專利名稱：：用于燃料適應(yīng)性的延遲貧噴射的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明的各方面涉及延遲貧噴射(lateleaninjection,LLI)燃料分級(jí)構(gòu)造和獲得該構(gòu)造的方法。
背景技術(shù)：
：當(dāng)前，一些燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)未能以高效率運(yùn)行并產(chǎn)生不期望的空氣污染排放物。由燃燒傳統(tǒng)碳烴燃料的渦輪機(jī)通常產(chǎn)生的主要空氣污染排放物是氮氧化物、一氧化碳和未燃的烴類。為此，由于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中例如氮分子的氧化依賴于燃燒器中的高溫和反應(yīng)物在高溫下在燃燒器內(nèi)的駐留時(shí)間，通過將燃燒器溫度維持在形成熱N0x的水平之下或通過限制反應(yīng)物在高溫下的駐留時(shí)間(使得沒有足夠的時(shí)間來進(jìn)行N0x生成反應(yīng))而降低熱N0x形成的水平?！N溫度控制方法，包括在燃燒之前使燃料和空氣預(yù)混合以形成它們的稀混合物。然而，已經(jīng)懂得，對(duì)于重型工業(yè)燃?xì)鉁u輪機(jī)，即便使用預(yù)混合稀燃料，由于燃燒產(chǎn)物的所需溫度是如此的高，以致燃燒器必須在反應(yīng)區(qū)中以超過熱N0x形成閾值溫度的峰值燃?xì)鉁囟冗\(yùn)行，從而導(dǎo)致大量的N0x形成。
發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，且其包括具有第一內(nèi)部的燃燒器，通過燃料回路供應(yīng)至此的第一燃料可在該第一內(nèi)部中燃燒，該第一燃料包括天然氣和/或天然氣與能夠通過燃料回路自外部源接收的備選氣體的混合物；包括旋轉(zhuǎn)渦輪葉片的渦輪，至少第一燃料的燃燒產(chǎn)物能夠接收到該渦輪中，以便驅(qū)動(dòng)渦輪葉片的旋轉(zhuǎn)；包括第二內(nèi)部的過渡區(qū)域，通過燃料回路供應(yīng)至此的第二燃料和第一燃料的燃燒產(chǎn)物可在該第二內(nèi)部中燃燒，該第二燃料包括能夠通過燃料回路自外部源接收的備選氣體的未混合供應(yīng)，該過渡區(qū)域布置成流體地將燃燒器和渦輪彼此聯(lián)接；以及多個(gè)燃料噴射器，其被過渡區(qū)域結(jié)構(gòu)性地支撐并聯(lián)接到燃料回路上，并且構(gòu)造成將第二燃料供應(yīng)給單軸向級(jí)、多軸向級(jí)、單軸向圓周級(jí)和多軸向圓周級(jí)中的任何一個(gè)中的第二內(nèi)部。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種包括燃燒器和渦輪的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，該燃燒器具有第一內(nèi)部，通過燃料回路供應(yīng)至此的第一燃料可在該第一內(nèi)部中燃燒，該第一燃料包括天然氣和/或天然氣與通過燃料回路自外部源接收的備選氣體的混合物；該渦輪包括旋轉(zhuǎn)渦輪葉片，至少第一燃料的燃燒產(chǎn)物能夠接收在該渦輪內(nèi)，以便驅(qū)動(dòng)渦輪葉片的旋轉(zhuǎn)；該燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括包括第二內(nèi)部的過渡區(qū)域，通過燃料回路供應(yīng)至此的第二燃料和第一燃料的燃燒產(chǎn)物可在該第二內(nèi)部中燃燒，該第二燃料包括能夠通過燃料回路自外部源接收的備選氣體的未混合供應(yīng)，該過渡區(qū)域布置成流體地將燃燒器和渦輪彼此聯(lián)接；以及多個(gè)燃料噴射器，其被過渡區(qū)域結(jié)構(gòu)性地支撐并聯(lián)接到燃料回路上，并構(gòu)造成將第二燃料供應(yīng)給單軸向級(jí)、多軸向級(jí)、單軸向圓周級(jí)和多軸向圓周級(jí)中的任何一個(gè)中的第二內(nèi)部。