[发明专利]用于操作燃气涡轮发动机系统的方法和设备

权利要求书

1.一种燃气涡轮发动机系统(10)，包括：

构造成用以对负载提供电能的发电机(24)；

包括至少一个燃烧器(14)的燃气涡轮发动机，所述燃烧器(14)包括 构造成用以接收来自多个相应的流量控制装置的燃料流的多个燃料 喷射点；以及

燃料控制系统(28)，其包括：

多个传感器(26)，其定位在所述燃气涡轮发动机系统周围并被构 造成用以测量与所述传感器相关联的至少一个参数；

处理器，其编程为用以：

接收来自指示所述燃料的组成的所述多个传感器中的至少一个 传感器的信号；

使用代表所述燃料的水蒸气含量的流动模型和至少一个信号，确 定通向所述流量控制装置的进口(20)处的燃料的物理特性；

使用所述确定的物理特性来确定对气体燃料流量增益的相应的 修正；以及

使用所述确定的流量增益来自动地控制在所述燃烧器上的燃料 喷射点之间的燃料输送和燃料分流，以便允许在用于所述燃气涡轮发 动机的燃料组成方面的相对较大的变化。

2.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机系统(10)，其特征在于， 所述至少一个燃烧器(14)包括构造成用以在多个不同的位置处将燃料 喷射到所述燃烧器中的多个燃料喷射点。

3.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机系统(10)，其特征在于， 所述处理器还编程为用以自动并连续地确定所述燃料的物理特性。

4.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机系统(10)，其特征在于， 所述处理器还编程为用以当确定所述燃料组成大致恒定时仅使用所 述燃料温度和压力来确定所述燃料的物理特性。

5.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机系统(10)，其特征在于， 所述燃料的物理特性包括所述燃料的含湿量。

6.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机系统(10)，其特征在于， 所述处理器还编程为用以响应所述燃料的含湿量方面的变化和所述 燃料的热值方面的变化中的至少一项来调整燃料命令和燃料系统流 量增益中的至少一项。

7.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机系统(10)，其特征在于， 所述处理器还编程为用以响应所述燃料的含湿量方面的变化和所述 燃料的热值方面的变化中的至少一项来调整燃料系统流量增益，使得 所述燃料命令与发电机负载保持大致线性地相关。

8.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机系统(10)，其特征在于， 所述处理器还编程为用以对流量增益调整定时，以便使燃料命令重新 线性化并便于最大限度地减小负载瞬变。

9.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机系统(10)，其特征在于， 所述燃料控制系统(28)包括燃料增湿塔(220)，所述处理器还编程为用 以：

确定所述燃料增湿塔出口处的水蒸汽摩尔分数；以及

基于所述系统中的边界条件连续地确定所述流量控制装置处的 水蒸汽摩尔分数。

10.根据权利要求9所述的燃气涡轮发动机系统(10)，其特征在 于，所述系统中的边界条件包括所述系统中的温度、压力、流速和体 积中的至少一项。