本发明专利技术涉及废气再循环系统（１）和具有该废气再循环系统（１）的涡轮机系统（１０）。废气再循环系统（１）包括能够操作性地连接至涡轮机系统（１０）并调节预定量的再循环废气（３０）的废气再循环调节器（２）。废气再循环系统（１）还包括测量单元（３）和控制单元（４），该测量单元测量进入燃料（５）的燃料成分，该控制单元连接至ＥＧＲ调节器（２）和测量单元（３）并基于测得的燃料成分确定进入燃料（５）的沃泊指数和／或反应率，并且该控制单元基于所确定的沃泊指数和／或反应率确定再循环废气（３０）的预定量。
【技术实现步骤摘要】
0001本专利技术涉及减少热力型氮氧化物(N0x)的废气再循环(EGR)系统。更具体地说，本专利技术涉及通过基于进入燃料的沃泊指数和/或反应率改变EGR水平来减少热力型N0x的EGR系统、具有该EGR系统的涡轮机系统和EGR控制方法。
技术介绍
0002EGR能够用于改变和控制热力型N0x的产生。在常规的EGR系统中，废气自涡轮机朝着该系统的空气入口部分再循环。当系统的发电机负载降低时，再循环的废气量可能增大。因此，需要调节再循环的废气量，从而确保系统的燃烧室的温度保持恒定。0003已经使用了用于在BGR系统中控制通过热力方式产生的N0x的若干方法。 一种方法使用诸如水或蒸汽的稀释剂来降低火焰温度并限制N0x。另一种方法基于涡轮机负载信息来控制EGR流量，从而将NOx排放降到最小。在所公开的后一种方法中，再循环到压缩机中的废气的量可基于例如发电机的负栽、流入燃烧室中的燃料的流量和由发电机驱动的外部系统的负载需求来控制。00041 在涡轮机系统中，可使用多种不同类型的燃料。每种燃料类型都具有不同的沃泊指数和反应率。因此，在涡轮机系统中使用不同类型的燃料可改变燃烧过程的温度。需要一种EGR系统，其能够基于进入涡轮机系统的进入燃料的沃泊指数和/或反应率来改变EGR的量，从而允许在被使用燃料的类型的数次变动期间获得连续的涡轮机操作。
技术实现思路
0005本专利技术的示例性实施方式提供一种EGR系统，该EGR系统包括能够操作性地连接至涡轮机系统并调节预定量的再循环废气的EGR调节器。EGR系统还包括测量单元和控制单元，该测量单元测量进入燃料的燃料成分，该控制单元连接至EGR调节器和测量单元并基于测得的燃料成分确定进入燃料的沃泊指数和/或反应率，并且该控制单元基于所确定的沃泊指数和/或反应率确定再循环废气的预定量。0006本专利技术的附加的示例性实施方式提供具有EGR系统的涡轮才几系统和EGR控制方法。0007通过本专利技术的示例性实施方式的技术，可以实现附加的特征和优点。本专利技术的其他实施方式和方面在本文中被详细描述，并且被认为是要求保护的专利技术的一部分。参阅说明书和附图，将会更好地理解具有所述优点和特征的本专利技术。附图说明 图7是示出了可在本专利技术的实施方式中实施的EGR控制方法的流程图。具体实施例方式0015] 现在更详细地参阅附图，在图1中将会看到根据本专利技术的示例性实施方式的EGR系统1。 EGR系统1能够操作性地连接至涡轮机系统10。 EGR系统1包括能够操作性地连接至涡轮机系统10的EGR调节器2。 EGR调节器2调节将在涡轮机系统10内再循环的预定量的废气30。根据一个示例性实施方式，EGR调节器2可以是阀或气闸，然而，本专利技术并非仅限于此，任何合适的控制机构都可以使用。0016] EGR系统1还包括测量单元3,用于测量进入燃料5的燃料成分。根据一个实施方式，测量单元3可以是传感器或气相色谱仪，然而，本专利技术并非仅限于此，任何合适的测量装置都可使用。 根据一个示例性实施方式，EGR调节器2接收来自涡轮机22的废气24。测量单元3在燃烧室16处测量进入燃料5的燃料成分，控制单元4基于所测得的燃料成分来确定进入燃料5的沃泊指数和/或反应率并基于所确定的沃泊指数和/或反应率来确定再循环废气30的7预定量。然后，控制单元4控制EGR调节器2以将来自涡轮机22的预定量的废气30引导至压缩机12。如图1所示，废气24中的残余废气36排放到大气中。根据一个示例性实施方式，残余废气36可以经由热交换器(未图示)排出。0025此外，如图1所示，预定量的再循环废气30同进入空气6—起引入到压缩机12中。根据一个示例性实施方式，预定量的再循环废气30在引入到压缩机12中之前可以通过热交换器38来冷却。0026图2至6示出了本专利技术的可替代的示例性实施方式。图2至6中的某些特征与图1所示的特征相同，因此这些特征的详细描述已,皮省略。 图4和5示出了根据本专利技术的附加的示例性实施方式的再加热涡轮机系统。如图4所示，单个测量单元3同时在第一燃烧室16和第二燃烧室48处测量进入燃料5的燃料成分。替代性地，如图5所示，EGR系统1包括多个测量单元3,所述多个测量单元包括第一测量单元3a和第二测量单元3b。在本示例性实施方式中，第一燃烧室16处的进入燃料5的燃料成分由第一测量单元3a测量，第二燃烧室48处的进入燃料5的燃料成分由第二测量单元3b测量，并且每个测量单元3a和3b测得的燃料成分都发送到控制单元4以便进行处理。0030图6示出了具有根据本专利技术的示例性实施方式的EGR系统的双轴涡轮机系统。如图6所示，涡轮机系统10包括具有第一和第二轴52和54的双轴。第一轴52可旋转地连接压缩机12和涡轮机16,第二轴54可旋转地连接涡轮机50和发电机7。