根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，提供一種操作燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，其中，渦輪通過置于渦輪和燃燒器之間的過渡區(qū)域而流體地聯(lián)接到燃燒器上；該方法包括將第一燃料供應(yīng)給燃燒器內(nèi)的第一內(nèi)部，該第一燃料包括天然氣和/或天然氣和備選氣體的混合物；在燃燒器內(nèi)的第一內(nèi)部中燃燒第一燃料；將第二燃料供應(yīng)給單軸向級(jí)、多軸向級(jí)、單軸向圓周級(jí)和多軸向圓周級(jí)中任何一個(gè)中的過渡區(qū)域內(nèi)的第二內(nèi)部；以及在過渡區(qū)域內(nèi)的第二內(nèi)部中，燃燒第二燃料和自第一內(nèi)部接收的燃燒產(chǎn)物流。結(jié)合附圖根據(jù)下列描述，這些和其它優(yōu)點(diǎn)和特征將變得清楚明白。被認(rèn)為是本發(fā)明的主題在說明書所附的權(quán)利要求中被特別地指出和清楚地要求保護(hù)。結(jié)合附圖，根據(jù)下列具體實(shí)施方式，本發(fā)明的上述和其它特征和優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的，附圖中圖1是包括延遲貧噴射能力的渦輪機(jī)的側(cè)截面圖；圖2是圖示了圖1的渦輪機(jī)的頭端燃料分流百分比對(duì)點(diǎn)火溫度的曲線的圖形；圖3是圖示了操作圖1的渦輪機(jī)的方法的流程圖；圖4A-4D是不同頭端構(gòu)造的側(cè)截面圖；以及圖5A-5D是不同燃料噴射器構(gòu)造的透視圖。以示例的方式借助參考附圖，具體實(shí)施方式解釋了本發(fā)明的實(shí)施例以及優(yōu)點(diǎn)和特征。部件列表<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>具體實(shí)施例方式參考圖l，提供了燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)IO，其包括具有第一內(nèi)部21的燃燒器20，通過燃料回路70供應(yīng)至此的第一燃料可在該第一內(nèi)部21中燃燒；壓縮機(jī)30，入口空氣由該壓縮機(jī)壓縮并至少提供給燃燒器20和過渡區(qū)域43;以及包括旋轉(zhuǎn)渦輪葉片的渦輪50，至少第一燃料的燃燒產(chǎn)物可接收到渦輪內(nèi)，以驅(qū)動(dòng)渦輪葉片旋轉(zhuǎn)。過渡區(qū)域43布置成流體地聯(lián)接燃燒器20和渦輪50，并包括第二內(nèi)部41，其中通過燃料回路70供應(yīng)至此的第二燃料和第一燃料的燃燒產(chǎn)物可在該第二內(nèi)部中燃燒。如圖所示，燃燒器20和過渡區(qū)域43彼此結(jié)合，以大體上具有頭端11的形式，如下文將討論的，該頭端可具有多種構(gòu)造。如圖1中所示，頭端11可包括多個(gè)預(yù)混合噴嘴12。然而，如圖4A-4D所示，其它的頭端11構(gòu)造是可能的。這種備選構(gòu)造包括但不限于圖4A的標(biāo)準(zhǔn)燃燒器構(gòu)造13、圖4B的干燥低NOx(DLN)1+燃燒器構(gòu)造14、圖4C的DLN2+燃燒器構(gòu)造15和圖4D的DLN2.6/2.6+燃燒器構(gòu)造16。又其它的燃燒器構(gòu)造包括集成氣化組合循環(huán)(IGCC)頭端、催化頭端、擴(kuò)散式頭端和多噴嘴安靜燃燒(MNQC)式頭端。對(duì)于各上述頭端11構(gòu)造，應(yīng)當(dāng)了解的是，構(gòu)造的形式可以是延遲貧噴射(LLI)兼容的。LLI兼容的燃燒器是具有超過2500下的出口溫度的任何燃燒器，或者處理含有比具有大于10ms的熱側(cè)駐留時(shí)間的甲烷更易反應(yīng)的成分的燃料的任何燃燒器。作為示例，DLN1+燃燒器構(gòu)造14的LLI兼容形式可具有小于2500。F的出口溫度，但可處理具有比甲烷更易反應(yīng)的成分的燃料。