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用于气体涡轮中重质燃料油的方法和系统

阅读:467发布:2020-05-11

专利汇可以提供用于气体涡轮中重质燃料油的方法和系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 题为“用于气体 涡轮 中重质 燃料 油 的方法和系统”。本发明提供了一种用于气体涡轮引擎系统(12)的控制系统(48),所述控制系统包括具有处理器(66)的 控制器 (50),所述处理器被配置为接收来自设置在所述气体涡轮引擎系统(12)中的 传感器 (62)的 信号 。所述处理器(66)还被配置为基于所述多个信号中的至少一个来导出气体涡轮引擎燃料(16)中的 钒 含量。所述处理器(66)还被配置为确定是否应当基于所述气体涡轮引擎燃料中的所述钒含量来调节控制曲线(142),并且如果确定应当调节所述控制曲线(142),则基于所述钒含量来导出调节(104,110),并且将所述调节(104,110)施加到所述控制曲线(142)以导出调节的控制曲线(144,146)。,下面是用于气体涡轮中重质燃料油的方法和系统专利的具体信息内容。

1.一种方法,包括:
从设置在气体涡轮引擎系统(12)中的传感器(62)接收多个信号,其中所述气体涡轮引擎系统(12)包括流体联接到气体涡轮区段(20)的压缩机区段(25);
基于所述多个信号中的至少一个来导出在气体涡轮引擎燃料(16)中的含量;
确定是否应当基于所述气体涡轮引擎燃料(16)中的钒含量来调节控制曲线(142);以及
如果确定应当调节所述控制曲线(142),则基于所述钒含量将调节(104,110)导出到所述控制曲线(142),并且将所述调节(104,110)施加到所述控制曲线(142)以导出调节的控制曲线(144,146)。
2.根据权利要求1所述的方法,其中控制曲线(142)相对于压缩机压比(CPR)纵轴和排气温度横轴绘制。
3.根据权利要求1所述的方法,包括基于所述钒含量来导出一定量的添加到所述气体涡轮引擎燃料(16)的添加剂(108)。
4.根据权利要求3所述的方法,其中基于所述钒含量将所述调节(104,110)导出到所述控制曲线(142)包括基于所述钒含量并且基于所述一定量的添加到所述气体涡轮燃料(16)的所述添加剂(108)来将所述调节(104,110)导出到所述控制曲线(142),并且其中基于所述钒含量将所述调节(104,110)导出到所述控制曲线(142)包括导出所述调节(104,110),使得当与基于所述钒含量的所述控制曲线(142)相比时,所述调节(104,110)导致所述调节的控制曲线(144,146)的移位。
5.根据权利要求3所述的方法,其中所述添加剂(108)包含镁(Mg),并且其中基于钒导出所述一定量的添加到所述气体涡轮引擎燃料(16)的所述添加剂(108)包括添加Mg,使得Mg/V=X,以重量计,其中V包括在操作中作为所述气体涡轮引擎燃料(16)使用的重质燃料油中的钒,其中X介于2.5和3.5之间。
6.一种用于气体涡轮系统的控制系统,包括:
控制器(50),所述控制器包括处理器(66),其中所述处理器(66)被配置为:
从设置在气体涡轮引擎系统(12)中的传感器(62)接收多个信号,其中所述气体涡轮引擎系统(12)包括流体联接到气体涡轮区段(20)的压缩机区段(25);
基于所述多个信号中的至少一个来导出在气体涡轮引擎燃料(16)中的钒含量;
确定是否应当基于所述气体涡轮引擎燃料(16)中的钒含量来调节控制曲线(142);以及
