CH701150A2 - Verfahren zum Bereitstellen eines mittels eines Plasmabrennersystems reformierten Brennstoffs, der einer oder mehreren Brennkammern in einem Gasturbinensystem zugeführt wird. - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Bereitstellen eines Brennstoffs, der einer oder mehreren Brennkammern in einem Gasturbinensystem zugeführt wird, mit den Schritten: Reformieren eines Teils des Brennstoffs in einem oder mehreren Brennstoffkreisläufen (100) des Gasturbinenbrennkammersystems mittels eines Plasmabrennersystems (102), um wenigstens entweder Wasserstoff und/oder Kohlenwasserstoffe höherer Ordnung zu bilden, die einer oder mehreren Brennkammern zusammen mit einem übrigen Teil des Brennstoffs zuzuführen sind; und Regeln wenigstens der Leistung und/oder des Brennstoffzustroms zu dem Plasmabrennersystem mittels eines aktiven Rückkopplungsregelungsystems (108).

Description

  Hintergrund zu der Erfindung

  

[0001]    Diese Beschreibung betrifft allgemein Gasturbinenbrennkammer Systeme und speziell Verfahren und Einrichtungen zur Brennstoffreformierung, um den Betriebsfähigkeit der Brennkammersysteme zu verbessern.

  

[0002]    Gasturbinen enthalten gewöhnlich einen Verdichterabschnitt, einen Brennkammerabschnitt und wenigstens einen Turbinenabschnitt. Die Verdichterluft wird in die Brennkammer geleitet, wo Brennstoff injiziert, mit der Luft vermischt und verbrannt wird. Die Verbrennungsgase werden anschliessend der Turbine zugeführt, die den Verbrennungsgasen Energie entzieht.

  

[0003]    Gasturbinenbrennkammersysteme arbeiten mit Blick auf die Strömung, den Druck, die Temperatur und die Brennstoff/Luft-Verhältnisses über einen grossen Bereich von Betriebsbedingungen. Eine Brennkammerleistungsüberwachung, die Brennkammerstabilität, Emissionen und Dynamik beinhaltet, ist erforderlich, um insgesamt einen zufriedenstellenden Betrieb einer Gasturbine zu erreichen und aufrecht zu erhalten, und um angemessene Emissionspegel, insbesondere von Stickstoffoxiden (NOx), Kohlenmonoxid (CO) und unverbranntem Kohlenwasserstoff (UHC), zu erzielen.

  

[0004]    In einer Klasse von Gasturbinenbrennkammern werden niedrige NOx-Emissionspegel durch Einsatz eines Verbrennungsprozesses erreicht, der mageren vorgemischten Brennstoff verwendet, wobei der Brennstoff und ein Überschuss von Luft, der zur vollständigen Verbrennung des Brennstoffs erforderlich ist, vor der Verbrennung gemischt werden, um die thermische Erzeugung von NOX zu steuern und zu begrenzen. An Brennkammern dieser Art, die häufig als Dry-Low-NOx-(DLN)-Brennkammern bezeichnet werden, wird ständig die Anforderung gestellt, mit immer höherem Wirkungsgrad zu arbeiten, während die Entstehung unerwünschter Schadstoffemissionen weiter zu reduzieren ist. Höhere Wirkungsgrade von DLN-Brennkammern werden gewöhnlich durch eine allgemeine Steigerung der Gastemperatur in der Brennkammer erreicht.

   Gewöhnlich werden Emissionen durch eine Senkung der maximalen Gastemperatur in der Brennkammer reduziert. Der Wunsch nach Steigerung des Wirkungsgrads, mit der sich daraus ergebenden Erhöhung der Brennkammertemperaturen, ist in gewisser Weise unvereinbar mit den behördlichen Vorschriften für DLN-Gasturbinenbrennkammersysteme mit geringem Schadstoffausstoss.

  

[0005]    Die Oxidation molekularen Stickstoffs in Gasturbinen nimmt mit der maximalen Heissgastemperatur in der Verbrennungsreaktionszone jeder Brennkammer beträchtlich zu. Die Geschwindigkeit von chemischen Reaktionen, die NOx bilden, ist eine Exponentialfunktion der Temperatur. Das Volumen von NOx-Emissionen kann auch dann gross sein, falls diese hohe maximale Temperatur lediglich kurzzeitig erreicht wird. Ein übliches Verfahren zum Reduzieren von NOx-Emissionen basiert darauf, die maximale Heissgastemperatur in der Brennkammer zu senken, indem ein mageres Brennstoff/Luft-Verhältnis aufrechterhalten wird.

  

[0006]    Eine Wirkung des Betriebs in einem Magergemischverbrennungsmodus ist, dass die Brennkammer unerwünschten Druckschwankungen unterworfen werden könnte. Abhängig von der Grösse der Schwingungsamplitude, könnten diese Druckschwankungen Komponenten des Brennkammersystems beschädigen. Falls das Brennstoff-Luft-Gemisch in einer Brennkammer zu mager ist, können allerdings darüber hinaus übermässige Emissionen von Kohlen-monoxid und unverbranntem Kohlenwasserstoff entstehen. CO-und UHC-Emissionen sind auf eine unvollständige Verbrennung des Brennstoffs zurückzuführen. Diese Emissionen entstehen gewöhnlich an Orten, wo das Brennstoff-Luft-Gemisch die Verbrennung in der Reaktionszone übermässig abkühlt.

   Die Temperatur in der Reaktionszone muss angemessen sein, um eine vollständige Verbrennung zu unterstützen, da es ansonsten zu einem Stillstand der chemischen Verbrennungsreaktionen kommt, bevor ein Gleichgewicht erreicht ist.

  

[0007]    Ein Verfahren zum Verbessern dieses Kompromisses basiert darauf, dem Standardbrennstoff Wasserstoff oder sonstige Sorten von nicht auf Methan basierenden kohlenwasserstoffhaltigen Brennstoffen hinzuzufügen, um die Reaktivität in der Brennkammer zu steigern. Indem dem Standardbrennstoff gründlich vorgemischte, in hohem Masse reaktive Brennstoffe beigemengt werden, kann das Brennkammerkopfende mit einem geringeren Brennstoff/Luft-Verhältnis betrieben werden, während eine stabile Flamme und eine angemessene CO- und UHC-Reaktivität für eine zunehmender Drosselung der Gasturbine aufrecht erhalten wird. Ein Hinzufügen von reaktiven Brennstoffen, beispielsweise Wasserstoff, kann gewisse Brennstoffaufteilungen zulassen, die geringere Emission von NOx hervorbringen.

