[发明专利]燃气涡轮发动机系统和提供供应到燃烧器的燃料的方法

权利要求书

1.一种燃气涡轮发动机系统，其包括：

压缩器、燃烧器和涡轮机；

燃料系统，所述燃料系统包括被配置成将来自燃料源的燃料提供给所述燃烧器的一个或多个燃料回路；

与所述一个或多个燃料回路流体连通的非催化燃料重整器，其中所述非催化燃料重整器被配置成按照预定比率接收来自氧化剂流的氧化剂和所述一个或多个燃料回路中的燃料的份额，并且重整燃料的所述份额以产生部分氧化燃料；

次级燃料供应，所述次级燃料供应将次级燃料流加入来自所述非催化燃料重整器的部分氧化燃料；

水供应，所述水供应将蒸汽流加入来自所述非催化燃料重整器的部分氧化燃料；

在所述非催化重整器的下游部分中的非催化反应通道，所述非催化反应通道被配置成接收所述次级燃料流、所述蒸汽流和所述部分氧化燃料的混合物；以及

控制系统，所述控制系统被配置成调节至所述非催化燃料重整器的燃料流、至所述非催化燃料重整器的氧化剂流、所述次级燃料流和所述蒸汽流中的至少一个。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述非催化燃料重整器还包括旁路管路，所述旁路管路具有入口和出口并且被配置成将燃料的所述份额转移到所述非催化燃料重整器。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括至少一个阀，所述至少一个阀被配置成控制燃料流动通过所述旁路管路。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述水供应是蒸汽供应。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制系统被配置成调节所述次级燃料流和所述蒸汽流中的至少一个以控制进入所述燃烧器的燃料的氢和一氧化碳中的至少一种的量。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，部分氧化燃料、蒸汽和次级燃料的组合经由水-气体转移反应产生重整产物。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述重整产物包括氢、二氧化碳和一氧化碳。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述燃烧器是干低NOx燃烧器和贫、预混燃烧器中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述氧化剂包括氧、空气、富氧空气或包括前述的至少一种的组合。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述非催化燃料重整器还包括氧化剂入口，所述氧化剂入口被配置成将氧化剂输送到所述非催化燃料重整器，其中所述氧化剂入口与所述压缩器流体连通。

11.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述燃料包括甲烷并且所述预定比率是大约2.3:1的富燃料氧-甲烷质量比。

12.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述燃料包括甲烷并且所述预定比率是大约17:1的近化学计量空气-甲烷质量比。

13.一种用于提供供应到燃气涡轮发动机系统中的一个或多个燃烧器的燃料的方法，其包括：

在缺少催化剂的情况下用非催化燃料重整器部分地氧化所述燃气涡轮发动机系统的一个或多个燃料回路中的初级燃料的份额以形成重整产物，其中初级燃料的所述份额和氧化剂在所述非催化燃料重整器中按照预定比率混合并且燃烧；

通过将选定量的次级燃料和选定量的蒸汽引导到燃料的所述部分氧化份额中，导致所述非催化燃料重整器中的非催化反应通道中的水-气体转移反应，由此产生重整产物；以及

混合所述重整产物和燃料的剩余份额以产生混合燃料流，并且将所述混合燃料流供应到所述一个或多个燃烧器。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，燃料的所述份额为所述一个或多个燃料回路中的燃料的总体积的大约百分之三体积比至大约百分之十体积比。

15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法包括用控制系统控制至所述非催化燃料重整器的初级燃料流、至所述非催化燃料重整器的氧化剂流、次级燃料流和蒸汽流中的至少一个。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述控制至所述非催化燃料重整器的初级燃料流、至所述非催化燃料重整器的氧化剂流、次级燃料流和蒸汽流中的至少一个还包括监测燃料温度、燃料组成、燃料修正沃泊指数、湿度、动态压力、环境温度和涡轮机负荷中的选定的一种或多种。