如果确定应当调节所述控制曲线(142),则基于所述钒含量将调节(104,110)导出到所述控制曲线(142),并且将所述调节(104,110)施加到所述控制曲线(142)以导出调节的控制曲线(144,146),其中所述控制曲线(142)相对于压缩机压力比(CPR)纵轴和排气温度横轴绘制。
7.根据权利要求6所述的控制系统,其中所述处理器(66)被配置为基于所述多个信号来导出CPR和感测的排气温度,并且通过将所述感测的排气温度和所述CPR与所述调节的控制曲线(144,146)进行比较来调节所述气体涡轮引擎系统(12)的燃料流、空气流或其组合。
8.根据权利要求6所述的控制系统,其中所述处理器(66)被配置为基于所述钒含量来导出一定量的添加到所述气体涡轮引擎燃料(16)的添加剂(108),其中所述添加剂(108)包括镁(Mg),并且其中所述处理器(66)被配置为基于所述钒含量导出所述一定量的添加到所述气体涡轮引擎燃料(16)的所述添加剂(108),Mg/V=X,以重量计,其中V包括在操作中用作所述气体涡轮引擎燃料(16)的重质燃料油中的钒。
9.根据权利要求6所述的控制系统,其中所述基于所述钒含量将所述调节(104,110)导出到所述控制曲线(142)包括导出所述调节(104,110),使得所述调节(104,110)在与基于所述钒含量的所述控制曲线(142)进行比较时导致所述调节的控制曲线(144,146)的移位,其中所述处理器(66)被配置为基于增加的钒含量增加所述调节的控制曲线(144,146)的向下移位,并且基于降低的钒含量增加所述调节的控制曲线(144,146)的向上移位。
10.根据权利要求6所述的控制系统,其中所述处理器(66)被配置为确定是否应当基于第二感测的钒含量来调节所述调节的控制曲线(144,146),并且如果确定应当调节所述调节的控制曲线(144,146),则导出第二调节并且将所述第二调节施加到所述调节的控制曲线(144,146)以导出第二调节的控制曲线(144,146)。

说明书全文

用于气体涡轮中重质燃料油的方法和系统

背景技术

[0001] 本文所公开的主题涉及气体涡轮,并且更具体地涉及用于气体涡轮中的重质燃料油的方法和系统。
[0002] 气体涡轮系统通常包括用于压缩工作流体诸如空气的压缩机,该压缩机然后与燃料诸如基燃料混合,然后燃烧。例如,将压缩空气和燃料注入燃烧器中,该燃烧器加热燃烧流体使其膨胀,并且将膨胀的流体强制穿过涡轮,使得涡轮的部件旋转。涡轮部件的旋转产生机械动,该机械动力可随后用于驱动负载,诸如发电机。改善气体涡轮引擎中重质燃料油的使用可能是有益的。发明内容
[0003] 下面概述了与最初要求保护的公开的范围相当的某些实施方案。这些实施方案并非旨在限制要求保护的公开的范围,而是这些实施方案仅旨在提供本公开的可能形式的简要概述。实际上,本公开可以包括可以与下面阐述的实施方案类似或不同的各种形式。
[0004] 在第一实施方案中,控制系统包括控制器。该控制器包括处理器,该处理器被配置为接收来自设置在气体涡轮引擎系统中的传感器的多个信号,其中气体涡轮系统引擎包括流体联接到气体涡轮区段的压缩机部分。处理器还被配置为基于多个信号中的至少一个来导出气体涡轮引擎燃料中的含量。处理器还被配置为确定是否应当基于气体涡轮引擎燃料中的钒含量来调节控制曲线,并且如果确定应当调节控制曲线,则基于钒含量来导出对控制曲线的调节,并且将调节施加到控制曲线以导出调节的控制曲线。
[0005] 在第二实施方案中,一种方法包括接收来自设置在气体涡轮引擎系统中的传感器的多个信号,其中气体涡轮系统引擎包括流体联接到气体涡轮区段的压缩机区段。该方法还包括基于所述多个信号中的至少一个来导出气体涡轮引擎燃料中的钒含量。该方法还包括确定是否应当基于气体涡轮引擎燃料中的钒含量来调节控制曲线;并且如果确定应当调节控制曲线,则基于钒含量来导出对控制曲线的调节,并且将调节施加到控制曲线以导出调节的控制曲线。