   Dieses Verfahren erfordert jedoch einen zusätzlichen Wasserstoff Speicher vor Ort, sowie ein Dosierungssystem zum Injizieren der gewünschten Mengen von Wasserstoff in den Brennstoffstrom. Ein herkömmliches Verfahren zur Vermeidung dieser Kosten basiert darauf, den Turbinenbrennstoff zu reformieren, um innerhalb des Gasturbinenbrennstoffzufuhrsystems Wasserstoff zu erzeugen.

  

[0008]    Bisher wurden katalytische Reformer verwendet, um Wasserstoff aus einem einer Brennkammer einzuspeisenden Brennstoff zu erzeugen. Der katalytische Reformer kann entfernt von dem Brennkammersystem angeordnet sein, oder er kann in dem Brennkammersystem in strömungsmässiger Verbindung mit dem Turbinenbrennstoff angeordnet sein. Durch Erzeugung von Wasserstoff anhand des vorhandenen Brennstoffs, kann auf einen Wasserstoff Speicher vor Ort verzichtet werden, und im Falle eines In-Line-Reformers, kann auf ein Wasserstoffdosierungssystem verzichtet werden. Katalytische Reformer erfordern allerdings möglicherweise eine regelmässige Wartung. Beispielsweise kann die Aktivität des Katalysators im Lauf der Zeit nachlassen, so dass der Reformer mit Frischkatalysator aufzufüllen ist.

   Ein weiteres mögliches Problem besteht darin, dass der Reformerkatalysator verunreinigt wird, was eine einwandfreie Bildung von Wasserstoff aus dem Brennstoff verhindert. In beiden Fällen wird es erforderlich sein, den Katalysator zu wechseln. Abhängig von Konstruktion des Systems, könnte ein Anstieg von Abgasemissionen auftreten, während der katalytische Reformer abgeschaltet ist, oder die Gasturbine muss möglicherweise für einen Katalysatoraustausch sogar ausser Betrieb genommen werden.

  

[0009]    Plasmatronanlagen oder Plasmabrenner sind Einrichtungen, die eine elektrische Entladung nutzen, um anhand von Kohlenwasserstoffen ein Wasserstoffreiches Gas hervorzubringen. Es wurden daher Plasmabrenner in der Siemens gehörenden PCT-Veröffentlichung Nr. WO 03/055 794 vorgeschlagen. Plasmabrenner sind gewöhnlich kleiner als katalytische Reformer, z.B. Dampf-Methan-Reformer oder oxidative Reformer. Darüber hinaus erfordern Plasmabrenner weder die Einspeisung von Reaktionspartnern (z.B. Wasserstoffeinspeisung), noch die damit verbundene Vorortspeicherung. Andererseits wird bei der Erzeugung des Plasmas zusätzliche elektrische Energie verbraucht.

   Ein Hauptvorteil von Plasmabrennern ist, dass sie auf einen Bedarf ansprechen können, um die erforderliche Konzentration von Wasserstoff und sonstiger Produkte hervorzubringen, um die gewünschten Betriebsziele eines Systems, beispielsweise mit Blick auf die Emissionen, die Dynamik und die Flammenstabilität zu erreichen.

Kurzbeschreibung der Erfindung

  

[0010]    Gemäss einem Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Bereitstellen eines Brennstoffs geschaffen, der einer oder mehreren Brennkammern in einem Gasturbinensystem zugeführt wird, mit den Schritten: Reformieren eines Teils des Brennstoffs in einem oder mehreren Brennstoffkreisläufen des Gasturbinenbrennkammersystems mittels eines Plasmabrennersystems, um mindestens entweder Wasserstoff und/oder Kohlenwasserstoffe höherer Ordnung zu bilden, die zusammen mit einem übrigen Teil des Brennstoffs einer oder mehreren Brennkammern zuzuführen sind; und Regeln wenigstens entweder der Leistung und/oder des Brennstoffzustroms zu dem Plasmabrennersystem unter Verwendung eines aktiven Rückkopplungsregelungsystems.

  

[0011]    Gemäss einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Gasturbinensystem geschaffen, zu dem gehören: ein Verdichter, mehrere Brennkammern und eine Turbine; ein Treibstoffsystem, das einen oder mehrere Brennstoffkreisläufe aufweist, die dazu eingerichtet sind, Brennstoff zu den mehreren Brennkammern zu liefern; ein Plasmabrennersystem, das mit dem einen oder den mehreren Brennstoffkreisläufen strömungsmässig verbunden ist, und das dazu eingerichtet ist, einen Teil des Brennstoffs in dem einen oder den mehreren Brennstoffkreisläufen zu reformieren; und ein Steuerungssystem, das dazu eingerichtet ist, wenigsten die Leistung und/oder den Brennstoffström zu dem Plasmabrennersystem zu regeln.

  

[0012]    Diese und andere Vorteile und Merkmale werden anhand der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen verständlicher.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

  

[0013]    Der als die Erfindung erachtete behandelte Gegenstand, wird in den der Beschreibung beigefügten Patentansprüchen speziell aufgezeigt und gesondert beansprucht. Die vorausgehend erwähnten und sonstige Ausstattungsmerkmale und Vorteile der Erfindung werden nach dem Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Figuren verständlich:
<tb>Fig. 1<sep>zeigt in einem Blockschaltbild ein Gasturbinensystem.


  <tb>Fig. 2<sep>zeigt in einem Blockschaltbild ein Ausführungsbeispiel eines Plasmabrennersystems, das in einem Brennstoffkreislauf des Gasturbinensystems von Fig. 1angeordnet ist.


  <tb>Fig. 3<sep>zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Nebenstromplasmareformersystems, das mit einem Brennstoffkreislauf des Gasturbinensystems von Fig. 1strömungsmässig verbunden ist.


  <tb>Fig. 4<sep>zeigt in einem Blockschaltbild ein Ausführungsbeispiel eines Brennstoffkreislaufs, der einen Wärmetauscher zum Vorwärmen von Brennstoff und einen Expander zum Senken des Brennstoffeinlassdrucks aufweist.

  

[0014]    Die detaillierte Beschreibung erläutert beispielhaft anhand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung, zusammen mit Vorteilen und Merkmalen.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

  

[0015]    Im Vorliegenden sind Gasturbinenbrennkammersysteme, und speziell Verfahren und Einrichtungen für eine In-Line-Brennstoffreformierung beschrieben, um die Betriebsfähigkeit der Brennkammersysteme zu verbessern. Die Gasturbinenbrennkammersysteme nutzen ein Plasmabrennersystem, das mit einem oder mehreren Brennstoffkreisläufen strömungsmässig verbunden ist, um einen geringen Teil des Brennstoffs teilweise zu reformieren und die Brennstoffreaktivität zu steigern. In dem hier verwendeten Sinne soll der Begriff "In-Line" im Allgemeinen bedeuten, dass das Plasmabrennersystem eine integrale Komponente des Turbinenbrennstoffsystems ist. Das Plasmabrennersystem kann in dem Brennstoffsteuerungssystem, und in einigen Ausführungsbeispielen, in dem Brennstoffstrompfad eines oder mehrerer Brennstoffkreisläufe des Brennstoffsteuerungssystems angeordnet sein.

   Das Plasmabrennersystem kann daher die Brennkammerleistung, beispielsweise die Dynamik, die Flammenstabilität und Emissionen verbessern, während der Energieverbrauch begrenzt wird, indem für einen Teil des Brennstoffs in dem Gasturbinenbrennkammersystem eine bedarfsgesteuerte Brennstoffaufbereitung bereitgestellt wird. Der Plasmabrenner ist betriebsmässig mit einem Gasturbinensteuerungssystem strömungsmässig verbunden, um die Brennstoffaufbereitung nach Bedarf bereitzustellen, um die erforderliche Emissionskontrolle (z.B. von NOx, gelber Abgasfahne (sichtbarem NO2) usw.) oder Betriebsbereitschaft (beispielsweise Verbrennungsdruckschwankungen, auch als Verbrennungsdynamik oder einfach Dynamik bekannt) zu erreichen, während parasitäre Verluste begrenzt werden.

  

[0016]    Fig. 1 zeigt in einem Blockschaltbild ein Gasturbinensystem 10, das einen Verdichter 12, eine Brennkammer 14 und eine Turbine 16 aufweist, die über eine Antriebswelle 15 mit dem Verdichter 12 verbunden ist. Wie aus der Figur zu entnehmen, kann das System 10 eine einzige Brennkammer oder mehrere Brennkammern aufweisen (wobei in der Figur zwei gezeigt sind). In einem Ausführungsbeispiel sind die Brennkammern DLN-Brennkammern. In noch einem Ausführungsbeispiel sind die Brennkammern magere Vorvermischung verwendende Brennkammern. Die Gasturbine wird mit einer Kombination von Bedienersteuerbefehlen und einem Steuerungssystem 18 betrieben. Ein Einlasskanalsystem 20, das durch eine Modulation mittels des Aktuators 25 die dem Verdichter 12 zugeführte Luftmenge regelt, leitet den Verdichtereinlassleitschaufeln 21 Umgebungsluft zu.

   Ein Abgasauslasssystem 22 leitet aus dem Auslass der Turbine 16 stammende Verbrennungsgase durch Vorrichtungen hindurch, die beispielsweise zur Schalldämpfung, Wärmerückgewinnung und möglicherweise zur Emissionskontrolle dienen. Die Turbine 16 kann einen Generator 24, der elektrischen Strom erzeugt, oder ein beliebige sonstige mechanische Last antreiben.

  

[0017]    Der Betrieb des Gasturbinensystems 10 kann durch vielfältige Sensoren 26 überwacht sein, die vielfältige Bedingungen des Verdichters 12, der Turbine 16, des Generators 24 und der unmittelbaren Umgebung erfassen. Beispielsweise können die Sensoren 26 die Umgebungstemperatur, den Druck und die Luftfeuchtigkeit in der Umgebung des Gasturbinensystems 10, den Ausgabedruck und die Temperatur des Verdichters, die Abgastemperatur und die Emissionen der Turbine sowie sonstige Druck- und Temperaturmesswerte in der Gasturbine überwachen. Die Sensoren 26 können ferner Strömungssensoren, Geschwindigkeitssensoren, Flammendetektorsensoren, Ventilstellungssensoren, Leitschaufelwinkelsensoren und anderen Sensoren beinhalten, die vielfältige Parameter in Zusammenhang mit dem Betrieb des Gasturbinensystems 10 erfassen.

   In dem hier verwendeten Sinne bezieht sich der Begriff "Parameter" auf physikalische Eigenschaften, deren Werte genutzt werden können, um die Betriebsbedingungen des Gasturbinensystems 10, z.B. Temperaturen, Druckwerte, Fluidströme an definierten Orten, und dergleichen zu definieren.

  

[0018]    Zusätzlich zu den oben erwähnten Sensoren 26 sind ein oder mehrere (nicht gezeigte) Sensoren vorhanden, die dazu dienen, Brennstoffeigenschaften ausreichend zu überwachen oder zu erfassen, um die Brennstoffzusammensetzung vor und/oder nach dem Plasmabrenner 32 zu ermitteln, der im Nachfolgenden beschrieben ist. Die Sensoren können einen oder mehrere der nachfolgenden Parameter erfassen: die fraktionierte Zusammensetzung (des Brennstoffs), den Wasserstoffgehalt, einen die modifizierte Wobbe-Kennzahl des Brennstoffs (MWI) kennzeichnenden Parameter, den spezifischen Brennwert (LHV), die Brennstofftemperatur, und dergleichen.

  

[0019]    Eine Brennstoffsteuereinrichtung 28 spricht auf von dem Steuerungssystem 18 ausgegebene Befehle an, um den von einem Brennstoffvorrat zu der (den) Brennkammer(n) 14 strömenden Brennstoffström und die Brennstoffaufteilungen (d.h. die unabhängig gesteuerte Brennstoffzufuhr zu Brennstoffkreisläufen) zu mehreren Brennstoffdüseninjektoren (d.h. Brennstoffkreisläufen) fortlaufend zu regeln, die in der (den) Brennkammer (n) 14 angeordnet sind. Das Brennstoffsteuerungssystem 28 kann ferner durch die Steuereinrichtung 18 veranlasst werden, die Art des Brennstoffs oder eine Mischung von Brennstoffen für die Brennkammer auszuwählen, falls mehr als ein Brennstoff verfügbar ist.

   Durch ein Modulieren der Aufteilungen des Brennstoffs auf die mehreren Brennstoffgasregelventile mittels der Brennstoffsteuereinrichtung 28 und durch eine Regelung der partiellen Brennstoffreformierung in einem oder mehreren Brennstoffinjektoren mittels des Steuerungssystems 18 werden die Emissionen und die Dynamik über den gesamten Gasturbinenlastbereich hinweg verbessert.

  

[0020]    Das Steuerungssystem 18 kann ein mit einem (oder mehreren) Prozessor(en) bestücktes Computersystem sein, das Programme ausführt, um den Betrieb der Gasturbine anhand der oben beschriebenen Sensoreingaben und der Anweisungen von zusätzlichen Bedienern zu steuern oder zu regeln. Die durch das Steuerungssystem 18 ausgeführten Programme können Zeitplanungsalgorithmen zum Regeln des Brennstoffzustroms, der Brennstoffreformierung und der Brennstoffaufteilungen auf die Brennkammer (n) 14 beinhalten.

   Insbesondere veranlassen die durch das Steuerungssystem erzeugten Befehle Aktuatoren in der Brennstoff Steuereinrichtung 28 dazu, sowohl den Strom zu dem Plasmabrenner 32 als auch den Strom zu den Brennstoffdüseninjektoren zu regeln oder zu steuern; stellen Einlassführungsschaufeln 21 an dem Verdichter ein und aktivieren den Piasmabrenner oder steuern sonstige Systemvorgabewerte an der Gasturbine.

  

[0021]    Die Algorithmen ermöglichen auf diese Weise dem Steuerungssystem 18, die Brennkammerverbrennungstemperatur und Abgastemperatur innerhalb vordefinierter Temperaturgrenzen aufrecht zu erhalten, und die NOx- und CO-Emissionen in dem Turbinenabgas im Bereich von Teillast- bis zu Volllastbetriebsbedingungen der Gasturbine unterhalb vordefinierter Grenzen zu halten. Die Brennkammern 14 können auf einem DLN-Brennkammersystem basieren, und das Steuerungssystem 18 kann programmiert und modifiziert sein, um die Brennstoffaufteilungen für das DLN-Brennkammersystem nach Massgabe der vorbestimmten Brennstoffaufteilungszeitpläne zu steuern oder zu regeln, die durch einen Abstimmvorgang modifiziert werden, der nach jeder grösseren Wartungsausfallzeit der Brennkammern und Gasturbinen durchgeführt wird, um den Anteil von Emissionen und die Verbrennungsdynamik zu verbessern.

   Die Brennkammerbrennstoffaufteilungen werden ebenfalls durch den periodischen Abstimmvorgang eingestellt, um Leistungszielen zu genügen, während gleichzeitig Betriebsbeschränkungen der Gasturbine beachtet werden. Sämtliche derartigen Steuerungssfunktionen zielen darauf ab, die Betriebsbereitschaft, Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit der Gasturbine zu verbessern.

  

[0022]    Das Plasmabrennersystem 32 ist strömungsmässig mit dem Brennstoffzustrom eines oder mehrerer (nicht gezeigter) Brennstoffkreisläufe in dem Brennstoffsteuerungssystem 28 verbunden. Auch hier ist das Plasmabrennersystem 32 dazu eingerichtet, einen geringen Prozentsatz des Brennstoffs teilweise zu reformieren, um die Brennstoffreaktivität zu steigern. Das partielle Reformieren des Brennstoffs steigert die Brennstoffreaktivität, indem Kohlenwasserstoffe höherer Ordnung und Wasserstoff gebildet werden, die mit dem übrigen Teil nicht-reformierten Brennstoffs zusammengeführt werden. Das Mass der Reformierung kann eingestellt werden, um die Stabilität bei geringer Turbinenlast zu steigern, oder um dank der Wirkungen, die die gesteigerte Brennstoffreaktivität auf die Magergemischverbrennung hat, geringere Emissionen zu ermöglichen.

   Die gesteigerte chemische Reaktivität des Brennstoffs kann dazu beitragen, die Entstehung von N0X in der Brennkammer bedeutend zu reduzieren. Beispielsweise wird eine bestehende Gasturbinenbrennkammer zumindest eine von mehreren Brennstoffdüsen bei einer Flammentemperatur betreiben, die diejenige der anderen überschreitet, um dazu beizutragen, dass der Brennstoff und das CO innerhalb einer vorbestimmten Entfernung verbrennt. Mit einem reaktiveren Brennstoff ist es allerdings nicht erforderlich, die Brennstoffdüse bei einer derartig hohen Flammentemperatur zu betreiben. Folglich wird ein Reduzieren der maximalen Flammentemperatur der Brennstoffdüse (n), wie zuvor erwähnt, die Bildung von NOx in der Brennkammer deutlich reduzieren.

   Darüber hinaus kann das Plasmabrennersystem 32 das Gasturbinenssystem 10 während leistungsarmer Niederlastbedingungen unterstützen, da eine Steigerung der Brennstoffreaktivität es ermöglicht, die Brennkammer weiter zu drosseln, ohne CO-Emissionsgrenzwerte zu übertreten.

  

[0023]    Das Plasmabrennersystem 32 kann verwendet werden, um jeden gewöhnlich in Gasturbinenbrennkammersystemen verwendeten Brennstoff teilweise zu reformieren. Exemplarische Brennstoffe für eine partielle Reformation können, ohne darauf beschränken zu wollen, Benzin, Dieseltreibstoff, Erdgas, Jet-Propellant (JP4), aus Biomasse abgeleitete Brennstoffe und sonstige ähnliche auf Kohlenwasserstoffen basierende Brennstoffe beinhalten. Das Plasmabrennersystem 32 ist dazu eingerichtet, einen geringen Prozentsatz des Brennstoffs zu reformieren, um Kohlenwasserstoffe höherer Ordnung und Wasserstoff zu bilden. Der Plasmabrenner ist in der Lage, etwa 0,1 Volumenprozent (Vol.-%) bis ungefähr 100 Vol.-% des Brennstoffs, speziell etwa 1 Vol.-% bis ungefähr 50 Vol.-%, spezieller etwa 2 Vol.-% bis ungefähr 35 Vol.-%, und noch spezieller 5 Vol.-% bis 20 Vol.-% zu reformieren.

   Der gewünschte Prozentsatz von reformiertem Brennstoff kann von einer Anzahl von Faktoren abhängen, beispielsweise sind dies, ohne darauf beschränken zu wollen, Turbinenlast, Brennstoffart, Wasser-und/oder Oxidationsmittelzusätze, Brennstofftemperatur Emissionen, und dergleichen. Das Steuerungssystem 18 kann dazu eingerichtet sein, auf der Grundlage von Rückführungssignalen von jedem der Sensoren 26 die Leistungseingabe zu dem Plasmabrennersystem 32 zu regeln, und den Prozentsatz von reformiertem Brennstoff zu regeln oder zu steuern.

  

[0024]    Wie erwähnt, kann das Plasmabrennersystem in dem Treibstoffsystem des Gasturbinenbrennkammersystems an einer beliebigen Stelle angeordnet sein, an der die Plasmaentladung mit wenigstens einem Teils des Brennstoffs in Berührung kommt. Das Plasmabrennersystem kann somit in einem oder mehreren Brennstoffkreisläufen der Brennkammer angeordnet sein. Ein Ausführungsbeispiel eines Brennstoffkreislaufs 100 ist in Fig. 2 veranschaulicht. In diesem Ausführungsbeispiel ist ein Plasmabrennersystem 102 in einer Brennstoffleitung 104 des Brennstoffkreislaufs 100 angeordnet, der dazu eingerichtet ist, Brennstoff durch einen Brennstoffdüseninjektor in eine der Brennkammerräume einzuspeisen. Das Plasmabrennersystem 102 ist so positioniert, dass ein Teil des Brennstoffstroms in der Leitung 104 die Plasmaentladung 106 des Reformers durchquert.

   Das Plasmabrennersystem 102 ist mit einem Gasturbinensteuerungssystem 108 elektrisch verbunden. Das Gasturbinensteuerungssystem 108 ist dazu eingerichtet, den Prozentsatz von reformiertem Brennstoff zu regulieren, indem die an den Plasmabrenner 102 abgegebene Leistung und/oder der durch die Plasmaentladung 106 hindurch strömende Brennstoff geregelt wird.

  

[0025]    Während das Plasmabrennersystem 102 an einem beliebigen Punkt in dem Brennstoffkreislauf 100 angeordnet sein kann, zeigt Fig. 2 den Reformer stromaufwärts des Brennstoffverteilers 110 angeordnet. Durch eine solche Positionierung des Plasmabrenners lässt sich ein Ausfall einer vorhandenen Betriebsbereitschaft des Brennkammersystems vermeiden, sollte der Reformer versagen. Da der Reformer stromaufwärts des Brennstoffverteilers angeordnet ist, kann der von dem Brennstoffkreislauf 100 zu der Brennkammer strömende Strom ohne weiteres abgeschaltet werden, während das Gasturbinenbrennkammer-system mittels der übrigen Kreisläufen weiter arbeitet. Diese spezielle Anordnung stellt ausserdem eine einen einfachen Zugangspunkt in dem Brennkammersystem sowohl für den Einbau als auch für die Wartung bereit.

   Noch ein weiterer Vorteil der Positionierung des Plasmabrennersystems 102 in dem Brennstoffkreislauf 100 basiert darauf, dass auf eine aktive Kühlung des Plasmabrenners verzichtet werden kann. Plasmabrenner können beträchtliche Wärme erzeugen, die über die Zeit abgeführt werden muss. In einigen Plasmabrennersystemen ist es erforderlich, Kühlwasserleitungen zu dem Reformer zu verlegen und das System zu kühlen. Wenn der Plasmabrenner in der Brennstoffleitung 104 angeordnet ist, kann der Brennstoff jedoch eine passive Kühlung für den Reformer bereitstellen. Die Strömungsrate des den Plasmabrenner umströmenden Brennstoffs reicht aus, um den Reformer zu kühlen und eliminiert den Bedarf einer zusätzlichen Kühlung, beispielsweise eines Einbaus von Wasserleitungen und dergleichen.

  

[0026]    Fig. 3 veranschaulicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Plasmabrennersystems 210, das mit einem Brennstoffkreislauf 200 strömungsmässig verbunden ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Plasmabrenner 212 ausserhalb der Brennstoffleitung 204 angeordnet. Ein Teil des aus der Brennstoffleitung 204 stammenden Brennstoffs kann durch den Betrieb von Umleitungsventilen 208 in das Plasmabrennersystem 210 umgeleitet werden. Ein Nebenstrom des Brennstoffs durchquert die Plasmaentladung 216, wobei der Brennstoff in Kohlenwasserstoffe höherer Ordnung und Wasserstoff umgewandelt wird. Die Umleitungsventile 208 können an den Einlass- und Auslassstellen des Plasmabrennersystems 210 angeordnet sein, um den dorthin strömenden Brennstoffstroms aktiv zu steuern.

   Sowohl die Umleitungsventile 208 als auch der Plasmabrenner 212 können betriebsmässig mit einem Gasturbinensteuerungssystem verbunden sein, um eine bedarfsgesteuerte Reformation eines Teils des Turbinenbrennstoffs bereitzustellen. Darüber hinaus kann das Nebenstromplasmareformersystem 210 mittels der Umleitungsventile 208 von dem Brennstoffkreislauf 200 getrennt und gewartet werden, ohne den Brennstoffzustrom zu der Gasturbinenbrennkammer zu unterbrechen.

  

[0027]    Die im Vorliegenden beschriebenen Plasmabrennersysteme sind betriebsmässig mit einem Gasturbinensteuerungssystem verbunden, das dazu eingerichtet ist, eine bedarfsgesteuerte Funktionalität für den Plasmabrenner bereitzustellen. Das Steuerungssystem überwacht über das gesamte Gasturbinenbrennkammersystem hinweg Prozessbedingungen, z.B. Temperaturen und Druckwerte. Ein derartiges Steuerungssystem kann zur Einstellung von Brennstoffeinspeisungsraten und/oder Plasmagaseinspeisungsraten, zur Steuerung einer dem Plasmabrenner gelieferten Leistung, zur Überwachung der Plasmaentladungsbedingungen, zur Einstellung der Einspeisungsraten zusätzlicher Prozessgase (z.B. Oxidationsmittel) oder zur Steuerung sonstiger ähnlicher Bedingungen in dem Gasturbinensystem genutzt werden.

   Ein Brennstoffgasanalysesubsystem kann ferner vorhanden sein, um zusätzliche Rückführung an ein solches Steuerungssystem auszugeben. Das Steuerungssystem kann den Plasmabrenner in Abhängigkeit von einer beliebigen Anzahl von Prozessparametern betreiben und steuern. Eine von den Sensoren, Thermoelementen und dergleichen ausgegebene Rückführung warnt das Steuerungssystem vor vielfältigen Bedingungen in dem Gasturbinensystem. Beispiele von Prozessparametern können, ohne darauf beschränken zu wollen, die Temperatur (z.B. Brennstofftemperatur, Düsentemperatur, Brennkammertemperatur, und dergleichen), die Luftfeuchtigkeit, der Einlassdruckabfall, der dynamische Druck, der Abgasgegendruck, die Abgasemissionen (z.B. NOx, CO, UHC und dergleichen), die Last und Leistung der Turbine, und dergleichen beinhalten.

   Diese Rückkopplungsschleife zwischen der Überwachung von Parametern und dem Steuerungssystem kann anzeigen, wenn die Reaktivität des Brennstoffs zu verändern ist, und in Folge den Plasmabrenner aktivieren. Wenn gewisse Parameter einen vorbestimmten Zielvorgabewert erreichen, kann es sinnvoll sein, die Reformierung nicht mehr fortzusetzen und den Plasmabrenner zu deaktivieren. Während der Plasmabrenner den Brennstoff reformiert, entzieht er dem Gasturbinensystem auch Leistung. Es ist daher wünschenswert, den Plasmabrenner abzuschalten, wenn er für die Emissionsüberwachung und/oder Turbinenbetriebsbereitschaft nicht benötigt wird.

