專利名稱：用于傳送燃料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文所公開的主題涉及渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，更具體地涉及一種渦輪機(jī)液體燃料系統(tǒng)的用于傳送燃料的方法。
背景技術(shù)：
對(duì)于大型燃?xì)鉁u輪機(jī)，燃燒系統(tǒng)通常采用沿周向布置的多個(gè)容器，可燃燒燃料被輸送到每個(gè)容器以用于燃燒。為了產(chǎn)生充分燃燒，經(jīng)常通過具有霧化空氣輔助的噴嘴來噴射。如果不使用霧化空氣，則噴嘴自身將作為霧化器。在這種情況下，燃燒效率與噴嘴尖端壓降有關(guān)。為確保高噴嘴尖端壓降，燃燒系統(tǒng)通常采用兩個(gè)不同的燃料回路(例如先導(dǎo)回路和主回路)，這是因?yàn)閺狞c(diǎn)火到基本負(fù)荷的燃料流動(dòng)范圍相當(dāng)大。對(duì)于雙孔液體燃料燃燒系統(tǒng)，期望在燃燒系統(tǒng)中維持每個(gè)噴嘴的高尖端壓降。通常，當(dāng)這種系統(tǒng)將油從先導(dǎo)回路傳送至主回路時(shí)這種需求是一個(gè)挑戰(zhàn)。在傳送期間，某些主噴嘴由于重力壓頭(gravityhead)而沒有壓降，這會(huì)阻礙燃料流動(dòng)
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種用于傳送燃料的方法包括使水流動(dòng)到主燃料回路的至少一個(gè)噴嘴。還包括使油流動(dòng)到主燃料回路的至少一個(gè)噴嘴。還包括使液體燃料流動(dòng)到主燃料回路的至少一個(gè)噴嘴，其中在使油流動(dòng)到主燃料回路的至少一個(gè)噴嘴和使液體燃料流動(dòng)到主燃料回路的至少一個(gè)噴嘴之前發(fā)生使水流動(dòng)到主燃料回路的至少一個(gè)噴嘴。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種用于傳送燃料的方法包括將先導(dǎo)燃料回路和主燃料回路提供至燃燒系統(tǒng)，其中先導(dǎo)燃料回路和主燃料回路各自包括至少一個(gè)噴嘴。還包括使先導(dǎo)油流動(dòng)到先導(dǎo)燃料回路的至少一個(gè)噴嘴。還包括使水流動(dòng)到主燃料回路的至少一個(gè)噴嘴。還包括打開主燃料回路，將主燃料回路上升到固定位置，并在約10秒至約40秒內(nèi)將先導(dǎo)燃料回路下降至固定位置。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種用于傳送燃料的方法包括用油預(yù)填充先導(dǎo)歧管和主歧管。還包括使油流動(dòng)到先導(dǎo)燃料回路的多個(gè)噴嘴，將先導(dǎo)控制閥上升到約80%至約90%的閥沖程。還包括使水流動(dòng)到主燃料回路的多個(gè)噴嘴。還包括使油流動(dòng)到主燃料回路的多個(gè)噴嘴，并且使先導(dǎo)燃料回路下降。該方法還包括使水流動(dòng)到先導(dǎo)燃料回路的多個(gè)噴嘴和在基本負(fù)荷狀況下進(jìn)行操作。根據(jù)下列描述并結(jié)合附圖，這些和其他優(yōu)點(diǎn)和特征將更加顯而易見。


說明書總結(jié)處的權(quán)利要求書具體指出并明確地保護(hù)視為本發(fā)明的主題。本發(fā)明的上述和其他特征以及優(yōu)點(diǎn)通過以下結(jié)合附圖地詳細(xì)描述將是明顯的，其中:圖1是處于啟動(dòng)的第一階段的燃?xì)鉁u輪機(jī)液體燃料系統(tǒng)的流動(dòng)圖；圖2是處于啟動(dòng)的第二階段的燃?xì)鉁u輪機(jī)液體燃料系統(tǒng)的流動(dòng)圖3是處于啟動(dòng)的第三階段的燃?xì)鉁u輪機(jī)液體燃料系統(tǒng)的流動(dòng)圖；圖4是處于啟動(dòng)的第四階段的燃?xì)鉁u輪機(jī)液體燃料系統(tǒng)的流動(dòng)圖；圖5是處于啟動(dòng)的第五階段的燃?xì)鉁u輪機(jī)液體燃料系統(tǒng)的流動(dòng)圖；圖6是處于啟動(dòng)的第六階段的燃?xì)鉁u輪機(jī)液體燃料系統(tǒng)的流動(dòng)圖；圖7示出燃?xì)鉁u輪機(jī)液體燃料系統(tǒng)的啟動(dòng)的多個(gè)階段；和圖8是示出用于操作燃?xì)鉁u輪機(jī)液體燃料系統(tǒng)的方法的流程圖。