[0006] 第三实施方案包括其上存储有计算机可执行代码的非暂态计算机可读介质,该代码具有从设置在气体涡轮引擎系统中的传感器接收多个信号的指令,其中气体涡轮系统引擎包括流体联接到气体涡轮区段的压缩机区段。该代码还包括基于多个信号中的至少一个导出气体涡轮引擎燃料中的钒含量的指令。该代码还包括用于确定是否应当基于气体涡轮引擎燃料中的钒含量调节控制曲线的指令;并且如果确定应当调节控制曲线,则基于钒含量来导出对控制曲线的调节,并且将调节施加到控制曲线以导出调节的控制曲线。附图说明
[0007] 当参考附图阅读以下详细描述时,将更好地理解本公开的这些和其他特征、方面和优点,附图中相同的符号在整个附图中表示相同的零件,其中:
[0008] 图1为具有重质燃料油(HFO)控制系统的发电系统的实施方案的示意图;
[0009] 图2为HFO优化系统的一个实施方案的框图,所述系统可操作地联接到HFO递送系统以及包括在图1的发电系统中的气体涡轮引擎系统;
[0010] 图3为适用于控制图1的发电系统的控制曲线的实施方案的曲线图;
[0011] 图4为适用于控制图1的发电系统的当前使用的控制曲线和调节的控制曲线的实施方案的曲线图;并且
[0012] 图5为适用于感测燃料中的钒含量并且基于所感测的钒含量控制图1的发电系统的操作的过程的实施方案的流程图

具体实施方式

[0013] 下面将描述本公开的一个或多个具体实施方案。为了提供这些实施方案的简明描述,可能未在说明书中描述实际实施方式的所有特征。应当理解,在任何此类实际实施方式的开发中,如在任何工程或设计项目中,必须做出许多特定于实施方式的决策以实现开发者的特定目标,诸如遵守系统相关和业务相关的约束,这些约束可能因实施方式而异。此外,应当理解,此类开发工作可能是复杂且耗时的,但是对于受益于本公开的普通技术人员来说仍然是设计、制作和制造的常规任务。
[0014] 当介绍本公开的各种实施方案的元件时,冠词“一个”、“一种”、“该”和“所述”旨在意指存在元件中的一个或多个元件。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在是包含性的,并且意味着可能存在除列出元件之外的附加元件。
[0015] 本公开涉及用于控制气体涡轮系统的系统和方法,该系统和方法可在重质燃料油(HFO)上操作,并且更具体地,可在包含钒的气体涡轮燃料上操作。某些HFO可包括例如以油溶性形式存在的钒金属的浓度。在燃料中可能不需要钒,因为其可导致结垢和/或腐蚀。例如,钒可与气反应而形成五氧化钒,这继而可导致气体涡轮引擎的某些部件诸如热气体路径部件中的灰分沉积。灰分沉积可导致性能和/或效率降低,并且可导致例如气体涡轮引擎的未联机清洗的更频繁的维护调度。在未联机清洗期间,气体涡轮系统被关闭,从而增加停产时间并且降低电力生产。
[0016] 本文所述的技术可通过经由控制系统调节气体涡轮系统的焙烧温度来实现包含钒的燃料的使用。在某些实施方案中,控制系统中使用的温度控制曲线可基于对燃料中钒含量的感测而动态调节。例如,控制系统的传感器可感测钒含量,并且控制系统可随后调节焙烧温度以使得能够更有效地使用燃料诸如在HFO中的钒,如下文进一步所述。此外,本文所述的技术可还基于所感测的钒含量,导出一定量的钒抑制剂,诸如镁和/或含镁的制剂,以与燃料混合。然后可使用钒抑制剂的添加来进一步调节温度控制曲线,从而导致HFO的燃烧,所述燃烧可减少灰分沉积并且致使更有效的发电。
