DE69108525T2 - Kontrolverfahren für Gasturbinenbrennkammer. - Google Patents
Kontrolverfahren für Gasturbinenbrennkammer.Info
- Publication number
- DE69108525T2 DE69108525T2 DE69108525T DE69108525T DE69108525T2 DE 69108525 T2 DE69108525 T2 DE 69108525T2 DE 69108525 T DE69108525 T DE 69108525T DE 69108525 T DE69108525 T DE 69108525T DE 69108525 T2 DE69108525 T2 DE 69108525T2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- combustion
- air
- air supply
- measured
- supply device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims description 269
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 18
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 76
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 26
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 15
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 23
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
- F01D17/02—Arrangement of sensing elements
- F01D17/08—Arrangement of sensing elements responsive to condition of working-fluid, e.g. pressure
- F01D17/085—Arrangement of sensing elements responsive to condition of working-fluid, e.g. pressure to temperature
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
- F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
- F23R3/26—Controlling the air flow
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Regeln mehrerer Brennkammern, die einer Gasturbine Gas unter Druck zuführen.
- Bei einer herkömmlichen Vorrichtung zum Regeln mehrerer Brennkammern, die einer Gasturbine Gas unter Druck zuführen, wie in den Fig. 3, 4A und 4B dargestellt, wird Luft A von einem (nicht dargestellten) Kompressor über ein Gehäuse 110, Diffusionsverbrennungsluft-Zuführöffnungen 113 einer Diffusionsbrennkammer 130, Luftzuführöffnungen 114 einer Vormisch-Brennkammer 131 und Vorrnischverbrennungsluft-Zuführöffnungen 133 eines Vormischverwirblers 132 in eine Brennkammer 115 geführt. Diffusionsverbrennungskraftstoff F1 wird von Diffusionsverbrennungsdüsen 134 in die Diffusionsbrennkammer 130 eingespritzt, und Vormischverbrennungskraftstoff F2 wird von Vormischverbrennungsdüsen 135 in den Vormischverwirbler 132 eingespritzt. Durch Kraftstoffverbrennung beheizte, unter Druck zu setzende Luft wird von der Brennkammer 115 einer Gasturbine 138 zugeführt, um die Gasturbine 138 drehend anzutreiben. Die Öffnungsfläche der Vormischverbrennungsluft-Zuführöffnungen 133 wird durch ein von einein Treiber 121 angetriebenes Ventil 118 verändert. Eine Steuerung 119 stellt die Zuführrate des Diffusionsverbrennungskraftstoffs F1 abhängig von der Last der Gasturbine 138 auf Grundlage einer vorgegebenen Beziehung zwischen der Zuführrate des Diffusionsverbrennungskraftstoffs F1 und der Last der Gasturbine 138 ein, wie durch eine durchgezogene Linie in Fig. 4A dargestellt, und sie stellt die Zuführrate des Vormischverbrennungskraftstoffs F2 abhängig von der Last der Gasturbine 138 auf Grundlage einer vorgegebenen Beziehung zwischen der Zuführrate des Vormischverbrennungskraftsstoffs F2 und der Last der Gasturbine 138 ein, wie durch die gestrichelte Linie in Fig. 4A dargestellt. Ferner stellt die Steuerung 119 die Öffnungsfläche der Vormischverbrennungsluft-Zuführdüsen 133 durch das vom Treiber 121 angesteuerte Ventil 118 gemäß der Last der Gasturbine 138 auf Grundlage einer vorgegebenen üblichen Beziehung der Öffnungsfläche der Vormischverbrennungsluft-Zuführdüsen 133 und der Last der Gasturbine 138 ein, wie in Fig. 4B dargestellt.
- Die Veröffentlichung Nr. 61-210233 eines ungeprüften japanischen Patents offenbart eine Struktur, bei der die Zuführrate für jede der Brennkammern abhängig von der Differenz der Temperatur des Turbinenabgases von jeder der Brennkammern und einen Mittelwert der Turbinenabgastemperaturen aller Brennkammern so geregelt wird, daß die Turbinenabgastemperaturen von allen Brennkammern im wesentlichen einander gleich sind.
- Die Veröffentlichung Nr. 1-150715 eines ungeprüften japanischen Patents offenbart eine Struktur, bei der sowohl die Strömungsrate von Hauptverbrennungsluft zum Verbrennen eines festen Kraftstoffs und die Strömungsrate von Zusatzverbrennungsluft zum Verbrennen von Zusatzkraftstoff gleichzeitig abhängig von der Dichte einer Komponente des Turbinenabgases erhöht oder verringert werden.
- Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Regeln mehrerer Brennkammern, die einer Gasturbine Gas unter Druck zuführen, zu schaffen, durch die die Verbrennungszustände der Brennkammern auf einen gewünschten Verbrennungszustand verändert werden können, ohne daß eine Änderung der Ausgangsleistung der Gasturbine auftritt.
