用于化学计量排气再循环燃气涡轮机系统的系统和方法技术方案

非暂态计算机可读介质存储可由电子装置的处理器执行的指令。该指令包含确定在联接到EGR燃气涡轮机系统的电网中发生瞬态事件的指令，其中，该瞬态事件为欠频或欠压事件。该指令也包含响应于在EGR燃气涡轮机系统在非化学计量燃烧模式中运行时的瞬态事件，增加至该EGR燃气涡轮机系统的燃烧器的燃料的流率的指令。该指令进一步包含响应于在EGR燃气涡轮机系统在化学计量燃烧模式中运行时的瞬态事件，在增加至燃烧器的燃料的流率之前增加至该燃烧器的氧化剂的流率，或者减少电力的本地消耗以增加输出到附接电网的电力的一部分，或者这两者的指令。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于化学计量排气再循环燃气涡轮机系统的系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求于2014年12月30日提交的题为“SYSTEMANDMETHODFORASTOICHIOMETRICEXHAUSTGASRECIRCULATIONGASTURBINESYSTEM(用于化学计量排气再循环燃气涡轮机系统的系统和方法)”的美国非临时专利申请No.14/585,950以及于2014年1月27日提交的题为“SYSTEMANDMETHODFORASTOICHIOMETRICEXHAUSTGASRECIRCULATIONGASTURBINESYSTEM(用于化学计量排气再循环燃气涡轮机系统的系统和方法)”的美国临时专利申请No.61/932,178的优先权和权益，所述专利申请的全部内容通过引用并入本文以用于所有目的。
本文所公开的主题涉及燃气涡轮机系统，并且更具体地，涉及燃气涡轮机驱动的发电厂。
技术介绍
燃气涡轮机发动机应用领域广泛，例如发电、飞行器以及各种机器。燃气涡轮机发动机通常在燃烧器部中利用氧化剂(例如，空气)燃烧燃料以生成热燃烧产物，该热燃烧产物接着驱动涡轮机部的一个或更多个涡轮机级。涡轮机部进而驱动压缩机部的一个或更多个压缩机级，从而将进气的氧化剂连同燃料一起压缩到燃烧器部中。再者，燃料与氧化剂在燃烧器部中混合，并接着燃烧以产生热燃烧产物。根据燃烧状况，这些燃烧产物可包含未燃烧燃料、残留氧化剂和各种排放物(例如，氮氧化物)。此外，燃气涡轮机发动机通常消耗大量的作为氧化剂的空气，并输出相当量的排气到大气中。换句话说，排气通常作为燃气涡轮机运行的副产物被浪费掉。专利
技术实现思路
范围与最初要求保护的本专利技术匹配的特定实施例在下面概述。这些实施例并不旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是这些实施例仅旨在提供本专利技术可能形式的简短概括。实际上，本专利技术可涵盖可与下面阐述的实施例类似或不同的各种形式。在实施例中，方法包含：在排气再循环(EGR)燃气涡轮机系统的燃烧器中燃烧燃料和氧化剂，该排气再循环(EGR)燃气涡轮机系统产生电力并向电网提供电力的一部分。该方法包含：响应于与电网相关联的瞬态事件，控制EGR燃气涡轮机系统的一个或更多个参数以增加提供至电网的电力的部分。此外，控制包含下列项中的一项或更多项：(A)响应于在EGR燃气涡轮机系统在贫燃料燃烧模式中运行时的瞬态事件，增加至燃烧器的燃料的流率；(B)响应于该瞬态事件，增加在燃烧器中的氧化剂的浓度和/或流率，并响应于氧化剂的增加的浓度和/或流率，增加至燃烧器的燃料的流率以保持在该燃烧器中的大致化学计量当量比；或(C)响应于该瞬态事件减少电力的本地消耗以增加提供至电网的电力的部分。在另一实施例中，系统包含排气再循环(EGR)燃气涡轮机系统，该排气再循环(EGR)燃气涡轮机系统具有被构造成接收燃料并利用氧化剂燃烧燃料的燃烧器和由来自燃烧器的燃烧产物驱动的涡轮机。该系统包含由涡轮机驱动的发电机，其中，该发电机被构造成生成电力并向电网输出电力的一部分。该系统包含具有闭环控制器和开环控制器的控制系统，该闭环控制器被构造成控制EGR燃气涡轮机系统的一个或更多个参数，该开环控制器被构造成响应于瞬态事件，临时控制该EGR燃气涡轮机系统的一个或更多个参数以增加输出至电网的电力的部分。此外，该开环控制器被构造成：响应于在EGR燃气涡轮机系统在非排放合规(compliant)模式中运行时的瞬态事件，提供控制信号以增加至燃烧器的燃料的流率；以及响应于在该EGR燃气涡轮机系统在排放合规模式中运行时的瞬态事件，提供控制信号以增加燃烧器中的氧化剂的浓度或减少电力的本地消耗，或这两者。在另一实施例中，非暂态计算机可读介质存储可由电子装置的处理器执行的指令。