擴(kuò)散式頭端燃燒器的LLI兼容形式可具有超過2500下的出口溫度，并可處理具有比甲烷更易反應(yīng)的成分的燃料。同樣地，DLN2.0/DLN2+燃燒器構(gòu)造15的LLI兼容形式可具有超過2500下的出口溫度，并可處理具有比甲烷更易反應(yīng)的成分的燃料，而催化頭端或DLN2.6/2.6+燃燒器構(gòu)造16的LLI兼容形式可具有超過2500°F的出口溫度，并可處理具有比甲烷更易反應(yīng)的成分的燃料。多個(gè)燃料噴射器60中的每一個(gè)均被過渡區(qū)域43的外壁或過渡區(qū)域43周圍的套筒40的外壁結(jié)構(gòu)地支撐，并延伸進(jìn)入第二內(nèi)部41至不同的深度。利用這種構(gòu)造，各燃料噴射器60均被構(gòu)造成提供LLI燃料分級(jí)能力。就是說，各燃料噴射器60被構(gòu)造成通過例如沿一個(gè)方向(其通常橫切于通過過渡區(qū)域43的主要流向)噴射燃料來將第二燃料(即LLI燃料)供應(yīng)給單軸向級(jí)、多軸向級(jí)、單軸向圓周級(jí)和多軸向圓周級(jí)中的任何一個(gè)中的第二內(nèi)部41。這樣一來，燃燒器20和過渡區(qū)域43內(nèi)的條件被分級(jí)以創(chuàng)建穩(wěn)定燃燒的局部區(qū)域。參考圖5A-5D，可見燃料噴射器60可具有不同的特征和功能。例如，如圖5A中所示，燃料噴射器60可包括套管式噴射器構(gòu)造125。在此構(gòu)造中，燃料通過管130中的噴嘴主動(dòng)地供應(yīng)給過渡區(qū)域43的內(nèi)部41，而空氣被動(dòng)地通過管130和套筒145之間的環(huán)形空間供給，該套筒自沖擊套筒表面140延伸至接口部分150。如圖5B中所示，燃料噴射器60也可包括旋渦式噴射器155。在此構(gòu)造中，燃料通過歧管160主動(dòng)地供應(yīng)給過渡區(qū)域43的內(nèi)部41，而空氣通過中心吹掃管165和/或經(jīng)由渦旋式噴嘴170被動(dòng)地供應(yīng)。此外，如圖5C和5D中所示，燃料噴射器60構(gòu)造的其它示例包括濃催化噴射器構(gòu)造175，其包括濃催化元件180;和多管/蓮蓬頭式噴射器構(gòu)造185，其包括多個(gè)管190(燃料通過多個(gè)管供應(yīng)給過渡區(qū)域43)。在這些情況的每種情況下，應(yīng)當(dāng)了解的是，燃料噴射器60在對(duì)應(yīng)于先前存在的過渡區(qū)域43的外表面上的稀釋孔42(如果有的話)的位置處可聯(lián)接到過渡區(qū)域43上。這樣一來，由于不需要在過渡區(qū)域43的外表面中鉆出額外的孔，制造成本和負(fù)面性能效果被限制或充分地降低。如果稀釋孔42不是已經(jīng)存在，則燃料噴射器60可按需要置于過渡區(qū)域43的外部上。根據(jù)實(shí)施例，單軸向級(jí)包括當(dāng)前運(yùn)行的單燃料噴射器60，多軸向級(jí)(對(duì)于多級(jí)，這里沒有先行基礎(chǔ))包括多個(gè)當(dāng)前運(yùn)行的燃料噴射器60，它們各自布置在過渡區(qū)域43的多個(gè)軸向位置處。單軸向圓周級(jí)包括多個(gè)當(dāng)前運(yùn)行的燃料噴射器60，它們各自布置在過渡區(qū)域43的單軸向位置的圓周周圍，而多軸向圓周級(jí)包括多個(gè)當(dāng)前運(yùn)行的燃料噴射器60，它們?cè)谶^渡區(qū)域的多個(gè)軸向位置處布置在過渡區(qū)域43的圓周周圍。這里，多個(gè)燃料噴射器60布置在過渡區(qū)域43的圓周周圍，燃料噴射器60可彼此大體上均勻地或不均勻地隔開。作為示例，可在特定周向級(jí)上使用八個(gè)或十個(gè)燃料噴射器60，且2、3、4或5個(gè)燃料噴射器60以距彼此不同的分離度安裝在過渡區(qū)域43的上、下半球上。同樣，多個(gè)燃料噴射器60置于過渡區(qū)域43的多個(gè)軸向級(jí)上時(shí)，燃料噴射器60可相對(duì)于彼此成直線或交錯(cuò)布置。在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10的運(yùn)行期間，各個(gè)燃料噴射器60可以共同地或單獨(dú)地啟動(dòng)或停止，以便形成單軸向級(jí)、多軸向級(jí)、單軸向圓周級(jí)和多軸向圓周級(jí)中的當(dāng)前有效的一個(gè)。