- Gemäß der Erfindung weist ein Verfahren zum Regeln mehrerer Brennkammern, die einer Gasturbine Druckgas zuführen, wobei jede Brennkammer eine erste Luftzuführeinrichtung zum Zuführen von Verbrennungsluft zur Brennkammer und eine zweite Luftzuführeinrichtung zum Einstellen der Menge der der Brennkammer zugeführten Luft aufweist, um den Verbrennungszustand in der Brennkammer zu ändern, die folgenden Schritte auf:
- - Messen des Verbrennungszustandes jeder der Brennkammern;
- - Messen der Differenz zwischen dem gemessenen Verbrennungszustand jeder der Brennkammern und einem gewünschten Verbrennungszustand; und
- - Ändern des Verhältnisses der Menge der der Brennkammer durch die zweite Luftzuführeinrichtung zugeführten Luft in Beziehung zur Menge an Verbrennungsluft, die durch die erste Luftzuführeinrichtung der Brennkammern für jede der Brennkammern zugeführt wird, abhängig von der gemessenen Differenz für jede der Brennkammern, zum Ändern des Verbrennungszustands jeder der Brennkammern in solcher Weise, daß die Verbrennungszustände der Brennkammern einander im wesentlichen gleich gemacht werden.
- Gemäß der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Regeln mehrerer Brennkammern, die einer Gasturbine Druckgas zuführen, wobei jede der Brennkammern eine erste Luftzuführeinrichtung zum Zuführen von Verbrennungsluft zur Brennkammer und eine zweite Luftzuführeinrichtung zum Einstellen der Menge der der Brennkammer zugeführten Luft aufweist, um den Verbrennungszustand in der Brennkammer zu ändern, mit folgendem versehen:
- - einer Einrichtung zum Messen des Verbrennungszustands jeder der Brennkammern;
- - einer Einrichtung zum Messen der Differenz zwischen dem gemessenen Verbrennungszustand jeder der Brennkammern und einem gewünschten Verbrennungszustand und
- - einer Einrichtung zum Ändern des Verhältnisses der Menge der Luft, die der Brennkammer durch die zweite Luftzuführeinrichtung zugeführt wird, in Beziehung zur Menge der Verbrennungsluft, die der Brennkammer durch die erste Luftzuführeinrichtung in jeder der Brennkammern zugeführt wird, abhängig von der gemessenen Differenz für jede der Brennkammern, um den Verbrennungszustand jeder der Brennkammern so zu ändern, daß die Verbrennungszustände der Brennkammern einander im wesentlichen gleich gemacht sind.
- Da das Verhältnis der Luftmenge, die durch die zweite Luftzuführeinrichtung in die Brennkammer geführt wird, in Beziehung zur Menge an Verbrennungsluft, die von der ersten Luftzuführeinrichtung in jeder Brennkammer in die Brennkammer geführt wird, abhängig von der Differenz zwischen den Verbrennungsbedingungen jeder der Brennkammern und dem gewünschten Verbrennungszustand so geändert wird, daß die Verbrennungszustände der Brennkammern im wesentlichen einander gleich sind, ohne daß die Menge an Kraftstoff wesentlich geändert wird, die jeder der Brennkammern zugeführt wird, um den Verbrennungszustand jeder der Brennkammern zu ändern, kann der Verbrennungszustand jeder der Brennkammern auf den gewünschte Verbrennungszustand geändert werden, ohne daß die Ausgangsleistung der Gasturbine schwankt oder unter Aufrechterhalten eines konstanten Werts für die Ausgangsleistung der Gasturbine.
- Die Verbrennungsbedingung jeder der Brennkammern kann z. B. aus dem Zustand des in jeder der Brennkammern erzeugten Gases unter Druck gemessen werden. D. h., daß der Verbrennungszustand der Zustand des Gases unter Druck sein kann.
- Fig. 1 ist eine schematische Ansicht, die eine Struktur einer erfindungsgemäßen Brennkammer zeigt.
- Fig. 2A ist ein Flußdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zum Ändern der Menge der Luft zeigt, die der Brennkammer zugeführt wird.
- Fig. 2B ist ein Flußdiagramm, das ein anderes Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung zum Ändern der Menge der Luft zeigt, die der Brennkammer zugeführt wird.
- Fig. 3 ist eine schematische Ansicht, die eine Struktur einer herkömmlichen Brennkammer zum Zuführen von Gas unter Druck zu einer Gasturbine zeigt.
- Fig. 4A ist ein Diagramm, das eine vorgegebene Beziehung zwischen der Turbinenlast und der Kraftstoffzuführrate bei der herkömmlichen Brennkammer zeigt.
- Fig. 4B ist ein Diagramm, das eine vorgegebene Beziehung zwischen der Turbinenlast und dem Ventilöffnungsgrad zum Zuführen von Luft in die herkömmliche Brennkammer zeigt.
- Fig. 5 ist eine schematische Ansicht, die eine andere Struktur einer Brennkammer gemäß der Erfindung zeigt.
- Fig. 6A, 6B und 6C sind schematische Ansichten, die eine Anordnung von Brennkammern und Sensoren zum Messen des Verbrennungszustands jeder der Brennkammern oder des Zustands des Gases unter Druck zeigen, wie es von jeder der Brennkammern erzeugt wird.
