用于控制燃烧器组件的系统及方法技术方案

公开了一种用于控制燃烧器组件(14)的系统(100)及方法。该系统(100)包括燃烧器组件(14)。燃烧器组件(14)包括燃烧器(15)和燃料喷嘴组件(26)。燃烧器(15)包括壳体(102)。燃料喷嘴组件(26)至少部分地定位在壳体(102)内，且包括燃料喷嘴(104)。燃料喷嘴组件(26)还限定头端(108)。该系统还包括构造成用于获取头端(108)的至少一部分的图像的观察装置(110)和通信地联接到观察装置(110)上的处理器(120)，处理器(120)构造成用以将该图像与用于头端(108)的标准图像相比较。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是根据由能源部授予的合同号DE-FC26-05NT42643利用政府资助作出的。 政府在本专利技术中具有一定权利。
本文所公开的主题大体上涉及燃烧器组件，并且更具体地涉及用于控制燃烧器组 件的系统及方法。
技术介绍
在如发电的领域中广泛地使用了涡轮系统。例如，常规燃气轮机系统包括压缩机 组件、燃烧器组件和涡轮组件。压缩空气从压缩机组件提供至燃烧器组件。进入燃烧器组 件中的空气与燃料相混合，且燃烧该混合物。热燃烧气体从燃烧器组件流至涡轮组件，以便 驱动燃气轮机系统和发电。近年来，已经开发出了用于燃气轮机系统的灵活燃料燃烧系统。这些灵活燃料系 统可适于用以燃烧带有各种燃料合成物和发热值的较宽范围的燃料。这些系统导致发电效 率和发电设备效率的改善，且在一些情况下导致NOx排放物的减少。然而，灵活燃料燃气轮机系统的开发导致在操作期间燃烧不稳定的加大。例如，高 反应性燃料掺合物的使用导致燃烧不稳定，如逆燃和/或火焰稳定的加大，燃烧不稳定可 破坏或损坏在燃烧器组件和燃气轮机系统中的各种构件。已经开发出了用以在燃烧不稳定的情况下缓和燃料喷嘴组件的温度的各种冷却 系统，冷却系统可允许燃料喷嘴组件经受得住略微延长的时间段。然而，这些冷却系统仅是 暂时性的解决方案，且通常并未在这些燃烧不稳定出现时纠正或消除这些燃烧不稳定。其 它的各种系统使用热电偶来检测这些燃烧不稳定，或使用相机或其它技术来观察和监测燃 烧器内产生的火焰。然而，已经发现这些系统在检测燃烧不稳定时相对不准确且低效。因此，在本领域中将期望用于控制燃烧器组件的改进的系统及方法。例如，一种允 许燃烧不稳定的检测和纠正的系统和方法将是有利的。
技术实现思路
本专利技术的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或可从描述中显而易见，或可 通过本专利技术的实践来学习。在一个实施例中，公开了一种用于控制燃烧器组件的系统。该系统包括燃烧器组 件。燃烧器组件包括燃烧器和燃料喷嘴组件。燃烧器包括壳体。燃料喷嘴组件至少部分地 定位在壳体内且包括燃料喷嘴。燃料喷嘴组件进一步限定头端。该系统还包括构造成用于 获取头端的至少一部分的图像的观察装置和通信地联接到观察装置上的处理器，该处理器 构造成用以将该图像与用于头端的标准图像相比较。在另一实施例中，公开了一种用于控制燃烧器组件的方法。该方法包括获取用于 燃烧器的燃料喷嘴组件的头端的至少一部分的图像。燃烧器包括壳体。燃料喷嘴组件至少部分地定位在壳体内且包括燃料喷嘴。燃料喷嘴组件进一步限定头端。该方法还包括将该图像与用于头端的标准图像相比较。本专利技术的这些及其它特征、方面和优点将参照以下描述和所附权利要求而变得更好理解。并入说明书且构成说明书的一部分的附图示出了本专利技术的实施例，且连同描述用于解释本专利技术的原理。附图说明在参照附图的说明书中阐述了针对本领域技术人员的包括本专利技术的最佳模式的本专利技术的全面和开放的公开，在附图中 图1为燃气轮机系统的示意 图2为根据本公开的一个实施例的燃气轮机系统的各种构件的侧剖视 图3为根据本公开的另一实施例的燃气轮机系统的各种构件的侧剖视 图4为根据本公开的一个实施例的燃烧器组件的各种构件的透视剖视图；以及 图5为根据本公开的一个实施例的燃料喷嘴组件的头端的前视像。部件列表 10涡轮系统 12压缩机组件 14燃烧器组件 15燃烧器 16涡轮组件 18轴 20扩散器 22排放压室(plenum) 24工作流体 25外部壳体 26燃料喷嘴组件 28燃烧室 30热气体流 32热气体通路 34过渡件腔体 36涡轮喷嘴 40燃烧器衬套 42流动套筒 44流动通路 46人口 50冲击套筒 52安装凸缘 54安装部件 56过渡件 58流动通路 60入口 100系统 102壳体 104燃料喷嘴 106盖组件 108头端 110观察装置 112冷却装置 114光学器件系列 120处理器 122数据线缆 124像素 126区 128指示物 130燃烧器控制系统。