系統、氣體純化系統、及/或以溶劑為主之處理系統、或其任何組合。在某些具體實例中，該觸媒系統可包括氧化觸媒、一氧化碳還原觸媒、氮氧化物還原觸媒、氧化鋁、氧化鋯、氧化矽、氧化鈦、氧化鉑、氧化鈀、氧化鈷、或混合金屬氧化物、或其組合。該等所揭示之具體實例意在包括前述組件192串聯和並聯排列的任何和所有排列組合。如下所示，表1描述一些組件192沿著該廢氣再循環路徑110排列之非限制例。

如表1中所示，觸媒單元係以CU表示，氧化觸媒單元係以OCU表示，升壓鼓風機係以BB表示，熱交換器係以HX表示，熱回收單元係以HRU表示，熱回收蒸汽產生器係以HRSG表示，冷凝器係以COND表示，蒸汽渦輪係以ST表示，除粒單元係以PRU表示，除濕單 元係以MRU表示，過濾器係以FIL表示，聯合過濾器係以CFIL表示，不透水性過濾器係以WFIL表示，慣性分離器係以INER表示，和稀釋劑供應系統(例如，蒸汽、氮、或其他惰性氣體)係以DIL表示。雖然表1以從渦輪段156之廢氣出口182向壓縮機段152之廢氣入口184的順序說明組件192，但表1也意欲涵蓋所示組件192的反向順序。在表1中，任何包括二或多個組件之方格意欲涵蓋與組件之整合單元、組件之並聯排列、或其任何組合。再者，在表1範圍內，HRU、HRSG、和COND為HE之例子；HRSG為HRU之例子；COND、WFIL、和CFIL為WRU之例子；INER、FIL、WFIL、和CFIL為PRU之例子；及WFIL和CFIL為FIL之例子。同樣，表1不意欲排除任何未說明之組件192的排列。在某些具體實例中，所說明之組件192(例如，194至210)可以部分或完全整合於HRSG56、EGR系統58、或其任何組合中。此等EG處理組件192可使能夠反饋控制溫度、壓力、流速和氣體組成，同時也從廢氣60中除去水分和微粒。再者，處理過的廢氣60可於一或多個抽出點76抽出而用於EG供應系統78及/或再循環至壓縮機段152之廢氣入口184。

當處理過的再循環廢氣66通過壓縮機段152，SEGR氣渦輪系統52可沿著一或多個管線212(例如，排氣導管或旁路導管)排出一部分的壓縮廢氣。各管線212可將廢氣發送進入一或多個熱交換器214(例如， 冷卻單元)，從而冷卻用於再循環回到SEGR氣渦輪系統52之廢氣。例如，在通過熱交換器214之後，一部分的冷卻廢氣可沿著用於渦輪護罩、渦輪罩、軸承、和其他組件之冷卻及/或密封的管線212發送至渦輪段156。在該類具體實例中，SEGR氣渦輪系統52不會為了冷卻及/或密封目的而將任何氧化劑68(或其他可能的污染物)發送通過渦輪段156，且因此任何洩漏的冷卻廢氣不會污染流過和驅動渦輪段156之渦輪級的燃燒之熱產物(例如，工作廢氣)。藉由進一步的實例，在通過熱交換器214之後，一部分的冷卻廢氣可沿著管線216(例如，回程導管)發送至壓縮機段152之上游壓縮機級，從而改良以壓縮機段152壓縮之效率。在該類具體實例中，熱交換器214可配置成用於壓縮機段152之級間冷卻單元。以此方式，冷卻廢氣幫助增加SEGR氣渦輪系統52之操作效率，而同時幫助保持廢氣之純度(例如，實質上無氧化劑和燃料)。

圖4為圖1-3中所示的系統10之操作方法220的具體實例之流程圖。在某些具體實例中，方法220可為電腦執行方法，其存取一或多個儲存在記憶體122中之指令並在圖2中所示的控制器118之處理器120上執行指令。例如，方法220中的各步驟可包括可由參考圖2所述的控制系統100之控制器118執行的指令。

方法220可以啟動圖1-3之SEGR氣渦輪系統52的啟動模式開始，如以方塊222所指示。例如，啟動 模式可包括逐步提升SEGR氣渦輪系統52以將熱梯度、振動、和間隙(例如，在旋轉和固止部件之間)保持在可接受的閾值內。例如，在啟動模式222期間，方法220可開始將壓縮氧化劑68供應至燃燒器段154之燃燒器160和燃料噴嘴164，如以224方塊所指示。在某些具體實例中，壓縮氧化劑可包括壓縮空氣、氧、富氧空氣、減氧空氣、氧-氮混合物、或其任何組合。例如，氧化劑68可以圖3中所示之氧化劑壓縮系統186壓縮。方法220也可在啟動模式222期間開始將燃料供應至燃燒器160和燃料噴嘴164，如以方塊226所指示。在啟動模式222期間，方法220也可開始將廢氣(可用時)供應至燃燒器160和燃料噴嘴164，如以方塊228所指示。例如，燃料噴嘴164可產生一或多個擴散火焰、預混火焰、或擴散和預混火焰之組合。在啟動模式222期間，正由氣渦輪引擎156所產生之廢氣60在量及/或質方面可不足或不穩定。因此，在啟動模式期間，方法220可從一或多個儲存單元(例如，儲存槽88)、管線86、其他SEGR氣渦輪系統52、或其他廢氣來源供應廢氣66。

方法220然後可在燃燒器160中燃燒壓縮氧化劑、燃料、和廢氣之混合物以產生熱燃燒氣體172，如以方塊230所指示。特別地，方法220可由圖2之控制系統100控制以促進混合物在燃燒器段154之燃燒器160中的化學計量燃燒(例如，化學計量擴散燃燒、預混燃燒、或二者)。然而，在啟動模式222期間，可能特別難以保 持混合物之化學計量燃燒(且因此低水平之氧化劑和未燃燒燃料可存在於熱燃燒氣體172中)。結果，如下述所進一步詳細討論者，在啟動模式222中，熱燃燒氣體172可具有比在穩態模式期間之更大量的殘餘氧化劑68及/或燃料70。為此原因，方法220可在啟動模式期間執行一或多個控制指令以減少或消除熱燃燒氣體172中之殘餘氧化劑68及/或燃料70。

方法220然後用熱燃燒氣體172驅動渦輪段156，如方塊232所指示。例如，熱燃燒氣體172可驅動一或多個配置在渦輪段156內之渦輪級174。渦輪段156之下游，方法220可處理來自最後渦輪級174之廢氣60，如以方塊234所指示。例如，廢氣處理234可包括過濾、任何殘餘氧化劑68及/或燃料70之觸媒反應、化學處理、用HRSG 56之熱回收、等等。方法220也可將至少一些廢氣60再循環回到SEGR氣渦輪系統52之壓縮機段152，如以方塊236所指示。例如，廢氣再循環236可包括經過具有如圖1-3中所示之EG處理系統54的廢氣再循環路徑110之通道。

轉而，再循環廢氣66可在壓縮機段152中被壓縮，如以方塊238所指示。例如，SEGR氣渦輪系統52可在一或多個壓縮機段152之壓縮機級158中相繼地壓縮再循環廢氣66。隨後，壓縮廢氣170可提供至該燃燒器160和燃料噴嘴164，如以方塊228所指示。步驟230、232、234、236、和238可再重複，直到方法220最終轉 變至穩態模式，如以方塊240所指示。轉變240後，該過程220可繼續進行步驟224至238，但也可以開始經由EG供給系統78抽出廢氣42，如以方塊242所指示。例如，廢氣42可沿著該壓縮機段152、燃燒器段154、和渦輪段156從一或多個抽出點76抽出，如圖3中所指示。轉而，方法220可將經抽出之廢氣42從該EG供應系統78供應至烴產生系統12，如以方塊244所指示。烴產生系統12然後可將廢氣42注入土32中以提高油回收，如以方塊246所指示。例如，經抽出之廢氣42可被圖1-3中所示之EOR系統18的廢氣注入EOR系統112使用。

圖5為如圖1-3中所示之EG處理系統54的具體實例之方塊圖示。在所說明之具體實例中，EG處理系統54具有連接到多個沿著該廢氣再循環路徑110分佈之氣體處理次系統300、閥302、和感測器304的控制系統100。例如，各次系統300和其之組件192可包括一或多個的閥302和內部配置在個別次系統300或組件192之內、上游、及/或下游的感測器304。雖然未示於圖5中，但一或多個閥302可位於或接近各感測器304之位置，從而提供更大的通過EG處理系統54之流量控制。在操作中，控制系統100可從該感測器304獲得感測器反饋130並將控制信號306提供至閥302、次系統300、和組件192而用於控制EG處理系統54。感測器反饋130也可包括來自SEGR氣渦輪系統52、EG供應系統78、和其他以渦輪為主之服務系統14的組件之各種感測器反 饋。

氣體處理次系統300各可包括一或多個組件以控制溫度、壓力、氣體組成、水分含量、微粒含量、或其任何組合。如圖5中所示，氣體處理次系統300包括觸媒和熱回收(CHR)系統308、除濕系統(MRS)310、和除粒系統(PRS)312。氣體處理次系統300也包括一或多個升壓鼓風機314以幫助沿著該廢氣再循環路徑110增加廢氣42之流量和壓力。雖然在所說明之具體實例中CHR 308、升壓鼓風機314、MRS 310、和PRS 312係以串聯排列，但其他具體實例可以其他串聯及/或並聯配置重新排列此等組件。

CHR系統308包括一或多個彼此串聯、並聯、或整合配置之觸媒單元316和熱交換器(HX)318。例如，CHR系統308可包括一系列的觸媒單元316，諸如觸媒單元320、322、324、326、和328。CHR系統308也可包括一系列的熱交換器318，諸如熱交換器330和332。觸媒單元316彼此可為相同或不同。例如，一或多個的觸媒單元316可包括氧化觸媒單元(OCU)334，其使用氧化劑燃料336以驅動氧化反應而將一氧化碳(CO)和未燃燒的烴類(HCs)轉化成二氧化碳(CO₂)和水蒸汽。一或多個的觸媒單元316也可驅動還原反應，其將氮氧化物(NO_X)轉化成二氧化碳(CO₂)、氮(N₂)、和水。在所說明之具體實例中，該觸媒單元320係配置在熱交換器330之上游，觸媒單元322係整合在熱 交換器330中，觸媒單元324係配置在熱交換器330和熱交換器332之間，觸媒單元326係整合在熱交換器332中，和觸媒單元328係配置在熱交換器332之下游。然而，CHR系統308之各種具體實例可排除或包括任何一或多個的觸媒單元316，或觸媒單元316可以其他排列配置在CHR系統308中。

熱交換器318係經配置以將熱從該廢氣42轉移到一或多種氣體、液體、或其他流體，諸如水中。在所說明之具體實例中，各熱交換器318包括熱回收單元(HRU)338，其係經配置以從該廢氣42回收熱而使用於一或多種其他應用。例如，所示的熱回收單元338各包括熱回收蒸汽產生器(HRSG)340，其係經配置以從該廢氣42回收熱而使用於產生蒸汽342。該蒸汽342可使用於EG處理系統54、EOR系統18內，或別處以渦輪為主之服務系統14內之各種方法。在所說明之具體實例中，各HRSG 340將蒸汽342供應至一或多個蒸汽渦輪(ST)344，其可驅動一或多個負載346以產生機械動力348及/或電力350。例如，該等負載346可包括發電機，其能夠產生電力350。雖然CHR系統308說明串聯排列之觸媒單元316和熱交換器318，但CHR系統308之其他具體實例可並聯排列二或多個觸媒單元316和熱交換器318。在廢氣42通過CHR系統308之後，廢氣42然後可在通過除濕系統310和除粒系統312之前流過一或多個升壓鼓風機314。