[0017] 描述可能燃烧含燃料(包括HFO)的涡轮系统可能是有益的。因此,现在转到附图,图1为包括气体涡轮系统12的发电系统10的实施方案的示意图。应当指出的是,气体涡轮系统12只是在操作期间可与本文所述的技术一起使用以使用HFO的各种类型的气体涡轮的一个示例。在所示的示例中,气体涡轮系统12可接收氧化剂14(例如,空气、氧气、富氧空气或氧还原空气)和燃料16(例如,气态或液体燃料),诸如烃基燃料,包括重质燃料油(HFO)、天然气合成气等。氧化剂14可被加压并且与要在燃烧器区段18中燃烧的燃料16混合。然后可使用燃烧的流体来向涡轮区段20的叶片施加力,以旋转向负载24(例如,发电机)提供电力的轴22。
[0018] 气体涡轮系统12可包括具有至少一个适于增加氧化剂14的压力的压缩机的压缩机区段25。如图1中所示,压缩机区段25包括连接到中间冷却器28的低压压缩机(LPC)26,以将低压压缩机26联接到高压压缩机(HPC)32的入口30。氧化剂14进入低压压缩机26并且被压缩成压缩氧化剂34(例如,气体、液体或两者)。压缩氧化剂34可包括压缩气体(例如,空气、氧气、富氧空气或氧还原空气)、润滑剂(例如,油)、冷却剂流体,或它们的任何组合。在某些实施方案中,压缩氧化剂34可包括来自废气再循环(EGR)的气体。然后,压缩氧化剂34进入中间冷却器28。应当指出的是,在系统10的一些实施方案中,不使用中间冷却器28以及/或者在压缩机区段25中使用单个压缩机。
[0019] 中间冷却器28可以是适于冷却压缩氧化剂34的任何中间冷却器28,例如喷雾式中间冷却器。中间冷却器28可通过使用流体冷却压缩氧化剂34以提高气体涡轮系统12的效率。压缩和冷却的氧化剂42在高压压缩机32中被进一步压缩,并且与燃料16组合成要在燃烧器18中燃烧的氧化剂燃料混合物。当氧化剂燃料混合物(例如,HFO)燃烧(例如,燃烧和/或点燃)时,氧化剂燃料混合物膨胀通过一个或多个涡轮20。例如,实施方案可包括高压涡轮(HPT)、中压涡轮(IPT)和低压涡轮(LPT),如图1所示。在一些实施方案中,系统10可包括HPT和LPT涡轮。在其他实施方案中,可存在单个涡轮、四个涡轮、五个涡轮或更多个涡轮。
[0020] 涡轮20可联接到联接到一个或多个负载24的轴22。涡轮20可包括旋转的一个或多个涡轮叶片,所述涡轮叶片使轴22向负载24提供旋转能量。例如,负载24可包括工业设施或发电厂中的发电机或机械设备。轴22的旋转能量可由负载24用于产生电力。当气体涡轮系统12产生电力时,燃烧的氧化剂燃料混合物作为排气46被排出。排气46可包括一种或多种排放物,诸如氮氧化物(NOX)、烃(HC)、一氧化碳(CO)和/或其他污染物。排气46可以多种方式处理,诸如用催化剂系统处理。
[0021] 发电系统10可还包括控制系统48以监测和/或控制气体涡轮系统12、燃料16递送、负载24和/或中间冷却器28(当包括中间冷却器28时)的各个方面。控制系统48可包括控制器50,该控制器具有输入和/或输出以接收信号以及/或者将信号传输到一个或多个致动器60、传感器62或其他控制装置以控制气体涡轮系统12。虽然图1中示出了一些示例,并且如下文所述,这些仅仅是示例,并且任何合适的传感器和/或信号可被定位在气体涡轮系统
12、负载24和/或中间冷却器28上,以检测使用控制器50来控制发电系统10的操作参数。例如,控制器50可发送和/或接收来自一个或多个致动器60和传感器62的信号,以控制系统10的任意数量的方面,包括燃料供应、速度、氧化剂递送、电力生产等。例如,致动器60可包括、定位器、等。传感器62可感测温度、压力、速度、间隙(例如,静止部件和移动部件之间的距离)、流量、质量流量等。
[0022] 此外,控制器50可包括重质燃料油(HFO)优化系统64以及/或者与重质燃料油(HFO)优化系统通信。HFO优化系统64可首先设置控制曲线,诸如涡轮引擎12焙烧温度控制曲线(T焙烧),以在操作涡轮引擎12时使用。更具体地,可感测燃料的钒含量,并且HFO优化系统64可随后选择或导出将与燃料16中感测到的钒(诸如用作燃料16的HFO中感测到的钒)的量一起使用的T焙烧控制曲线。在其他实施方案中,除了选择要使用的T焙烧控制曲线之外或另选地,HFO优化系统64可基于燃料16中的钒含量的连续测量结果来连续调节T焙烧控制曲线,如下文进一步所述。
[0023] 在某些实施方案中,HFO优化系统64可还包括添加剂系统65或与该添加剂系统通信地联接,该添加剂系统提供钒抑制剂,诸如适用于减轻或消除钒的有害效应的基于镁(Mg)的添加剂。例如,HFO优化系统64可基于所使用的燃料16的类型、基于所感测的燃料中的钒含量等,经由添加剂系统65添加添加剂。在使用添加剂系统65的实施方案中,HFO优化系统64可还基于添加剂65的量、燃料16中的钒含量,或其组合来设置或导出T焙烧控制曲线。HFO优化系统64可附加地或另选地基于燃料16中钒含量的连续测量结果来调节T焙烧控制曲线,如下文进一步所述。HFO优化系统64和添加剂系统65可为软件系统、硬件系统或其组合。此外,HFO优化系统64和添加剂系统65可被包括在控制器50中,或可通信地联接到控制器50。
[0024] 控制器50可包括存储器68、处理器66或多个处理器,以及用于向一个或多个传感器62和/或致动器60发送和/或从其接收信号的输入和/或输出。处理器66可操作地联接到存储器68以执行用于执行当前所公开的技术的指令。这些指令可在存储在有形非暂态计算机可读介质(诸如存储器68和/或其他存储装置)中的程序或代码中编码。处理器66可以是通用处理器、片上系统(SoC)设备,或专用集成电路,或一些其他处理器配置。例如,处理器66可为控制涡轮系统12的各个方面的引擎控制单元的一部分。
[0025] 存储器68可包括计算机可读介质,诸如但不限于硬盘驱动器、固态驱动器、软盘、闪存驱动器、光盘、数字视频盘、随机存取存储器(RAM),和/或使得处理器66能够存储、检索和/或执行指令和/或数据的任何合适的存储设备。存储器68可还包括一个或多个本地和/或远程存储设备。另外,控制器50可操作地连接到人机界面(HMI)70,以允许操作者读取测量结果,执行分析和/或调节设定的操作点。
[0026] 现在转到图2,该图示出了HFO优化系统64的实施方案的更多细节。在例示的实施方案中,HFO优化系统64包括控制曲线调谐系统100。控制曲线调谐系统100可接收经由感测HFO 16中的钒的一个或多个传感器62提供的钒测量结果102。曲线调谐系统100可使用钒测量结果102来导出调节因子104。一般来讲,较高的钒含量可导致调节,所述调节降低(例如,减低)将用于控制气体涡轮引擎12的操作的焙烧温度(T焙烧)。气体涡轮试验台可用于(例如)基于所使用的气体涡轮引擎12的类型(例如,气体涡轮引擎的型号)、所使用的负载24的类型(例如,所使用的发电机的型号)、所使用的传动系等来导出特定的调节因子104。
[0027] 试验台可用于以特定的钒燃料含量运行,并且基于对实验结果和/或模拟结果的观察(例如,部件上的磨损和撕裂、部件的“脏度”、灰分沉积等)导出适于调节一个或多个控制曲线106的调节因子104。在某些实施方案中,除了试验台之外或替代试验台,来自气体涡轮引擎12机群的观察结果可以用于导出调节因子104。例如,元件的热气体路径检查(HGPI)期间的观察可用于导出调节因子104。HGPI可检查燃烧区段18、涡轮区段20(例如,叶片、翼)和/或排气区段46。在某些实施方案中,调节因子104可例如存储在查找表中。
[0028] 调节因子104可被施加到一个或多个控制曲线106,以便基于钒含量来减低例如T焙烧。仅以举例的方式,下表示出了一些示例值以示出用于示例性气体涡轮引擎12的T焙烧的减低。应当指出的是,气体涡轮12的具体型号可具有例如由气体涡轮引擎制造商提供的具体的表。在示例性通用表中,对于标准燃料(例如,低含量或不含钒燃料),T焙烧可介于2035℉至2060℉之间,然后T焙烧可为减低值,示于表1中。
[0029] 钒含量 T焙烧<20 2035℉
25 2030℉
30 2025℉
35 2020℉
40 2015℉
45 2010℉
50 2005℉
[0030] 表1—相对于调节的T焙烧的钒含量(以PPM为单位)
[0031] 更一般地讲,给定非减低的T焙烧值,燃料中的钒含量可用于将T焙烧值以一定的量(例如,介于0.1℉至150℉之间)和/或一定百分比(例如,介于0.1%至20%之间)减低。在某些实施方案中,控制曲线106可已包括内置调节。即,例如由气体涡轮引擎12的制造商可提供一组控制曲线106,所述组控制曲线已经将调节以某些钒含量或范围引入到控制曲线106中。然后,HFO优化系统可基于钒测量结果选择一个或多个控制曲线106。如前所述,试验台可用于运行某些HFO 16作为燃料以观察部件上的磨损和撕裂、部件的“脏度”、灰分沉积等,并且可随后使用观察结果来导出控制曲线106,该控制曲线在HFO 16中以给定的钒含量操作时被调节。同样,来自HGPI的数据(例如,来自多个气体涡轮引擎系统的机群数据)可用于观察气体涡轮引擎12的部件以导出调节的控制曲线106。
[0032] 如前所述,控制系统48和/或HFO优化系统64可经由添加剂系统65添加添加剂108以改善钒的效应。在一些实施方案中,HFO优化系统64可还基于所使用的钒测量结果102和添加剂108(例如,添加剂类型、添加量)来导出调节110和/或控制曲线106的选择。例如,控制系统48可提供(或者HFO优化系统64可导出)在气体涡轮引擎12操作期间将与HFO 16混合的添加剂108的量。然后,控制曲线调谐系统100可基于钒测量结果102以及添加到HFO 16以用于钒抑制的添加剂108来计算调节110。例如,控制曲线调谐系统100可基于钒测量结果102导出第一调节104,然后进一步从第一调节104加减以基于添加量108导出第二调节110。
然后可将第二调节110施加到控制曲线106。
[0033] 在某些实施方案中,HFO优化系统64可动态且连续地调节控制曲线106。例如,一旦选择了控制曲线106,HFO优化系统64可监测钒测量结果102和/或添加剂108以导出调节104和/或110。可以实时(例如,每1-100微秒、毫秒)和/或近乎实时(例如,每1-100秒)执行监测和后续调节104、110。实际上,可连续监测提供给气体涡轮引擎12的HFO 16以导出适于改善气体涡轮引擎寿命和/或气体涡轮引擎性能的调节104和/或110。通过感测HFO 16中的钒含量和在气体涡轮引擎12的操作期间要使用的添加剂含量,HFO优化系统64可实现HFO 16的更有效和更好的使用以及改进的气体涡轮引擎12的维护调度。
[0034] 经由控制曲线106描述控制(例如,温度控制)可能是有益的。现在转到图3,该图为示出控制曲线106的实施方案的曲线图120。在所示实施方案中,控制曲线106可用于气体涡轮引擎12的温度控制操作模式。更具体地,控制曲线106可由控制器50在例如气体涡轮引擎12的操作期间使用,以感测温度和压缩机压力比(CPR),并且基于感测到的温度和CPR来确定用于控制气体涡轮引擎12的燃料调节。在某些实施方案中,CPR可与压缩机排放压力(CPD)互换或可来源于CPD测量结果。