具体实施例方式现在将详细地参照本专利技术的实施例，在附图中示出了其一个或多个实例。通过解释本专利技术而非限制本专利技术的方式提供了各个实例。实际上，本领域技术人员将清楚，在不脱离本专利技术的范围或精神的情况下，可在本专利技术中做出各种改动和变型。例如，示出为或描述为一个实施例的部分的特征可与另一实施例一起使用，以产生又一实施例。因此，意图本专利技术涵盖归入所附权利要求及其等同物的范围内的这些改动和变型。图1为涡轮系统10的示意图，在示例性实施例中，涡轮系统10为燃气轮机系统10。系统10可包括压缩机组件12、燃烧器组件14和涡轮组件16。燃烧器组件14通常包括以大体上环形阵列设置的多个燃烧器15。可通过轴18联接压缩机组件12和涡轮组件16。轴18可为单个轴或联接在一起来形成轴18的多个轴节段。轴18可直接地或间接地连接到负载，如发电机上。如图2和图3中所示，燃烧器组件14大体上流体地联接到压缩机组件12和涡轮组件16上。压缩机组件12可包括流体连通地联接到彼此上的扩散器20和排放压室22，以便于将工作流体24引导至燃烧器组件14。如图所示，排放压室22的至少一部分通过外部壳体25，如压缩机排放壳体来限定。工作流体24在压缩机组件12中被压缩之后，可流过扩散器20且提供给排放压室22。然后，工作流体24可从排放压室22流至燃烧器组件14，如到达其燃烧器15，其中工作流体24与来自燃料喷嘴组件26的燃料合并，一个或多个燃料喷嘴组件26与各燃烧器15 —起包括在燃烧器组件14中。根据本公开的适合的燃料包括任何适合的气体或液体燃料，如天然气或油。此外，适合的燃料包括可在灵活燃料燃气轮机系统中使用的燃料和燃料合成物，如包括氢气、一氧化碳、甲烷、其它烃和/或惰性气体，如氮气的燃料合成物。在与燃料相混合之后，工作流体24/燃料混合物可在燃烧器15中的燃烧室28内点燃，以便产生穿过燃烧器15的热气体流30。可沿热气体通路32将热气体流30引导穿过 燃烧室28进入过渡件腔体34中，且穿过涡轮喷嘴36至涡轮组件16。燃烧器15可包括构造成用以便于工作流体24的中空环形壁。例如，燃烧器15可 包括设置在流动套筒42内的燃烧器衬套40。如图2中所示，燃烧器衬套40和流动套筒42 的布置大体上同心，且可在其间限定环形通道或流动通路44。在某些实施例中，流动套筒 42和燃烧器衬套40可限定燃烧器15的第一中空环形壁或上游中空环形壁。流动套筒42 可包括多个入口 46，入口 46提供用于工作流体24的至少一部分从压缩机12穿过排放压 室22进入流动通路44中的流动通路。换言之，流动套筒42可穿孔有一定模式的开口，以 便限定穿孔环形壁。燃烧器衬套40的内部可限定大致柱形或环形的燃烧室28，且至少部分 地限定热气体通路32，可将热气体流30导引穿过热气体通路32。在燃烧器衬套40和流动套筒42的下游，冲击套筒50可联接到流动套筒42上。 流动套筒42可包括安装凸缘52，安装凸缘52构造成用以收纳冲击套筒50的安装部件54。 过渡件56可设置在冲击套筒50内，使得冲击套筒50环绕过渡件56的至少一部分。冲击 套筒50和过渡件56的同心本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制燃烧器组件(14)的系统(100)，所述系统(100)包括：燃烧器组件(14)，其包括燃烧器(15)和燃料喷嘴组件(26)，所述燃烧器(15)包括壳体(102)，所述燃料喷嘴组件(26)至少部分地定位在所述壳体(102)内且包括燃料喷嘴(104)，所述燃料喷嘴组件(26)进一步限定头端(108)；观察装置(110)，其构造成用于获取所述头端(108)的至少一部分的图像；以及处理器(120)，其通信地联接到所述观察装置(110)上，所述处理器(120)构造成用以将所述图像与用于所述头端(108)的标准图像相比较。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：WD约克，WS齐明斯基，TE约翰逊，CX斯蒂芬森，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：