[发明专利]用于控制与涡轮机相关联的燃料供应的系统和方法

说明书

技术领域

本发明大体涉及配备有燃料气体压缩机的燃料供应系统；并且更具体而言，涉及用于提高操作性地结合的涡轮机和燃料气体压缩机(在下文中为“单元”)的整体效率的系统和方法。

背景技术

消耗气体燃料(在下文中为“燃料”)的涡轮机产生有用的功，例如动力。燃料气体压缩机(在下文中为“压缩机”)将燃料压缩到期望范围，然后燃料被供应给涡轮机。在单元的运行状况改变时，需要的燃料量也改变。这可导致压缩机在偏离设计的状况下运行。

压缩机具有包括防喘振阀的再循环线路等。这个线路通过使来自压缩机排出口的额外的燃料流再循环到压缩机入口来使压缩机保持在设计状况内运行。这个功能会提高压缩机所消耗的能量的量，而不增加涡轮机所产生的有用功。因此，单元的整体效率降低。

因此，提出了一种用于减少对使额外的燃料再循环的需要的系统和方法。该系统和方法具有降低压缩机在偏离设计的状况下运行时所消耗的能量的量的目标。

发明内容

本发明的一个实施例可提供一种用于控制通过燃料供应系统(155)流到操作性地结合的涡轮机(160)和燃料气体压缩机单元(100)的燃料的系统，该系统可包括：压缩机(100)，其包括：至少一个级；与该至少一个级相关联的再循环线路(125，135)，其中，再循环线路(125，135)配备有防喘振阀(130，140)；以及允许燃料通过压缩机(100)而流体地连通的流径(143)；以及在流径(143)内的、控制压缩机级的入口(145)处的燃料的状况的节流阀(170)；其中，节流阀(170)减少对经由再循环线路(125，135)使额外的燃料再循环通过压缩机(100)的需要；其中，节流阀(170)协助使压缩机(100)在设计状况内运行。

节流阀(170)可位于压缩机(100)的第一级(105)的上游且位于流径(143)中。

压缩机(100)将典型地将燃料排到涡轮机(160)。

压缩机(100)可具有至少两个级(105，110)和连接各个级的级间区域(120)，其中，流径(143)允许燃料通过各个级(105，110)而流体地连通。这里，节流阀(170)可位于级间区域(120)内且位于流径(143)中。

本发明的一个备选实施例提供了一种用于控制通过燃料供应系统(155)流到操作性地结合的涡轮机(160)和燃料气体压缩机单元(100)的燃料的方法，该方法可包括以下步骤：提供压缩机(10)，压缩机(10)包括：至少一个级；与该至少一个级相关联的再循环线路(125，135)，其中，再循环线路(125，135)配备有防喘振阀(130，140)；以及允许燃料通过压缩机(100)而流体地连通的流径(143)；以及调控流径(143)内的节流阀(170)，节流阀(170)控制该至少一个压缩机级的入口(145)处的燃料的状况；其中，节流阀(170)减小对经由再循环线路(125，135)使额外的燃料再循环通过压缩机(100)的需要；其中，节流阀(170)协助使压缩机(100)在设计状况内运行。

该方法可进一步提供一种来自接收压缩机(100)的燃料的涡轮机(160)。

该方法可进一步包括以下步骤：启用节流阀(215)；将节流阀控制到期望范围(220，225，235)；以及关闭防喘振阀(230)。这里，该方法还包括以下步骤：基于运行状况的变化来确定节流阀是否在期望范围内(225)。

该方法可操作性地确保节流阀控制回路(loop)速度(220)比其它的保护和压力控制回路更慢。

附图说明

图1是示出了根据本发明的一个实施例的压缩机的示意图。

图2是示出了根据本发明的一个实施例的、用于控制图1的压缩机的方法的实例的流程图。

部件列表

100燃料气体压缩机

105第一级

110第二级

115轴

120级间区域

125、135再循环线路

130、140防喘振阀

143流径

145入口

150排出口

155燃料气体供应

160涡轮机

170节流阀

200方法

具体实施方式

本发明具有使用较慢动作的阀来对通过压缩机的燃料流进行节流控制的技术效果。本发明的实施例减少对使已被压缩但涡轮机目前不需要的燃料再循环的需要。这可提高单元的净动力输出和整体效率。