[0035] 在所示的示例中,第一轴线122表示排气系统46的排气温度(Tx),并且第二轴线124表示CPR(或CPD)。排气温度Tx可用于替代焙烧温度(T焙烧)。例如,由于燃烧区段18中存在高燃烧温度,因此直接感应T焙烧可能是不可行的。因此,Tx可在排气系统46的一个或多个点处被感测并且可用于导出T焙烧,从而间接地表示T焙烧。还示出了控制曲线106的等温部分126。等温部分126提供温度极限,在该温度极限以上,不应使气体涡轮引擎12的部件和/或系统暴露。
[0036] 还示出了控制曲线的恒定焙烧温度部分128。在操作期间(例如,基线操作),控制器50可感测排气温度和CPR(或CPD),然后通过调节燃料流量、入口导向翼等来响应,以将感测到的“点”(例如,经由感测到的Tx和感测到的CPR[或CPD]绘制的点)返回到控制曲线106上。例如,在气体涡轮引擎12工作的基线操作期间,设计负载(例如,被设计成产生给定的电能诸如500兆瓦的负载),增加HFO燃料16的摄入可能会提高温度,反之亦然。控制器50可还例如致动入口导向翼片以增加或减少燃烧期间氧化剂(例如空气)的摄入量,从而提高或降低T焙烧,从而提高Tx。
[0037] 本文所述的技术能够基于在HFO 16中感测到的钒对控制曲线106进行动态调节。现在转到图4,该图示出了曲线图140,该曲线图具有多个控制曲线部分的实施方案,诸如可基于感测到的钒进行调节的部分142、144和146(例如,恒定焙烧温度部分)。在气体涡轮引擎12的操作期间,控制器50可经由传感器62实时感测HFO 16的钒含量、钒百分比和/或钒浓度。然后控制器可调节当前使用的控制曲线142以在基于感测到的HFO 16的钒含量、钒百分比和/或钒浓度燃烧HFO 16时产生更有效和/或“更清洁的”结果。
[0038] 例如,对于较低的钒含量,可经由调节因子104和/或110调节当前使用的控制曲线142以到达控制曲线144。就更高的钒含量而言,可经由调节因子104和/或110调节当前使用的控制曲线142以到达控制曲线146。如上所述,调节因子104和/或110可例如在查找表中找到,然后应用于当前使用的控制曲线142。然后可使用控制曲线142、144、146来控制气体涡轮引擎12的操作。此外,控制器50可连续感测钒,然后施加调节因子,从而实现对控制曲线的连续调节。
[0039] 在某些实施方案中,控制器50可在导出调节因子104和/或110之前导出待使用的添加剂108的量。即,控制器可经由传感器62感测HFO 16的钒含量(例如,钒百分比、钒浓度等),然后导出添加剂108的量或流速以与HFO 16混合。一般来讲,可能期望添加添加剂(例如镁、基于镁的添加剂),使得Mg/V=X,其中Mg为镁含量,V为HFO 16中的钒含量,并且X在任何时间的重量介于1和5之间。调节因子可基于钒和添加剂类似地导出(例如,经由查找表),然后可将调节因子施加到当前使用的控制曲线142。通过调节(例如,连续调节)当前使用的控制曲线142,本文所述的技术可导致HGP部件中的灰分沉积减少、改善维护以及延长的气体涡轮引擎12的操作寿命。
[0040] 图5为流程图,示出了适于导出HFO 16中的钒并且基于所导出的钒施加某些控制动作的过程200的实施方案。过程200可被实现为可由处理器66执行并且存储在存储器68中的计算机代码或指令。在所示实施方案中,过程200可首先经由传感器62例如实时导出(框202)HFO 16中的钒含量。