為此，應(yīng)當(dāng)了解的是，各燃料噴射器60可通過燃料回路70經(jīng)由布置在相應(yīng)燃料噴射器60和燃料回路70的支路71或72之間的閥61被供應(yīng)LLI燃料。閥61與將信號(hào)發(fā)送到閥61的控制器80進(jìn)行信號(hào)通訊，使得閥61打開或關(guān)閉，并從而使相應(yīng)的燃料噴射器60啟動(dòng)或停止。因此，如果當(dāng)前希望使各燃料噴射器60當(dāng)前啟動(dòng)(即多軸向圓周級(jí))，則控制器80將信號(hào)發(fā)送給各個(gè)閥61以便打開并因此啟動(dòng)各個(gè)燃料噴射器60。相反地，如果當(dāng)前希望使過渡區(qū)域43的特定軸向級(jí)的各燃料噴射器60(即單軸向圓周級(jí))當(dāng)前啟動(dòng)，則控制器80將信號(hào)發(fā)送給僅對(duì)應(yīng)于單軸向圓周級(jí)的燃料噴射器60的各個(gè)閥61，以便打開和因此啟動(dòng)各個(gè)燃料噴射器60。當(dāng)然，此控制系統(tǒng)僅僅是示例性的，并且應(yīng)當(dāng)理解的是，燃料噴射器構(gòu)造的多種組合是可能的，并且可提供用于控制燃料噴射器60的啟動(dòng)和停止中的至少一個(gè)的其它系統(tǒng)和方法。此外，在存在具有多個(gè)燃料噴射器構(gòu)造的多個(gè)燃料噴射器60的情況下，如上所述，控制器80可進(jìn)一步構(gòu)造成在任一時(shí)刻僅啟動(dòng)具有一定燃料噴射器構(gòu)造的那些燃料噴射器60。因此，如果當(dāng)前希望使具有套管狀噴射器構(gòu)造125的各燃料噴射器60當(dāng)前啟動(dòng)，則控制器80將信號(hào)發(fā)送給對(duì)應(yīng)于那些燃料噴射器60的各個(gè)閥61，以便打開。相反地，如果當(dāng)前希望使包括旋渦式噴射器155的各個(gè)燃料噴射器60啟動(dòng)，則控制器80將信號(hào)發(fā)送給僅對(duì)應(yīng)于包括旋渦式噴射器155的燃料噴射器60的各個(gè)閥61，以便打開。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種操作燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10的方法，其中，渦輪50通過置于渦輪和燃燒器之間的過渡區(qū)域43流體地聯(lián)接到燃燒器20上。該方法包括將第一燃料供應(yīng)給燃燒器20內(nèi)的第一內(nèi)部21;燃燒燃燒器20內(nèi)的第一內(nèi)部21中的第一燃料；將第二燃料供應(yīng)給單軸向級(jí)、多軸向級(jí)、單軸向圓周級(jí)和多軸向圓周級(jí)中任何一個(gè)中的過渡區(qū)域43內(nèi)的第二內(nèi)部41;并在過渡區(qū)域內(nèi)的第二內(nèi)部41中燃燒第二燃料和自第一內(nèi)部21接收的燃燒產(chǎn)物流。這里，將第二燃料供應(yīng)給單軸向級(jí)中的第二內(nèi)部41包括啟動(dòng)單個(gè)燃料噴射器60，將第二燃料供應(yīng)給多軸向級(jí)中的第二內(nèi)部41包括啟動(dòng)分別布置在過渡區(qū)域43的多個(gè)軸向位置處的多個(gè)燃料噴射器60，將第二燃料供應(yīng)給單軸向圓周級(jí)中的第二內(nèi)部41包括啟動(dòng)分別在過渡區(qū)域43的單軸向位置處布置在過渡區(qū)域43圓周周圍的多個(gè)燃料噴射器60，而將第二燃料供應(yīng)給多軸向圓周級(jí)中的第二內(nèi)部41包括啟動(dòng)分別在過渡區(qū)域43的多軸向位置處布置在過渡區(qū)域43圓周周圍的多個(gè)燃料噴射器60。參考圖2，可見到圖2提供用于燃料分流控制的不同選項(xiàng)的圖形說明。在圖2中，頭端燃料分流的百分?jǐn)?shù)相對(duì)于1^*值繪出，1^*值是燃燒器20和/或過渡區(qū)域43內(nèi)的溫度測(cè)量值。