该指令包含确定联接到EGR燃气涡轮机系统的电网中发生瞬态事件的指令，其中，该瞬态事件为欠频或欠压事件。该指令也包含响应于在EGR燃气涡轮机系统在非化学计量燃烧模式中运行时的瞬态事件，增加至该EGR燃气涡轮机系统的燃烧器的燃料的流率的指令。该指令进一步包含响应于在EGR燃气涡轮机系统在化学计量燃烧模式中运行时的瞬态事件，在增加至燃烧器的燃料的流率之前增加至该燃烧器的氧化剂的流率，或者减少电力的本地消耗以增加输出到附接电网的电力的一部分，或这两者的指令。附图说明当参照附图阅读下列具体实施方式时，本专利技术的这些和其它特征、方面和优点将变得更加容易理解，其中，在整个附图中，相同符号表示相同部件，其中：图1为具有联接到碳氢化合物生产系统的基于涡轮机的服务系统的系统的实施例的示意图；图2为图1的系统的实施例的示意图，进一步示出控制系统和组合循环系统；图3为图1和图2的系统的实施例的示意图，进一步示出燃气涡轮机发动机、排气供应系统和排气处置系统的细节；图4为用于运行图1至图3的系统的过程的实施例的流程图；图5为根据本方法的实施例的燃气涡轮机系统(诸如，超低排放技术(ULET)发电厂)的实施例的示意图示部分；图6为图5的燃气涡轮机系统的示意图，该图示出增压氧化剂压缩机(BOC)系统的实施例；图7为图5的燃气涡轮机系统的示意图，该图示出排气(EG)供应系统的实施例；以及图8为示出根据本方法的实施例的针对在启动期间的燃气涡轮机系统的不同加载分布图(loadingprofile)的当量比随负荷变化的曲线图。具体实施方式本专利技术的一个或更多个具体的实施例将在下面描述。在提供这些实施例的简要描述的工作中，实际实施方式的所有特征可能不在本说明书中进行描述。应当明白，在作为工程或设计项目的任何此类实际实施方式的开发中，做出众多与实施方式相关的决定以实现指定目标，诸如符合在不同实施方式中彼此不同的系统相关和/或商业相关约束。而且，应当明白，此类工作可能是复杂和费时的，然而，对本领域的普通技术人员来说，承担具有本公开益处的设计、装配和制造仍然是例行工作。详细示例实施例在本文公开。然而，本文公开的特定结构和功能细节仅仅表示描述示例实施例的目的。然而，本专利技术的实施例可以体现为许多替代形式，并且不应仅限于本文阐述的实施例。因此，在示例实施例能够进行各种更改和替换形式时，其实施例借助于附图中的示例示出并将在本文中详细描述。然而，应当理解，本专利技术并不旨在将示例实施例限制在所公开的特定形式，而是相反，示例实施例旨在覆盖落入本专利技术的范围内的所有更改、等效物和替代。本文所使用术语仅用于描述某些实施例，并不旨在限制示例实施例。如本文所用，单数形式“一个(a、an)”、“该(the)”旨在也包含复数形式，除非上下文明确指出。术语“包括(comprises/comprising)”和/或“包含(includes/including)”当用于本文时指定所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或添加。虽然术语第一、第二、主要、次要等可以在本文中被用于描述各个元件，但是这些元件不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个要素与另一个要素区分开。例如但不限于，在没有偏离示例实施例的范围的情况下，第一元件可以被称为第二元件，以及同样，第二元件可以被称为第一元件。正如本文所使用的，术语“和/或”包含一个或更多个关联列出项目的任何一个和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，其包括：在排气再循环燃气涡轮机系统即EGR燃气涡轮机系统的燃烧器中燃烧燃料和氧化剂，所述EGR燃气涡轮机系统产生电力并向电网提供所述电力的一部分；并且响应于与所述电网相关联的瞬态事件，控制所述EGR燃气涡轮机系统的一个或更多个参数以增加提供至所述电网的所述电力的所述一部分，其中，控制包括下列项中的一项或更多项：(A)响应于在所述EGR燃气涡轮机系统在贫燃料燃烧模式中运行时的所述瞬态事件，增加至所述燃烧器的燃料的流率；(B)响应于所述瞬态事件，增加在所述燃烧器中的所述氧化剂的浓度和/或流率，并响应于所述氧化剂的增加的浓度和/或流率，增加至所述燃烧器的燃料的流率，以保持在所述燃烧器中的大致化学计量当量比；或(C)响应于所述瞬态事件，减少所述电力的本地消耗，以增加提供至所述电网的所述电力的所述一部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.27 US 61/932,178;2014.12.30 US 14/585,9501.