控制用于燃气涡轮的燃料共混物的系统和方法
提供了一种控制用于涡轮发动机(12)的燃料共混物(26)的方法。该方法包括：将第一燃料(30)和第二燃料(32)供应到混合器(34)；以及在该混合器(34)中将该第一燃料和该第二燃料(30,32)混合在一起以获得燃料共混物(26)。该方法还包括在混合器(34)下游的燃料共混物分析器(40)处接收指示燃料共混物(26)的组成的测量结果。该方法还包括在燃烧器(16)中燃烧燃料共混物(26)。该方法还包括接收指示燃烧行为的燃烧信号。该方法还包括基于燃料共混物测量结果和燃烧信号中的至少一者，由控制器(42)控制第一燃料(30)的流量和第二燃料(32)的流量中的至少一者。
发明专利
CN202280079936.0
2022-12-29
CN118339372A
2024-07-11
F02C9/40(2006.01)
通用电气技术有限公司
G·F·弗雷;J·E·帕斯提
瑞士巴登
北京同立钧成知识产权代理有限公司
孟秀娟%刘芳
瑞士;CH
1.一种控制用于涡轮发动机(12)的燃料共混物(26)的方法，所述方法包括： 将第一燃料(30)和第二燃料(32)供应到混合器(34)； 在所述混合器(34)中将所述第一燃料和所述第二燃料(30,32)混合在一起以获得燃料共混物(26)； 在所述混合器(34)下游的燃料共混物分析器(40)处接收指示所述燃料共混物(26)的组成的测量结果； 在燃烧器(16)中燃烧所述燃料共混物(26)； 接收指示燃烧行为的燃烧信号；以及 基于燃料共混物测量结果和所述燃烧信号中的至少一者，由控制器(42)控制所述第一燃料(30)的流量和所述第二燃料(32)的流量中的至少一者。 2.根据权利要求1所述的方法，其中所述燃烧信号是由联接到所述燃烧器(16)的爆震传感器(44)接收的。 3.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述燃料共混物测量结果和所述燃烧信号中的至少一者由所述控制器(42)进行的控制包括由所述控制器(42)向所述混合器(34)上游的至少一个控制阀(36,38)传送输出信号(56)。 4.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括： 由所述控制器(42)将所述燃料共混物测量结果与所述燃烧器(16)的操作模型(70)进行比较； 基于所述比较，由所述控制器(42)确定与所述燃料共混物测量结果相关联的预测的燃烧条件；以及 基于所述预测的燃烧条件，由所述控制器(42)控制所述第一燃料(30)的所述流量和所述第二燃料(32)的所述流量中的至少一者。 5.根据权利要求4所述的方法，所述方法还包括： 由所述控制器(42)将所述预测的燃烧条件与所述燃烧信号进行比较； 由所述控制器(42)确定所述预测的燃烧条件是否与由所述燃烧信号指示的所述燃烧行为相匹配；以及 在所述预测的燃烧条件与所指示的燃烧行为不匹配的情况下更新所述操作模型(70)。 6.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括： 在所述混合器(34)上游的至少一个燃料传感器(46,48)处接收指示所述第一燃料(30)和所述第二燃料(32)中的至少一者的组成的至少一个测量结果； 基于所述燃料共混物测量结果以及所述第一燃料(30)和所述第二燃料(32)中的至少一者的所述至少一个测量结果，由所述控制器(42)确定所述燃料共混物(26)的组成；以及 基于所确定的燃料共混物组成和所述燃烧信号中的至少一者，由所述控制器(42)控制所述第一燃料(30)的所述流量和所述第二燃料(32)的所述流量中的至少一者。 7.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括： 由所述控制器(42)将所述燃料共混物测量结果与所述燃烧器(16)的排放模型(80)进行比较； 基于所述比较，由所述控制器(42)确定与所述燃料共混物测量结果相关联的预测的污染物水平；以及 基于所述预测的污染物水平，由所述控制器(42)控制所述第一燃料(30)的所述流量和所述第二燃料(32)的所述流量中的至少一者。 8.根据权利要求7所述的方法，所述方法还包括： 在所述燃烧器(16)下游的排放传感器(52)处接收排放水平测量结果； 由所述控制器(42)将所述预测的污染物水平与所述排放水平测量结果进行比较； 由所述控制器(42)确定所述预测的污染物水平是否与所述排放水平测量结果相匹配；以及 在所述预测的污染物水平与所述排放水平测量结果不匹配的情况下更新所述排放水平模型(80)。 9.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一燃料(30)是天然气或液化石油气并且所述第二燃料(32)是氢气。 10.一种用于涡轮发动机(12)的燃料控制系统，所述系统包括： 燃料供应系统(29)，所述燃料供应系统包括混合器(34)，所述混合器用于将第一燃料(30)和第二燃料(32)混合在一起以获得燃料共混物(26)； 燃料共混物分析器(40)，所述燃料共混物分析器位于所述混合器(34)的下游； 燃烧器(16)，所述燃烧器位于所述燃料共混物分析器(40)的下游，所述燃烧器(16)能够与所述燃料共混物(26)一起操作； 爆震传感器(44)，所述爆震传感器联接到所述燃烧器(16)；和 控制器(42)，所述控制器通信地耦接到所述爆震传感器(44)和所述燃料共混物分析器(40)，所述控制器(42)包括与至少一个存储器设备通信的至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置为： 从所述爆震传感器(44)接收指示燃烧行为的燃烧信号； 从所述燃料共混物分析器(40)接收指示所述燃料共混物的组成的测量结果；以及 基于所述燃烧信号和燃料共混物测量结果中的至少一者来调节所述第一燃料(30)的流量和所述第二燃料(32)的流量中的至少一者。 11.根据权利要求10所述的系统，其中所述燃料共混物分析器(40)包括比重传感器或密度计。 12.根据权利要求10所述的系统，其中所述第一燃料(30)是天然气或液化石油气并且所述第二燃料(32)是氢气。 13.根据权利要求10所述的系统，所述系统还包括光学火焰传感器(50)、第一燃料组成传感器(46)和第二燃料组成传感器(48)中的至少一者。 14.根据权利要求10所述的系统，其中所述燃烧器(16)是包括第一级(58)和第二级(60)的分级燃烧器(16)。 15.根据权利要求14所述的系统，其中所述第一燃料(30)的第一部分(62)被供应到所述第一级(58)，并且所述第一燃料(30)的第二部分(64)被供应到所述混合器(34)，以用于将所述第一燃料(30)的所述第二部分(64)与所述第二燃料(32)混合在一起以获得所述燃料共混物(26)。