用于控制燃燒器組件的系統及方法技術方案

公開了一種用于控制燃燒器組件(14)的系統(100)及方法。該系統(100)包括燃燒器組件(14)。燃燒器組件(14)包括燃燒器(15)和燃料噴嘴組件(26)。燃燒器(15)包括殼體(102)。燃料噴嘴組件(26)至少部分地定位在殼體(102)內，且包括燃料噴嘴(104)。燃料噴嘴組件(26)還限定頭端(108)。該系統還包括構造成用于獲取頭端(108)的至少一部分的圖像的觀察裝置(110)和通信地聯接到觀察裝置(110)上的處理器(120)，處理器(120)構造成用以將該圖像與用于頭端(108)的標準圖像相比較。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術是根據由能源部授予的合同號DE-FC26-05NT42643利用政府資助作出的。 政府在本專利技術中具有一定權利。
本文所公開的主題大體上涉及燃燒器組件，并且更具體地涉及用于控制燃燒器組 件的系統及方法。
技術介紹
在如發電的領域中廣泛地使用了渦輪系統。例如，常規燃氣輪機系統包括壓縮機 組件、燃燒器組件和渦輪組件。壓縮空氣從壓縮機組件提供至燃燒器組件。進入燃燒器組 件中的空氣與燃料相混合，且燃燒該混合物。熱燃燒氣體從燃燒器組件流至渦輪組件，以便 驅動燃氣輪機系統和發電。近年來，已經開發出了用于燃氣輪機系統的靈活燃料燃燒系統。這些靈活燃料系 統可適于用以燃燒帶有各種燃料合成物和發熱值的較寬范圍的燃料。這些系統導致發電效 率和發電設備效率的改善，且在一些情況下導致NOx排放物的減少。然而，靈活燃料燃氣輪機系統的開發導致在操作期間燃燒不穩定的加大。例如，高 反應性燃料摻合物的使用導致燃燒不穩定，如逆燃和/或火焰穩定的加大，燃燒不穩定可 破壞或損壞在燃燒器組件和燃氣輪機系統中的各種構件。已經開發出了用以在燃燒不穩定的情況下緩和燃料噴嘴組件的溫度的各種冷卻 系統，冷卻系統可允許燃料噴嘴組件經受得住略微延長的時間段。然而，這些冷卻系統僅是 暫時性的解決方案，且通常并未在這些燃燒不穩定出現時糾正或消除這些燃燒不穩定。其 它的各種系統使用熱電偶來檢測這些燃燒不穩定，或使用相機或其它技術來觀察和監測燃 燒器內產生的火焰。然而，已經發現這些系統在檢測燃燒不穩定時相對不準確且低效。因此，在本領域中將期望用于控制燃燒器組件的改進的系統及方法。例如，一種允 許燃燒不穩定的檢測和糾正的系統和方法將是有利的。
技術實現思路
本專利技術的方面和優點將在以下描述中部分地闡述，或可從描述中顯而易見，或可 通過本專利技術的實踐來學習。在一個實施例中，公開了一種用于控制燃燒器組件的系統。該系統包括燃燒器組 件。燃燒器組件包括燃燒器和燃料噴嘴組件。燃燒器包括殼體。燃料噴嘴組件至少部分地 定位在殼體內且包括燃料噴嘴。燃料噴嘴組件進一步限定頭端。該系統還包括構造成用于 獲取頭端的至少一部分的圖像的觀察裝置和通信地聯接到觀察裝置上的處理器，該處理器 構造成用以將該圖像與用于頭端的標準圖像相比較。在另一實施例中，公開了一種用于控制燃燒器組件的方法。該方法包括獲取用于 燃燒器的燃料噴嘴組件的頭端的至少一部分的圖像。燃燒器包括殼體。燃料噴嘴組件至少部分地定位在殼體內且包括燃料噴嘴。燃料噴嘴組件進一步限定頭端。該方法還包括將該圖像與用于頭端的標準圖像相比較。本專利技術的這些及其它特征、方面和優點將參照以下描述和所附權利要求而變得更好理解。并入說明書且構成說明書的一部分的附圖示出了本專利技術的實施例，且連同描述用于解釋本專利技術的原理。附圖說明在參照附圖的說明書中闡述了針對本領域技術人員的包括本專利技術的最佳模式的本專利技術的全面和開放的公開，在附圖中 圖1為燃氣輪機系統的示意 圖2為根據本公開的一個實施例的燃氣輪機系統的各種構件的側剖視 圖3為根據本公開的另一實施例的燃氣輪機系統的各種構件的側剖視 圖4為根據本公開的一個實施例的燃燒器組件的各種構件的透視剖視圖；以及 圖5為根據本公開的一個實施例的燃料噴嘴組件的頭端的前視像。部件列表 10渦輪系統 12壓縮機組件 14燃燒器組件 15燃燒器 16渦輪組件 18軸 20擴散器 22排放壓室(plenum) 24工作流體 25外部殼體 26燃料噴嘴組件 28燃燒室 30熱氣體流 32熱氣體通路 34過渡件腔體 36渦輪噴嘴 40燃燒器襯套 42流動套筒 44流動通路 46人口 50沖擊套筒 52安裝凸緣 54安裝部件 56過渡件 58流動通路 60入口 100系統 102殼體 104燃料噴嘴 106蓋組件 108頭端 110觀察裝置 112冷卻裝置 114光學器件系列 120處理器 122數據線纜 124像素 126區 128指示物 130燃燒器控制系統。