詳細(xì)的描述通過示例參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例以及優(yōu)點(diǎn)和特征進(jìn)行描述。
具體實(shí)施方式

圖1示意性示出燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)10的測(cè)試裝配流動(dòng)圖。具體地，燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)10包括液體燃料系統(tǒng)12，液體燃料系統(tǒng)12能夠傳送各種流體，例如油、水、氮、天然氣和/或乳狀液。這些僅僅是液體燃料系統(tǒng)12經(jīng)構(gòu)造進(jìn)行操作的示例性流體，可想到在液體燃料系統(tǒng)12內(nèi)可以采用其他流體。液體燃料系統(tǒng)12包括油源14，油源14包括油箱16，油箱16可操作地連接到油泵機(jī)組18。油泵機(jī)組18包括濾油器20和油離心泵22。油源14包括多個(gè)油路24，多個(gè)油路24可操作地將油源14連接到先導(dǎo)燃料回路26和主燃料回路28，多個(gè)油路24中的每一者包括各種閥和流量計(jì)以監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)多個(gè)油路24內(nèi)的流動(dòng)。液體燃料系統(tǒng)12還包括水源30，水源30包括水箱32，水箱32可操作地連接到水泵機(jī)組34。水泵機(jī)組34包括濾水器36和水離心泵38。從水源30流出的水通常是軟化水，但是可以采用其他類型的水。水源30包括至少一個(gè)水路40，水路40可操作地將水源30連接到先導(dǎo)燃料回路26和/或主燃料回路28，該至少一個(gè)水路40包括各種閥、流量計(jì)和可能的其他組件以監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)該至少一個(gè)水路40內(nèi)的流動(dòng)。先導(dǎo)燃料回路26包括至少一個(gè)先導(dǎo)歧管(未示出)、至少一個(gè)先導(dǎo)油控制閥44、至少一個(gè)先導(dǎo)水閥46和至少一個(gè)噴嘴47，可燃燒燃料可被傳送經(jīng)過這些組件。類似地，主燃料回路28包括至少一個(gè)主歧管(未示出)、至少一個(gè)主油控制閥50、至少一個(gè)主水閥52和至少一個(gè)噴嘴49，可燃燒燃料可被傳送經(jīng)過這些組件?；旌祥y48構(gòu)造成將包括可燃燒燃料的混合物傳送到燃燒室(未示出)。仍然參考圖1，本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種用于操作燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)10的液體燃料系統(tǒng)12的方法。具體地，液體燃料系統(tǒng)的啟動(dòng)方法首先包括啟動(dòng)各種泵(包括油離心泵22和水離心泵38)以及排出主歧管中存在的任何水。隨后，主歧管和先導(dǎo)歧管各自用油進(jìn)行預(yù)填充。參考圖2，與先導(dǎo)燃料回路26相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)(但通常是多個(gè))噴嘴47開始在固定閥位置處接收油流，以促進(jìn)點(diǎn)火流。參考圖3，經(jīng)過先導(dǎo)燃料回路26的先導(dǎo)油控制閥44的油流然后可以被切換到流動(dòng)控制并上升到約80%至約90%的閥沖程。參考圖4，主水閥52可以打開以使水流到達(dá)主燃料回路28的至少一個(gè)(但通常是多個(gè))噴嘴49。到至少一個(gè)噴嘴49的水流可以持續(xù)約五(5)至約十(10)秒。例如，到達(dá)主燃料回路28的至少一個(gè)噴嘴49的流動(dòng)水保護(hù)噴嘴49不受到與到達(dá)噴嘴49的初始油流有關(guān)的不良影響(例如結(jié)焦累積)。