   Beispielsweise kann der Plasmabrenner genutzt werden, einen Teil des Brennstoffs zu reformieren, wenn die Turbine unter Schwachlastbedingungen arbeitet, bei denen eine geringe Energieabfuhr von dem Reformer für die Leistungsabgabe der Turbine unschädlich ist. Allerdings kann der Plasmabrenner unter Volllastbedingungen, beispielsweise in Zeiten einer Spitzennachfrage nach Energie, abgeschaltet werden, um den Energieentzug von dort zu eliminieren.

  

[0028]    Wie oben erwähnt, kann das Plasmabrennersystem in einem oder mehreren Brennstoffkreislaufen des Gasturbinenbrennkammersystems angeordnet sein. Das Plasmabrennersystem kann abgestimmt werden, um die Kohlenwasserstoffspezies zu ändern, die durch die bruchteilige Brennstoffreformierung entstehen. Auch hier ist der Plasmabrenner dazu eingerichtet, einen Teil des Brennstoffs in dem Brennstoffkreislauf zu reformieren, um Wasserstoff und/oder Kohlenwasserstoffe hervorzubringen, die eine höhere Ordnung aufweisen (d.h. grössere sind) als die nichtreformierten Brennstoffkohlenwasserstoffe. Beispielsweise kann der Plasmabrenner Erdgas (Methan) in Wasserstoff und/oder reaktivere Kohlenwasserstoffe umwandeln.

   In einem Ausführungsbeispiel hat der Brennstoff nach der Plasmareformation bezogen auf 100 % Methanbrennstoff einen Wasserstoffgehalt von kleiner gleich etwa 66 Vol.-%, speziell kleiner gleich etwa 15 Vol.-%, spezieller kleiner gleich etwa 5 Vol.-%. Ein Beschränken des Wasserstoffgehalts des reformierten Brennstoffs kann dazu beitragen, Dichtungsprobleme in den Brennstoffdüseninjektoren zu vermeiden. Wenn der Wasserstoffgehalt zu gross ist, können Standarddichtungen in den Düsen von DLN-Brennkammersystemen im Lauf der Zeit undicht werden oder ausfallen.

   Die Fähigkeit das Plasmabrennersystem abzustimmen, um die Spezies zu steuern, die erzeugt wird, ist vorteilhaft, da das System eine Anzahl von reaktiveren Kohlenwasserstoff Systemen hervorbringen kann, die eine Reaktivität des Brennstoffs erzeugen, die jener von Wasserstoff ähnelt, jedoch nicht die in Zusammenhang mit hohen Wasserstoffkonzentrationen auftretende schädliche Wirkung auf die Dichtigkeit aufweisen. Zu Kohlenwasserstoffen höherer Ordnung, die durch die Brennstoffaufbereitung gebildet werden, gehören beispielsweise, ohne darauf beschränken zu wollen, Ethylen, Ethan, Propylen, 1, 2 Butadien, Azetylen, und dergleichen.

   Die Plasmatemperatur, der Plasmatyp, die Plasmabetriebscharakteristik, der spezifische Energieeintrag (Energie/Molekül) und die Brennstofftemperatur können sämtliche die Produktselektivität der fraktionierten Brennstoffreformierung und den Wirkungsgrad der Energieumwandlung beeinflussen. Weiter kann in anderen Ausführungsbeispielen dem Plasmabrennersystem ein Oxidationsmitteleinspeisestrom hinzugefügt sein. Das Oxidationsmittel wird, wenn es der Plasmaentladung unterworfen wird, auch die Art der Reformation beeinflussen, der der Brennstoff unterworfen wird, so dass das Reaktionsprodukt verändert wird, und ein weiterer Einfluss auf die Reaktivität des Brennstoffs genommen wird. Exemplarische Oxidantien können, ohne darauf beschränken zu wollen, Luft, Sauerstoff, mit Sauerstoff angereicherte Luft, Wasser, Wasserstoffperoxid, Methanol, und dergleichen beinhalten.

   Darüber hinaus kann ein Hinzufügen des Oxidationsmittels die angeforderte Leistungsaufnähme des Plasmabrenners reduzieren, was den Umwandlungswirkungsgrad für manche Produkte steigert.

  

[0029]    Ein Reformieren des Brennstoffes bei geringeren Drücken und höheren Einlasstemperaturen kann die Konzentration reformierter Produkte und den Wirkungsgrad bei der Erzeugung derselben erhöhen. Eine Brennstoffzerlegung durch die Plasmaentladung wird bei höheren Einlassbrennstofftemperaturen thermodynamisch begünstigt. Der Kohlenwasserstoff höherer Ordnung und die Wasserstofferzeugung sowie der Umwandlungswirkungsgrad können gesteigert werden, indem die Brennstofftemperatur in dem gewählten Brennstoffkreislauf erhöht wird. Fig. 4 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel eines Brennstoffkreislaufs 300 in einem Gasturbinenbrennkammersystem, das einen optionalen Wärmetauscher 320 enthält, der dazu eingerichtet ist, die Temperatur des darin befindlichen Brennstoffs zu erhöhen.

   Der Wärmetauscher 320 ist stromaufwärts des Plasmabrennersystems 310 in strömungsmässiger Verbindung mit dem Brennstoffkreislauf angeordnet, so dass die Temperatur des Brennstoffs, bevor dieser der Plasmaentladung unterworfen wird, verbessert werden kann. Der Wärmetauscher 320 verwendet eine Wärmequelle 322 zur Steigerung der Temperatur des gesamten oder eines Teils des Brennstoffs in dem Brennstoffkreislauf 300. In einem Ausführungsbeispiel kann die Wärmequelle 322 auf dem Abgas aus der Gasturbine 324 basieren. Nachdem ein Teil des erwärmten Brennstoffs durch den Plasmabrenner reformiert wurde, kann der Brennstoffström optional vor seiner Injektion in den Brennkammerraum gekühlt werden.

   In einem weiteren optionalen Ausführungsbeispiel kann der Brennstoffkreislauf 300 einen Expander 326 (z.B. einen Turboexpander) enthalten, der dazu eingerichtet ist, den Einlassdruck des an den Plasmabrenner ausgegebenen Brennstoffs zu senken. Der Einsatz des Expanders 326 kann den thermischen Gesamtwirkungsgrad des Systems verbessern. Ein optionaler Wärmetauscher 328 kann in strömungsmässiger Verbindung zwischen dem Expander 326 und dem Plasmabrennersystem 310 angeordnet sein, um die Temperatur des expandierten Brennstoffs zu erhöhen.