涡轮机22驱动压缩机12,直接自涡轮机22排出的气体驱动涡轮机50。在本示例性实施方式中，涡轮机50驱动发电机7。根据另一示例性实施方式，涡轮机系统10可包括介于涡轮机22和涡轮机50之间的第二燃烧室(未图示)，以执行再加热操作。0031图7是示出了能够在本专利技术的实施方式中实施的EGR控制方法的流程图。在操作100处，进入燃料的燃料成分是使用测量单元来测量的。流程从操作IOO进展到操作110,此时基于测得的燃料成分确定进入燃料的沃泊指数和/或反应率。流程从操作IIO进展到操作120,此时由控制单元基于所确定的沃泊指数和/或反应率来确定再循环废气的预定量。流程从操作120进展到操作130,此时基于所确定的废气的预定量，控制单元控制EGR流量。然后，流程从操作130进展到操作140,此时预定量的废气被再循环。根据另一示例性实施方式，在操作100处，可实时测量进入燃料的燃料成分。因此，在操作120处，可根据所确定的沃泊指数和/或反应率来实时改变EGR流量。因而，例如可通过下述方式来实时改变EGR流量当所确定的沃泊指数的热值大于系统中现有燃料的热值时增加再循环废气的预定量，当所确定的沃泊指数的热值小于现有燃料的热值时减少再循环废气的预定量，当所确定的沃泊指数的热值等于现有燃料的热值时使再循环废气的预定量保持为恒定量。0032根据一个示例性实施方式，在操作120处，可基于所确定的沃泊指数、通过控制单元的数据库来选择再循环废气的预定量。替代性地，可通过如下方式确定再循环废气的预定量获取涡轮机负栽信息并基于所确定的沃泊指数和所获得的涡轮机负栽信息来选择再循环废气的预定量。00331 根据本专利技术，通过测量进入燃料的燃料成分、确定进入燃料的沃泊指数和/或反应率、并基于所确定的沃泊指数和/或反应率来控制EGR流量，本专利技术提供了优化给定燃料的EGR流量从而减少系统运转期间所产生的N0x量的优点。因而，根据本专利技术的示例性实施方式的EGR系统能够适应燃料类型的变化。0034尽管已经参照示例性实施方式对本专利技术进行了描述，本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本专利技术的范围的情况下，可以进行多种改变并且可以用等同元件替换本专利技术的元件。此外，在不偏离本专利技术的实质范围的情况下，可以做出多种改型以使具体情况或材料适应本专利技术的教导。因此，本专利技术并非仅限于作为实施本专利技术的最佳模式而公开的具体实施方式，相反，本专利技术将包括落入所附权利要求的范围内的所有实施方本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种废气再循环系统（１），包括： 能够操作性地连接至涡轮机系统（１０）的废气再循环调节器（２），所述废气再循环调节器（２）调节预定量的再循环废气（３０）； 至少一个测量单元（３），其构造为测量进入燃料（５）的燃料成分；和 操作性地连接至所述废气再循环调节器（２）和测量单元（３）的控制单元（４），所述控制单元（４）基于测得的燃料成分确定所述进入燃料（５）的沃泊指数和反应率中的至少一个，并基于沃泊指数和反应率中的至少一个确定废气（３０）的预定量。
【技术特征摘要】
US 2008-9-11 12/2087281.一种废气再循环系统(1)，包括能够操作性地连接至涡轮机系统(10)的废气再循环调节器(2)，所述废气再循环调节器(2)调节预定量的再循环废气(30)；至少一个测量单元(3)，其构造为测量进入燃料(5)的燃料成分；和操作性地连接至所述废气再循环调节器(2)和测量单元(3)的控制单元(4)，所述控制单元(4)基于测得的燃料成分确定所述进入燃料(5)的沃泊指数和反应率中的至少一个，并基于沃泊指数和反应率中的至少一个确定废气(30)的预定量。2. 如权利要求l所述的废气再循环系统(1)，其中，所述控制单 元(4)包括含有信息的数据库，所述信息包括具体燃料沃泊指数的预 定废气再循环量，并且所述控制单元(4)基于所确定的所述进入燃料(5)的沃泊指数来选择再循环废气(30)的预定量。3. 如权利要求2所述的废气再循环系统(1),其中，所述数据库 是查找表格。4. 如权利要求2所述的废气再循环系统(1),其中，所述控制单 元(4)获取涡轮机负载信息并基于所确定的沃泊指数和所获得的涡轮 机负载信息来控制所述废气再循环调节器(2)。5. 如权利要求l所述的废气再循环系统(1),其中，所述控制单 元(4)基于所述进入燃料(5)的火焰速度、可燃性极限、和化学反 应时间中的至少一个来确定所述进入燃料(5)的反应率，并且所述控 制单元(4)基于所确定的反应率来确定再循环废气(30)的预定量。6. 如权利要求l所述的废气再循环系统(1)，其中，所述测量单 元(3)实时测量所述进入燃料(5)的燃料成分，并将测得的燃料成 分传送给所述控制单元(4),所述控制单元(4)基于测得的燃料成 分确定所述进入燃料(5)的沃泊指数和反应率中的至少一个，并通过 基于沃泊指数和反应率中的至少一个实时改变废气再循环流量来控制 所述废气再循环调...
【专利技术属性】
技术研发人员：GM吉尔克里斯特三世，SF辛普森，H卡里姆，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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