參考圖5，一旦主燃料回路28的噴嘴49已具有水，油可以開始流動(dòng)到主燃料回路28，從而導(dǎo)致將燃料提供至主燃料回路28的噴嘴49。主油控制閥50設(shè)置在固定位置處，先導(dǎo)油控制閥44在約10秒至約40秒的時(shí)間段(取決于應(yīng)用)內(nèi)下降到固定位置。參考圖6，主油控制閥50、先導(dǎo)油控制閥44和主水閥52切換到流動(dòng)控制并上升，直到滿足約50%至約60%的系統(tǒng)負(fù)荷狀況，但是通常將滿足約60%的負(fù)荷。一旦達(dá)到這種負(fù)荷狀況，通過打開先導(dǎo)水閥46使水流動(dòng)到先導(dǎo)燃料回路26。燃料和水流以大約在約0.9至約1.4的范圍內(nèi)的期望水/油比率繼續(xù)向滿負(fù)荷上升。然后系統(tǒng)在基本負(fù)荷下操作。圖7示出燃?xì)鉁u輪機(jī)液體燃料 系統(tǒng)的啟動(dòng)的多個(gè)階段。參考圖8，結(jié)合示出的流程圖來描述用于傳送燃料的方法，該方法大體表示為60。具體地，啟動(dòng)序列包括排出主歧管中的水62和啟動(dòng)油離心泵和水離心泵64。以由先導(dǎo)油控制閥的固定閥位置引起的流量，用油預(yù)填充先導(dǎo)燃料回路的先導(dǎo)歧管和主燃料回路的主歧管66。在點(diǎn)火之后，在先導(dǎo)燃料回路的瞬態(tài)上升過程68期間，先導(dǎo)油控制閥的固定閥位置然后被切換到流動(dòng)控制操作。瞬態(tài)上升過程68在流動(dòng)控制操作中持續(xù)進(jìn)行，直到達(dá)到先導(dǎo)油控制閥的約80%至約90%的閥沖程。這時(shí)，主水閥打開以使水流動(dòng)70到主燃料回路的至少一個(gè)噴嘴。水流動(dòng)到至少一個(gè)噴嘴持續(xù)約五(5)至約十(10)秒。在將水提供至至少一個(gè)噴嘴之后，油流動(dòng)到主燃料回路72。主油控制閥設(shè)置在固定位置處，先導(dǎo)油控制閥在從約10秒到約40秒的時(shí)間段內(nèi)下降到固定位置，從而導(dǎo)致先導(dǎo)控制閥達(dá)到約20%至約35%的閥沖程。主油控制閥、先導(dǎo)油控制閥和主水閥被切換以進(jìn)行流動(dòng)控制并上升，直到滿足約50%至約60%的系統(tǒng)負(fù)荷狀態(tài)，這符合從約14磅/秒(lbs/second)到約35磅/秒的主燃料流率。然后通過打開先導(dǎo)水閥使水流動(dòng)到先導(dǎo)燃料回路74。燃料和水流以約0.9至1.4的期望水/油比率繼續(xù)向滿負(fù)荷上升76。然后系統(tǒng)在基本負(fù)荷下操作。有利地，該方法能實(shí)現(xiàn)雙回路、兩階段設(shè)計(jì)而不需要霧化空氣輔助，而是依賴作為霧化器的噴嘴。結(jié)果，保護(hù)噴嘴不受到抑制有效燃料傳送的結(jié)焦累積影響，從而產(chǎn)生更有效的燃燒。盡管在一系列步驟中描述該方法，但是應(yīng)理解，根據(jù)燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)10的液體燃料系統(tǒng)12的操作的具體應(yīng)用，步驟的順序和特性可以根據(jù)需要改變。盡管僅結(jié)合有限數(shù)量的實(shí)施例詳細(xì)描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)很容易理解本發(fā)明不限于這些公開的實(shí)施例。相反，本發(fā)明可以被修改成并入目前沒有描述但是符合本發(fā)明的精神和范圍的任意數(shù)量的改變、變型、替代或等效布置。此外，盡管描述了本發(fā)明的各種實(shí)施例，但是應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的各個(gè)方面可以僅包括某些描述的實(shí)施例。相應(yīng)地，本發(fā)明不應(yīng)視為受到前文描述的限制，而是僅由所附權(quán)利要求書的范圍限制。
權(quán)利要求
1.一種用于傳送燃料的方法，其包括: 使水流動(dòng)到主燃料回路的至少一個(gè)噴嘴； 使油流動(dòng)到所述主燃料回路的所述至少一個(gè)噴嘴；和 使液體燃料流動(dòng)到所述主燃料回路的所述至少一個(gè)噴嘴，其中使水流動(dòng)到所述主燃料回路的所述至少一個(gè)噴嘴發(fā)生在使油流動(dòng)到所述主燃料回路和使液體燃料流動(dòng)到所述主燃料回路的所述至少一個(gè)噴嘴之前。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于傳送燃料的方法，還包括:在使水流動(dòng)到所述主燃料回路的所述至少一個(gè)噴嘴之前，使油流動(dòng)到先導(dǎo)燃料回路的至少一個(gè)噴嘴。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于傳送燃料的方法，其中進(jìn)行使油流動(dòng)到所述先導(dǎo)燃料回路的所述至少一個(gè)噴嘴，直到先導(dǎo)控制閥達(dá)到約80%至約90%的閥沖程。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于傳送燃料的方法，其中在使油流動(dòng)到所述主燃料回路的所述至少一個(gè)噴嘴之前，進(jìn)行使水流動(dòng)到所述主燃料回路的所述至少一個(gè)噴嘴持續(xù)至少約5至約10秒。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于傳送燃料的方法，其中使液體燃料流動(dòng)到所述主燃料回路的所述至少一個(gè)噴嘴還包括，將所述主燃料回路上升到固定位置并在約10秒至約40秒內(nèi)將先導(dǎo)燃料回路下降到固定位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于傳送燃料的方法，其中在約10秒至約40秒內(nèi)將所述先導(dǎo)燃料回路下降到固定位置使先導(dǎo)控制閥達(dá)到約20%至約35%的閥沖程。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于傳送燃料的方法，其中所述方法還包括在約50%至約60%的負(fù)荷操作狀況下使水流動(dòng)到所述先導(dǎo)燃料回路的所述至少一個(gè)噴嘴。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于傳送燃料的方法，其中約50%至約60%的負(fù)荷操作狀況出現(xiàn)在主燃料流率從約14磅/秒至約35磅/秒時(shí)。
9.一種用于傳送燃料的方法，其包括: 向燃燒系統(tǒng)提供先導(dǎo)燃料回路和主燃料回路，其中所述先導(dǎo)燃料回路和所述主燃料回路各自包括至少一個(gè)噴嘴； 使先導(dǎo)油流動(dòng)到所述先導(dǎo)燃料回路的所述至少一個(gè)噴嘴； 使水流動(dòng)到所述主燃料回路的所述至少一個(gè)噴嘴；和 啟動(dòng)所述主燃料回路，將所述主燃料回路上升到固定位置，并在約10秒至約40秒內(nèi)將所述先導(dǎo)燃料回路下降至固定位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于傳送燃料的方法，其中進(jìn)行使先導(dǎo)油流動(dòng)到所述先導(dǎo)燃料回路的所述至少一個(gè)噴嘴，直到先導(dǎo)控制閥達(dá)到約80%至約90%的閥沖程。