具體實施例方式現在將詳細地參照本專利技術的實施例，在附圖中示出了其一個或多個實例。通過解釋本專利技術而非限制本專利技術的方式提供了各個實例。實際上，本領域技術人員將清楚，在不脫離本專利技術的范圍或精神的情況下，可在本專利技術中做出各種改動和變型。例如，示出為或描述為一個實施例的部分的特征可與另一實施例一起使用，以產生又一實施例。因此，意圖本專利技術涵蓋歸入所附權利要求及其等同物的范圍內的這些改動和變型。圖1為渦輪系統10的示意圖，在示例性實施例中，渦輪系統10為燃氣輪機系統10。系統10可包括壓縮機組件12、燃燒器組件14和渦輪組件16。燃燒器組件14通常包括以大體上環形陣列設置的多個燃燒器15。可通過軸18聯接壓縮機組件12和渦輪組件16。軸18可為單個軸或聯接在一起來形成軸18的多個軸節段。軸18可直接地或間接地連接到負載，如發電機上。如圖2和圖3中所示，燃燒器組件14大體上流體地聯接到壓縮機組件12和渦輪組件16上。壓縮機組件12可包括流體連通地聯接到彼此上的擴散器20和排放壓室22，以便于將工作流體24引導至燃燒器組件14。如圖所示，排放壓室22的至少一部分通過外部殼體25，如壓縮機排放殼體來限定。工作流體24在壓縮機組件12中被壓縮之后，可流過擴散器20且提供給排放壓室22。然后，工作流體24可從排放壓室22流至燃燒器組件14，如到達其燃燒器15，其中工作流體24與來自燃料噴嘴組件26的燃料合并，一個或多個燃料噴嘴組件26與各燃燒器15 —起包括在燃燒器組件14中。根據本公開的適合的燃料包括任何適合的氣體或液體燃料，如天然氣或油。此外，適合的燃料包括可在靈活燃料燃氣輪機系統中使用的燃料和燃料合成物，如包括氫氣、一氧化碳、甲烷、其它烴和/或惰性氣體，如氮氣的燃料合成物。在與燃料相混合之后，工作流體24/燃料混合物可在燃燒器15中的燃燒室28內點燃，以便產生穿過燃燒器15的熱氣體流30。可沿熱氣體通路32將熱氣體流30引導穿過 燃燒室28進入過渡件腔體34中，且穿過渦輪噴嘴36至渦輪組件16。燃燒器15可包括構造成用以便于工作流體24的中空環形壁。例如，燃燒器15可 包括設置在流動套筒42內的燃燒器襯套40。如圖2中所示，燃燒器襯套40和流動套筒42 的布置大體上同心，且可在其間限定環形通道或流動通路44。在某些實施例中，流動套筒 42和燃燒器襯套40可限定燃燒器15的第一中空環形壁或上游中空環形壁。流動套筒42 可包括多個入口 46，入口 46提供用于工作流體24的至少一部分從壓縮機12穿過排放壓 室22進入流動通路44中的流動通路。換言之，流動套筒42可穿孔有一定模式的開口，以 便限定穿孔環形壁。燃燒器襯套40的內部可限定大致柱形或環形的燃燒室28，且至少部分 地限定熱氣體通路32，可將熱氣體流30導引穿過熱氣體通路32。在燃燒器襯套40和流動套筒42的下游，沖擊套筒50可聯接到流動套筒42上。 流動套筒42可包括安裝凸緣52，安裝凸緣52構造成用以收納沖擊套筒50的安裝部件54。 過渡件56可設置在沖擊套筒50內，使得沖擊套筒50環繞過渡件56的至少一部分。沖擊 套筒50和過渡件56的同心本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于控制燃燒器組件(14)的系統(100)，所述系統(100)包括：燃燒器組件(14)，其包括燃燒器(15)和燃料噴嘴組件(26)，所述燃燒器(15)包括殼體(102)，所述燃料噴嘴組件(26)至少部分地定位在所述殼體(102)內且包括燃料噴嘴(104)，所述燃料噴嘴組件(26)進一步限定頭端(108)；觀察裝置(110)，其構造成用于獲取所述頭端(108)的至少一部分的圖像；以及處理器(120)，其通信地聯接到所述觀察裝置(110)上，所述處理器(120)構造成用以將所述圖像與用于所述頭端(108)的標準圖像相比較。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：WD約克，WS齊明斯基，TE約翰遜，CX斯蒂芬森，
申請(專利權)人：通用電氣公司，
類型：發明
國別省市：