由于控制器80進(jìn)一步構(gòu)造成控制第一和第二燃料向頭端11和/或燃料噴射器60的流向，可以看到，LLI燃料分級(jí)也可根據(jù)圖2中所示的控制選項(xiàng)進(jìn)一步由控制器80控制。為此，如上所討論的那樣，將控制器80聯(lián)接到閥61和閥73上，以便控制第二燃料到燃料噴射器60的輸送并控制第一和/或LLI燃料到頭端11的輸送。如圖2中所示，用于此類控制的第一選項(xiàng)是使用固定的頭端分流，其中，一旦達(dá)到T點(diǎn)火的預(yù)選值，第一和/或LLI燃料的百分?jǐn)?shù)(<100%)即被輸送給用于LLI燃料分級(jí)的過渡區(qū)域43。從那點(diǎn)來說，輸送給過渡區(qū)域43的燃料的百分?jǐn)?shù)大體上保持不變。第二選項(xiàng)是使用頭端分流一覽表。在此情況下，由于T^^的值增加超過預(yù)選值，LLI燃料的百分?jǐn)?shù)按比例增加，或根據(jù)一些其它合適的函數(shù)增加。第三選項(xiàng)是使LLI燃料的百分?jǐn)?shù)為燃燒器20、壓縮機(jī)30、過渡區(qū)域43和/或渦輪50的內(nèi)部環(huán)境的幾個(gè)特征的任何一個(gè)或多個(gè)的函數(shù)。例如，百分?jǐn)?shù)可以是Tcd或Pcd(測(cè)得的壓縮機(jī)排放溫度和壓力條件)的函數(shù)；燃燒器20、壓縮機(jī)30或過渡區(qū)域43內(nèi)的濕度讀數(shù)的函數(shù)；燃?xì)鉁u輪排氣溫度和/或T39(計(jì)算所得的燃燒器出口溫度)的函數(shù)。也可修改上面討論的第三選項(xiàng)以說明當(dāng)前的修正沃泊指數(shù)(麗I)。在這種情況下，由于已知麗I計(jì)量燃料的能量密度，對(duì)于給定的燃料噴嘴區(qū)域，較低的麗I表示橫跨頭端燃料噴嘴增加的壓力比率，其可能引起LLI燃料噴嘴對(duì)其不靈敏的不期望的動(dòng)態(tài)變化，LLI燃料的百分?jǐn)?shù)也可作為麗I的函數(shù)。通過這種方式，隨著麗I增加，LLI燃料的較大百分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)向過渡區(qū)域43。根據(jù)這些選項(xiàng)中的各個(gè)選項(xiàng)，應(yīng)當(dāng)了解的是，可在燃燒器20、壓縮機(jī)30、過渡區(qū)域43和/渦輪50內(nèi)安裝被視為測(cè)量燃燒器20、壓縮機(jī)30、過渡區(qū)域43和/渦輪50內(nèi)的溫度和壓力必要的熱電偶/壓力計(jì)100或任何其它合適的環(huán)境測(cè)量裝置。參考圖3，可見提供了控制具有LLI能力的渦輪機(jī)的方法，該方法包括在步驟300操作渦輪機(jī)；在步驟310在一段時(shí)期后或者一旦達(dá)到T^^的預(yù)選值則啟動(dòng)LLI;并且根據(jù)第一選項(xiàng)，在步驟350繼續(xù)以相同的水平操作LLI。相反地，根據(jù)第二選項(xiàng)，方法包括在步驟350繼續(xù)以增加的水平操作LLI。同時(shí)，根據(jù)第三選項(xiàng)，在步驟320確定燃燒器20、壓縮機(jī)30和/或過渡區(qū)域43的任何特定的測(cè)量特征是否高于或低于確定的參數(shù)，并且基于確定的結(jié)果，在步驟330降低LLI水平、在340增加LLI水平、或在步驟350維持并隨后繼續(xù)LLI操作。仍然參考圖1，控制器80進(jìn)一步構(gòu)造成控制3通閥IIO，并在一些實(shí)施例中，控制布置在燃料噴射器60周圍的歧管上的附加閥或如上所述的閥61。因此，控制器80能夠控制由壓縮機(jī)30輸送至燃燒器20和過渡區(qū)域43或各個(gè)燃料噴射器60的入口空氣的空氣分流。通過這種方式，控制器80能夠同時(shí)改變?nèi)剂戏至骱涂諝夥至鳌Ｈ绱艘粊?，控制?0因此能產(chǎn)生用于燃燒系統(tǒng)的操作路徑，其注重優(yōu)化燃燒系統(tǒng)的燃料與空氣的比率。根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施例，3通閥110可進(jìn)一步集成為整體空氣冷卻劑系統(tǒng)、廣義調(diào)節(jié)努力(extendedturndownefforts)和/或能源部(DoE)計(jì)劃的一部分。如上所述，實(shí)現(xiàn)了對(duì)3通閥110的控制，目的是優(yōu)化燃燒系統(tǒng)的燃料與空氣比率。這些比率可基于用于燃燒器20和過渡區(qū)域43的規(guī)格進(jìn)行預(yù)選，或可基于當(dāng)前環(huán)境條件進(jìn)行預(yù)選。在這種情況下，控制器80可基于安裝在燃燒器20、壓縮機(jī)30、過渡區(qū)域43和渦輪50內(nèi)的熱電偶/壓力計(jì)100所產(chǎn)生的溫度和/或壓力讀數(shù)增加燃燒器20或過渡區(qū)域43中的燃料與空氣的比率。延遲貧噴射(LLI)也可考慮多氣流噴射，包括例如為煉廠氣的備用氣體噴射到非LLI燃燒器通常不能處理的過渡區(qū)域43中。例如為煉廠氣的高反應(yīng)性氣體由于考慮了預(yù)混合器中不期望的駐焰(flameholding)而典型地不能由預(yù)混燃燒器處理。另一方面，可或不可與天然氣混合的煉廠氣在一定情況下可直接噴射到過渡區(qū)域43中而沒有此類問題，尤其是燃料噴射器60是耐駐焰的地方。這里，煉廠氣與天然氣混合，所使用的天然氣的量可以是如上所述的Tcd、Pcd和T39的函數(shù)。同樣，煉廠氣被注入到過渡區(qū)域43中，應(yīng)當(dāng)理解的是，可在頭端11處使用駐焰靈敏的預(yù)混合器以防止或極大地減少駐焰事件發(fā)生的可能性。如圖1中所示，備選氣體可自源90經(jīng)由控制器80所控制的煉廠氣閥91噴射到燃料回路70的支路71或72中。通過這種方式，當(dāng)確定備選氣體噴射到過渡區(qū)域43中時(shí)，控制器80可打開煉廠氣閥91，使得備選氣體可通過燃料回路70向燃料噴射器61擴(kuò)散。作為進(jìn)一步的實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)理解的是，備選氣體可與天然氣混合以形成成分反映使用中的特定頭端11的公差的第一燃料。備選氣體可提供成具有或不具有這種混合以形成第二燃料。另外，還應(yīng)了解的是，備選氣體可包括被燃料回路70從源90接收的煉廠氣，如上所提及的那樣，以及由比甲烷更易起反應(yīng)的成分組成的氣體。更特別地，備選氣體可包括含有按體積算大約0.5%以上量的氫、按體積算大約5%以上量的乙烷、按體積算大約10%以上量的丙烷、按體積算大約5%以上量的丁烷或丁烷以上的烴的氣體。燃料回路70也可結(jié)合多個(gè)支路71和72以適應(yīng)燃料流的改變。多個(gè)支路71和72然后也可用來通過提供額外的燃料流區(qū)域，或通過以產(chǎn)生分離的燃燒模式(即擴(kuò)散和預(yù)混合)的方式引入燃料而允許燃料成分的大的變化。支路71和72也可考慮燃料沃泊值、燃料成分的變化以及動(dòng)態(tài)調(diào)整。燃料回路70的支路71和72可實(shí)施為燃料回路70的支路，過渡區(qū)域43中的附加燃料噴嘴或這些選項(xiàng)的組合以及其它合適的選項(xiàng)。支路71和72可進(jìn)一步包括沿其長(zhǎng)度布置的催化部分氧化反應(yīng)器(CPCR)120。CPCR120將第一或第二燃料內(nèi)的甲烷轉(zhuǎn)化為氫和/或部分地氧化甲烷而不產(chǎn)生氧化氮。結(jié)果，由于用于LLI的反應(yīng)燃料已經(jīng)被部分地氧化，燃料可甚至晚于其否則將要噴射的時(shí)間而噴射到過渡區(qū)域43中。盡管已經(jīng)僅結(jié)合有限數(shù)量的實(shí)施例詳細(xì)地描述了本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)容易了解的是，本發(fā)明不限于此類公開的實(shí)施例。相反地，可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改以結(jié)合與本發(fā)明的精神和范圍相稱的多種變化、變更、替換或迄今尚未描述的等價(jià)裝置。此外，盡管已經(jīng)描述了本發(fā)明的不同實(shí)施例，但應(yīng)當(dāng)了解的是，本發(fā)明的多個(gè)方面可僅包括其中一些所描述的實(shí)施例。因此，本發(fā)明不能認(rèn)為被上述的描述所限制，而僅僅被所附權(quán)利要求的范圍所限制。權(quán)利要求一種燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)(10)，包括具有第一內(nèi)部(21)的燃燒器(20)，通過燃料回路(70)供應(yīng)至所述第一內(nèi)部的第一燃料可在所述第一內(nèi)部中燃燒，所述第一燃料包括天然氣和/或天然氣與能夠通過所述燃料回路(70)自外部源(90)接收的備選氣體的混合物；包括旋轉(zhuǎn)渦輪葉片的渦輪(50)，至少所述第一燃料的燃燒產(chǎn)物可接收到所述渦輪內(nèi)，以便驅(qū)動(dòng)所述渦輪葉片的旋轉(zhuǎn)；包括第二內(nèi)部(41)的過渡區(qū)域(43)，通過所述燃料回路(70)供應(yīng)至所述第二內(nèi)部的第二燃料和所述第一燃料的燃燒產(chǎn)物可在所述第二內(nèi)部中燃燒，所述第二燃料包括能夠通過所述燃料回路(70)自所述外部源(90)接收的備選氣體的未混合供應(yīng)；所述過渡區(qū)域(43)布置成流體地將所述燃燒器(20)和所述渦輪(50)彼此聯(lián)接；以及多個(gè)燃料噴射器(60)，其被所述過渡區(qū)域(43)結(jié)構(gòu)性地支撐并聯(lián)接到所述燃料回路(70)上，并構(gòu)造成將所述第二燃料供應(yīng)給單軸向級(jí)、多軸向級(jí)、單軸向圓周級(jí)和多軸向圓周級(jí)中的任何一個(gè)中的所述第二內(nèi)部(41)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)(IO)，其特征在于，所述備選氣體包括能夠通過所述燃料回路(70)自氣源(90)接收的煉廠氣。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)(IO)，其特征在于，所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)(10)還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)構(gòu)造成控制能夠由所述燃料回路(70)接收的所述備選氣體的量。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)(IO)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)包括置于所述燃料回路(70)和該備選氣源(90)之間并流體地聯(lián)接到所述燃料回路(70)和所述備選氣源(90)上的閥(61);以及控制器(80)，其聯(lián)接到所述閥(61)上，并構(gòu)造成打開和關(guān)閉所述閥(61)，以便至少增加和減少能夠通過所述燃料回路(70)接收的所述備選氣體的量。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)(IO)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)(80)根據(jù)所測(cè)量的環(huán)境條件至少執(zhí)行增加或減少所述備選氣體的量中的一個(gè)動(dòng)作。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)(IO)，其特征在于，所述備選氣體包括比甲烷更易起反應(yīng)的成分。7.根據(jù)權(quán)利要求l所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)(IO)，其特征在于，所述備選氣體包括按體積算大約0.5%以上量的氫、按體積算大約5%以上量的乙烷、按體積算大約0.5%以上量的丙烷、按體積算大約0.5%以上量的丁烷或丁烷以上的烴。8.根據(jù)權(quán)利要求l所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)(IO)，其特征在于，所述備選氣體包括按體積算大約0.5%以上量的氫、按體積算大約5%以上量的乙烷、按體積算大約10%以上量的丙烷、按體積算大約5%以上量的丁烷或丁烷以上的烴。9.一種包括燃燒器(20)和渦輪(50)的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)(IO)，所述燃燒器具有第一內(nèi)部(21)，通過燃料回路(70)供應(yīng)至所述第一內(nèi)部的第一燃料可在所述第一內(nèi)部中燃燒，所述第一燃料包括天然氣和/或天然氣與能夠通過所述燃料回路(70)自外部源(90)接收的備選氣體的混合物；所述渦輪(50)包括旋轉(zhuǎn)渦輪葉片，至少所述第一燃料的燃燒產(chǎn)物可接收到所述渦輪內(nèi)，以便驅(qū)動(dòng)渦輪葉片的旋轉(zhuǎn)；所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)(10)包括包括第二內(nèi)部(41)的過渡區(qū)域(43)，通過所述燃料回路(70)供應(yīng)至所述第二內(nèi)部的第二燃料和所述第一燃料的燃燒產(chǎn)物可在所述第二內(nèi)部中燃燒，所述第二燃料包括能夠通過所述燃料回路(70)自外部源(90)接收的備選氣體的未混合供應(yīng)；所述過渡區(qū)域(43)布置成流體地將所述燃燒器(20)和所述渦輪(50)彼此聯(lián)接；多個(gè)燃料噴射器(60)，其被所述過渡區(qū)域(43)結(jié)構(gòu)性地支撐并聯(lián)接到所述燃料回路(70)上，并構(gòu)造成將所述第二燃料供應(yīng)給單軸向級(jí)、多軸向級(jí)、單軸向圓周級(jí)和多軸向圓周級(jí)中的任何一個(gè)中的所述第二內(nèi)部(41)。10.—種操作燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)(10)的方法，其中，渦輪(50)通過置于所述渦輪和燃燒器之間的過渡區(qū)域(43)流體地聯(lián)接到所述燃燒器(20)上；所述方法包括將第一燃料供應(yīng)給所述燃燒器(20)內(nèi)的第一內(nèi)部(21)，所述第一燃料包括天然氣和/或天然氣與備選氣體的混合物；在所述燃燒器(20)內(nèi)的所述第一內(nèi)部(21)中燃燒所述第一燃料；將第二燃料供應(yīng)給單軸向級(jí)、多軸向級(jí)、單軸向圓周級(jí)和多軸向圓周級(jí)中任何一個(gè)中的所述過渡區(qū)域(43)內(nèi)的第二內(nèi)部(41)，所述第二燃料包括所述備選氣體的未混合供應(yīng)；在所述過渡區(qū)域(43)內(nèi)的所述第二內(nèi)部(41)中燃燒所述第二燃料和自所述第一內(nèi)部(21)接收的燃燒產(chǎn)物流。全文摘要本發(fā)明涉及用于燃料適應(yīng)性的延遲貧噴射，具體而言，提供了一種燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，且其包括具有第一內(nèi)部的燃燒器，第一燃料可在第一內(nèi)部中燃燒，該第一燃料包括天然氣和/或天然氣與能夠通過燃料回路自外部源接收的備選氣體的混合物；渦輪；包括第二內(nèi)部的過渡區(qū)域，第二燃料和第一燃料的燃燒產(chǎn)物可在第二內(nèi)部中燃燒，該第二燃料包括可通過燃料回路自外部源接收的備選氣體的未混合供應(yīng)；以及多個(gè)燃料噴射器，其被過渡區(qū)域結(jié)構(gòu)性地支撐并聯(lián)接到燃料回路上，且構(gòu)造成將第二燃料供應(yīng)給單軸向級(jí)、多軸向級(jí)、單軸向圓周級(jí)和多軸向圓周級(jí)中的任何一個(gè)中的第二內(nèi)部。文檔編號(hào)F02C9/00GK101782020SQ20101000397公開日2010年7月21日申請(qǐng)日期2010年1月7日優(yōu)先權(quán)日2009年1月7日發(fā)明者J·C·特里,K·K·文卡塔拉曼申請(qǐng)人:通用電氣公司