一种方法，其包括：在排气再循环燃气涡轮机系统即EGR燃气涡轮机系统的燃烧器中燃烧燃料和氧化剂，所述EGR燃气涡轮机系统产生电力并向电网提供所述电力的一部分；并且响应于与所述电网相关联的瞬态事件，控制所述EGR燃气涡轮机系统的一个或更多个参数以增加提供至所述电网的所述电力的所述一部分，其中，控制包括下列项中的一项或更多项：(A)响应于在所述EGR燃气涡轮机系统在贫燃料燃烧模式中运行时的所述瞬态事件，增加至所述燃烧器的燃料的流率；(B)响应于所述瞬态事件，增加在所述燃烧器中的所述氧化剂的浓度和/或流率，并响应于所述氧化剂的增加的浓度和/或流率，增加至所述燃烧器的燃料的流率，以保持在所述燃烧器中的大致化学计量当量比；或(C)响应于所述瞬态事件，减少所述电力的本地消耗，以增加提供至所述电网的所述电力的所述一部分。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在贫燃料燃烧模式中运行所述EGR燃气涡轮机系统包括：利用存在的过量氧化剂运行所述EGR燃气涡轮机系统的所述燃烧器，并且其中，增加至所述燃烧器的燃料的所述流率包括：响应于所述瞬态事件，临时增加至所述燃烧器的燃料的所述流率。3.根据权利要求1所述的方法，其包括：将包含所述氧化剂和再循环排气的进气流引入到设置在所述EGR燃气涡轮机系统中的所述燃烧器上游的氧化剂压缩机，并且其中，增加在所述燃烧器中的所述氧化剂的所述浓度包括：响应于所述瞬态事件，增加所述进气流中所述氧化剂与所述再循环排气的比。4.根据权利要求3所述的方法，其中，继所述瞬态事件后立即或在第一可编程时延之后，将所述再循环排气的所述流率从较高流率减小可编程量到较低流率；并且进一步包括：在继减小所述再循环排气的所述流率后的第二可编程时延之后，将所述再循环排气的所述流率逐步增加到所述较高流率。5.根据权利要求1所述的方法，其包括：控制设置在所述EGR燃气涡轮机系统中的所述燃烧器上游的至少一个氧化剂压缩机的一个或更多个性能参数，并且其中，增加在所述燃烧器中的所述氧化剂的所述浓度和/或流率包括：响应于所述瞬态事件增加所述至少一个氧化剂压缩机的所述一个或更多个性能参数，并且其中，所述至少一个氧化剂压缩机包括主氧化剂压缩机、增压氧化剂压缩机或它们的组合。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述至少一个氧化剂压缩机的所述一个或更多个性能参数包括：进口导向叶片位置、可变定子叶片位置、速度、进口节流阀位置、排出节流阀位置或再循环阀位置。7.根据权利要求5所述的方法，其中，增加所述至少一个氧化剂压缩机的所述一个或更多个性能参数包括：继所述瞬态事件后立即或在第一可编程时延之后，将所述至少一个氧化剂压缩机的所述一个或更多个性能参数从较低性能设置增加可编程量到较高性能设置；并且进一步包括：在继增加所述至少一个氧化剂压缩机的所述一个或更多个性能参数后的第二可编程时延之后，将所述至少一个氧化剂压缩机的所述一个或更多个性能参数逐步减小到所述较低性能设置。8.根据权利要求1所述的方法，其中，减少所述电力的所述本地消耗包括：继所述瞬态事件后立即或在第一可编程时延之后，将产气压缩机的一个或更多个性能参数从较高性能设置减小可编程量到较低性能设置；并且进一步包括：在继减小所述产气压缩机的所述一个或更多个性能参数后的第二可编程时延之后，将所述产气压缩机的所述一个或更多个性能参数逐步增加到所述较高性能设置。9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述产气压缩机的所述一个或更多个性能参数包括：进口导向叶片位置、可变定子叶片位置、速度、进口节流阀位置、排出节流阀位置或再循环阀位置。10.根据权利要求1所述的方法，其包括：继所述瞬态事件后立即或在第一可编程时延之后，临时增加所述EGR燃气涡轮机系统的一个或更多个可编程约束，并且其中，所述EGR燃气涡轮机系统的所述一个或更多个可编程约束包括所述EGR燃气涡轮机系统的扭矩限制、速度限制、压力限制、流率限制或功率限制。11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述EGR燃气涡轮机系统为超低排放技术发电厂即ULET发电厂的一部分。...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·A·亨廷顿，K·D·明托，许斌，J·C·撒切尔，A·L·沃雷尔，
申请(专利权)人：埃克森美孚上游研究公司，
类型：发明
国别省市：美国,US