[发明专利]用于运行燃烧室的系统和方法

说明书

本发明提供了一种用于运行燃烧室(12)的方法(96)。所述方法(96)包括：经由一氧化碳传感器(84)获得(98)所述燃烧室(12)的出口(36)处的一氧化碳读数；以及至少部分地基于所述一氧化碳读数和一氧化碳设定点(102)经由控制器(22)导出(100)氧气设定点修整值。所述方法(96)还包括：经由燃烧稳定性传感器(82)确定(104)所述燃烧室(12)的稳定性状态；以及至少部分地基于所述稳定性状态经由所述控制器(22)用所述氧气设定点修整值来调节(106)所述燃烧室(12)的氧气设定点(108)。所述氧气设定点(18)限定所述燃烧室(12)的所述出口(36)处的期望氧气水平。

背景技术

技术领域

本发明的实施方案整体涉及能量生产，并且更具体地涉及用于运行燃烧室的系统和方法。

相关领域的描述

电力电网(下文也简称为“电网”)是用于将由一个或多个发电厂产生的电能递送至最终消费者(例如，企业、家庭等)的系统。消费者在给定时间段(例如一天)期间从电网汲取/需求的最小电力被称为电网的“基线需求”。消费者从电网汲取/需求的最高电量被称为电网的“高峰需求”，高峰需求发生的时间段通常被称为电网的“高峰时间”。类似地，电网的高峰时间之外的时间段通常被称为电网的“非高峰时间”。在化石燃料发电厂内燃烧的燃料的量和/或速率通常与连接到化石燃料发电厂的电网所要求的电力的量相关，该量和/或速率被称为化石燃料发电厂和/或其燃烧室的“负载”。

传统上，许多电网仅使用化石燃料发电厂来满足基线需求。然而，随着对可再生能源的需求持续增长，许多电网现在从可再生能源例如太阳能、风能等获得大量电力，但许多可再生能源提供的电量经常在一天和/或一年期间波动。例如，风力发电厂通常在夜间向电网提供比白天更多的电力。相反，太阳能发电厂通常在白天向电网提供比夜间更多的电力。虽然最近的发展使许多可再生能源可以在非高峰时间(例如在夜间)满足电网的基线电力需求，但许多电网仍然依靠化石燃料发电厂来满足仅靠可再生能源无法满足的高峰需求和/或其他时段的增长的需求。

一般来讲，运行化石燃料发电厂的成本与满足所连接电网的需求所需的负载的大小正相关，例如来自电网的需求越高，产生负载以满足需求所消耗的化石燃料就越多。然而，当可再生能源能够在非高峰时间满足电网的基线需求时，许多电网便不消耗化石燃料工厂产生的全部负载。由于高峰时间与非高峰时间之间的周期相对较短，因此关闭化石燃料发电厂(即停止所有燃烧操作)通常会引发问题。因此，许多化石燃料发电厂在一种或多种可再生能源能够满足电网的基线需求时将以较低/降低的负载运行/运转，而在可再生能源不能满足基线需求时以较高负载运行/运转。然而，由于传统化石燃料发电厂的燃烧室内的火焰稳定性问题，此类传统化石燃料发电厂仅能够将其负载降低至其最大运行负载的约百分之五十至百分之四十(50％至40％)，最大运行负载是化石燃料发电厂和/或所包括的燃烧室被设计为可支持/产生的最高负载。许多电网目前在非高峰时间从可再生资源获得足够的电力，使得许多传统化石燃料发电厂即使将负载减少50％，负载也没有被充分消耗。此外，由于许多可再生能源都得到各国政府的补贴，所覆盖电网供应的电力的价格(即“电网价格”)通常太低，以致于许多传统化石燃料发电厂在将负载减小50％的运行期间没什么利润。因此，许多传统化石燃料发电厂由于在非高峰时间产生过多负载而造成环境和/或经济方面的较低效率。

此外，由于无法准确地监测火焰稳定性，许多燃烧室在降低的负载下运行的能力受到限制。例如，许多传统的燃烧室无法在低于正常运行负载的百分之四十(40％)的负载下安全运行。

另外，由于降低了负载，许多传统的燃烧室将使粉碎机停运。在降低负载运行期间保持在线的粉碎机通常以其正常进料器速度的一半运行，以便避免由于将燃料输送到燃烧室的空气需求降低而导致从粉碎机吹扫燃料。然而，以降低的负载运行数量减少的粉碎机通常会改变燃烧室内的化学计量条件，这继而又带来与燃料从粉碎机到燃烧室的不良输送相关联的额外风险。