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于傳送燃料的方法，其中在使油流動(dòng)到所述主燃料回路的所述至少一個(gè)噴嘴之前，進(jìn)行使水流動(dòng)到所述主燃料回路的所述至少一個(gè)噴嘴持續(xù)至少約5至約10秒。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于傳送燃料的方法，其中打開所述主燃料回路，將所述主燃料回路上升到固定位置，并且從約10秒至約40秒將所述先導(dǎo)燃料回路下降至固定位置。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于傳送燃料的方法，其中在約10秒至約40秒內(nèi)將所述先導(dǎo)燃料回路下降至固定位置使先導(dǎo)控制閥達(dá)到約20%至約35%的閥沖程。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于傳送燃料的方法，其中所述方法還包括在約50%至約60%的負(fù)荷操作狀況下使水流動(dòng)到所述先導(dǎo)燃料回路的所述至少一個(gè)噴嘴。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的用于傳送燃料的方法，其中所述約50%至約60%的負(fù)荷操作狀況發(fā)生在主燃料流率從約14磅/秒至約35磅/秒時(shí)。
16.一種用于傳送燃料的方法，其包括: 用油預(yù)填充先導(dǎo)歧管和主歧管； 使油流動(dòng)到先導(dǎo)燃料回路的多個(gè)噴嘴，將先導(dǎo)控制閥上升到約80%至約90%的閥沖程; 使水流動(dòng)到主燃料回路的多個(gè)噴嘴； 使油流動(dòng)到所述主燃料回路的所述多個(gè)噴嘴，并且使所述先導(dǎo)燃料回路下降； 使水流動(dòng)到所述先導(dǎo)燃料回路的所述多個(gè)噴嘴；和 在基本負(fù)荷狀況下進(jìn)行操作。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的用于傳送燃料的方法，其中在使油流動(dòng)到所述主燃料回路的所述多個(gè)噴嘴之前，進(jìn)行使水流動(dòng)到所述主燃料回路的所述多個(gè)噴嘴至少約5至約10秒。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的用于傳送燃料的方法，其中進(jìn)行使油流動(dòng)到所述主燃料回路的所述多個(gè)噴嘴和進(jìn)行使所述先導(dǎo)燃料回路下降至少約10秒。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的用于傳送燃料的方法，其中在至少約10秒內(nèi)將所述先導(dǎo)燃料回路下降使先導(dǎo)控制閥達(dá)到約20%至約35%的閥沖程。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的用于傳送燃料的方法，其中在約50%至約60%的負(fù)荷操作狀況下使水流動(dòng)到所述先導(dǎo)燃料回路的所述多個(gè)噴嘴。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于傳送燃料的方法。用于傳送燃料的方法包括使水流動(dòng)到主燃料回路的至少一個(gè)噴嘴。還包括使油流動(dòng)到主燃料回路的至少一個(gè)噴嘴。還包括使液體燃料流動(dòng)到主燃料回路的至少一個(gè)噴嘴，其中在使油流動(dòng)到主燃料回路的至少一個(gè)噴嘴和使液體燃料流動(dòng)到主燃料回路的至少一個(gè)噴嘴之前發(fā)生使水流動(dòng)到主燃料回路的至少一個(gè)噴嘴。
文檔編號(hào)F02C7/22GK103225547SQ201310038978
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月31日
發(fā)明者張華 , D.F.比迪, G.A.博亞德曼, G.D.邁爾斯 申請(qǐng)人:通用電氣公司