   Optional kann an einem stromabwärts gelegenen Ende des Brennstoffkreislaufs ein Verdichter 330 angeordnet sein, um den Druck des wieder zusammengeführten Brennstoffs (d.h. des reformierten und nicht-reformierten Teils des Brennstoffs) auf einen Pegel anzuheben (d.h. erneut zu komprimieren), der für das verwendete spezielle Gasturbinenbrennstoffzufuhrsystem geeignet ist. In noch einem weiteren optionalen Ausführungsbeispiel kann der wieder zusammengeführte Brennstoffström vor einer Verdichtung in dem Verdichter 330 mittels des Wärmetauschers 320 gekühlt werden.

  

[0030]    Das In-Line-Plasmabrennersystem und das Verfahren der Nutzung in einem Gasturbinenbrennkammersystem, wie es im Vorliegenden beschrieben ist, kann vorteilhafterweise einen Teil des Brennstoffs in einem oder mehreren Brennstoffkreisläufen reformieren, um die Brennstoffreaktivität zu erhöhen. Das Plasmabrennersystem ist betriebsmässig mit einem aktive Rückkopplung verwendenden Steuerungssystem verbunden, um nach Bedarf eine Brennstoffaufbereitung durchzuführen, so dass gewünschte Emissionen (z.B. NOx, CO, gelbe Abgasfahne, Drosselung und dergleichen) oder eine gewünschte Betriebsbereitschaft (z.B. Dynamik und dergleichen) erzielt werden, während parasitäre Energieverluste verringert werden. Darüber hinaus ist das Plasmabrennersystem stromaufwärts des Brennstoffverteilers angeordnet, um einen problemlosen Einbau bzw.

   Zugänglichkeit für die Wartung zu ermöglichen, ohne dass es im Falle eines Versagens des Plasmabrenners zu einem Ausfall eine vorhandenen Brennkammerfunktionalität kommt. Auch hier kann eine bedarfsgesteuerte Steigerung der Reaktivität des Brennstoffs mittels des Plasmabrennersystems die Abgasemissionen, die Drosselungseigenschaften und die Dynamik des Gasturbinenbrennkammersystems verändern.

  

[0031]    Die im Vorliegenden verwendete Terminologie dient lediglich zur Vereinfachung der Beschreibung spezieller Ausführungsformen und soll die Erfindung nicht beschränken. Im Vorliegenden offenbarte Bereichsangaben sind einschliesslich und kombinierbar (z.B. Bereiche von "bis zu etwa 25 Vol.-%, oder spezieller etwa 5 Vol.-% bis ungefähr 20 Vol.-%" schliessen die Endpunkte und sämtliche intermediäre Werte der Bereiche von "etwa 5 Vol.-% bis ungefähr 25 Vol.-%" usw. mit ein). Der Begriff "Kombination" schliesst Verschnitte, Mischungen, Legierungen, Reaktionsprodukte, und dergleichen ein.

   Ausserdem bezeichnen die Begriffe "erster" "zweiter" und dergleichen im Vorliegenden keine Reihenfolge, Menge oder Rangfolge, sondern dienen vielmehr dazu, ein Element von einem anderen zu unterscheiden, und der unbestimmte Artikel sowie dessen grammatikalische Formen bedeuten im Vorliegenden keine Beschränkung der Menge, sondern vielmehr, dass wenigstens ein solches betreffendes Element vorhanden ist. Der in Zusammenhang mit einer Quantität verwendete modifizierende Begriff "etwa" schliesst den genannten Wert ein und beinhaltet die durch den Zusammenhang vorgegebene Bedeutung (schliesst z.B. die Fehlerabweichung ein, die in Zusammenhang mit einer Messung der speziellen Quantität vorhanden sein kann).

   Die Suffixe "(n) "bzw. "(e)" sollen in dem hier verwendeten Sinne sowohl den Singular als auch den Plural des Begriffs einschliessen, den sie modifizieren, um dadurch das Vorhandensein eines oder mehrere Elemente des betreffenden Begriffs einzuschliessen (z.B. bedeutet "Farbstoff(e)" das Vorhandensein eines oder mehrerer Farbstoffe). Über die gesamte Beschreibung hinweg bedeutet eine Bezugnahme auf "ein Ausführungsbeispiel", "noch ein Ausführungsbeispiel" und so fort, dass ein in Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel beschriebenes spezielles Element (z.B. ein Merkmal, eine Konstruktion und/oder eine Eigenschaft) in wenigstens einem der hier beschriebenen Ausführungsbeispiele enthalten ist, und in anderen Ausführungsbeispielen vorhanden sein kann oder auch nicht.

   Ausserdem können die beschriebenen Elemente selbstverständlich auf eine beliebige geeignete Weise in den vielfältigen Ausführungsbeispielen kombiniert werden.

  

[0032]    Falls nicht anders lautend definiert, haben sämtliche im Vorliegenden verwendeten Begriffe (technische und wissenschaftliche Begriffe eingeschlossen) die Bedeutung, wie sie von einem Fachmann auf dem Gebiet, aus dem die Ausführungsbeispiele der Erfindung stammen, üblicherweise verstanden wird. Weiter versteht sich, dass Begriffe, wie sie in allgemein verwendeten Wörterbüchern definiert sind, in dem Sinne zu verstehen sind, dass sie eine Bedeutung haben, die konsistent ist mit ihrer Bedeutung in Zusammenhang mit dem betreffenden Fachgebiet und der vorliegenden Offenbarung, und nicht in einem idealisierten oder übertriebenen formalen Sinn zu interpretieren sind, es sei denn, sie sind im Vorliegenden ausdrücklich diesbezüglich definiert.

  

[0033]    Während die Erfindung lediglich anhand einer beschränkten Anzahl von Ausführungsbeispielen im Einzelnen beschrieben wurde, sollte es ohne weiteres klar sein, dass die Erfindung nicht auf derartige offenbarte Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Vielmehr kann die Erfindung modifiziert werden, um eine beliebige Anzahl von bisher nicht beschriebenen Veränderungen, Abänderungen, Substitutionen oder äquivalenten Anordnungen zu verkörpern, die jedoch dem Schutzbereich der Erfindung entsprechen. Während vielfältige Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben wurden, ist es ferner selbstverständlich, dass Aspekte der Erfindung möglicherweise lediglich einige der beschriebenen Ausführungsbeispiele beinhalten.

   Dementsprechend ist die Erfindung nicht als durch die vorausgehende Beschreibung beschränkt anzusehen, sondern ist lediglich durch den Schutzumfang der beigefügten Patentansprüche beschränkt.