- Wie in Fig. 1 dargestellt, beinhaltet eine der Brennkammern zum Zuführen von Gas unter Druck zu einer Gasturbine einen ersten Verbrennungsteil, dem Luft und Kraftstoff direkt und getrennt voneinander zugeführt werden, um eine Diffusionsverbrennung auszubilden, und einen zweiten Verbrennungsteil, dem eine Mischung aus Luft und Kraftstoff, die zuvor miteinander vermischt wurden, zugeführt wird, um eine Vormischverbrennung zu bilden. Die Vormischverbrennung ist zum Verringern der Dichte einer NOx-Komponente im von der Brennkammer ausgegebenen Gas wirksam. Luft A wird dem Brennkammergehäuse 10 über einen (nicht dargestellten) Kompressor zugeführt, und sie wird durch Öffnungen 13 in einem gelochten Rohrstrang 30 für Diffusionsverbrennung, eine Öffnung 33 in einem gelochten Rohrstrang 31 für Vormischverbrennung und Öffnungen 14 in einem Verwirbler 32 für Vormischverbrennung einer Brennkammer 15 zugeführt. Diffusionsverbrennungskraftstoff F1 wird durch Kraftstoffdüsen 34 in die Brennkammer 15 eingespritzt, um die Diffusionsverbrennung auszubilden. Vormisch-Verbrennungskraftstoff F2 wird durch Kraftstoffdüsen 35 in den Vormischverbrennung-Verwirbler 32 eingespritzt, um mit der darin enthaltenen Luft vermischt zu werden, um eine Mischung aus Luft und Kraftstoff mit geeignetem Mischungsverhältnis zwischen diesen zu bilden, bevor die Mischung in die Brennkammer 15 strömt, um dort verbrannt zu werden. Von der Diffusionsverbrennung und der Vormischverbrennung erzeugtes Druckgas wird mit der von den Öffnungen 14 zugeführten Luft vermischt, und das gemischte Gas unter Druck strömt zu einer Gasturbine 38.
- Ein Ventil 18 stellt das Verhältnis der Menge oder die Strömungsrate von Luft ein oder ändert dieses, wie dem zweiten Verbrennungsteil für die Vormischverbrennung zugeführt, und zwar in Beziehung zur Menge oder Strömungsrate von Luft, die dem ersten Verbrennungsteil für die Diffusionsverbrennung in jeder der Brennkammern 15 zugeführt wird. In einem Regler 19 wird der Grundöffnungsgrad Xo des Ventils 18, wie in den Fig. 2A und 2B dargestellt, abhängig von der gewünschten Ausgangsleistung der Gasturbine 38 oder dem erforderlichen Betrieb derselben auf Grundlage einer vorgegebenen Beziehung zwischen dem Grundöffnungsgrad Xo und der gewünschten Ausgangsleistung oder dem erforderlichen Betrieb der Gasturbine 38 bestimmt, damit der Grundöffnungsgrad Xo an einen Treiber 21 ausgegeben wird. Das Ausgangssignal jedes von mehreren Sensoren 36 zum Messen des Verbrennungszustandes jeder der Brennkammern 15 oder des Zustands des Druck- oder Abgases, wie es von jeder der Brennkammern 15 erzeugt wird, wird an eine Ermittlungsvorrichtung 37 für den Ventilöffnungsgrad übertragen. Jeder der Sensoren 36 mißt z. B. die Temperatur des Abgases oder die Dichte einer Komponente des Abgases. Wie in den Fig. 6A, 6B und 6C dargestellt, ist die Anzahl der Sensoren 36 derjenigen der Brennkammern 15 gleich, und die Sensoren 36 an der Außenseite der Gasturbine 38 um diese herum mit konstantem Umfangsabstand zwischen einander benachbarten Sensoren 36 angeordnet. Da die Strömung von Druckgas von jeder der Brennkammern 15 durch die Drehung der Gasturbine 38 um diese gedreht ist, wird der Zustand des Druckgases von jeder der Brennkammern 15 durch einen jeweiligen der Sensoren gemessen, die in einer in Umfangsrichtung beabstandeten Position von jeder der Brennkammern 15 angeordnet sind.