[0041] 过程200可然后确定(决定204)是否继续例如对当前控制曲线142进行某些调节(例如,调节104、110)。更具体地,过程200可确定钒平低(例如,低于20PPM),因此不导出进一步的调节。在一些情况下,即使钒含量低(例如低于20PPM),但由于先前感测到的较高钒水平,过程200可进行调节。即,一旦气体涡轮引擎12已在HFO 16上运行,切换至较清洁的燃料(例如,低于20PPM的钒)可仍导致过程200使气体涡轮引擎12减低以在较低的温度下工作。通过使气体涡轮引擎12减低(例如,在较低的温度下工作),可减少或消除由于例如在HFO灰分(例如,涡轮区段20和燃烧零件诸如热气体路径零件)中存在镁而形成的硬的不可移除的灰分沉积。
[0042] 如果过程200确定(决定204)继续进行控制调节,则过程200可然后导出(框206)添加到HFO 16的一定量的添加剂108(例如镁和/或镁衍生物),然后可在燃烧之前经由燃烧区段18将添加剂添加(框208)到HFO 16中。应当理解,如果发现钒含量低于某个阈值(例如低于20PPM),则添加剂108的衍生(框206)和添加(框208)可能不会发生。还应当理解,一些实施方案可不包括添加剂系统65,因此在这些实施方案中,添加剂108的衍生(框206)和添加(框208)可能不会发生。在某些实施方案中,可添加镁,使得Mg/V=X,其中Mg为镁含量,V为HFO 16中的钒含量,并且X在任何时间的重量介于1和5之间。添加剂108可例如经由添加剂系统65经由阀、泵等添加。
[0043] 过程200可然后导出(框210)控制曲线调节因子104和/或110以施加到当前使用的控制曲线142。如上所述,查找表可用于基于HFO 16中的钒含量和/或添加剂108来导出(框210)控制曲线调节因子104和/或110。过程200可然后将控制曲线调节因子104和/或110施加(框212)到当前使用的控制曲线142,从而得到调节的控制曲线(例如,144、146)。然后可使用调节的控制曲线来控制(框214)气体涡轮引擎操作12。例如,燃料流和/或氧化剂流量(例如空气)可基于调节的控制曲线而增大和/或减小。通过用调节因子104和/或110调节控制曲线142,本文所述的技术可实现HFO 16的燃烧,所述燃烧导致更少的灰分沉积、更少的性能损失和改善的维护(例如,较不频繁的清洗)。过程200可然后迭代回到框202,从而连续感测钒,调节当前使用的控制曲线,以及动态地控制气体涡轮引擎。
[0044] 本发明实施方案的技术效果可包括在使用HFO的同时改善气体涡轮操作。在某些实施方案中,控制器可实时测量HFO中的钒含量。然后,控制器可例如通过移位控制曲线来调节控制曲线,以降低在HFO的燃烧期间的焙烧温度。附加地或另选地,控制器可导出一定量的添加剂(例如镁)以与HFO混合以改善钒的效应。添加剂的量可附加地用于计算对控制曲线的调节。通过在HFO的燃烧过程中调节控制曲线,技术效果包括改善的性能和最小化由于例如钒灰分沉积而进行的维护(例如,未联机清洗)。
[0045] 本书面描述使用示例来公开实施方案,包括最佳模式,并且还使得本领域的任何技术人员能够实践这些实施方案,包括制造和使用任何设备或系统以及执行任何结合的方法。本公开的可专利范围由权利要求书限定,并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例具有与权利要求书的字面语言没有不同的结构元件,或者如果它们包括与权利要求书的字面语言无实质差别的等效结构元件,则此类其他示例旨在权利要求书的范围内。
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