該除濕系統(MRS)310可包括一或多個除濕單元(MRU)352，諸如MRU 354和356。在所說明之具體實例中，該MRU 354包括熱交換器358，其可經配置以將熱從該廢氣42轉移到其他氣體、液體、或其他流體，從而冷卻廢氣42而除濕。例如，熱交換器358可包括或配置成冷凝器360，其作用是充分冷卻廢氣42以凝結廢氣42中的水分和去除為水之冷凝液362。然而，MRU 354可包括各種冷卻單元(例如，2、3、4、或更多個冷凝器、冷凍器、等等)以從廢氣42冷凝水分，從而產生水362。MRS 310也可包括其他除水技術，諸如過濾單元。例如，MRU 356可包括一或多個除濕分離器或過濾器364，諸如水氣分離器(WGS)366、不透水性過濾器(WFIL)368、和聯合過濾器(CFIL)370，其可從該廢氣42捕獲和除去水分以產生水372之輸出。雖然MRS 310說明MRU 354在MRU 356之上游，MRS 310之其他具體實例可置於MRU 356上游或與MRU 354平行。再者，MRS 310可包括另外的除濕過濾器364、熱交換器358、或任何其他除濕組件。在廢氣42藉由MRS 310處理而除去水分之後，廢氣42然後可通過除粒系統312。

除粒系統(PRS)312可包括一或多個除粒單元(PRU)374，其可以串聯、並聯、或其任何組合排列。例如，該PRS 312可包括以串聯排列配置之PRU 376和PRU 378。PRU 376可包括慣性分離器380、重力分離器382、或任何其他類型之分離單元、或其任何組合，從 而迫使微粒384與廢氣42之流分開。例如，慣性分離器380可包括離心分離器，其使用離心力驅動微粒384離開廢氣42之流。類似地，重力分離器382可使用重力驅動微粒384離開廢氣42之流。PRU 378可包括一或多個除粒過濾器386，諸如第一分級過濾器388和第二分級過濾器390。此等分級過濾器388和390可包括漸細過濾器介質，諸如膜過濾器。然而，分級過濾器388和390可包括不透水性過濾器(WFIL)、聯合過濾器(CFIL)、膜過濾器、或其任何組合。當廢氣42通過第一和第二分級過濾器388和390時，過濾器386從廢氣42捕獲或除去微粒392。雖然所示的PRS 312在PRU 378之上游具有PRU 376，但其他具體實例可置於PRU 378上游或與PRU 376平行。在廢氣42以PRS 312處理之後，廢氣42然後可再循環回至SEGR氣渦輪系統52中，如箭頭110所示。

沿著該廢氣再循環路徑110，CHR系統308、MRS 310、PRS 312、和升壓鼓風機314可由控制系統100控制而在廢氣42返回進入SEGR氣渦輪系統52之前，調整其溫度、壓力、流率、水分水平、微粒水平、和氣體組成。例如，控制系統100可接收來自沿著該廢氣再循環路徑110配置之各種感測器304的感測器反饋130，從而提供氧、一氧化碳、氫、氮氧化物(NO_X)、未燃燒的烴類(HCs)、硫氧化物(SO_X)、水分、或其任何組合之排放(例如濃度水平)的反饋指示。因應感測器反饋130， 控制系統100可調整(例如，增加、減少、或保持)被送入用於燃燒之SEGR氣渦輪系統52的廢氣66、氧化劑68、和燃料70之壓力、溫度、或流率。例如，控制系統100可因應感測器反饋130而調整沿著該廢氣再循環路徑110之閥302、在氣渦輪引擎150的壓縮機段152內之入口導葉、通向排放系統396之排放閥394、或其任何組合，從而調整進入氣渦輪引擎150的燃燒器段154之廢氣42流。

在CHR系統308中，控制系統100可因應感測器反饋130而調整之氧化劑燃料336進入各觸媒單元316之流量，從而增加或減少在各觸媒單元316內之氧化反應以改變再循環回至SEGR氣渦輪系統52廢氣42之的氣體組成。例如，控制系統100可增加氧化劑燃料336之流量以增加在各UCU 334內之氧化反應，從而減少一氧化碳(CO)和未燃燒的烴類(HCs)之水平和增加二氧化碳(CO₂)之水平。控制系統100也可減少氧化劑燃料336進入各UCU 334之流量，從而減少二氧化碳(CO₂)之水平和增加一氧化碳(CO)和未燃燒的烴類(HCs)之水平。控制系統100也可選擇性地增加或減少廢氣流通過各觸媒單元316、繞過一或多個的觸媒單元316、或其任何組合之量。控制系統100也可選擇性地將廢氣42送過、部分地繞過、或完全繞過一或多個的熱交換器318，諸如熱回收單元338。以此方式，控制系統100可增加或減少廢氣42之溫度，同時也增加或減少用於驅動蒸汽渦 輪344之蒸汽產生的量。

在MRS 310和PRS 312中，控制系統100可因應感測器反饋130以確保充分去除水分和微粒。例如，反應水分含量之感測器反饋130指示，控制系統100可控制在MRS 310內之MRU 352以增加或減少從廢氣42之水分去除。反應微粒含量之感測器反饋130指示，控制系統100可調整在PRS 312內之PRU 374，從而增加或減少從廢氣42的微粒除去之量。藉由控制系統100之此等控制動作各可根據來自EG處理系統54、SEGR氣渦輪系統52，或別處以渦輪為主之服務系統14內之反饋130。在某些具體實例中，該控制系統100係經配置以在各次系統及/或組件，諸如CHR系統308、MRS 310、PRS 312、或任何之彼等組件(例如，觸媒單元316、熱交換器318、MRU 352、PRU 374、等等)之內、上游或下游沿著該廢氣再循環路徑110將廢氣42之溫度、壓力、及/或流率保持在個別目標範圍(例如，目標溫度範圍、目標壓力範圍和目標流率範圍)內。控制系統100可經配置以在SEGR氣渦輪系統52中之各種控制改變(包括改變氧化劑68、燃料70、和稀釋劑至燃料噴嘴164和燃燒器160之流率)期間將溫度、壓力、及/或流率保持在該等目標範圍內。

圖6為具有將廢氣流95抽出、處理和遞送至各種目標系統422之EG供應系統78的系統420之具體實例的圖示。上文所討論的，EG供應系統78包括廢氣抽 出系統80和EG處理系統82。廢氣抽出系統80沿著該SEGR氣渦輪系統52、EG處理系統54，或任何以渦輪為主之服務系統14內的其他位置從一或多個抽出點76接收廢氣42。EG處理系統82然後用多個處理次系統424(諸如壓縮系統426、除濕/脫水系統428、除粒/過濾系統430、氣體分離系統432、和氣體純化系統434)處理抽出之廢氣42。

所示的處理次系統424可以串聯、並聯、或其任何組合配置。壓縮系統426在一或多個壓縮級中可包括一或多個旋轉壓縮機、往復式壓縮機、或其任何組合。除濕/脫水系統428可包括一或多個熱交換器、熱回收單元諸如熱回收蒸汽產生器、冷凝器、水氣分離器諸如離心水氣分離器、過濾器、乾燥劑或其他脫水介質、或其任何組合。除粒/過濾系統430可包括一或多個慣性分離器、重力分離器、過濾器、或其任何組合。例如，過濾器可包括膜過濾器、不透水性過濾器、聯合過濾器、或其任何組合。氣體分離系統432可包括一或多個以溶劑為主的分離系統，其可包括一或多個吸收器、快閃槽、或其任何組合。例如，氣體分離系統432可經配置以從該廢氣42分離二氧化碳(CO₂)及/或氮(N₂)。藉由進一步的實例，氣體分離系統432可包括CO₂/N₂分離器及/或碳捕集系統。氣體純化系統432也可包括一或多個以溶劑為主的氣體純化器，和可進一步減少來自該氣體分離系統432的分離氣體(例如，CO₂及/或N₂)內之雜質。例如，任 何經分離之二氧化碳(CO₂)可藉由氣體純化系統434進一步純化，從而增加分離二氧化碳(CO₂)之純度水平。類似地，氣體純化系統434可進一步純化分離氮(N₂)，從而去除分離氮(N₂)中之任何雜質。在某些具體實例中，該分離二氧化碳和分離氮可具有至少約70、80、90、95、96、97、98、99或更大的體積百分比純度之純度水平。在某些具體實例中，該氣體分離系統432可產生多個廢氣流95，諸如第一流96、第二流97和第三流98。例如，第一流96可包括富CO₂流436，第二流97可包括中濃度流438，和第三流98可包括貧CO₂流440。

一或多個之此等廢氣流95然後可通往一或多個次氣體處理系統442及/或能量回收系統444。例如，第一流96可通往次氣體處理系統446，第二流97可通往次氣體處理系統448，和第三流98可通往次氣體處理系統450。類似地第一流96可通往能量回收系統452，第二流97可通往能量回收系統454，和第三流98可通往能量回收系統456。次氣體處理系統442各可包括壓縮系統458、除濕/脫水系統460、或任何其他適當處理組件。同樣，壓縮系統458可包括一或多個以串聯或並聯排列配置之旋轉壓縮機、往復式壓縮機、或其任何組合。除濕/脫水系統460可包括水氣分離器、冷凝器、過濾器、或其任何組合，從而去除任何在以壓縮系統458壓縮之後殘留在流96、97、或98中水分。同樣，流96、97、和98各可通過其本身專用的次氣體處理系統442，或此等流之二或 多者可共用一個共用次氣體處理系統442。在此系統442中的次處理之後，處理過的廢氣流96、97、和98然後可通往一或多個目標系統422，諸如烴產生系統12、管線86、儲存槽88、及/或碳固存系統90。換句話說，個別流96、97、和98之任何一或多者的可被一或多個的目標系統422獨立地或集體地使用。

在能量回收系統444中，流96、97、和98各可使能量回收在一或多個渦輪或膨脹器462中，其然後驅動一或多個負載464以產生機械動力466及/或電力468。例如，負載464可包括一或多個發電機以產生電力468。同樣，每一流96、97、和98可在其自身專用的能量回收系統452、454、或456中獨立地或集體地驅動其本身的渦輪或膨脹器462。此回收能量可用以驅動在整個以渦輪為主之服務系統14中的其它設備。

圖7為氣渦輪引擎150的燃燒器段154之具體實例的圖示。如圖所示，燃燒器段154具有配置在一或多個燃燒器160周圍之護罩490，從而界定在護罩490和燃燒器160之間的壓縮機排放腔492。各燃燒器160包括頭端部分166和燃燒部分168。燃燒部分168可包括室494、配置在室494周圍的第一壁或襯墊496、和配置於偏移圍繞第一壁496之第二壁或流動套管498。例如，第一和第二壁496和498通常可彼此同軸以界定從燃燒部分168導至頭端部分166之中空圓周空間或流動通道500。第二壁或流動套管498可包括多個孔道或穿孔502，其使 壓縮廢氣170從壓縮機部分152進入流動通道500。廢氣170然後沿著該襯墊496向頭端部分166流過通道500，如箭頭504所示，從而當廢氣170流向頭端部分166而送入室494(例如透過一或多個燃料噴嘴164)時冷卻襯墊496。