- Wie in Fig. 2A dargestellt, wird in der Ermittlungsvorrichtung 37 für den Ventilöffnungsgrad die Differenz zwischen der von jedem der Sensoren 36 gemessenen Temperatur Tg und einer gewünschten Temperatur Tgm berechnet. Die gewünschte Temperatur kann die geeignetste Temperatur sein, die zuvor bestimmt wurde, oder sie wird aus anderen Betriebsbedingungen berechnet, es kann die mittlere Temperatur aus allen gemessenen Temperaturen Tg sein, es kann die mittlere Temperatur der gemessenen Temperaturen Tg mit Ausnahme der gemessenen Temperatur Tg sein, für die die Differenz berechnet wird, oder es kann die mittlere Temperatur der gemessenen Temperaturen Tg von mindestens zwei Brennkammern sein. Wenn der Wert [(gemessene Temperatur Tg - gewünschte Temperatur)/gewünschte Temperatur Tgm] größer als ein vorgegebenes Ausmaß ε1 ist, wird ein Kompensationsgrad Xs ausgehend vom zuvor ermittelten Kompensationsgrad Xs um ein vorgegebenes Ausmaß Δx erhöht, damit der Öffnungsgrad X des Ventils 18 auf den Wert [Grundöffnungsgrad Xo + (voriger Kompensationsgrad Xs + Δx)] eingestellt oder erhöht wird, um die Luftströmung A2 zum Vormischverbrennungsteil zu erhöhen. Wenn der Wert [(gewünschte Temperatur - gemessene Temperatur Tg)/gewünschte Temperatur Tgm] größer als ein vorgegebenes Ausmaß ε2 ist, wird der Kompensationsgrad Xs ausgehend vom zuvor ermittelten Kompensationsgrad Xs um das vorgegebene Ausmaß Δx verringert, damit der Öffnungsgrad X des Ventils 18 auf den Wert [Grundöffnungsgrad Xo + (voriger Kompensationsgrad Xs - Δx)] eingestellt oder verringert wird, um die Luftströmung A2 zum Vormischverbrennungsteil zu verringern. Alternativ wird, wenn der Wert (gemessene Temperatur Tg - gewünschte Temperatur) größer als das vorgegebene Ausmaß ε1 ist, der Kompensationsgrad Xs ausgehend vom zuvor ermittelten Kompensationsgrad Xs um das vorgegebene Ausmaß Δx erhöht, damit der Öffnungsgrad X des Ventils 18 auf den Wert [Grundöffnungsgrad Xo + (voriger Kompensationsgrad Xs + Δx)] eingestellt oder erhöht wird, um die Luftströmung A2 zum Vormischverbrennungsteil zu erhöhen. Wenn der Wert (gewünschte Temperatur - gemessene Temperatur Tg) größer als das vorgegebene Ausmaß ε2 ist, wird der Kompensationsgrad Xs ausgehend vom zuvor ermittelten Kompensationsgrad Xs um das vorgegebene Ausmaß Δx verringert, damit der Öffnungsgrad X des Ventils 18 auf den Wert [Grundöffnungsgrad Xo + (voriger Kompensationsgrad Xs - Δx)] eingestellt oder verringert wird, um die Luftströmung A2 zum Vormischverbrennungsteil zu verringern. Das Ausmaß Δx kann proportional zur Differenz zwischen der Temperatur Tg, wie sie durch jeden der Sensoren 36 gemessen wurde, und der gewünschten Temperatur Tgm sein. Dieser Betrieb wird für jeden der Brenner oder der Brennkammern 15 der Reihe nach ausgeführt. Ein Satz dieser Reihe von Vorgängen für die Brenner oder Brennkammern 15 wird mit konstantem Intervall T gegenüber dem vorigen Satz ausgeführt, z. B. mit einem Intervall von 10 Sekunden. Als Ergebnis der vorstehend genannten Abläüfe werden die Temperaturen des Druckgases von den Brennern oder Brennkammern 15 im wesentlichen einander gleich gemacht oder sie werden auf die gewünschte Temperatur geändert.
- Die Sensoren 36 können die Dichte von NOx und/oder CO und/oder Kohlenwasserstoff im Druckgas messen. Wie in Fig. 2B dargestellt, wird die Differenz zwischen der NOx-Dichte, wie von jedem der Sensoren 36 gemessen, und einer gewünschten NOx-Dichte berechnet, und die Differenz zwischen der von jedem der Sensoren 36 gemessenen CO-Dichte und einer gewünschten CO-Dichte wird berechnet. Die gewünschten Dichten an NOx und CO sind vorgegeben. Wenn der Wert (gemessene NOx- Dichte - gewünschte NOX-Dichte) größer als ein vorgegebenes Ausmaß ε3 ist, wird der Kompensationsgrad Xs ausgehend vom zuvor ermittelten Kompensationsgrad Xs um das vorgegebene Ausmaß Δx erhöht, damit der Öffnungsgrad X des Ventils 18 auf den Wert [Grundöffnungsgrad Xo + (voriger Kompensationsgrad Xs + Δx) eingestellt oder erhöht wird, um die Luftströmung zum Vormischverbrennungsteil zu erhöhen. Wenn der Wert (gemessene CO-Dichte - gewünschte CO-Dichte) größer als ein vorgegebenes Ausmaß ε4 ist, wird der Kompensationsgrad Xs ausgehend vom zuvor ermittelten Kompensationsgrad Xs um das vorgegebene Ausmaß Δx verringert, damit der Öffnungsgrad X des Ventils 18 auf den Wert [Grundöffnungsgrad Xo + (voriger Kompensationsgrad Xs - Δx)] eingestellt oder verringert wird, um die Luftströmung A2 zum Vormischverbrennungsteil zu verringern. Das Ausmaß Δx kann proportional zur Differenz zwischen der von jedem der Sensoren 36 gemessenen Dichte und der gewünschten Dichte sein.
- Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel beinhaltet jeder der Brenner oder Brennkammern 15 einen Diffusionsverbrennungsteil und enthält keinen Vormischverbrennungsteil. Das Ventil 18 ist an der stromabwärtigen Seite des Diffusionsverbrennungsteils angeordnet, um die Strömungsrate, die der in die Brennkammer 15 geführten Luft oder die dem durch den Diffusionsverbrennungsteil erzeugten Druckgas hinzugefügt wird, über die Öffnungen 14 zu verändern. Die Luft A vom (nicht dargestellten) Kompressor wird dem Gehäuse 10 zugeführt. Anschließend strömt Luft A1 durch Öffnungen 43 und die Öffnungen 13 in der gelochten Verbrennungsrohrleitung 30 in die Brennkammer 15, und Luft A2 strömt durch die Öffnungen 14 in der gelochten Verbrennungsrohrleitung 30 in die Brennkammer 15. Kraftstoff F wird durch die Düse 34 in die Brennkammer 15 eingespritzt, um Diffusionsverbrennung mit der Luft auszubilden. Wenn der Kraftstoff ein aus Kohle hergestelltes brennbares Gas ist und große Prozentsätze an Stickstoffatomen enthält, ist es zum Verringern der Dichte an NOx im Druckgas aus der Brennkammer 15 wirkungsvoll, daß die Diffusionsverbrennung mit einer unzureichenden Strömungsrate an Luft A1 ausgeführt wird, die der Brennkammer 15 über die Öffnungen 43 und 13 zugeführt wird, und zwar in Beziehung zur Strömungsrate des Kraftstoffs F, der der Brennkammer 15 über die Düse 34 zugeführt wird, so daß der Kraftstoff F durch die Luft Al nicht vollständig verbrannt wird, um die Stickstoffatome in Stickstoffmoleküle (N&sub2;) umzusetzen, und anschließend wird ein Teil des Kraftstoffs F, der durch die Diffusionsverbrennung nicht verbrannt wurde, durch die Luft A2 verbrannt.
- Um den vorstehend genannten Vorgang zum Verringern der Dichte an NOx im Druckgas zu erreichen, d. h., um eine sogenannte Fett-Mager-Verbrennung zu erhalten, wird der Öffnungsgrad X des Ventils 18 erhöht, um die Luftströmung A2 zu erhöhen, wenn die von jedem der Sensoren 36 gemessene NOx-Dichte größer als eine vorgegebene gewünschte NOx-Dichte ist, und der Öffnungsgrad X des Ventils 18 wird zum Verringern der Luftströmung A2 verringert, wenn die Dichte des Teils des Kraftstoffs F, der nicht durch die Diffusionsverbrennung verbrannt wurde, größer als die vorgegebene zugehörige gewünschte Dichte ist.
Claims (20)
1. Verfahren zum Regeln mehrerer Brennkammern, die einer
Gasturbine Druckgas zuführen, wobei jede Brennkammer eine
erste Luftzuführeinrichtung zum Zuführen von
Verbrennungsluft zur Brennkammer und eine zweite Luftzuführeinrichtung
zum Einstellen der Menge der der Brennkammer zugeführten
Luft aufweist, um den Verbrennungszustand in der Brennkammer
zu ändern, mit den folgenden Schritten:
- Messen des Verbrennungszustandes jeder der Brennkammern;
- Messen der Differenz zwischen dem gemessenen
Verbrennungszustand jeder der Brennkammern und einem gewünschten
Verbrennungszustand; und
- Ändern des Verhältnisses der Menge der der Brennkammer
durch die zweite Luftzuführeinrichtung zugeführten Luft in
Beziehung zur Menge an Verbrennungsluft, die durch die erste
Luftzuführeinrichtung der Brennkammern bei jeder der
Brennkammern zugeführt wird, abhängig von der gemessenen
Differenz für jede der Brennkammern, zum Ändern des
Verbrennungszustands jeder der Brennkammern in solcher Weise, daß die
Verbrennungszustände der Brennkammern auf den gewünschten
Verbrennungszustand geändert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Temperatur des
Druckgases als gemessener Verbrennungszustand gemessen wird
und der Verbrennungszustand eine gewünschte Temperatur für
das Druckgas ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Dichte einer
Komponente des Druckgases als gemessener Verbrennungszustand
gemessen wird und der gewünschte Verbrennungszustand die
gewünschte Dichte der Komponente des Druckgases ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der gewünschte
Verbrennungszustand ein mittlerer Verbrennungszustand der
gemessenen Verbrennungszustände mindestens zweier Brennkammern
ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der gewünschte
Verbrennungszustand der geeignetste Verbrennungszustand der
Brennkammer ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die erste
Luftzuführeinrichtung Verbrennungsluft für Diffusionsverbrennung
zuführt und die zweite Luftzuführeinrichtung
Verbrennungsluft für Vormischverbrennung zuführt.
7. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die erste
Luftzuführeinrichtung Verbrennungsluft für Diffusionsverbrennung
zuführt und die zweite Luftzuführeinrichtung Zusatzluft
zuführt, die dem durch die Diffusionsverbrennung erzeugten
Druckgas zuzusetzen ist.
8. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem in jeder der
Brennkammern des Verhältnisses der Menge der Luft, die der
Brennkammer durch die zweite Luftzuführeinrichtung zugeführt
wird, in Beziehung zur Menge der Verbrennungsluft, die der
Brennkammer durch die erste Luftzuführeinrichtung zugeführt
wird, mit einem Ausmaß geändert wird, das proportional zur
gemessenen Differenz für jede der Brennkammern ist.
9. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem in jeder der
Brennkammern des Verhältnisses der Menge der der Brennkammer
durch die zweite Luftzuführeinrichtung zugeführten Luft in
Beziehung zur Menge der Verbrennungsluft, die der
Brennkammer durch die erste Luftzuführeinrichtung zugeführt wird,
dauernd um ein vorgegebenes konstantes Ausmaß geändert wird.
10. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem in jeder der
Brennkammern das Verhältnis der Menge an Luft, die der
Brennkammer durch die zweite Luftzuführeinrichtung zugeführt wird,
in Beziehung zur Menge an Verbrennungsluft, die der
Brennkammer durch die erste Luftzuführeinrichtung zugeführt wird,
erhöht wird, wenn die gemessene Temperatur des Druckgases
höher als die gewünschte Temperatur des Druckgases ist, und
das Verhältnis der Menge der Luft, die der Brennkammer durch
die zweite Luftzuführeinrichtung zugeführt wird, in
Beziehung zur Menge der Verbrennungsluft, die der Brennkammer
durch die erste Luftzuführeinrichtung zugeführt wird,
verringert wird, wenn die gemessene Temperatur des Druckgases
kleiner als die gewünschte Temperatur des Druckgases ist.
11. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Dichte einer
NOx(Stickoxid)-Komponente des Druckgases als gemessener
Verbrennungszustand gemessen wird, der gewünschte
Verbrennungszustand die gewünschte Dichte der NOx-Komponente im Druckgas
ist und in jeder der Brennkammern das Verhältnis der Menge
an Luft, die der Brennkammer durch die zweite
Luftzuführeinrichtung zugeführt wird in Beziehung zur Menge an
Verbrennungsluft, die der Brennkammer durch die erste
Luftzuführeinrichtung zugeführt wird, erhöht wird, wenn die gemessene
NOx-Dichte des Druckgases höher als die gewünschte
NOx-Dichte des Druckgases ist.
12. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Dichte der
CO(Kohlenmonoxid)-Komponente des Druckgases als gemessener
Verbrennungszustand gemessen wird, der gewünschte
Verbrennungszustand die gewünschte Dichte der CO-Komponente im
Druckgas ist und in jeder der Brennkammern das Verhältnis
der Menge an Luft, die der Brennkammer durch die zweite
Luftzuführeinrichtung zugeführt wird, in Beziehung zur Menge
an Verbrennungsluft, die der Brennkammer durch die erste
Luftzuführeinrichtung zugeführt wird, verringert wird, wenn
die gemessene CO-Dichte im Druckgas höher als die gewünschte
CO-Dichte im Druckgas ist.
13. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem der gewünschte
Verbrennungszustand der mittlere Verbrennungszustand der
gemessenen Verbrennungszustände aller Brennkammern ist.
14. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem der gewünschte
Verbrennungszustand der mittlere Verbrennungszustand der
gemessenen Verbrennungszustände mindestens zweier Brennkammern
ist, zu der nicht die Brennkammer gehört, für die die
Differenz gemessen wird.
15. Vorrichtung zum Regeln mehrerer Brennkammern, die einer
Gasturbine (38) Druckgas zuführen, wobei jede der
Brennkammern eine erste Luftzuführeinrichtung (13) zum Zuführen von
Verbrennungsluft zur Brennkammer und eine zweite
Luftzuführeinrichtung (14, 33) zum Einstellen der Menge der der
Brennkammer zugeführten Luft aufweist, um den Verbrennungszustand
in der Brennkammer zu ändern, mit:
- einer Einrichtung (36) zum Messen des Verbrennungszustands
jeder der Brennkammern;
- einer Einrichtung (37) zum Messen der Differenz zwischen
dem gemessenen Verbrennungszustand jeder der Brennkammern
und einem gewünschten Verbrennungszustand und
- einer Einrichtung (18, 21) zum Ändern des Verhältnisses
der Menge der Luft, die der Brennkammer durch die zweite
Luftzuführeinrichtung (14, 33) zugeführt wird, in Beziehung
zur Menge der Verbrennungsluft, die der Brennkammer durch
die erste Luftzuführeinrichtung (13) in jeder der
Brennkammern zugeführt wird, abhängig von der gemessenen Differenz
für jede der Brennkammern, um den Verbrennungszustand jeder
der Brennkammern so zu ändern, daß die Verbrennungszustände
der Brennkammern auf den gewünschten Verbrennungszustand
geändert werden.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, bei der die erste
Luftzuführeinrichtung (13) Verbrennungsluft für
Diffusionsverbrennung zuführt und die zweite Luftzuführeinrichtung (14,
33) Verbrennungsluft für Vormischverbrennung zuführt.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15, bei der die erste
Luftzuführeinrichtung (13) Verbrennungsluft für
Diffusionsverbrennung und die zweite Luftzuführeinrichtung (14, 33)
Zusatzluft zuführt, die dem durch die Diffusionsverbrennung
erzeugten Druckgas zuzusetzen ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 15, bei der die Einrichtung
(36) zum Messen des Verbrennungszustands die Temperatur des
Druckgases mißt.
19. Vorrichtung nach Anspruch 15, bei der die Einrichtung
(36) zum Messen des Verbrennungszustands die Dichte einer
Komponente des Druckgases mißt.