  

[0034]    Verfahren zum Bereitstellen eines Brennstoffs, der einer oder mehreren Brennkammern 14 in einem Gasturbinensystem 10 zugeführt wird, mit den Schritten: Reformieren eines Teils des Brennstoffs in einem oder mehreren Brennstoffkreislaufen 100, 200, 300 des Gasturbinenbrennkammersystems mittels eines Plasmabrennersystems 32, 102, 210, 310, um wenigstens entweder Wasserstoff und/oder Kohlenwasserstoffe höherer Ordnung zu bilden, die einer oder mehreren Brennkammern zusammen mit einem übrigen Teil des Brennstoffs zuzuführen sind; und Regeln wenigstens der Leistung und/oder des Brennstoffzustroms zu dem Plasmabrennersystem mittels eines aktiven Rückkopplungsregelungsystems 18, 108.

Bezugszeichenliste

  

[0035]    
<tb>10<sep>Gasturbinensystem


  <tb>12<sep>Verdichter


  <tb>14<sep>Brennkammer


  <tb>15<sep>Antriebswelle


  <tb>16<sep>Turbine


  <tb>18<sep>Steuerungssystem


  <tb>20<sep>Einlasskanalsystem


  <tb>21<sep>Einlassführungsschaufeln


  <tb>22<sep>Abgasauslasssystem


  <tb>24<sep>Generator


  <tb>25<sep>Aktuator


  <tb>26<sep>Sensoren


  <tb>28<sep>Brennstoffsteuereinrichtung


  <tb>32<sep>Plasmabrennersystem


  <tb>100<sep>Brennstoffkreislauf


  <tb>102<sep>Plasmabrennersystem


  <tb>104<sep>Rohr


  <tb>106<sep>Plasmaentladung


  <tb>108<sep>Gasturbinensteuerungssystem


  <tb>110<sep>Brennstoffverteiler


  <tb>200<sep>Brennstoffkreislauf


  <tb>204<sep>Brennstoffleitung


  <tb>208<sep>Umleitungsventile


  <tb>210<sep>Plasmabrennersystem


  <tb>212<sep>Plasmabrenner


  <tb>216<sep>Plasmaentladung


  <tb>300<sep>Brennstoffkreislauf


  <tb>310<sep>Plasmabrennersystem


  <tb>320<sep>Wärmetauscher


  <tb>322<sep>Wärmequelle


  <tb>324<sep>Gasturbine


  <tb>326<sep>Expander


  <tb>328<sep>Wärmetauscher


  <tb>330<sep>Verdichter

Claims (10)

1. Verfahren zum Bereitstellen eines Brennstoffs, der einer oder mehreren Brennkammern (14) in einem Gasturbinensystem (10) zugeführt wird, mit den Schritten:

Reformieren eines Teils des Brennstoffs in einem oder mehreren Brennstoffkreislaufen (100, 200, 300) des Gasturbinenbrennkammersystems mittels eines Plasmabrennersystems (32, 102, 210, 310), um wenigstens entweder Wasserstoff und/oder Kohlenwasserstoffe höherer Ordnung zu bilden, die einer oder mehreren Brennkammern mit einem übrigen Teil des Brennstoffs zuzuführen sind; und

Regeln wenigstens der Leistung und/oder des Brennstoffzustroms zu dem Plasmabrennersystem mittels eines aktiven Rückkopplungsregelungsystems (18, 108).

2. Verfahren nach Anspruch 1, zu dem ferner der Schritt gehört, das Plasmabrennersystems (32, 102, 210, 310) zu kühlen, indem der übrige Teil des Brennstoffs das Plasmabrennersystem umgebend eingespeist wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Regeln wenigstens der Leistung und/oder des Brennstoffzustroms zu dem Plasmabrennersystem (32, 102, 210, 310) ferner den Schritt beinhaltet, einen oder mehrere ausgewählte der folgenden Parameter zu überwachen: Brennstofftemperatur, Brennstoffzusammensetzung, brennstoffspezifischer Brennwert, modifizierte Wobbe-Kennzahl des Brennstoffs, Luftfeuchtigkeit, Einlassdruckabfall, dynamischen Druck, Abgasgegendruck, Abgasemissionen und/oder Turbinenlast.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Teil des Brennstoffs, der nach dem Reformieren mit dem übrigen Teil des Brennstoffs zusammengeführt ist, eine Gesamtwasserstoffkonzentration von kleiner gleich etwa 66 Volumenprozent aufweist.

5. Gasturbinensystem (10), zu dem gehören:

ein Verdichter (12), mehrere Brennkammern (14) und eine Turbine (16);

ein Treibstoffsystem, das eine oder mehrere Brennstoffkreisläufe (100, 200, 300) umfasst, die dazu eingerichtet sind, den mehreren Brennkammern Brennstoff zu liefern;

ein Plasmabrennersystem (32, 102, 210, 310), das mit dem einen oder den mehreren Brennstoffkreisläufen strömungs-mässig verbunden ist, und das dazu eingerichtet ist, einen Teil des Brennstoffs in dem einen oder den mehreren Brennstoffkreisläufen zu zerlegen (bzw. zu reformieren); und

ein Steuerungssystem (18, 108), das dazu eingerichtet ist, wenigsten entweder die Leistung und/oder den Brennstoff ström zu dem Plasmabrennersystem zu regeln.

6. System nach Anspruch 5, wobei das Plasmabrennersystem (32, 102, 210, 310) integral mit einer Brennstoffleitung (104, 204) eines oder mehrerer Brennstoffkreisläufe angeordnet ist.

7. System (10) nach Anspruch 5, wobei das Plasmabrennersystem (32, 102, 210, 310) in dem einen oder den mehreren Brennstoffkreislaufen stromaufwärts eines Brennstoffverteilers (110) angeordnet ist.

8. System (10) nach Anspruch 5, wobei ein oder mehrere Brennstoffkreislaufe (100, 200, 300) einen Nebenstrom aufweisen, der strömungsmässig mit dem Plasmabrennersystem (32, 102, 210, 310) verbunden ist, wobei der Nebenstrom dazu eingerichtet ist, den Teil des Brennstoffs zu dem Plasmabrennersystem abzuzweigen.

9. System (10) nach Anspruch 8, ferner mit einem oder mehreren Umleitungsventilen (208), die dazu eingerichtet sind, den Strom des Brennstoffs zu dem Nebenstrom zu regeln.

10. System (10) nach Anspruch 5, wobei die vielen Brennkammern auf Brennkammern (14) basieren, die Dry-Low-NOx-oder magere Vorvermischung verwenden.