[发明专利]控制至涡轮机械的燃料流的方法

说明书

技术领域

本申请涉及2008年12月10日提交的共同转让的美国专利申请12/331824[GE案卷号230465-2]。

本发明一般地涉及涡轮机械的启动运行，并且更特别地，涉及一种在与涡轮机械的启动运行相关联的点火模式期间加强燃料流的方法。

背景技术

“快速启动”可被认为是一种运行模式，该运行模式需要在操作者开始该涡轮机械的启动后的特定时间内涡轮机械输出负载，能够进行遵从排放规定的运行。波动的能源需求是决定涡轮机械何时运行的主要因素。涡轮机械通常是空转的，直到足够的需求要求运行。当需求要求运行时，在输出期望的能量(电力、机械转矩、蒸汽等)前，涡轮机械执行启动过程。

调峰(peaking)或简单循环设备可执行快速启动，并且然后由在更长的时期中有效的发电所取代。另外，本申请当前的受让人通用电气公司具有联合循环(CC)动力设备(CCPP)的资产组合，例如但不限于那些在US27113562A1中公开的，题为“Method and Apparatus for StartingUp Combined Cycle Power Systems”。另外，US04207864，题为“Damper”；US04208882，题为“Startup Attemperator”；US04598551，题为“Apparatus and Method for Controlling Steam Turbine OperaingConditions During Starting and Loading。”同样地，US05361585，题为“Steam Turbine Split Forward Flow”；US05412936，题为“Method ofEffecting Start-up of a Cold Steam Turbine System in a Combined CyclePlant”；US06626635，题为“System for Controlling Clearance BetweenBlade Tips and a Surrounding Casing in Rotating Machinery”。对这些共同转让的专利和专利申请的参考可提供对快速启动技术的范围和本文主题的进一步的理解。

一些已知涡轮机械的启动过程典型地包括在不同的运行速度下发生的多个模式。这些模式包括但不限于：净化、点火、预热和加速至主要运行速度。点火模式对成功的启动是决定性的。

目前已知的控制点火模式的方法结合了来自具有假设热值燃料的预定的燃料流率。此假设的热值通常基于涡轮机械的试车期间所使用的燃料。因为当前的热值在点火模式期间并不确定，故这些方法按开环原理运行。一些涡轮机械操作者使用气相色谱分析法(GC)装置来确定当前的热值。然而，GC是非常昂贵的装置并且需要定期校准和维护。

存在对控制点火模式的目前已知的方法的一些忧虑。假设/默认的热值可能是不准确的。供应至涡轮机械的现有燃料的热值可不同于在试车过程期间所使用的燃料的热值。这可导致点火模式和整体启动过程失败。

因此，存在对在涡轮机械的启动期间控制点火模式的改进的方法的期望。该方法应提供基于当前热值调整燃料流的闭环方法。此方法应提高成功的点火模式和启动的概率。这可协助涡轮机械来满足快速启动运行的需求。

发明内容

在本发明的一个实施例中，提供了在涡轮机械的启动过程期间控制流至燃烧系统的燃料的一种方法，该方法包括：提供涡轮机械，其包括：压缩机段、燃料系统、燃烧系统和排气段；确定燃烧系统的点火过程所需的能量的量；确定由燃烧系统消耗的燃料的热值；其中燃料系统将燃料输送至燃烧系统；利用点火算法来确定燃料的所需质量流率；其中点火算法将关于点火过程所需的能量的量的数据与关于燃料的热值的数据进行比较；并且利用关于所需的燃料的质量流率的数据来定位燃料系统的阀；其中阀允许燃料从燃料系统流至燃烧系统，从而在点火过程中使用；其中方法自动补偿燃料的热值上的改变。