20. Vorrichtung nach Anspruch 15, bei der der gewünschte
Verbrennungszustand der mittlere Verbrennungszustand der
gemessenen Verbrennungszustände mindestens zweier Brennkammern
ist.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2329445A JPH04203808A (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | ガスタービン燃焼器の制御方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE69108525D1 DE69108525D1 (de) | 1995-05-04 |
| DE69108525T2 true DE69108525T2 (de) | 1995-08-03 |
Family
ID=18221456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE69108525T Expired - Fee Related DE69108525T2 (de) | 1990-11-30 | 1991-11-29 | Kontrolverfahren für Gasturbinenbrennkammer. |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5461855A (de) |
| EP (1) | EP0488766B1 (de) |
| JP (1) | JPH04203808A (de) |
| DE (1) | DE69108525T2 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7757474B2 (en) | 2003-12-02 | 2010-07-20 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Gas turbine protection device |
Families Citing this family (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5435139A (en) * | 1991-03-22 | 1995-07-25 | Rolls-Royce Plc | Removable combustor liner for gas turbine engine combustor |
| IT1255613B (it) * | 1992-09-24 | 1995-11-09 | Eniricerche Spa | Sistema di combustione a basse emissioni inquinanti per turbine a gas |
| RU2124676C1 (ru) * | 1994-05-05 | 1999-01-10 | Андрей Александрович Пахольченко | Способ сжигания топлива в высокотемпературном газотурбинном двигателе и устройство для сжигания топлива в газотурбинном двигателе |
| RU2163991C2 (ru) * | 1995-12-19 | 2001-03-10 | Акционерное общество открытого типа "Самарский научно-технический комплекс "Двигатели НК" | Камера сгорания газотурбинного двигателя с регулируемым распределением воздуха |
| KR100215048B1 (ko) * | 1996-03-21 | 1999-08-16 | 윤종용 | 공기조화기의 토출구 개폐장치 |
| GB9611235D0 (en) * | 1996-05-30 | 1996-07-31 | Rolls Royce Plc | A gas turbine engine combustion chamber and a method of operation thereof |
| US5937634A (en) * | 1997-05-30 | 1999-08-17 | Solar Turbines Inc | Emission control for a gas turbine engine |
| RU2158880C2 (ru) * | 1998-09-08 | 2000-11-10 | Ставропольское высшее авиационное инженерное училище ПВО им. маршала авиации В.А. Судца | Камера сгорания гтд адаптивного типа |
| EP1065346A1 (de) * | 1999-07-02 | 2001-01-03 | Asea Brown Boveri AG | Gasturbinenbrennkammer |
| US6460346B1 (en) * | 2000-08-30 | 2002-10-08 | General Electric Company | Method and system for identifying malfunctioning combustion chambers in a gas turbine |
| US6718772B2 (en) | 2000-10-27 | 2004-04-13 | Catalytica Energy Systems, Inc. | Method of thermal NOx reduction in catalytic combustion systems |
| US7121097B2 (en) | 2001-01-16 | 2006-10-17 | Catalytica Energy Systems, Inc. | Control strategy for flexible catalytic combustion system |
| JP2002309963A (ja) * | 2001-04-17 | 2002-10-23 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービンプラント |
| US6796129B2 (en) | 2001-08-29 | 2004-09-28 | Catalytica Energy Systems, Inc. | Design and control strategy for catalytic combustion system with a wide operating range |
| US6722135B2 (en) * | 2002-01-29 | 2004-04-20 | General Electric Company | Performance enhanced control of DLN gas turbines |
| US20040255588A1 (en) * | 2002-12-11 | 2004-12-23 | Kare Lundberg | Catalytic preburner and associated methods of operation |
| WO2004065777A2 (en) * | 2003-01-17 | 2004-08-05 | Catalytica Energy Systems, Inc. | Dynamic control system and method for multi-combustor catalytic gas turbine engine |
| US7975489B2 (en) * | 2003-09-05 | 2011-07-12 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Catalyst module overheating detection and methods of response |
| RU2286513C1 (ru) * | 2005-05-05 | 2006-10-27 | Сергей Александрович Маяцкий | Устройство для сжигания топлива в газотурбинном двигателе |
| GB2428087B (en) * | 2005-07-07 | 2009-12-23 | Rolls Royce Plc | A gas turbine engine incorporating an engine monitoring arrangement for monitoring gas constituents in an exhaust flow |
| RU2534189C2 (ru) * | 2010-02-16 | 2014-11-27 | Дженерал Электрик Компани | Камера сгорания для газовой турбины(варианты) и способ эксплуатации газовой турбины |
| US20110265486A1 (en) * | 2010-04-29 | 2011-11-03 | Plant Adam D | Combustion system with variable pressure differential for additional turndown capability of a gas turine engine |
| AU2011286374C1 (en) | 2010-08-06 | 2015-10-22 | Exxonmobil Upstream Research Company | Systems and methods for optimizing stoichiometric combustion |
| US20130305729A1 (en) * | 2012-05-21 | 2013-11-21 | General Electric Company | Turbomachine combustor and method for adjusting combustion dynamics in the same |