在某些具體實例中，該襯墊496也可包括一或多個孔道或穿孔506，從而使部分的廢氣170能夠直接注入室494，如508箭頭所示。例如，廢氣注入508可充當稀釋劑注入，其可經配置以控制室494內之溫度、壓力、流率、氣體組成(例如，排放水平)、或其任何組合。特別地，廢氣注入508可有助於控制室494內之溫度，使得在燃燒的熱產物中，氮氧化物(NO_X)之排放可實質上減少。一或多個另外的稀釋劑(諸如氮、蒸汽、其他惰性氣體)或另外的廢氣可透過一或多個稀釋劑注入器510注入，如箭頭512所示。同時，廢氣注入508和稀釋劑注入512可經控制以調整流過室494之熱燃燒氣體的溫度、排放之濃度水平、或其他特性。

在頭端部分166中，一或多個燃料噴嘴164可將廢氣170、氧化劑68、燃料70、和一或多個稀釋劑514(例如，廢氣、蒸汽、氮、其他惰性氣體、或其任何組合)發送進入用於燃燒之室494。例如，各燃燒器160可包括1、2、3、4、5、6、7、8、或更多個燃料噴嘴164，各配置成擴散燃料噴嘴及/或預混燃料噴嘴。例如，各燃料噴嘴164可將氧化劑68、燃料70、稀釋劑 514、及/或廢氣170以預混或獨立流送入室494，從而產生火焰516。氧化劑68和燃料70之預混流產生預混火焰，而氧化劑68和燃料70之分開流產生擴散火焰。

控制系統100係連接到一或多個流體供應系統518，其控制氧化劑68、燃料70、稀釋劑514、及/或廢氣170之壓力、溫度、流率、及/或混合物。例如，該控制系統100可獨立地控制氧化劑68、燃料70、稀釋劑514、及/或廢氣170之流量以便控制當量比、排放水平(例如一氧化碳、氮氧化物、硫氧化物、未燃燒的烴類、氫、及/或氧)、功率輸出、或其任何組合。在操作中，控制系統100可控制流體供應系統518以增加氧化劑68和燃料70之流量同時保持實質上化學計量燃燒，或控制系統100可控制流體供應系統518以減少氧化劑68和燃料70之流量同時保持實質上化學計量燃燒。控制系統100可以增加步驟(例如，1、2、3、4、5、或更多個步驟)、連續地或其任何組合執行各個此等氧化劑68和燃料70之流率的增加或減少。再者，控制系統100可控制流體供應系統518以增加或減少氧化劑68和燃料70之流量以便提供氧化劑68和燃料70之富燃料混合物、貧燃料混合物、或任何其他混合物，進入室494，從而產生燃燒之熱產物或廢氣520具有未燃燒的烴類、一氧化碳、氮氧化物、硫氧化物、等等之低氧濃度、高氧濃度、或任何其他氧的適當濃度。在控制氧化劑68和燃料70之流量的同時，控制系統100也可控制流體供應系統518以增加或減 少稀釋劑514(例如，蒸汽、廢氣、氮、或任何其他惰性氣體)之流量，從而幫助控制通過室494向渦輪段156的燃燒之熱產物520的溫度、壓力、流率、及/或氣體組成(例如，排放水平)。

控制系統100也可控制包括EG抽出系統80和EG處理系統82之EG供應系統78。例如，控制系統100可選擇性地開或關一或多個沿著在該燃燒器段154和EG抽出系統80之間的抽出管線524配置之閥522。控制系統100可選擇性地開或關此等閥522以增加或減少廢氣42至EG抽出系統80之流量，同時也選擇性地從不同位置抽出廢氣，產生不同溫度及/或壓力之廢氣送至EG抽出系統80。控制系統100也可控制一或多個沿著導至排放系統530的管線528配置之閥526。例如，控制系統100可選擇性地打開閥526以透過排放系統530將部分的廢氣排放進入大氣，從而減少EG供應系統78中的壓力。

如上所討論的，燃燒器段中154中之各燃燒器160可包括一或多個燃料噴嘴164，其可被配置成預混燃料噴嘴及/或擴散燃料噴嘴。例如，圖8、9、和10說明配置成可操作而產生預混火焰516、552之預混燃料噴嘴550的燃料噴嘴164之具體實例，而圖11-16說明配置成可操作而產生擴散火焰516、556之擴散燃料噴嘴554的燃料噴嘴164之具體實例。此等燃料噴嘴550和554可單獨或以彼此任何組合使用於各燃燒器160中，如下述參 照圖17進一步詳細討論的。例如，各燃燒器160可包括僅預混燃料噴嘴550、僅擴散燃料噴嘴554、或預混燃料噴嘴550和擴散燃料噴嘴554二者之任何組合。

預混燃料噴嘴550可具各種有用以完全或部分地預混氧化劑68和燃料70，同時也隨意預混一或多個稀釋劑514諸如廢氣170、蒸汽、氮、或任何其他適當惰性氣體之配置。圖8為具有連接到注入部分560之混合部分558的預混燃料噴嘴550之具體實例的圖示。混合部分558包括至少一個被至少一個外殼564環繞的混合室562，而注入部分560包括至少一個被至少一個導管568環繞的注入通道566。例如，混合部分558之外殼564可包括一或多個導管、注入孔、渦旋葉片、流動中斷、或其他用以促進氧化劑68和燃料70之間的混合之結構。混合部分558也可接收一或多個稀釋劑514(諸如廢氣170、蒸汽、氮、或其它惰性氣體之流，從而稀釋劑514隨著氧化劑68和燃料70混合。一旦氧化劑68和燃料70在混合室562內充分混合，該預混燃料噴嘴550將該燃料氧化劑混合物通過注入通道566發送至少一個注入出口570。氧化劑68和燃料70(和隨意一或多個稀釋劑514)之排出混合物然後可點燃而產生預混火焰552。在某些具體實例中，該控制系統100可選擇性地控制流體供應系統518以增加或減少氧化劑68和燃料70(和隨意一或多個稀釋劑514)之流量，從而調整當量比、由預混火焰552產生之排放水平、氣渦輪引擎150的功率輸出、或其任何組合。 在某些具體實例中，所示預混燃料噴嘴550可不預混任何稀釋劑與氧化劑68和燃料70，而是可在燃燒點之後及/或在預混火焰552下游提供一或多個稀釋劑(例如，廢氣、蒸汽、氮、或其它惰性氣體)。以此方式，氧化劑68和燃料70之流量可獨立地控制以提供燃料/氧化劑比的更精確控制，從而幫助達到化學計量燃燒而改良火焰穩定性，同時為了控制溫度和排放(例如，NO_X排放)也使用下游稀釋劑。

圖9為具有混合部分558之多級配置的預混燃料噴嘴550之具體實例的圖示。如圖所示，混合部分558包括第一和第二混合室580和582，彼等係由外殼564之第一和第二外殼部分584和586界定。第一和第二混合室580和582以串聯配置說明，雖然混合部分558之其他具體實例可以並聯配置排列第一和第二混合室580和582。混合部分558也可包括與第一和第二混合室580和582組合之另外的混合室。例如，混合部分558可包括1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、或更多個以串聯配置、並聯配置、或其組合之混合室。各混合室580和582可包括一或多個混合裝置，諸如渦旋葉片、流動中斷、曲折路徑、遞增和遞減直徑之通道、或其任何組合。在操作中，混合部分558接收一或多個來自該流體供應系統518的氧化劑68、燃料70、和一或多個稀釋劑514之流。同樣，稀釋劑514可包括廢氣170、蒸汽、氮、或一或多個其他惰性氣體。各混合室580和582可接收和混合 來自流體供應系統518之二或多個不同流體。例如，第一混合室580可接收和混合氧化劑68和燃料70之一或多個流，而第二混合室582可接收和混合氧化劑68和稀釋劑514或燃料70和稀釋劑514之一或多個流。換句話說，第一和第二混合室580和582可接收和混合來自該流體供應系統518之二或多個的相同流體流，或二或多個不同流體流。以此方式，第一和第二混合室580和582可順序地混合來自流體供應系統518之各種流體，且然後將混合物導向用於遞送到燃燒器160的室494之注入通道566。當氧化劑68、燃料70、和一或多個稀釋劑514的混合物流過注入通道566之注入出口570，混合物點燃和形成預混火焰552。同樣，控制系統100可選擇性地控制流體供應系統518以增加、減少、或保持氧化劑68、燃料70、和一或多個稀釋劑514之流量，從而調整氣渦輪引擎150的當量比、排放水平、功率輸出、或其任何組合。

圖10為具有與渦漩段592串聯之分級混合部分558的預混燃料噴嘴550之具體實例的圖示，該分級混合部分558具有並聯混合段590。如上述參考圖9所討論者，並聯混合段590包括第一和第二混合室580和582，其中該第一和第二混合室580和582係彼此並聯配置在渦漩段592之上游。渦漩段592包括內導管或轂594、繞著內導管594配置之外導管596、和多個在內導管594和外導管596之間徑向延伸的渦旋葉片598。各渦旋葉片598可成角度或彎曲，以迫使流體流動而在繞著預混燃料噴嘴 550之縱軸602的圓周方向600漩渦。內導管594界定內通道604、外導管596界定外通道606、和各渦旋葉片598界定徑向通道608。一或多個的渦旋葉片598也包括多個注入口610，其可直接配置在各渦旋葉片598之後緣上或上游。

在所說明之具體實例中，該流體供應系統518將一或多個氧化劑68和稀釋劑514之流發送進入第一混合室580，同時也將一或多個燃料70和稀釋劑514之流送入第二混合室582。第一混合室580實質上混合氧化劑68和稀釋劑514之流，和然後將混合物發送進入在內和外導管594和596之間的外通道606，如箭頭612所示。氧化劑68和稀釋劑514之混合物614然後流向渦漩段592中之多個渦旋葉片598，其中渦旋葉片598迫使混合物614繞著軸602渦旋，如箭頭600所示。

同時，第二混合室582將燃料70和稀釋劑514之預混流發送進入由內導管594界定之內通道604，如箭頭616所示。燃料70和稀釋劑514之混合物618然後沿著該內通道604縱向流動，和徑向轉入多個渦旋葉片598，如箭頭620所示。一旦到達多個注入口610，則燃料70和稀釋劑514之混合物618通過注入口610進入外通道606，如箭頭622所示。二種混合物(即，預混氧化劑和稀釋劑流614及預混燃料和稀釋劑流622)然後在注入通道566內進一步混合，如箭頭624所示。氧化劑68、燃料70、和稀釋劑514之混合物624然後通過注入 出口570退出預混燃料噴嘴550，且隨後點燃以形成預混火焰552。同樣，控制系統100可選擇性地控制流體供應系統518以獨立控制氧化劑68、燃料70、和稀釋劑514之流量，從而增加、減少、或保持氣渦輪引擎150的當量比、排放水平、功率輸出、或其任何組合。

圖11為擴散燃料噴嘴554之具體實例的圖示，其具有多個用於將氧化劑68和燃料70送入燃燒器160之室494的獨立通道640。獨立通道640可包括多個同心環狀通道、由多個周邊通道包圍之中央通道、或其任何組合。在所說明之具體實例中，該獨立通道640包括一或多個燃料通道642和一或多個氧化劑通道644。例如，所示的燃料通道642為一被內導管646環繞著的中央燃料通道，而一或多個氧化劑通道644為配置在內導管646和外導管或結構648之間的外氧化劑通道。藉由進一步的實例，氧化劑通道644可包括單一環狀氧化劑通道或多個繞著在內和外導管646和648之間的燃料通道642沿圓周配置之獨立氧化劑通道。在此等具體實例中，氧化劑和燃料通道642和644可沿著擴散燃料噴嘴554之全長維持彼此隔離。內和外導管646和648可充當隔離壁，其保持氧化劑68和燃料70之間的分離。燃料通道642終止於燃料出口650和一或多個氧化劑通道644終止於一或多個氧化劑出口652。此等燃料和氧化劑出口650和652可沿著擴散燃料噴嘴554之共用平面或下游端654配置，從而延遲氧化劑68和燃料70之混合直到從燃料噴嘴554注入燃燒 器160的室494中之後。

當氧化劑68和燃料70在室494中彼此混合或擴散時，如由輪廓或邊界656所指示的擴散火焰556形成。輪廓656可表示擴散壁或火焰壁，其中以氧化劑68和燃料70以實質上化學計量方式混合和燃燒(例如，實質上化學計量燃燒)。換句話說，輪廓或邊界656可表示擴散火焰556之穩定火焰壁，其中該當量比為約1.0或介於約0.95至1.05之間。類似於參考上述圖8-10所討論的預混燃料噴嘴550，擴散燃料噴嘴554可以控制系統100控制而改變氣渦輪引擎150的當量比、廢氣排放、功率輸出、或其任何組合。例如，所示的控制系統100選擇性地控制流體供應系統518以因應感測器反饋130而增加、減少、或保持氧化劑68和燃料70之流量。

圖12為具有多個獨立通道670與注入部分672和混合部分674的擴散燃料噴嘴554之具體實例的圖示。混合部分674可包括一或多個內混合室676和一或多個外混合室678。例如，內混合室676可為燃料/稀釋劑混合室，其係經配置以混合一或多個燃料70和稀釋劑514之流。外混合室676可包括一或多個氧化劑/稀釋劑混合室，其係經配置以混合一或多個氧化劑68和稀釋劑514之流。此等混合室各可包括外圍結構，諸如外殼或外導管。例如，混合室676可被內導管或內殼680環繞，而混合室678可被外導管或外殼682環繞。在某些具體實例中，混合室678可被圍在內和外導管680和682之間。

類似地，注入部分672包括一或多個燃料-稀釋劑通道684和一或多個氧化劑-稀釋劑通道686。各燃料-稀釋劑通道684係流體地連接到一或多個的混合室678，而各氧化劑-稀釋劑通道686係流體地連接到一或多個的混合室678。燃料-稀釋劑通道684可被內導管688環繞，而一或多個氧化劑-稀釋劑通道686可被外導管690環繞。例如，所示的燃料-稀釋劑通道684可為中央燃料-稀釋劑通道684，其係被一或多個外氧化劑-稀釋劑通道686環繞。例如，內和外導管688和690可為同心環狀導管，彼等以同軸或同心環形排列界定通路684和686。然而，燃料-稀釋劑通道684可表示單一中央通道或或多個配置在內導管688內之分離通道。同樣地，氧化劑-稀釋劑通道686可表示單一環狀通道或多個沿圓周圍繞燃料稀釋通道684之彼此隔開的獨立通道，而以內和外導管688和690維持彼此隔離。在某些實施例中，內導管680和688形成單一連續內導管，和外導管682和690形成單一連續外導管。

在操作中，控制系統100選擇性地控制流體供應系統518以增加、減少、或保持燃料70和稀釋劑514進入混合室676之流量，其在混合物通入燃料-稀釋劑通道684之前混合燃料70和稀釋劑514。類似地，控制系統100選擇性地控制流體供應系統518以增加、減少、或保持氧化劑68和稀釋劑514進入一或多個混合室678之流量，其在混合物遞送進入一或多個氧化劑-稀釋劑通 道686之前混合氧化劑68和稀釋劑514。擴散燃料噴嘴554然後將燃料-稀釋劑混合物698沿著該通道684分開地流至出口692，而同時將氧化劑-稀釋劑混合物700沿著該通道686流至一或多個出口694。類似於圖11之具體實例，出口692和694可沿著擴散燃料噴嘴554之共用平面或下游端696排列，從而保持在通道686中之氧化劑-稀釋劑混合物700和通道684中之燃料-稀釋劑混合物698之間的隔離。此隔離延遲氧化劑68和燃料70之間的混合直到共用平面696之下游。

當燃料-稀釋劑混合物698和氧化劑-稀釋劑混合物700從該擴散燃料噴嘴554流進燃燒器160之室494時，混合物698和700通常沿著可界定擴散火焰556之擴散壁或火焰壁之輪廓或邊界702彼此擴散和燃燒。同樣，控制系統100可選擇性地控制流體供應系統518以獨立地控制氧化劑68、燃料70、和稀釋劑514至各混合室676和678之流量，從而控制各混合室676和678內之混合，同時也控制燃燒器160之室494內的擴散和燃燒。例如，控制系統100可選擇性地控制流體供應系統518以調整氧化劑68相對於燃料70之比、稀釋劑514相對於氧化劑68和燃料70結合的流之比、氧化劑68相對於在一或多個混合室678各個和對應通道686中的稀釋劑514之比、和燃料70相對於一或多個混合室676各個和對應通道684中的稀釋劑514之比。因此，控制系統100可調整各個此等比率、流率、溫度、和流體組成(例如，氧化劑 68、燃料70、和稀釋劑514之組成)以調整氣渦輪引擎150的當量比、廢氣排放、和功率輸出。

圖13為擴散燃料噴嘴554之具體實例的圖示，其說明多個獨立通道720。所示的通道640包括流體A通道722、一或多個流體B通道724、和一或多個流體C通道726。該流體A通道722可以導管或結構728而與一或多個流體B通道724分離或隔離，該一或多個流體B通道724可以導管或結構730而與一或多個流體C通道726分離，和該一或多個流體C通道726可被外導管或結構732包圍或支持。

例如，如圖14中所示，流體通道722、724和726可以同心排列配置，其中該導管728圍繞作為中央流體通道之流體A通道722，流體B通道724係配置在導管728和730之間，和流體C通道726係配置在導管730和732之間。同樣，導管728、730和732可以同心排列配置，使得流體B通道724和流體C通道726各表示連續的環狀通道。

然而，擴散燃料噴嘴554可以其他排列方式排列通道722、724和726，諸如如圖15中所示之獨立通道。在圖15之具體實例中，流體A通道722表示中央流體通道，而流體B通道724和流體C通道726表示多個在燃料噴嘴554內彼此隔開的獨立通道。例如，流體B通道724可包括2、3、4、5、6、7、8、或更多個沿圓周圍繞在中央流體A通道722之彼此隔開的獨立流體通道。同 樣地，流體C通道726可包括多個沿圓周圍繞流體B通道724之彼此隔開的獨立通道。例如，流體B通道724可排列於通道724的第一環或圓形圖案，而流體C通道726可排列於通道726的第二環或圓形圖案。

在此等配置任一者中，圖13之擴散燃料噴嘴554係經配置以分別將流體A 734流過流體A通道722、流體B 736流過一或多個流體B通道724、和流體C 738流過一或多個流體C通道726。此等流體734、736和738各可包括一或多個流體，諸如氧化劑68、燃料70、和稀釋劑514。然而，流體734、736和738在擴散燃料噴嘴554內可不混合任何之氧化劑68和燃料70，從而延遲在氧化劑68和燃料70之間的混合直到流體從孔道740、742、和744噴進燃燒器160之室494。同樣，此等孔道740、742、和744可沿著擴散燃料噴嘴554之共用平面或下游端746配置。各種流體接著混合和燃燒以形成擴散火焰556，如上述所討論。下表2說明一些可與圖13-15之擴散燃料噴嘴554一起使用的流體A、B、和C之可能的非限制例。

如上所示，擴散燃料噴嘴554可將各種組合的流體(例如，氧化劑68、燃料70和稀釋劑514)流過通道722、724和726而供產生擴散火焰556。同樣，氧化劑68可包括氧、周圍空氣、富氧空氣、減氧空氣、氮和氧之混合物、或其任何組合。燃料70可包括液體燃料及/或氣體燃料，諸如天然氣、合成氣、或任何其他本文中所述之燃料。稀釋劑514可包括廢氣170、蒸汽、氮、或其它惰性氣體、或其任何組合。雖然表2描述一些流體的可能實例，但流體的任何組合可與圖13-15中的擴散燃料噴嘴554一起使用。此外，雖然所述的具體實例在擴散燃料噴嘴554內不混合任何燃料70與氧化劑68，但其他具體實例可混合小量(例如，小於1、2、3、4、5、6、7、8、9、或10體積百分比之氧化劑68與燃料70或小量(例如，小於1、2、3、4、5、6、7、8、9、或10體積百分比)之燃料70與氧化劑68。

圖16為具有配置在燃燒器160內的擴散燃料噴嘴554之一的燃燒器段154之具體實例的圖示。類似於圖13-15中所示之擴散燃料噴嘴554，圖16之擴散燃料噴嘴554包括被導管728環繞著的流體A通道724、被導管730環繞著的流體B通道724、被導管732環繞著的流體C通道726、和被外導管或結構762環繞著的流體D通道760。流體D通道760係經配置以接收來自流體供應系統518之流體D 764，並透過一或多個出口766將流體D764送進室494。通道722、724、726、和760可具有沿著擴散燃料噴嘴554之共用平面或下游端746配置的個別出口740、742、744、和766，從而隔離流體734、736、738、和764之流直到流體到達室494。以此方式，擴散燃料噴嘴554促進擴散火焰556之形成。各流體734、736、738、和764可包括氧化劑68、燃料70、和一或多個稀釋劑514，諸如廢氣170、蒸汽、氮、及/或一或多個其他惰性氣體。然而，流體通道722、724、726、和760在擴散燃料噴嘴554內可不混合任何之氧化劑68和燃料70，從而促進氧化劑68和燃料70之隔離直到流體到達室494。氧化劑68和燃料70可與一或多個稀釋劑514分開地或部分預混地流過各獨立流體通道722、724、726、和760。類似於先前的具體實例，控制系統100可選擇性地控制流體供應系統518以增加、減少、或保持各流體734、736、738、和764之流量，從而調整氣渦輪引擎150的流體中之流體流量比、當量比、排放水平、功率輸 出、或其任何組合。

圖16之所示燃燒器160也包括沿著燃燒器160之燃燒部分168配置的稀釋劑注入系統770，使得一或多個稀釋劑(例如，廢氣170、蒸汽、氮、或其他惰性氣體)可注入室494中以控制由擴散火焰556所形成之燃燒772的熱產物之溫度、壓力、流率、氣體組成(例如，排放水平)、或其任何組合。例如，稀釋劑注入系統770可包括配置在第一壁或襯墊496的穿孔506之孔道，和多個貫穿第一和第二壁496和498至燃燒器160之室494的稀釋劑注入器510。在操作中，孔道或穿孔506可經配置以注入流體E 774，諸如廢氣170，如箭頭508所示。稀釋劑注入器510可經配置以將流體F 776及/或流體G 778注入室494，如箭頭512所示。例如，流體F 776和流體G 778可包括另外的廢氣170、蒸汽、氮、一或多個其他惰性氣體、或其任何組合。此等注入稀釋劑508和512可經配置以控制從該擴散火焰556產生之燃燒的熱產物772之溫度、壓力、流率、氣體組成(例如，排放水平)、或其任何組合。在某些具體實例中，該控制系統100可選擇性地控制流體供應系統518以增加、減少、或保持各種流體734、736、738、764、774、776、和778之流量，從而控制氧化劑68對燃料70之比、一或多個稀釋劑514相對於氧化劑68和燃料70之比、或其任何組合。轉而，此等流體之控制調整可改變氣渦輪引擎150的當量比、排放水平、和功率輸出。下表3說明一些可與圖 16之擴散燃料噴嘴554和燃燒器160一起使用的流體A、B、C、D、E、F、和G之可能的非限制例。

如上所示，擴散燃料噴嘴554和燃燒器160可將流體(例如，氧化劑68、燃料70、和稀釋劑514)的各種組合流過通道722、724、726、和760、孔道506、和稀釋劑注入器510供產生擴散火焰556。同樣，氧化劑68可包括氧、周圍空氣、富氧空氣、減氧空氣、 氮和氧之混合物、或其任何組合。燃料70可包括液體燃料及/或氣體燃料，諸如天然氣、合成氣、或任何本文中所揭示之其他燃料。稀釋劑514可包括廢氣170、蒸汽、氮、或另一惰性氣體、或其任何組合。雖然表3描述一些流體的可能實例，但流體的任何組合可與圖16中的擴散燃料噴嘴554和燃燒器160一起使用。此外，雖然所述的具體實例在擴散燃料噴嘴554內不混合任何燃料70與氧化劑68，但其他具體實例可混合小量(例如，小於1、2、3、4、5、6、7、8、9、或10體積百分比)之氧化劑68與燃料70或小量(例如，小於1、2、3、4、5、6、7、8、9、或10體積百分比)之燃料70與氧化劑68。

圖17為沿著圖7之線17-17取得之燃燒器160的截面示意圖，其進一步說明燃料噴嘴164之多噴嘴排列和稀釋劑注入器510之多注入器排列。所示的燃料噴嘴164包括燃料噴嘴A 790、燃料噴嘴B 792、燃料噴嘴C 794、燃料噴嘴D 796、燃料噴嘴E 798、燃料噴嘴F 800、和燃料噴嘴G 802。在所說明之具體實例中，該噴嘴790為中央燃料噴嘴，其被作為外或週邊燃料噴嘴之其餘燃料噴嘴792、794、796、798、800和802環繞。雖然所說明之具體實例包括單個中央燃料噴嘴164和六個外燃料噴嘴164，但其他具體實例可包括任何數目的中央和外燃料噴嘴。所示的燃料噴嘴164可包括一或多個參照圖8-16所顯示和描述之預混燃料噴嘴550及/或擴散燃料噴嘴554。例如，所有燃料噴嘴164可配置成預混燃料噴嘴 550，所有燃料噴嘴164可配置成擴散燃料噴嘴554，或燃料噴嘴164可包括預混燃料噴嘴550和擴散燃料噴嘴554二者之一或多者。可對各燃料噴嘴164獨立地控制至燃料噴嘴164之流體流，或可以燃料噴嘴164之群組控制流體流。例如，該中央燃料噴嘴790可與外燃料噴嘴792、794、796、798、800、和802之一或多個群組獨立地控制。藉由進一步的實例，一或多個預混燃料噴嘴550可與一或多個擴散燃料噴嘴554獨立地控制。此等不同控制方案可促進不同操作模式，其可有效提供化學計量燃燒和減少廢氣42之排放。

如圖17中所進一步所說明，該燃料噴嘴164和稀釋劑注入器510可透過多個流體供應迴路810(諸如一或多個稀釋劑供應迴路812和一或多個燃料噴嘴供應迴路814)連接到流體供應系統518。例如，稀釋劑供應迴路812可包括1、2、3、4、5、6、7、8、或更多個獨立稀釋劑供應迴路812，從而使各種稀釋劑注入模式能夠用於稀釋劑注入器510。類似地，該燃料噴嘴供應迴路814可包括1、2、3、4、5、6、7、8、或更多個獨立燃料噴嘴供應迴路814，從而使各種流體供應模式能夠用於燃料噴嘴164。例如，燃料噴嘴供應迴路814可包括第一噴嘴迴路816、第二噴嘴迴路818和第三噴嘴迴路820。此等燃料噴嘴供應迴路814(例如，816、818、和820)各可包括一或多個燃料管線、氧化劑管線、及/或稀釋劑管線(例如，廢氣管線、蒸汽管線、氮管線、及/或其他惰性 氣體管線)，其係流體地連接到至少一個燃料噴嘴164。在所說明之具體實例中，該第一噴嘴迴路816係連接到第一組的燃料噴嘴164(例如，中央燃料噴嘴790)，第二噴嘴迴路818係連接到第二組的燃料噴嘴164(例如，外燃料噴嘴794、798、和802)，和第三噴嘴迴路820係連接到第三組的燃料噴嘴164(例如，外燃料噴嘴792、796、和800)。在一些具體實例中，連接到噴嘴供應迴路814之一的各組燃料噴嘴164可全部為擴散燃料噴嘴、全部為預混燃料噴嘴、或擴散燃料噴嘴和預混燃料噴嘴之任何組合。然而，任何數目或配置之燃料噴嘴164可連接到各燃料噴嘴供應迴路814，和任何數目之噴嘴供應迴路814可連接到燃料噴嘴164。同樣，燃料噴嘴供應迴路814係連接到流體供應系統518，其可包括閥、流量調節器、和其他用以控制流至燃料噴嘴164之流率和壓力的流量控制。

轉而，流體供應系統518係連接到控制系統100，其可使用控制器118以接收感測器反饋130並將控制信號306提供給流體供應系統518以控制迴路812和814之操作。在所說明之具體實例中，該系統100之控制器118可儲存和執行化學計量控制模式822和非化學計量控制模式824(例如，相關之電腦指令或代碼)，其可進一步包括貧燃料控制模式826和富燃料控制模式828。系統100之控制器118也可儲存和執行包括第一流體迴路控制832、第二流體迴路控制834和第三流體迴路控制836 之流體供應控制830(例如，相關之電腦指令或代碼)。例如，第一流體迴路控制832可經配置以控制至第一噴嘴迴路816之各種流率(例如，氧化劑68、燃料70及/或稀釋劑514)，第二流體迴路控制834可經配置以控制至第二噴嘴迴路818之各種流率(例如，氧化劑68、燃料70及/或稀釋劑514)，和第三流體迴路控制836可經配置以控制至第三噴嘴迴路820之各種流率(例如，氧化劑68、燃料70、及/或稀釋劑514)。

在某些具體實例中，該化學計量控制模式822係經配置以改變至少一種燃料70和至少一種氧化劑68之流率並提供燃料70與氧化劑68之實質上化學計量比，而非化學計量控制模式824係經配置以改變該等流率並提供燃料70與氧化劑68之非化學計量比。例如，化學計量控制模式822可經配置以提供實質上化學計量比為約1.0，或介於約0.95和約1.05之間的當量比。反之，非化學計量控制模式824可經配置以提供非化學計量比為小於約0.95或大於約1.05之當量比。在一些具體實例中，該控制系統100可經配置以將該等流率從第一組的流率改變至第二組的流率，其中該第一和第二流率係彼此不同(例如，彼此大於或小於)。該等流率之經控制改變也可包含在化學計量控制模式822和非化學計量控制模式824之間的轉換，或該等流率之經控制改變可包含保持實質上化學計量比。該等流率之經控制改變也可包含SEGR氣渦輪系統52之功率輸出(或負載)從第一功率輸出(或第一負 載)改變至第二功率輸出(或第二負載)，其中該第一和第二功率輸出(例如，負載)係彼此不同(例如，彼此小於或大於)。例如，功率輸出之經控制改變可包含渦輪負載之經控制改變，例如，從額定或正常負載(例如，100百分比)減少至部分負載(例如，50百分比)。該等流率之經控制改變也可包含將廢氣中的排放保持在一或多個目標排放範圍內，其中該排放可包含一氧化碳、氧、氮氧化物、硫氧化物、未燃燒的烴類、氫、或其任何組合。在某些具體實例中，該一或多個目標排放範圍包括小於約50體積百萬分之一(ppmv)的氧範圍及/或小於約5000ppmv的一氧化碳範圍。在其他具體實例中，該一或多個目標排放範圍包含小於約10體積百萬分之一(ppmv)的氧範圍及/或小於約1000ppmv的一氧化碳範圍。

在一些具體實例中，於化學計量的控制模式822之控制系統100係經配置以保持該實質上化學計量比而同時逐漸地減少多組流率中的流率(例如，氧化劑68和燃料70)、逐漸地減少多個功率輸出(例如，全負載、第一部分負載、第二部分負載、等等)中的SEGR氣渦輪系統52之功率輸出(例如，負載)，和將廢氣中的排放保持在一或多個目標排放範圍內。控制系統100也可經配置以以在逐漸地減少該流率、逐漸地減少該功率輸出、及保持排放之後從該化學計量的控制模式822轉換至非化學計量的控制模式824。在從化學計量的控制模式822轉換至該非化學計量的控制模式824之後，控制系統 100也可經配置以用非化學計量的控制模式824之富燃料控制模式或貧燃料控制模式操作。控制系統100也可經配置以將廢氣中的排放保持在第一組的目標排放範圍(例如，以化學計量控制模式822操作之同時)和第二組的目標排放範圍(例如，以非化學計量控制模式824操作之同時)，其中該第一和第二組的目標排放範圍係彼此不同。雖然前述實例提供一些SEGR氣渦輪引擎52的控制方案，但應當理解任何數目的控制方案可由使用擴散燃料噴嘴、預混燃料噴嘴或其任何組合之控制系統100執行。

圖18為廢氣再循環(EGR)流率和氣渦輪負載840對用於SEGR氣渦輪系統52之燃料/氧化劑比842的曲線圖，其說明擴散火焰可操作性曲線844和預混火焰可操作性曲線846。通過SEGR氣渦輪系統52的EGR流率通常是與氣渦輪引擎150上的負載成比例，且因此Y-軸840通常指示EGR流率和氣渦輪負載二者。通常，各曲線844和846以上及至左側的區域表示SEGR氣渦輪系統52的各火焰配置之不穩定區。值得注意的是：擴散火焰可操作性曲線844實質上超過預混火焰可操作性曲線846，指示用擴散燃燒操作之SEGR氣渦輪系統52的顯著更大EGR流率和負載範圍。如圖18中所示，擴散火焰可操作性曲線844可對應於配備擴散燃料噴嘴554之燃燒器160，其中廢氣(例如，稀釋劑)係在燃燒點之後的擴散燃料噴嘴554下游及/或由噴嘴554產生之擴散火焰556下游注入。該類擴散燃燒配置之一實例示於圖16中。相 比之下，預混火焰可操作性曲線846可對應於配備預混燃料噴嘴550之燃燒器160，其中該氧化劑68、燃料70、和稀釋劑514(例如，廢氣)係在燃燒點之前(即，在預混火焰552之上游)預混。同樣，擴散火焰可操作性曲線844指示大很多的通過SEGR氣渦輪系統52之EGR流率，其也表示產生更多二氧化碳使用於目標系統422中。使用前述擴散燃燒配置操作之SEGR氣渦輪系統52也可具有實質上減少之氧和一氧化碳的排放。此等排放減少可至少部分是由於氧化劑68、燃料70、和稀釋劑514(例如，廢氣)之流量的獨立控制。據信擴散燃料噴嘴554和稀釋劑注入之各種配置(例如，圖16之稀釋劑注入系統770)可實質上增加用於目標系統422(諸如烴產生系統12)中的氣渦輪負載之可操作範圍、廢氣之通過量、和廢氣42(例如，流95)之輸出。

附加說明

舉例來說，提供以下各項作為本揭示的進一步說明：

具體實例1.一種系統，其包含：渦輪燃燒器，其包含第一擴散燃料噴嘴，其中該第一擴散燃料噴嘴包含將個別第一和第二流分開注入渦輪燃燒器之室以產生擴散火焰之第一和第二通道，其中該第一流包含第一燃料，及該第二流包含第一氧化劑和第一稀釋劑；渦輪，其係由來自渦輪燃燒器中的擴散火焰之燃燒產物驅動；及廢 氣壓縮機，其中該廢氣壓縮機係經配置以將來自渦輪的廢氣壓縮及沿著廢氣再循環路徑發送至該渦輪燃燒器。

具體實例2.具體實例1之系統，其中該第一稀釋劑包含一部分的該廢氣、蒸汽、氮、另一惰性氣體、或其組合。

具體實例3.任何前述具體實例之系統，其中該第一稀釋劑包含一部分的該廢氣。

具體實例4.任何前述具體實例之系統，其中該第一稀釋劑包含蒸汽。

具體實例5.任何前述具體實例之系統，其中該第一稀釋劑包含惰性氣體。

具體實例6.任何前述具體實例之系統，其中該惰性氣體包含氮。

具體實例7.任何前述具體實例之系統，其中該第一和第二通道具有沿著第一擴散燃料噴嘴之下游端配置的個別第一和第二出口，且該第一和第二通道沿著第一擴散燃料噴嘴彼此隔離。

具體實例8.任何前述具體實例之系統，其中該第一和該第二通道係以同心排列配置。

具體實例9.任何前述具體實例之系統，其中該第一通道在該第二通道周圍延伸。

具體實例10.任何前述具體實例之系統，其中該第二通道在該第一通道周圍延伸。

具體實例11.任何前述具體實例之系統，其 中該第一擴散燃料噴嘴包含與第一和第二通道分開之第三通道，該第三通道係經配置以將第三流與第一和第二流分開地注入該室，且該第三流包含第二燃料、第二稀釋劑、或第二氧化劑。

具體實例12.任何前述具體實例之系統，其中該第三流包含該第二燃料，且該第一和第二燃料係彼此相同或不同。

具體實例13.任何前述具體實例之系統，其中該第三流包含該第二氧化劑，且該第一和第二氧化劑係彼此相同或不同。

具體實例14.任何前述具體實例之系統，其中該第三流包含該第二氧化劑和該二稀釋劑。

具體實例15.任何前述具體實例之系統，其中該第一和第二氧化劑係彼此相同，或該第一和第二稀釋劑係彼此相同，或其組合。

具體實例16.任何前述具體實例之系統，其中該第一和第二氧化劑係彼此不同，或該一和第二稀釋劑係彼此不同，或其組合。

具體實例17.任何前述具體實例之系統，其中該第一和第二氧化劑係彼此不同且該第一和第二稀釋劑係彼此相同，或該第一和第二氧化劑係彼此相同且該第一和第二稀釋劑係彼此不同。

具體實例18.任何前述具體實例之系統，其中該第一和第二稀釋劑包含部分的該廢氣。

具體實例19.任何前述具體實例之系統，其中該第一擴散燃料噴嘴包含與該第一、第二和第三通道分開之第四通道，其中該第四通道係經配置以將第四流與第一、第二、和第三流該分開地注入該室，其中該第四流包含第三燃料、第三稀釋劑、或第三氧化劑。

具體實例20.任何前述具體實例之系統，其中該渦輪燃燒器包含第二擴散燃料噴嘴。

具體實例21.任何前述具體實例之系統，其中該渦輪燃燒器包含第一預混燃料噴嘴。

具體實例22.任何前述具體實例之系統，其中該渦輪燃燒器包含配置在第一擴散燃料噴嘴下游之稀釋劑注入系統。

具體實例23.任何前述具體實例之系統，其中該稀釋劑注入系統係經配置以將一部分的該廢氣、蒸汽、氮、或另一惰性氣體、或其組合注入第一擴散燃料噴嘴下游之該渦輪燃燒器的室。

具體實例24.任何前述具體實例之系統，其中該稀釋劑注入系統包含多個在渦輪燃燒器之襯墊中的孔道，及該多個孔道係經配置以將部分的該廢氣注入該渦輪燃燒器之室。

具體實例25.任何前述具體實例之系統，其中該渦輪燃燒器包含配置在該室周圍的第一壁、配置在該第一壁周圍的第二壁、及配置在該第一和第二壁之間的排氣通道，其中該稀釋劑注入系統包含多個貫穿渦輪燃燒器 之第一和第二壁的稀釋劑注入器。

具體實例26.任何前述具體實例之系統，其中該多個稀釋劑注入器係經配置以將部分的廢氣、蒸汽、氮、或另一惰性氣體注入渦輪燃燒器之室。

具體實例27.任何前述具體實例之系統，其包含沿著該廢氣再循環路徑配置之第一觸媒單元。

具體實例28.任何前述具體實例之系統，其中該第一觸媒單元係經配置以控制廢氣中的一氧化碳、二氧化碳和未燃燒的烴類之濃度水平。

具體實例29.任何前述具體實例之系統，其中該第一觸媒單元包含氧化觸媒、一氧化碳觸媒、氧化鋁、氧化鋯、氧化矽、氧化鈦、氧化鉑、氧化鈀、氧化鈷、或混合金屬氧化物、或其組合。

具體實例30.任何前述具體實例之系統，其中該氧化觸媒單元係經配置以用廢氣和氧化劑燃料驅動氧化反應。

具體實例31.任何前述具體實例之系統，其包含經配置以調整氧化劑燃料之流量來控制氧化反應的控制系統。

具體實例32.任何前述具體實例之系統，其中該控制系統係經配置以因應感測器反饋而調整氧化劑燃料之流量，及該感測器反饋包含氧、一氧化碳、氫、氮氧化物、未燃燒的烴類、或其任何組合之氣體組成反饋指示。

具體實例33.任何前述具體實例之系統，其包含沿著該廢氣再循環路徑配置之第一熱回收單元。

具體實例34.任何前述具體實例之系統，其包含觸媒和具有第一觸媒單元和第一熱回收單元之熱回收系統。

具體實例35.任何前述具體實例之系統，其中該第一觸媒單元係配置於上游、下游，或與第一熱回收單元整合。

具體實例36.任何前述具體實例之系統，其包含沿著該廢氣再循環路徑配置之第二熱回收單元。

具體實例37.任何前述具體實例之系統，其包含沿著該廢氣再循環路徑配置之第二觸媒單元。

具體實例38.任何前述具體實例之系統，其中該第一熱回收單元包含第一熱回收蒸汽產生器。

具體實例39.任何前述具體實例之系統，其包含連接到該第一熱回收蒸汽產生器之第一蒸汽渦輪。

具體實例40.任何前述具體實例之系統，其中該第一熱回收單元包含第一熱回收蒸汽產生器及第二熱回收單元包含第二熱回收蒸汽產生器。

具體實例41.任何前述具體實例之系統，其包含連接到該第一熱回收蒸汽產生器之第一蒸汽渦輪，及連接到該第二熱回收蒸汽產生器之第二蒸汽渦輪。

具體實例42.任何前述具體實例之系統，其包含沿著該廢氣再循環路徑配置之除濕系統。

具體實例43.任何前述具體實例之系統，其中該除濕系統包含熱交換器、冷凝器、水氣分離器、過濾器、或其任何組合。

具體實例44.任何前述具體實例之系統，其包含沿著該廢氣再循環路徑配置之除粒系統。

具體實例45.任何前述具體實例之系統，其中該除粒系統包含慣性分離器、重力分離器、過濾器、或其任何組合。

具體實例46.任何前述具體實例之系統，其包含沿著該廢氣再循環路徑配置之升壓鼓風機。

具體實例47.任何前述具體實例之系統，其包含沿著該廢氣再循環路徑配置之熱回收單元、升壓鼓風機、除濕單元、及除粒單元。

具體實例48.任何前述具體實例之系統，其包含經配置以抽出部分的廢氣之廢氣抽出系統。

具體實例49.任何前述具體實例之系統，其包含經配置以處理該部分的廢氣之廢氣處理系統。

具體實例50.任何前述具體實例之系統，其中該廢氣處理系統包含經配置以將該部分的廢氣分離成多個氣體流之氣體分離系統。

具體實例51.任何前述具體實例之系統，其中該多個氣體流包含富二氧化碳(CO₂)之第一流和貧二氧化碳(CO₂)之第二流。

具體實例52.任何前述具體實例之系統，其 中該第一流為貧氮(N₂)和該第二流為富氮(N₂)。

具體實例53.任何前述具體實例之系統，其中該廢氣處理系統包含經配置以接收該第一或第二流中的至少一者之氣體壓縮系統、除濕系統、除粒系統、或其組合。

具體實例54.任何前述具體實例之系統，其中該廢氣處理系統包含經配置以純化多個氣體流中的至少一者之氣體純化系統。

具體實例55.任何前述具體實例之系統，其包含經配置以接收該多個流中的至少一者之目標系統，其中該目標系統包含烴產生系統、地下儲存器、碳固存系統、管線、儲存槽、或其任何組合。

具體實例56.任何前述具體實例之系統，其中該廢氣處理系統包含經配置以壓縮部分的廢氣之壓縮系統。

具體實例57.任何前述具體實例之系統，其中該廢氣處理系統包含除濕系統及/或除粒系統。

具體實例58.任何前述具體實例之系統，其包含因應感測器反饋而調整一或多個操作參數來控制在廢氣中的當量比或排放水平之控制系統。

具體實例59.任何前述具體實例之系統，其中該一或多個操作參數包含至該渦輪燃燒器之氧化劑流率及/或燃料流率。

具體實例60.任何前述具體實例之系統，其 中該控制系統係經配置以將該當量比保持介於約0.95和1.05之間。

具體實例61.任何前述具體實例之系統，其中該感測器反饋包含有關氧、一氧化碳、氫、氮氧化物、未燃燒的烴類、或其任何組合之氣體組成反饋。

具體實例62.任何前述具體實例之系統，其中該控制系統係連接到多個經配置以獲得感測器反饋之感測器，和該多個感測器係沿著該廢氣再循環路徑、渦輪燃燒器、渦輪、廢氣壓縮機、或其組合配置。

具體實例63.任何前述具體實例之系統，其包含從廢氣壓縮機至渦輪之旁路管線，其中該旁路管線包含經配置以冷卻廢氣從廢氣壓縮機至渦輪之旁路流的熱交換器。

具體實例64.任何前述具體實例之系統，其包含具有渦輪燃燒器、渦輪、和廢氣壓縮機之氣渦輪引擎，其中該氣渦輪引擎為化學計量廢氣再循環(SEGR)氣渦輪引擎。

具體實例65.任何前述具體實例之系統，其包含連接到該氣渦輪引擎之廢氣抽出系統。

具體實例66.任何前述具體實例之系統，其包含連接到該廢氣抽出系統之廢氣處理系統。

具體實例67.任何前述具體實例之系統，其包含連接到該廢氣抽出系統之烴產生系統。

具體實例68.一種方法，其包含：將第一和 第二流分開注入渦輪燃燒器之室以產生擴散火焰，其中該第一流包含第一燃料，及該第二流包含第一氧化劑和第一稀釋劑；用來自擴散火焰之燃燒產物驅動渦輪，及輸出廢氣；將該廢氣沿著廢氣再循環路徑再循環至廢氣壓縮機；將該廢氣壓縮和發送至該渦輪燃燒器。

具體實例69.任何前述具體實例之方法，其中該第一稀釋劑包含一部分的該廢氣、蒸汽、氮、另一惰性氣體、或其組合。

具體實例70.任何前述具體實例之方法，其中該第一稀釋劑包含一部分的該廢氣。

具體實例71.任何前述具體實例之方法，其中注入包含從沿著該第一擴散燃料噴嘴之彼此隔離的個別第一和第二通道分開注入該第一和第二流。

具體實例72.任何前述具體實例之方法，其中該第一和第二通道係以同心排列配置。

具體實例73.任何前述具體實例之方法，其中該第一通道在該第二通道周圍延伸。

具體實例74.任何前述具體實例之方法，其中該第二通道在該第一通道周圍延伸。

具體實例75.任何前述具體實例之方法，其中注入包含從沿著第一擴散燃料噴嘴之彼此隔離的個別第一、第二和第三通道分開注入該第一、第二和第三流，其中該第三流包含第二燃料、第二稀釋劑或第二氧化劑。

具體實例76.任何前述具體實例之方法，其 中該第三流包含該第二燃料，且該第一和第二燃料係彼此相同或不同。

具體實例77.任何前述具體實例之方法，其中該第三流包含該第二氧化劑，且該第一和第二氧化劑係彼此相同或不同。

具體實例78.任何前述具體實例之方法，其中該第三流包含該第二氧化劑和該二稀釋劑。

具體實例79.任何前述具體實例之方法，其中該第一和第二氧化劑係彼此相同，或該第一和第二稀釋劑係彼此相同，或其組合。

具體實例80.任何前述具體實例之方法，其中該第一和第二氧化劑係彼此不同，或該第一和第二稀釋劑係彼此不同，或其組合。

具體實例81.任何前述具體實例之方法，其中該第一和第二氧化劑係彼此不同且該第一和第二稀釋劑係彼此相同，或該第一和第二氧化劑係彼此相同且該第一和第二稀釋劑係彼此不同。

具體實例82.任何前述具體實例之方法，其中該第一和第二稀釋劑包含部分的該廢氣。

具體實例83.任何前述具體實例之方法，其中注入包含從沿著第一擴散燃料噴嘴之彼此隔離的個別第一、第二、第三和第四通道分開注入該第一流、第二流、第三流和第四流，其中該第三流包含第二燃料、第二稀釋劑或第二氧化劑，其中該第四流包含第三燃料、第三稀釋 劑或第三氧化劑。

具體實例84.任何前述具體實例之方法，其包含將稀釋劑流注入第一擴散燃料噴嘴下游之室。

具體實例85.任何前述具體實例之方法，其包含透過多個在渦輪燃燒器之襯墊中的孔道注入稀釋劑流，且該稀釋劑流包含一部分的廢氣。

具體實例86.任何前述具體實例之方法，其包含透過多個貫穿渦輪燃燒器之至少一壁的稀釋劑注入器注入稀釋劑流，及該稀釋劑流包含一部分的該廢氣、蒸汽、氮、或另一惰性氣體。

具體實例87.任何前述具體實例之方法，其包含用沿著該廢氣再循環路徑之第一觸媒單元處理該廢氣；及

具體實例88.任何前述具體實例之方法，其中處理包含控制廢氣中的一氧化碳、二氧化碳、和未燃燒的烴類之濃度水平。

具體實例89.任何前述具體實例之方法，其中處理包含用該廢氣和氧化劑燃料驅動氧化反應。

具體實例90.任何前述具體實例之方法，其包含控制氧化劑燃料至第一觸媒單元之流量以控制該氧化反應。

具體實例91.任何前述具體實例之方法，其包含因應感測器反饋而控制氧化劑燃料之流量，和該感測器反饋包含氧、一氧化碳、氫、氮氧化物、未燃燒的烴 類、或其任何組合之氣體組成反饋指示。

具體實例92.任何前述具體實例之方法，其包含使用第一熱回收單元、第二熱回收單元、或其組合沿著該廢氣再循環路徑從廢氣回收熱。

具體實例93.任何前述具體實例之方法，其包含用在該第一或第二熱回收單元之內、上游或下游的第一觸媒單元驅動第一觸媒反應。

具體實例94.任何前述具體實例之方法，其包含用在該第一或第二熱回收單元之內、上游或下游的該第二觸媒單元驅動第二觸媒反應。

具體實例95.任何前述具體實例之方法，其包含用第一熱回收單元之第一熱回收蒸汽產生器產生第一蒸汽、用第二熱回收單元之第二熱回收蒸汽產生器產生第二蒸汽、或其組合。

具體實例96.任何前述具體實例之方法，其包含用該第一蒸汽驅動第一蒸汽渦輪或用該第二蒸汽驅動第二蒸汽渦輪。

具體實例97.任何前述具體實例之方法，其包含用沿著該廢氣再循環路徑配置之除濕系統從廢氣中除去水分，或用沿著該廢氣再循環路徑配置之除粒系統從廢氣中除去微粒、或其組合。

具體實例98.任何前述具體實例之方法，其中該除濕系統包含熱交換器、冷凝器、水氣分離器、第一過濾器、或其任何組合，其中該除粒系統包含慣性分離 器、重力分離器、第二過濾器、或其任何組合。

具體實例99.任何前述具體實例之方法，其包含用沿著該廢氣再循環路徑配置之升壓鼓風機將廢氣之流升壓。

具體實例100.任何前述具體實例之方法，其包含用沿著該廢氣再循環路徑配置之熱回收單元、觸媒單元、升壓鼓風機、除濕單元和除粒單元處理該廢氣。

具體實例101.任何前述具體實例之方法，其包含用廢氣抽出系統抽出一部分的廢氣。

具體實例102.任何前述具體實例之方法，其包含用廢氣處理系統處理該部分的廢氣。

具體實例103.任何前述具體實例之方法，其中處理該部分的廢氣包含將該部分的廢氣分離成多個氣體流。

具體實例104.任何前述具體實例之方法，其中該多個氣體流包含富二氧化碳(CO₂)之第一流和貧二氧化碳(CO₂)之第二流。

具體實例105.任何前述具體實例之方法，其中處理該部分的廢氣包含用氣體壓縮系統壓縮該部分的廢氣、該第一流、或該第二蒸汽。

具體實例106.任何前述具體實例之方法，其中處理該部分的廢氣包含用除濕系統從該部分的廢氣、該第一流、或該第二蒸汽除去水分。

具體實例107.任何前述具體實例之方法，其 中處理該部分的廢氣包含用除粒系統從該部分的廢氣、該第一流、或該第二蒸汽除去微粒。

具體實例108.任何前述具體實例之方法，其包含將該部分的廢氣、該第一流、或該第二蒸汽發送至目標系統，其中該目標系統包含烴產生系統、地下儲存器、碳固存系統、管線、儲存槽、或其任何組合。

具體實例109.任何前述具體實例之方法，其包含因應感測器反饋而調整一或多個操作參數以控制廢氣中之當量比或排放水平。

具體實例110.任何前述具體實例之方法，其中調整該一或多個操作參數包含控制至渦輪燃燒器之氧化劑流率及/或燃料流率。

具體實例111.任何前述具體實例之方法，其中調整該一或多個操作參數包含保持當量比介於約0.95和1.05之間。

具體實例112.任何前述具體實例之方法，其包含藉由監測有關氧、一氧化碳、氫、氮氧化物、未燃燒的烴類、或其任何組合之廢氣的氣體組成來獲得感測器反饋。

具體實例113.任何前述具體實例之方法，其中獲得感測器反饋包含監測多個沿著該廢氣再循環路徑、渦輪燃燒器、渦輪、廢氣壓縮機、或其組合配置之感測器。

具體實例114.任何前述具體實例之方法，其 包含將該廢氣之旁路流從該廢氣壓縮機沿著旁路管線發送至該渦輪。

具體實例115.任何前述具體實例之方法，其包含沿著該旁路管線冷卻該廢氣之旁路流，和使用該廢氣之旁路流冷卻該渦輪。

具體實例116.任何前述具體實例之方法，其包含操作具有渦輪燃燒器、渦輪、和廢氣壓縮機之氣渦輪引擎以根據感測器反饋達成實質上化學計量燃燒。

具體實例117.任何前述具體實例之方法，其包含用連接到該氣渦輪引擎之廢氣抽出系統抽出一部分的廢氣，和將該部分的廢氣發送至烴產生系統、碳固存系統、管線、儲存槽、或其任何組合。

具體實例118.一種方法，其包含：將氧化劑引至至少一個氧化劑壓縮機以產生壓縮氧化劑流；將再循環低氧含量氣體流引至氣渦輪引擎的壓縮機段以產生壓縮低氧含量氣體流；混合第一部分的該壓縮低氧含量氣體流與第一部分的該壓縮氧化劑流且產生稀釋壓縮氧化劑流；將稀釋壓縮氧化劑流和燃料流以實質上化學計量比引至至少一個渦輪燃燒器並於燃燒點混合稀釋壓縮氧化劑流和燃料流及燃燒稀釋壓縮氧化劑流和燃料流的混合物；將第二部分的壓縮低氧含量氣體流引至該至少一個渦輪燃燒器並在燃燒點之後將其與稀釋壓縮氧化劑和燃料之燃燒流混合及產生高溫高壓低氧含量流；將該高溫高壓低氧含量流引至氣渦輪引擎的膨脹器段並膨脹該高溫高壓低氧含量流以 產生機械動力和再循環低氧含量氣體流；使用第一部分的機械動力以驅動該氣渦輪引擎的壓縮機段；使用第二部分的機械動力以驅動下列中的至少一者：產生器、該至少一個氧化劑壓縮機或至少一個其他機械裝置；以再循環迴路將再循環低氧含量氣體流從膨脹器段之出口再循環至氣渦輪引擎的壓縮機段之入口；及從該氣渦輪引擎抽出至少第三部分的壓縮低氧含量氣體流和將該至少第三部分的壓縮低氧含量氣體流遞送至第一至少一個氧化觸媒單元及產生低氧含量產物流。

具體實例119.任何前述具體實例之方法，其包含將第二部分的壓縮氧化劑流引至第一至少一個氧化觸媒單元以氧化至少一部份之包含在第三部分的壓縮低氧含量氣體流中的一氧化碳、氫、未燃燒的烴類或不完全燃燒之類似產物中的至少一者。

具體實例120.任何前述具體實例之方法，其包含將氧化燃料引至該第一至少一個氧化觸媒單元和減少至少一部份之包含在第三部分的該壓縮低氧含量氣體流中的殘餘氧。

具體實例121.任何前述具體實例之方法，其中該氧化劑基本上由周圍空氣和包含氮之再循環低氧含量氣體流組成。

具體實例122.任何前述具體實例之方法，其中該當量比(斐(phi)，Φ)等於(燃料mol%/氧化劑mol%)實際/(燃料mol%/氧化劑mol%)化學計量。

具體實例123.任何前述具體實例之方法，其包含控制該第一部分的壓縮氧化劑流和該燃料流中之至少一者的流率以達成約1之燃燒當量比及產生該第一部分的壓縮氧化劑流和該燃料流之實質上化學計量比。

具體實例124.任何前述具體實例之方法，其包含安裝在該再循環迴路中及測量再循環低氧含量流內之組分的感測器。

具體實例125.任何前述具體實例之方法，其中該測得組分為下列中的至少一者：氧、一氧化碳、氫、氮氧化物和未燃燒的烴類。

具體實例126.任何前述具體實例之方法，其包含藉由分析組分測量而決定當量比。

具體實例127.任何前述具體實例之方法，其包含至少一個安裝且測量在該第一至少一個氧化觸媒單元之上游、該第一至少一個氧化觸媒單元之下游或二者的經抽出之第三部分的壓縮低氧含量氣體流內之組分的感測器。

具體實例128.任何前述具體實例之方法，其中該測得組分為下列中的至少一者：氧、一氧化碳、氫、氮氧化物和未燃燒的烴類。

具體實例129.任何前述具體實例之方法，其包含至少一個調整燃燒當量比、第二部分的壓縮氧化劑流之流率或氧化燃料之流率中的至少一者且達成該第一至少一個氧化觸媒單元的下游測得之組分中的至少一者之所要 水平的控制器。

具體實例130.任何前述具體實例之方法，其在第一至少一個氧化觸媒單元之下游包含第一熱回收單元。

具體實例131.任何前述具體實例之方法，其中該第一熱回收單元包含蒸汽產生器。

具體實例132.任何前述具體實例之方法，其包含藉由蒸汽產生器產生遞送至至少一個蒸汽渦輪之蒸汽，和驅動產生電力之產生器或另一機械裝置中的至少一者。

具體實例133.任何前述具體實例之方法，其在膨脹器段之出口和至氣渦輪引擎的壓縮機段的入口之間的再循環迴路中包含第二熱回收單元及從再循環低氧含量氣體流除去熱。

具體實例134.任何前述具體實例之方法，其中該第二熱回收單元包含蒸汽產生器。

具體實例135.任何前述具體實例之方法，其包含藉由蒸汽產生器產生遞送至至少一個蒸汽渦輪之蒸汽，和驅動產生電力之產生器或另一機械裝置中的至少一者。

具體實例136.任何前述具體實例之方法，其包含將第四部分的壓縮低氧含量氣體流從氣渦輪引擎的壓縮機段遞送至渦輪作為二次流之二次流路徑和在冷卻和密封該渦輪之後將第四部分的壓縮低氧含量氣體流遞送於再 循環迴路中。

具體實例137.任何前述具體實例之方法，其在再循環迴路中包含增加第二熱回收單元下游之再循環低氧含量氣體流的壓力之升壓鼓風機。

具體實例138.任何前述具體實例之方法，其在氣渦輪引擎的壓縮機段上游之再循環迴路內包含熱交換器，該熱交換器將再循環低氧含量氣體流在進入氣渦輪引擎之壓縮機段的入口之前將其冷卻。

具體實例139.任何前述具體實例之方法，其包含用該熱交換器從該再循環低氧含量氣體流冷凝和去除水。

具體實例140.任何前述具體實例之方法，其包含將至少一部分的該低氧含量產物流遞送至用於提高烴回收之地下儲存器。

具體實例141.任何前述具體實例之方法，其包含在將至少一部分的該低氧含量產物流遞送至用於提高烴回收之地下儲存器之前，用至少一個惰性氣體產物壓縮機壓縮至少一部分的該低氧含量產物流。

具體實例142.任何前述具體實例之方法，其包含藉由第一熱回收單元冷卻該低氧含量產物流。

具體實例143.任何前述具體實例之方法，其包含將至少一部分的該低氧含量產物流遞送至氣體脫水單元。

具體實例144.任何前述具體實例之方法，其 包含將至少一部分的該低氧含量產物流遞送至二氧化碳分離單元以產生貧二氧化碳流和富二氧化碳流。

具體實例145.任何前述具體實例之方法，其包含將至少一部分的該貧二氧化碳流遞送至用於提高烴回收之地下儲存器。

具體實例146.任何前述具體實例之方法，其包含將至少一部分的該富二氧化碳流遞送至用於提高烴回收之地下儲存器。

具體實例147.任何前述具體實例之方法，其包含將至少一部分的該富二氧化碳流遞送至碳固存單元。

具體實例148.任何前述具體實例之方法，其包含在將該貧二氧化碳流遞送至用於提高烴回收之地下儲存器之前，將至少一部分的該貧二氧化碳流壓縮至至少一個貧產物壓縮機。

具體實例149.任何前述具體實例之方法，其包含在將該富二氧化碳流遞送至用於提高烴回收之地下儲存器之前，將至少一部分的該富二氧化碳流壓縮至至少一個富產物壓縮機。

具體實例150.任何前述具體實例之方法，其包含在將該富二氧化碳流遞送至碳固存單元之前，將至少一部分的該富二氧化碳流壓縮至至少一個富產物壓縮機。

具體實例151.任何前述具體實例之方法，其包含將至少一部分的該貧二氧化碳流遞送至氣體脫水單元。

具體實例152.任何前述具體實例之方法，其包含將至少一部分的該富二氧化碳流遞送至氣體脫水單元。

具體實例153.任何前述具體實例之方法，其包含將至少一部分的該低氧含量產物流引至膨脹器並膨脹至少一部分的該低氧含量產物流，驅動產生器或另一機械裝置中的至少一者及產生排放流。

具體實例154.任何前述具體實例之方法，其包含將至少一部分的該貧二氧化碳流引至膨脹器並膨脹至少一部分的該貧二氧化碳流，驅動產生器或另一機械裝置中的至少一者及產生排放流。

具體實例155.任何前述具體實例之方法，其包含位於該再循環迴路內之第二至少一個氧化觸媒單元和氧化至少一部份之包含在該再循環低氧含量氣體流中之一氧化碳、氫、未燃燒的烴類或不完全燃燒的類似產物中的至少一者。

具體實例156.任何前述具體實例之方法，其中該第二至少一個氧化觸媒單元係位於該第二熱回收單元之上游。

具體實例157.任何前述具體實例之方法，其中該第二至少一個氧化觸媒單元係位於該第二熱回收單元之下游。

具體實例158.任何前述具體實例之方法，其中該第二至少一個氧化觸媒單元係位於在提供適當操作溫 度和提供用於由觸媒反應所產生的熱之適當散熱器的位置之第二熱回收單元內。

具體實例159.任何前述具體實例之方法，其包含控制該至少第二部分的壓縮低氧含量氣體流之流率。

具體實例160.任何前述具體實例之方法，其中調整該至少第二部分的壓縮低氧含量氣體流之流率以將再循環迴路內之位置的壓力保持在所要範圍內。

具體實例161.任何前述具體實例之方法，其中利用抽出閥、抽出排放閥、產物壓縮機操作速率、產物壓縮機入口導流片位置或產物壓縮機再循環閥中的至少一者調整該至少第二部分的壓縮低氧含量氣體流之流率。

具體實例162.任何前述具體實例之方法，其在該熱交換器的下游包含慣性分離器、聯合過濾器和不透水性過濾器中的至少一者和改良除去冷凝水之效率。

本書面說明使用實例來揭示本發明，包括最佳模式，且亦使任何熟習該項技術者能夠實施本發明，包括製造和使用任何裝置或系統及執行任何結合的方法。本發明的可專利範圍由申請專利範圍界定，且可包括對於熟習此項技術者而言會發生的其他實例。若該等其他實例具有無異於申請專利範圍之字面語言的結構要件，或若其包括與申請專利範圍之字面語言無實質差異的等效結構要件，則其意欲在申請專利範圍之範疇內。

Claims (14)

1. 一種用於在化學計量廢氣再循環氣渦輪系統中以氧化劑-稀釋劑混合進行擴散燃燒之系統，其包含：渦輪燃燒器，其包含第一擴散燃料噴嘴，其中該第一擴散燃料噴嘴包含將個別第一和第二流分開注入渦輪燃燒器之室以產生擴散火焰之第一和第二通道，其中該第一流包含第一燃料，及該第二流包含第一氧化劑和第一稀釋劑，以及其中該渦輪燃燒器係不具有預混噴嘴；渦輪，其係由來自渦輪燃燒器中的擴散火焰之燃燒產物驅動；廢氣壓縮機，其中該廢氣壓縮機係經配置以將來自渦輪的廢氣壓縮及發送至該渦輪燃燒器，其中該第一稀釋劑包含一部分的廢氣；以及控制系統，其經配製以控制該第一流、該第二流、或該第一流及該第二流兩者經該第一擴散燃料噴嘴以及至該渦輪燃燒器以在穩定操作期間產生該擴散火焰。
2. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該第一和第二通道具有沿著第一擴散燃料噴嘴之下游端配置的個別第一和第二出口，且該第一和第二通道沿著第一擴散燃料噴嘴彼此隔離。
3. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該第一和該第二通道係以同心排列配置。
4. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該第一通道在該第二通道周圍延伸。
5. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該第二通道在該第一通道周圍延伸。
6. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該第一擴散燃料噴嘴包含與第一和第二通道分開之第三通道，該第三通道係經配置以將第三流與第一和第二流分開地注入該室，且該第三流包含第二燃料、第二稀釋劑、或第二氧化劑。
7. 如申請專利範圍第6項之系統，其中該第一擴散燃料噴嘴包含與該第一、第二和第三通道分開之第四通道，其中該第四通道係經配置以將第四流與第一、第二、和第三流分開地注入該室，其中該第四流包含第三燃料、第三稀釋劑、或第三氧化劑。
8. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該渦輪燃燒器包含配置在第一擴散燃料噴嘴下游之稀釋劑注入系統，以及其中該稀釋劑注入系統係配置以將一部分的該廢氣、蒸汽、氮、或另一惰性氣體、或其組合注入第一擴散燃料噴嘴下游的該渦輪燃燒器之室。
9. 如申請專利範圍第8項之系統，其中該稀釋劑注入系統包含在渦輪燃燒器之襯墊中的多個孔道，及該多個孔道係經配置以將一部分的該廢氣注入該渦輪燃燒器之室。
10. 如申請專利範圍第8項之系統，其中該渦輪燃燒器包含配置在該室周圍的第一壁、配置在該第一壁周圍的第二壁、及配置在該第一和第二壁之間的排氣通道，其中 該稀釋劑注入系統包含貫穿渦輪燃燒器之第一和第二壁的多個稀釋劑注入器。
11. 如申請專利範圍第1項之系統，其包含第一觸媒單元，其中該第一觸媒單元係配置以控制廢氣中的一氧化碳、二氧化碳和未燃燒的烴類之濃度水平。
12. 如申請專利範圍第11項之系統，其中該第一觸媒單元係經配置以用廢氣和氧化劑燃料驅動氧化反應。
13. 如申請專利範圍第1項之系統，其包含經配置以抽出第二部分的廢氣之廢氣抽出系統。
14. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該控制系統係配製以接受感測器反饋且基於該感測器反饋調整一或多個操作參數來控制在廢氣中的當量比或排放水平之控制系統，其中該一或多個操作參數包含至渦輪燃燒器之氧化劑流率及/或燃料流率，以及其中該控制系統係配置以保持當量比介於約0.95和1.05之間。