| RU2638245C2 (ru) * | 2012-12-21 | 2017-12-12 | Сименс Акциенгезелльшафт | Способ управления работой камеры сгорания газотурбинного двигателя |
| RU2595287C1 (ru) * | 2015-04-09 | 2016-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Камера сгорания газотурбинного двигателя с регулируемым распределением воздуха |
| GB202316523D0 (en) * | 2023-10-30 | 2023-12-13 | Rolls Royce Plc | An improved gas turbine engine |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2655787A (en) * | 1949-11-21 | 1953-10-20 | United Aircraft Corp | Gas turbine combustion chamber with variable area primary air inlet |
| US4179880A (en) * | 1973-12-06 | 1979-12-25 | Phillips Petroleum Company | Combustion process and apparatus therefor |
| JPS5129726A (de) * | 1974-09-06 | 1976-03-13 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | |
| US4049021A (en) * | 1975-04-14 | 1977-09-20 | Phillips Petroleum Company | Variable dome valves and combustors provided with said valves |
| US4138842A (en) * | 1975-11-05 | 1979-02-13 | Zwick Eugene B | Low emission combustion apparatus |
| US4606190A (en) * | 1982-07-22 | 1986-08-19 | United Technologies Corporation | Variable area inlet guide vanes |
| JPH0652056B2 (ja) * | 1985-03-15 | 1994-07-06 | 株式会社日立製作所 | ガスタービンの燃焼温度制御方法 |
| JPH01150715A (ja) * | 1987-12-09 | 1989-06-13 | Toshiba Corp | 燠燃焼ボイラの排ガス成分濃度制御装置 |
| GB2226366A (en) * | 1988-12-23 | 1990-06-27 | Rolls Royce Plc | Gas turbine engine coolant temperature sensing |
-
1990
- 1990-11-30 JP JP2329445A patent/JPH04203808A/ja active Pending
-
1991
- 1991-11-29 DE DE69108525T patent/DE69108525T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-11-29 EP EP91311080A patent/EP0488766B1/de not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-02-03 US US08/193,354 patent/US5461855A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7757474B2 (en) | 2003-12-02 | 2010-07-20 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Gas turbine protection device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0488766B1 (de) | 1995-03-29 |
| EP0488766A1 (de) | 1992-06-03 |
| US5461855A (en) | 1995-10-31 |
| DE69108525D1 (de) | 1995-05-04 |
| JPH04203808A (ja) | 1992-07-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69108525T2 (de) | Kontrolverfahren für Gasturbinenbrennkammer. | |
| DE69326225T2 (de) | Feinregelung für ein Mehrkammer Verbrennungssystem einer Gasturbine | |
| DE60038593T2 (de) | Verfahren und Einrichtung zur Optimierung von NOx-Ausstoss in einer Gasturbine | |
| DE3854666T2 (de) | Gasturbinenbrenner. | |
| EP1472447B1 (de) | Verfahren zum betrieb einer gasturbogruppe | |
| DE69729505T2 (de) | Arbeitsweise einer Gasturbinenbrennkammer | |
| EP1621811B1 (de) | Betriebsverfahren für eine Feuerungsanlage | |
| DE69308383T2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Verhindern der Konzentrierungschwingungen von Luft-Kraftstoff in einer Brennkammer | |
| EP1064498B1 (de) | Gasturbinenbrenner | |
| DE3885117T2 (de) | Verfahren und Gerät zur Verbrennung von gasförmigem Brennstoff mit schwankender Zusammensetzung. | |
| DE102012100261A1 (de) | Stöchiometrische Abgasrückführung und zugehörige Verbrennungssteuerung | |
| DE19810820A1 (de) | Brenner mit niedrigem NOx-Wert und Gasturbinenvorrichtung mit einem solchen Brenner | |
| EP1840465A2 (de) | Brennersystem mit gestufter Brennstoff-Eindüsung | |
| DE2539993A1 (de) | Oelbrenner | |
| EP0274630A1 (de) | Brenneranordnung | |
| DE69217093T2 (de) | Verbrennungsvorrichtung und Steuerverfahren | |
| EP1217297A1 (de) | Brenner mit hoher Flammenstabilität | |
| DE4446842A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Zuleiten eines gasförmigen Brennstoffs in einen Vormischbrenner | |
| WO2006040268A1 (de) | Verfahren zum betrieb eines brenners, insbesondere eines brenners einer gasturbine, sowie vorrichtung zur durchführung des verfahrens | |
| EP0790466A2 (de) | Verfahren zur Schnellumschaltung vom Vormischbetrieb in den Diffusionsbetrieb in einer Brennkammer einer mit Brenngas betriebenen Gasturbine | |
| EP1215382B1 (de) | Verfahren zum Betrieb eines Vormischbrenners | |
| EP0969192A1 (de) | Verfahren zum Abgleichen des Brennstoffverteilsystems bei Gasturbinen mit mehreren Brennern | |
| EP4008955B1 (de) | Vorrichtung und verfahren zur verbrennungsluftzufuhr und abgasrezirkulation für einen brenner | |
| CH659515A5 (de) | Verfahren zum verbrennen von gas mit geringem heizwert und brenner zur durchfuehrung des verfahrens. | |
| DE102005061486B4 (de) | Verfahren zum Betreiben einer Brennkammer einer Gasturbine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |