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與具有排氣再循環(huán)的燃氣渦輪發(fā)動機相關(guān)的系統(tǒng)和設(shè)備的制作方法與工藝

文檔序號:11971475閱讀:181來源:國知局
與具有排氣再循環(huán)的燃氣渦輪發(fā)動機相關(guān)的系統(tǒng)和設(shè)備的制作方法與工藝
與具有排氣再循環(huán)的燃氣渦輪發(fā)動機相關(guān)的系統(tǒng)和設(shè)備相關(guān)申請的交叉引用本申請與隨此同時提交的GE案卷249101、GE案卷249104、GE案卷250883、GE案卷250884、GE案卷250998、GE案卷254241、GE案卷256159、以及GE案卷257411相關(guān),這些申請通過引用全部并入本申請并構(gòu)成本申請的一部分。技術(shù)領(lǐng)域本申請大體上涉及燃氣渦輪發(fā)動機和與其有關(guān)的系統(tǒng)。更具體而言,但不以限制的方式,本申請涉及用于實現(xiàn)在化學(xué)計量點的操作并在具有排氣再循環(huán)的各類燃氣渦輪系統(tǒng)內(nèi)提取具有期望特性的工作流體的方法、系統(tǒng)和/或設(shè)備。

背景技術(shù):
氧化劑-燃料比是內(nèi)燃發(fā)動機中存在的氧化劑(通常為空氣)與燃料的質(zhì)量比。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的,如果提供僅足夠的氧化劑以完全燃燒所有燃料,則實現(xiàn)1的化學(xué)計量比(其在文中可稱為“在化學(xué)計量點操作”或“化學(xué)計量點操作”)。在燃氣渦輪系統(tǒng)中,將理解,由于若干原因而可能希望在化學(xué)計量點燃燒,包括降低排放水平以及性能調(diào)整原因。此外,根據(jù)定義,化學(xué)計量點操作可用于提供基本無氧氣和未消耗燃料的排氣(在包括排氣再循環(huán)的系統(tǒng)的情形中,其可大體稱為“工作流體”)。更具體而言,當在化學(xué)計量點操作時,流經(jīng)再循環(huán)回路或環(huán)路的某些區(qū)段的工作流體可由顯著高水平的二氧化碳和氮氣組成,其在被供給到空氣分離單元中時可產(chǎn)生這些氣體的基本純凈流。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的,以此方式產(chǎn)生二氧化碳和氮氣的氣流具有經(jīng)濟價值。例如,二氧化碳的隔離由于與該氣體的排放相關(guān)的當前環(huán)境擔憂而具有潛在價值。此外,二氧化碳和氮氣的純凈氣流在許多工業(yè)應(yīng)用中有用。此外,可將二氧化碳噴射到地下以用于增強油回收。因此,提供可憑其實現(xiàn)化學(xué)計量點操作的高效方法的新穎功率設(shè)備系統(tǒng)構(gòu)型和/或控制方法將是有用和有價值的。如果新穎的系統(tǒng)和方法提供了有效途徑,通過該有效途徑使用再熱和排氣再循環(huán)的現(xiàn)有功率設(shè)施可經(jīng)由相對較小、成本經(jīng)濟的改造而實現(xiàn)改善的操作,則這將是尤其真實的。給定在下文提供的對若干示例性實施例的描述,本發(fā)明的系統(tǒng)和方法的其它優(yōu)點對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言將變得顯而易見。

技術(shù)實現(xiàn)要素:
本申請因此描述了一種功率設(shè)施,其構(gòu)造成包括再循環(huán)環(huán)路,工作流體圍繞該再循環(huán)環(huán)路再循環(huán),再循環(huán)環(huán)路包括構(gòu)造成從相鄰上游構(gòu)件接受工作流體的輸出流并向相鄰下游構(gòu)件提供工作流體的輸入流的多個構(gòu)件。再循環(huán)環(huán)路可包括:再循環(huán)壓縮機;位于再循環(huán)壓縮機下游的上游燃燒器;位于上游燃燒器的下游的高壓渦輪;位于高壓渦輪的下游的下游燃燒器;位于下游燃燒器的下游的低壓渦輪;以及構(gòu)造成將來自低壓渦輪的工作流體的輸出流引導(dǎo)至再循環(huán)壓縮機的再循環(huán)管道。該功率設(shè)施可包括:氧化劑壓縮機,其構(gòu)造成向上游燃燒器和下游燃燒器兩者提供壓縮氧化劑;以及用于從設(shè)置在再循環(huán)環(huán)路上的預(yù)定位置處的提取點提取工作流體的一部分的裝置。在一方面,所述第一氧化劑管道包括增壓壓縮機,所述增壓壓縮機構(gòu)造成增大流經(jīng)所述第一氧化劑管道的壓縮氧化劑的壓力;并且其中,由所述第二氧化劑管道形成的到所述第一氧化劑管道的連接包括相對于所述增壓壓縮機的上游位置。在一方面,在上游端,所述第一氧化劑管道包括第一氧化劑提取位置,在所述第一氧化劑提取位置從所述氧化劑壓縮機提取所述壓縮氧化劑;在上游端,所述第二氧化劑管道包括第二氧化劑提取位置,在所述第二氧化劑提取位置從所述氧化劑壓縮機提取所述壓縮氧化劑;以及在所述氧化劑壓縮機內(nèi),所述第一氧化劑提取位置包括相對于所述第二氧化劑提取位置的下游位置。在一方面,所述第一氧化劑提取位置包括在所述氧化劑壓縮機的壓縮機排出殼體內(nèi)的位置,且其中,所述第二氧化劑提取位置包括在所述氧化劑壓縮機內(nèi)的壓縮機排出殼體上游的級。在一方面,所述第一氧化劑提取位置包括在所述氧化劑壓縮機內(nèi)基于所述上游燃燒器處的優(yōu)選噴射壓力的預(yù)定位置;并且其中,所述第二氧化劑提取位置包括在所述氧化劑壓縮機內(nèi)基于所述下游燃燒器處的優(yōu)選噴射壓力的預(yù)定位置。在一方面,功率設(shè)施還包括用于控制所述功率設(shè)施使得所述上游燃燒器和所述下游燃燒器中的一個以優(yōu)選化學(xué)計量比操作的裝置;其中,所述提取點的預(yù)定位置包括在所述再循環(huán)環(huán)路上的位置范圍,所述位置范圍被限定在所述上游燃燒器和所述下游燃燒器中能夠以所述優(yōu)選化學(xué)計量比操作的任何一個與沿下游方向位于所述上游和下游燃燒器中的另一個的后方處之間的位置范圍。在一方面,用于控制所述功率設(shè)施使得所述上游燃燒器和所述下游燃燒器中的一個能以所述優(yōu)選化學(xué)計量比操作的所述裝置包括計算機化控制單元,所述計算機化控制單元構(gòu)造成控制以下構(gòu)件的操作:用于可控地改變供應(yīng)至所述上游燃燒器的壓縮氧化劑量的裝置;用于可控地改變供應(yīng)至所述下游燃燒器的壓縮氧化劑量的裝置;用于可控地改變供應(yīng)至所述上游燃燒器的燃料量的裝置;以及用于可控地改變供應(yīng)至所述下游燃燒器的燃料量的裝置;并且其中,所述優(yōu)選化學(xué)計量比包括接近1的化學(xué)計量比。在一方面,所述優(yōu)選化學(xué)計量比包括在0.75與1.25之間的化學(xué)計量比。在一方面,所述優(yōu)選化學(xué)計量比包括在0.9與1.1之間的化學(xué)計量比。在一方面,所述優(yōu)選化學(xué)計量比包括在1.0與1.1之間的化學(xué)計量比。在一方面,所述上游燃燒器燃料供應(yīng)和所述下游燃燒器燃料供應(yīng)中的至少一個包括所述上游燃燒器燃料供應(yīng)而不是所述下游燃燒器燃料供應(yīng);并且其中,用于控制所述功率設(shè)施使得所述上游燃燒器和所述下游燃燒器中的一個以所述優(yōu)選化學(xué)計量比操作的所述裝置包括用于控制所述功率設(shè)施使得所述下游燃燒器以所述優(yōu)選化學(xué)計量比操作的裝置。在一方面,所述提取點的預(yù)定位置包括在所述再循環(huán)環(huán)路上的位置范圍,所述位置范圍被限定在所述下游燃燒器與沿下游方向位于所述上游燃燒器的后方處之間。在一方面,所述上游燃燒器構(gòu)造成結(jié)合來自所述氧化劑壓縮機的壓縮氧化劑與來自所述再循環(huán)壓縮機的壓縮排氣,并在其中燃燒來自所述上游燃燒器燃料供應(yīng)的所述燃料;并且所述下游燃燒器構(gòu)造成結(jié)合來自所述氧化劑壓縮機的壓縮氧化劑與來自所述高壓渦輪的排氣,并在其中燃燒過量燃料,所述過量燃料包含在從所述高壓渦輪接收的排氣中。在一方面,功率設(shè)施還包括用于測試所述工作流體以確定所述下游燃燒器是否以所述優(yōu)選化學(xué)計量比操作的裝置;其中,用于測試所述工作流體的裝置相對于所述提取點的預(yù)定位置位于所述再循環(huán)環(huán)路上。在一方面,用于測試所述工作流體的裝置包括用于檢測過量氧化劑的傳感器和用于檢測未消耗燃料的傳感器中的至少一個;并且其中,用于測試所述工作流體的裝置在所述再循環(huán)環(huán)路上的位置包括位置范圍,所述位置范圍被限定在所述提取點與沿上游方向位于所述下游燃燒器的后方處之間。在一方面,所述上游燃燒器燃料供應(yīng)和所述下游燃燒器燃料供應(yīng)中的至少一個包括所述下游燃燒器燃料供應(yīng)而不是所述上游燃燒器燃料供應(yīng);其中,用于控制所述功率設(shè)施使得所述上游燃燒器和所述下游燃燒器中的一個以所述優(yōu)選化學(xué)計量比操作的裝置包括用于控制所述功率設(shè)施使得所述上游燃燒器以所述優(yōu)選化學(xué)計量比操作的裝置;并且其中,所述提取點的預(yù)定位置包括在所述再循環(huán)環(huán)路上的位置范圍,所述位置范圍被限定在所述上游燃燒器與沿下游方向位于所述下游燃燒器后方處之間。在一方面,功率設(shè)施還包括用于測試所述工作流體以確定所述下游燃燒器是否以所述優(yōu)選化學(xué)計量比操作的裝置;其中,用于測試所述工作流體的裝置包括用于檢測過量氧化劑的傳感器;并且其中,用于測試所述工作流體的裝置在所述再循環(huán)環(huán)路上的位置包括位置范圍,所述位置范圍被限定在所述提取點與沿上游方向位于所述上游燃燒器后方處之間。在一方面,所述上游燃燒器燃料供應(yīng)和所述下游燃燒器燃料供應(yīng)中的至少一個包括所述上游燃燒器燃料供應(yīng)和所述下游燃燒器燃料供應(yīng)兩者;其中,用于控制所述功率設(shè)施使得所述上游燃燒器和所述下游燃燒器中的一個以所述優(yōu)選化學(xué)計量比操作的裝置包括用于控制所述功率設(shè)施使得所述下游燃燒器以所述優(yōu)選化學(xué)計量比操作的裝置。在一方面,所述提取點的預(yù)定位置包括在所述再循環(huán)環(huán)路上的位置范圍,所述位置范圍被限定在所述下游燃燒器與沿下游方向位于所述上游燃燒器后方處之間。在一方面,所述上游燃燒器構(gòu)造成結(jié)合來自所述氧化劑壓縮機的壓縮氧化劑與來自所述再循環(huán)壓縮機的壓縮排氣,并在其中燃燒來自所述上游燃燒器燃料供應(yīng)的燃料;并且所述下游燃燒器構(gòu)造成結(jié)合來自所述氧化劑壓縮機的壓縮氧化劑與來自所述高壓渦輪的排氣,并在其中燃燒來自所述下游燃燒器燃料供應(yīng)的燃料。在一方面,還包括用于測試所述工作流體以確定所述下游燃燒器是否以所述優(yōu)選化學(xué)計量比操作的裝置;其中,用于測試所述工作流體的裝置相對于所述提取點的預(yù)定位置位于所述再循環(huán)環(huán)路上。在一方面,用于測試所述工作流體的裝置包括用于檢測過量氧化劑的傳感器和用于檢測未消耗燃料的傳感器中的至少一個;并且其中,用于測試所述工作流體的裝置在所述再循環(huán)環(huán)路上的位置包括位置范圍,所述位置范圍被限定在所述提取點與沿上游方向位于所述下游燃燒器后方處之間。在一方面,所述上游燃燒器燃料供應(yīng)和所述下游燃燒器燃料供應(yīng)中的至少一個包括所述上游燃燒器燃料供應(yīng)和所述下游燃燒器燃料供應(yīng)兩者;并且其中,用于控制所述功率設(shè)施使得所述上游燃燒器和所述下游燃燒器中的一個以所述優(yōu)選化學(xué)計量比操作的裝置包括用于控制所述功率設(shè)施使得所述上游燃燒器以所述優(yōu)選化學(xué)計量比操作的裝置。在一方面,所述提取點的預(yù)定位置包括在所述再循環(huán)環(huán)路上的位置范圍,所述位置范圍被限定在所述上游燃燒器與沿下游方向位于所述下游燃燒器后方處之間。在一方面,所述上游燃燒器構(gòu)造成結(jié)合來自所述氧化劑壓縮機的壓縮氧化劑與來自所述再循環(huán)壓縮機的壓縮排氣,并在其中燃燒來自所述上游燃燒器燃料供應(yīng)的燃料;并且所述下游燃燒器構(gòu)造成結(jié)合來自所述氧化劑壓縮機的壓縮氧化劑與來自所述高壓渦輪的排氣,并在其中燃燒來自所述下游燃燒器燃料供應(yīng)的燃料。在一方面,還包括用于測試所述工作流體以確定所述上游燃燒器是否以所述優(yōu)選化學(xué)計量比操作的裝置;其中,用于測試所述工作流體的裝置相對于所述提取點的預(yù)定位置位于所述再循環(huán)環(huán)路上。在一方面,用于測試所述工作流體的裝置包括氧化劑傳感器和用于檢測未消耗燃料的傳感器中的至少一個;并且其中,用于測試所述工作流體的裝置在所述再循環(huán)環(huán)路上的位置包括位置范圍,所述位置范圍被限定在所述提取點與沿上游方向位于所述上游燃燒器后方處之間。在一方面,還包括構(gòu)造成測試所述再循環(huán)環(huán)路的工作流體的氧化劑傳感器,所述氧化劑傳感器設(shè)置在所述提取點與位于在所述再循環(huán)環(huán)路上沿上游方向所遇到的所述上游燃燒器和所述下游燃燒器中的第一個的后方處之間;還包括用于確定所述氧化劑含量是否超過預(yù)定閾值的裝置。在一方面,功率設(shè)施還包括:負載;和公共軸,其連接所述負載、所述氧化劑壓縮機、所述再循環(huán)壓縮機、所述高壓渦輪以及所述低壓渦輪,使得所述高壓渦輪和所述低壓渦輪驅(qū)動所述負載、所述氧化劑壓縮機以及所述再循環(huán)壓縮機。在一方面,所述負載包括發(fā)電機;在所述公共軸上,所述再循環(huán)壓縮機居于所述高壓渦輪與所述氧化劑壓縮機之間;以及在所述公共軸上,所述高壓渦輪居于所述低壓渦輪與所述再循環(huán)壓縮機之間。在一方面,功率設(shè)施還包括:發(fā)電機;和同心軸,其包括第一軸和第二軸;其中,所述第一軸連接至所述高壓渦輪,并且驅(qū)動所述發(fā)電機、所述氧化劑壓縮機以及所述再循環(huán)壓縮機中的至少一個;并且其中,所述第二軸連接至所述低壓渦輪,并且驅(qū)動所述發(fā)電機、所述氧化劑壓縮機以及所述再循環(huán)壓縮機中的至少一個。在一方面,提取所述工作流體的一部分的裝置包括提取閥,所述提取閥構(gòu)造成可控地改變被提取的工作流體量。在一方面,功率設(shè)施還包括再循環(huán)管道閥,所述再循環(huán)管道閥構(gòu)造成排出可控量的工作流體到大氣;其中,所述再循環(huán)管道閥包括在所述再循環(huán)管道上的位置。在回顧下文結(jié)合附圖對優(yōu)選實施例的詳細描述和所附權(quán)利要求后,本申請的這些和其它特征將變得顯而易見。附圖說明圖1是示出采用排氣再循環(huán)和再熱燃燒系統(tǒng)的功率設(shè)施的示例性構(gòu)型的示意圖;圖2是示出采用排氣再循環(huán)和再熱燃燒系統(tǒng)的功率設(shè)施的備選構(gòu)型的示意圖;圖3是示出采用排氣再循環(huán)和再熱燃燒系統(tǒng)的功率設(shè)施的備選構(gòu)型的示意圖;圖4是示出采用排氣再循環(huán)和再熱燃燒系統(tǒng)的功率設(shè)施的備選構(gòu)型的示意圖;圖5是示出采用排氣再循環(huán)和再熱燃燒系統(tǒng)的功率設(shè)施的備選構(gòu)型的示意圖;圖6是示出采用排氣再循環(huán)和再熱燃燒系統(tǒng)的功率設(shè)施的備選構(gòu)型的示意圖;圖7是示出與采用排氣再循環(huán)和再熱燃燒系統(tǒng)的功率設(shè)施相關(guān)的示例性操作方法的流程圖;圖8是示出采用排氣再循環(huán)和再熱燃燒系統(tǒng)的功率設(shè)施的備選構(gòu)型的示意圖;圖9是示出采用排氣再循環(huán)和再熱燃燒系統(tǒng)的功率設(shè)施的備選構(gòu)型的示意圖;圖10是示出采用排氣再循環(huán)和單個燃燒系統(tǒng)的備選功率設(shè)施的構(gòu)型的示意圖;圖11是示出采用排氣再循環(huán)和單個燃燒系統(tǒng)的功率設(shè)施的備選構(gòu)型的示意圖;圖12是示出采用排氣再循環(huán)和單個燃燒系統(tǒng)的功率設(shè)施的備選構(gòu)型的示意圖;以及圖13是示出采用排氣再循環(huán)和單個燃燒系統(tǒng)的功率設(shè)施的備選構(gòu)型的示意圖。部件列表8指定開始位置9功率設(shè)施10再循環(huán)環(huán)路11氧化劑壓縮機12再循環(huán)壓縮機14軸16增壓壓縮機18發(fā)電機20燃料供應(yīng)22上游燃燒器24下游燃燒器30高壓渦輪32低壓渦輪39熱回收蒸汽發(fā)生器40再循環(huán)管道41再循環(huán)通風孔44冷卻器46鼓風機51提取點52第一氧化劑管道54氧化劑閥(用于第一氧化劑管道52)56排氣閥58上游燃燒器燃料閥59下游燃燒器燃料閥61提取氣體閥62提取氣體供應(yīng)63渦輪旁通管道64用于檢測過量氧化劑的傳感器65控制單元67第二氧化劑管道68氧化劑閥(用于第二氧化劑管道67)70傳感器75第一提取點76第二提取點78上游燃燒器燃料供應(yīng)79下游燃燒器燃料供應(yīng)81第一氧化劑提取位置83第二氧化劑提取位置86結(jié)合點。具體實施方式現(xiàn)在參照附圖,其中在全部若干視圖中各種標號表示相似部件,圖1至圖13提供了根據(jù)本申請的構(gòu)型的示例性功率設(shè)施的示意圖。如下文將更詳細介紹的,這些功率設(shè)施包括給定排氣的再循環(huán)而實現(xiàn)性能優(yōu)點的新穎系統(tǒng)架構(gòu)和構(gòu)型和/或控制方法。除非另外闡明,否則如文中所用的術(shù)語“功率設(shè)施”并不意圖為排它性的,而是可指文中所述、圖中所示或要求保護的任何構(gòu)型。此類系統(tǒng)可包括兩個單獨的渦輪、排氣再循環(huán)、兩個燃燒系統(tǒng)和/或熱回收蒸汽發(fā)生器。如圖1中所示,功率設(shè)施9包括再循環(huán)環(huán)路10,其包括工作流體的再循環(huán)流。在本發(fā)明的某些實施例中,如圖1中所示,再循環(huán)環(huán)路10是來自渦輪的排氣憑其循環(huán)從而形成工作流體的再循環(huán)流的裝置。將理解,再循環(huán)環(huán)路10構(gòu)造成使得:位于其上的各構(gòu)件構(gòu)造成從相鄰上游構(gòu)件接受工作流體的輸出流并向相鄰下游構(gòu)件提供工作流體的輸入流。注意,將參照環(huán)路10上的指定“開始位置8”描述再循環(huán)環(huán)路10的若干構(gòu)件。將理解,開始位置8是任意的,并且系統(tǒng)的功能可以以另一方式或參照另一開始位置描述而無實質(zhì)影響。如圖所示,開始位置8位于軸向式壓縮機12的進氣口。如所構(gòu)造的,軸向式壓縮機12從渦輪接受再循環(huán)排氣流;因此,軸向式壓縮機12在文中稱為“再循環(huán)壓縮機12”。沿下游方向移動,再循環(huán)環(huán)路10包括與高壓渦輪30相關(guān)聯(lián)的上游燃燒器22和與低壓渦輪32相關(guān)聯(lián)的下游燃燒器24。將理解,用于描述這些構(gòu)件的術(shù)語目的是描述性的,使得功率設(shè)施9的高效描述是可能的。雖然術(shù)語并非意在過度限制,但將理解,“上游”和“下游”指定一般是指給定指定的開始位置8而工作流體流經(jīng)再循環(huán)環(huán)路10的方向。此外,“高壓”和“低壓”指定是指給定各渦輪在再循環(huán)環(huán)路10上的位置而各渦輪30、32中相對于其它渦輪的操作壓力水平。在低壓渦輪32的下游,再循環(huán)管道40將排氣導(dǎo)引至再循環(huán)壓縮機12的進氣口,該再循環(huán)壓縮機12由此使排氣從渦輪(或至少其一部分)再循環(huán)。若干其它構(gòu)件可位于再循環(huán)管道40上。將理解,這些構(gòu)件可用于以期望方式(即,以期望溫度、壓力、濕度等)將排氣輸送至再循環(huán)壓縮機12。如圖所示,在各種實施例中,在再循環(huán)管道40上可包括熱回收蒸汽發(fā)生器39、冷卻器44和鼓風機46。此外,再循環(huán)環(huán)路10可包括再循環(huán)通風孔41,其提供將一定量的排氣可控地從再循環(huán)管道40排出使得實現(xiàn)期望的流平衡的途徑。例如,將理解,在穩(wěn)態(tài)狀況下,一定量的排氣必須經(jīng)再循環(huán)通風孔41排出,該排氣量與分別經(jīng)由氧化劑壓縮機11和燃料供應(yīng)20進入再循環(huán)環(huán)路10的壓縮氧化劑和燃料的量大致相等。將理解,在噴射到再循環(huán)環(huán)路10中的氧化劑/燃料與從再循環(huán)環(huán)路10排出的排氣之間實現(xiàn)期望平衡可經(jīng)由記錄進入環(huán)路10的壓縮氧化劑和燃料的量和離開的排氣的量的傳感器及再循環(huán)環(huán)路10內(nèi)的溫度傳感器、閥傳感器、壓力傳感器以及其它常規(guī)裝置和系統(tǒng)來完成。功率設(shè)施9可包括氧化劑壓縮機11,與再循環(huán)壓縮機12不同,其未完全集成在再循環(huán)環(huán)路10中。如下所述,氧化劑壓縮機11可為軸向式壓縮機,其構(gòu)造成在再循環(huán)環(huán)路10內(nèi)的一個或多個位置處噴射壓縮空氣或其它氧化劑。在大多數(shù)應(yīng)用中,氧化劑壓縮機11將構(gòu)造成壓縮空氣。將理解,在其它實施例中,氧化劑壓縮機11可構(gòu)造成供應(yīng)可被加壓并噴射到燃燒系統(tǒng)中的任何類型的氧化劑。例如,氧化劑壓縮機11可包括摻有氧氣的空氣供應(yīng)。另一方面,再循環(huán)壓縮機12構(gòu)造成壓縮來自渦輪30、32的再循環(huán)排氣。在必要時,可提供增壓壓縮機16,以在氧化劑壓縮機11的排出物噴射到再循環(huán)環(huán)路10中之前增大該排出物的壓力,使得實現(xiàn)優(yōu)選的噴射壓力。這樣,壓縮氧化劑可被有效地輸送至一個或多個燃燒器。氧化劑壓縮機11和再循環(huán)壓縮機12可通過驅(qū)動兩者的單個或公共軸14機械地聯(lián)接。在公共軸14上還可包括發(fā)電機18,而高壓渦輪30和低壓渦輪32驅(qū)動公共軸14和附接至其的負載。將理解,本發(fā)明可用于具有與圖中所示的示例性公共軸構(gòu)型14不同的軸構(gòu)型的系統(tǒng)中。例如,可使用多個軸,每個軸可包括渦輪中的一個和負載元件中的一個或多個(即,壓縮機11、12中的一個或發(fā)電機18)。這種構(gòu)型可包括同心軸或其它。在示例性實施例中,功率設(shè)施9的燃燒系統(tǒng)如圖所示包括上游燃燒器22和其下游的下游燃燒器24。將理解,如以下更詳細說明的,上游燃燒器22和下游燃燒器24可包括任何類型的常規(guī)燃燒器、燃燒系統(tǒng)和/或再熱燃燒器,并且所選術(shù)語僅指在再循環(huán)環(huán)路10上的相對定位(給定指定起動位置8和流動方向)。通常,如圖1中所示和以下更詳細說明的,上游燃燒器22通過將燃料在單管(can)式燃燒器或其它類型的常規(guī)燃燒器中燃燒而產(chǎn)生的燃燒氣體噴射到再循環(huán)環(huán)路10中而操作。備選地,某些燃燒系統(tǒng)通過直接的燃料噴射而操作。在噴射后,所噴射的燃料在再循環(huán)環(huán)路10內(nèi)燃燒。這些方法中的任一種一般增加工作流體的溫度和動能,并且燃燒器類型中的任一種可用作上游燃燒器22或下游燃燒器24。燃料供應(yīng)20可向上游燃燒器22和下游燃燒器24供應(yīng)諸如天然氣的燃料。更具體而言,上游燃燒器22可構(gòu)造成接受來自氧化劑壓縮機11的壓縮氧化劑流和來自燃料供應(yīng)20的燃料。在該操作模式中,上游燃燒器22可包括一個或多個單管或燃燒室,燃料和氧化劑一起傳入其內(nèi)、混合并點燃,使得形成加壓燃燒氣體的高能流。上游燃燒器22然后可將燃燒氣體引導(dǎo)至高壓渦輪30中,此處氣體膨脹并提取功。下游燃燒器24可構(gòu)造成在高壓渦輪30下游的點處向工作流體添加能量/熱量。如圖1的實施例中所示,下游燃燒器24可剛好位于低壓渦輪32的上游。如上所述,下游燃燒器24之所以這樣稱呼是因為它在上游燃燒器22下游的點處向工作流體流添加熱量/能量。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的,可使用雙燃燒或再熱系統(tǒng)(例如上述的那些)來實現(xiàn)某些操作優(yōu)點。這些優(yōu)點尤其包括:1)燃料靈活性;2)改善的排放;3)較低的總點火溫度;4)較少的冷卻和密封要求;5)較長的部件壽命;以及6)由于較低的點火溫度而使用較廉價的材料。因此,改善如本發(fā)明所提供的包括再熱系統(tǒng)的功率設(shè)施的操作拓寬了再熱系統(tǒng)的潛在用途和這些系統(tǒng)通常提供的優(yōu)點的實現(xiàn)。如上所述,功率設(shè)施9還包括再循環(huán)管道40。再循環(huán)管道40大體形成來自渦輪的排氣憑其再循環(huán)的流動路徑,由此完成再循環(huán)環(huán)路10。更具體而言,再循環(huán)管道40在終止于再循環(huán)壓縮機12的進氣口處的路徑上引導(dǎo)來自低壓渦輪32的排氣。將理解,再循環(huán)管道40可使排氣沿如圖1中所示包括熱回收蒸汽發(fā)生器39、冷卻器44和鼓風機46的途徑循環(huán)通過若干構(gòu)件(注意,為了避免不必要的復(fù)雜性,熱回收蒸汽發(fā)生器39已在圖1中以簡化形式表示)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解,本發(fā)明的熱回收蒸汽發(fā)生器39可包括任何類型的系統(tǒng),其中來自一個或多個燃氣渦輪的燃燒排氣被用作蒸汽渦輪的鍋爐用的熱源。在熱回收蒸汽發(fā)生器39的下游,冷卻器44可定位成使得流經(jīng)再循環(huán)管道40的氣體流經(jīng)它。冷卻器44可包括足以用于此功能的直接接觸冷卻器或其它常規(guī)換熱器,并且可通過從排氣提取更多熱量而使得排氣以期望或優(yōu)選溫度進入再循環(huán)壓縮機12來操作。冷卻器44還可提供再循環(huán)氣體內(nèi)的濕度水平憑其被控制為優(yōu)選水平的裝置。即,冷卻器44可通過冷卻流而從該流提取水,這由此在氣體在進入冷卻器前被加熱至流的溫度后降低了再循環(huán)氣體的濕度水平。如圖1中所示,鼓風機46可位于冷卻器44的下游;然而,如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的,該次序可顛倒。鼓風機46可具有常規(guī)設(shè)計。鼓風機46可用于更高效地使排氣循環(huán)通過再循環(huán)管道40,使得氣體以期望方式輸送至再循環(huán)壓縮機12的進氣口。功率設(shè)施9可包括若干類型的管道、管件、閥、傳感器和憑其控制和維持功率設(shè)施9的操作的其它系統(tǒng)。將理解,文中所述的所有閥可被控制為影響行進通過管道的流體的量的各種設(shè)定。如已描述的,再循環(huán)管道40使來自渦輪30、32的排氣再循環(huán)到再循環(huán)壓縮機12的進氣口,由此為工作流體提供再循環(huán)流動路徑。此外,如圖1中所示,可提供第一氧化劑管道52,其將來自氧化劑壓縮機11的壓縮氧化劑引導(dǎo)至上游燃燒器22。第一氧化劑管道52可包括控制通過該管道的氧化劑的流的氧化劑閥54。第一氧化劑管道52還可包括增壓壓縮機16,其如以下更詳細所述可用于增大該管道內(nèi)壓縮氧化劑的壓力。第一氧化劑管道52還可包括通風閥56。通風閥56提供移動通過第一氧化劑管道52的壓縮氧化劑的一部分憑其被排出至大氣的裝置。如圖1中所示,本發(fā)明的某些實施例通過將來自氧化劑壓縮機11的壓縮氧化劑的流提供給上游燃燒器22但不提供給下游燃燒器24來操作。在其它實施例中,例如在圖2至圖5所示的實施例中,本發(fā)明通過將來自氧化劑壓縮機11的壓縮氧化劑的流提供給上游燃燒器22和下游燃燒器24來操作。在另外的其它實施例中,本發(fā)明通過將來自氧化劑壓縮機11的壓縮氧化劑的流提供給下游燃燒器22但不提供給上游燃燒器24來操作。當?shù)谝谎趸瘎┕艿?2上的氧化劑閥54完全關(guān)閉(即,被設(shè)定成使得不允許來自氧化劑壓縮機11的流通過其)時,這種類型的系統(tǒng)例如表示在圖2和圖4中。燃料供應(yīng)20可包括向上游燃燒器22和/或下游燃燒器24提供燃料的兩個供應(yīng)管道。如圖所示,燃料閥58控制被輸送至上游燃燒器22的燃料的量,而另一燃料閥59控制被輸送至下游燃燒器24的燃料的量。將理解,雖然圖中未示出,但輸送至上游燃燒器22和下游燃燒器24的燃料類型不必相同,并且,給定某一系統(tǒng)標準,不同燃料類型的使用可能是有利的。此外,如以下更詳細討論的,燃料閥58和燃料閥59可被控制成使得燃料被輸送至兩個燃燒器22、24中的僅僅一個。更具體而言,在某些實施例中,燃料閥58可被完全關(guān)閉,使得燃料不被輸送至上游燃燒器22。在這種情況下,如以下更詳細討論的,兩個燃燒器22、24均可依靠輸送至下游燃燒器24的燃料來操作。類似地,在某些實施例中,燃料閥59可完全關(guān)閉,使得燃料不被輸送至下游燃燒器22。在這種情況下,如以下更詳細討論的,兩個燃燒器22、24均可依靠輸送至上游燃燒器22的燃料來操作。將理解,文中描述為利用完全關(guān)閉的閥來操作的系統(tǒng)意圖涵蓋其中截止閥位于其上的管道完全被省略的系統(tǒng)構(gòu)型。提取點51包括從工作流體提取氣體的點。在優(yōu)選實施例中,提取點51位于再循環(huán)環(huán)路10上,使得可有效地提取二氧化碳(CO2)和/或氮氣(N2)。給定某些操作和系統(tǒng)控制模式,本發(fā)明的系統(tǒng)架構(gòu)允許這種提取發(fā)生在如圖1中所示位于高壓渦輪30和上游燃燒器22兩者的上游的位置。更具體而言,如圖所示,提取點51可位于剛好在上游燃燒器22中的燃燒反應(yīng)的上游的位置。提取點51可包括憑其將工作流體內(nèi)的一部分氣體分流到管道中并由此從再循環(huán)環(huán)路10移除的常規(guī)提取裝置??商峁┨崛怏w閥61,以控制被提取的工作流體的量。在提取氣體閥61的下游,該管道可將提取氣體供應(yīng)62輸送至一個或多個下游構(gòu)件(未示出)。在優(yōu)選實施例中,提取氣體供應(yīng)62可被引導(dǎo)至通過常規(guī)裝置使二氧化碳與氮氣分離的分離系統(tǒng)(未示出)。如上所述,在分離后,這些氣體可用于許多類型的工業(yè)應(yīng)用,諸如例如在食品和飲料行業(yè)中的應(yīng)用。從連接到提取點51上的管道分支,還可包括渦輪旁通管道63,其提供繞開各渦輪30、32的通道。提供渦輪旁通管道63用于起動情形,并且由于其不會實質(zhì)性地影響本發(fā)明的功能而將不進一步討論。在其它實施例中,提取點51可位于圖1的再循環(huán)環(huán)路10內(nèi)的不同位置。如以下更詳細所述(特別是關(guān)于圖5和圖6),本文提供的架構(gòu)和控制方法教導(dǎo)了可憑其使燃燒器22、24中的一個在化學(xué)計量點或優(yōu)選化學(xué)計量比處或它們附近操作的有效且起作用的裝置。即,功率設(shè)施9內(nèi)的燃料和氧化劑供應(yīng)可采用這樣的方式來控制:一旦氧化劑和燃料已在燃燒器22、24中的一個內(nèi)充分混合、點燃并燃燒,便產(chǎn)生不存在或基本不存在氧化劑和未消耗燃料的排氣。在此狀態(tài)下,排氣由高含量二氧化碳和氮氣組成,其可被經(jīng)濟地提取以用于其它應(yīng)用中。如上所述,“在化學(xué)計量點操作”或“化學(xué)計量點操作”是指在化學(xué)計量點處、其附近或其左右可接受或期望的范圍內(nèi)的操作。將理解,“化學(xué)計量點”也可指1的化學(xué)計量比,因為據(jù)說它包括1:1的燃料與氧化劑比例。還將理解,將大于1的比例描述為包含過量氧化劑,而將小于1的比例描述為包含過量燃料。將理解,根據(jù)具體功率設(shè)施的限制、提取的工作流體的期望特性以及其它標準,化學(xué)計量點操作可指在化學(xué)計量點或換言之1的化學(xué)計量比左右的范圍內(nèi)的化學(xué)計量操作。因此,在某些實施例中,“化學(xué)計量點操作”可指在被限定在0.75與1.25之間的化學(xué)計量比的范圍內(nèi)的操作。在更優(yōu)選的實施例中,“化學(xué)計量點操作”可指在被限定在0.9與1.1之間的化學(xué)計量比的范圍內(nèi)的操作。在其它更加優(yōu)選的實施例中,“化學(xué)計量點操作”可指基本在或很接近1的化學(xué)計量比的操作。最后,在其它優(yōu)選實施例中,“化學(xué)計量點操作”可指在被限定在大約1.0與1.1之間的化學(xué)計量比的范圍內(nèi)的操作。將理解,如果燃燒器22、24中的一個在化學(xué)計量點(即,1的化學(xué)計量比或者在上述預(yù)定范圍或另一期望范圍之一內(nèi))操作,則燃燒器下游的排氣基本不存在未消耗燃料和氧氣,并基本由可被經(jīng)濟地提取的二氧化碳和氮氣(和/或一些其它期望氣態(tài)特性)組成。因此,根據(jù)本發(fā)明的實施例,提取點51通??晌挥谠傺h(huán)環(huán)路10上的任何點,既在1)在化學(xué)計量點操作的任一燃燒器22、24的下游又在2)另一燃燒器22、24的上游。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解,如文中所用的“另一燃燒器的上游”是指燃燒器內(nèi)氧化劑和/或燃料實際進入再循環(huán)環(huán)路51的點的上游,且因此,“另一燃燒器的上游”可包括可被解釋為在“另一燃燒器”內(nèi)但也在氧化劑和/或燃料噴射到工作流體流中的位置的上游的區(qū)域,例如燃燒器頭端內(nèi)的某些區(qū)域。在如圖1的構(gòu)型中,假設(shè)下游燃燒器24的燃料輸入被控制為在(或基本在)化學(xué)計量點產(chǎn)生燃燒,提取點51可位于被限定在下游燃燒器24與沿下游方向位于上游燃燒器22后方處(proceeding)之間的范圍內(nèi)的任何點。在一個優(yōu)選實施例中,如圖1中所示,提取點可在再循環(huán)壓縮機12的排出口處位于該范圍內(nèi)。將理解,該位置提供高度加壓的提取氣體,其在某些下游應(yīng)用中可能有利。功率設(shè)施9還可包括測量操作參數(shù)、設(shè)定以及系統(tǒng)的構(gòu)件和各種管道內(nèi)的狀況的一個或多個傳感器70。一個這種傳感器可以是用于檢測過量氧化劑的傳感器64,諸如例如常規(guī)氧傳感器。用于檢測過量氧化劑的傳感器64可剛好位于提取點51的上游,并且可以以預(yù)定間隔測量流經(jīng)再循環(huán)環(huán)路10的排氣或工作流體的氧含量。這樣定位的用于檢測過量氧化劑的傳感器64也可定位成測試工作流體的氧化劑含量,這可提供與在用于檢測過量氧化劑的傳感器64的直接上游的燃燒器內(nèi)的化學(xué)計量比和/或工作流體的提取是否會產(chǎn)生適當?shù)夭淮嬖谘趸瘎┖臀聪娜剂系臍怏w供應(yīng)有關(guān)的信息。將理解,用于檢測過量氧化劑的傳感器64可位于再循環(huán)環(huán)路10上被限定在提取點51與位于沿上游方向所遇到第一燃燒器22、24后方處之間的范圍內(nèi)。將理解,給定提取點51的定位,在上游方向上遇到的第一燃燒器22、24是被控制在優(yōu)選化學(xué)計量比的燃燒器22、24。這樣,用于檢測過量氧化劑的傳感器64可用于確定當前希望從再循環(huán)環(huán)路10提取氣體的程度。如以下更詳細所述,該系統(tǒng)可包括測量可與系統(tǒng)的任何構(gòu)件有關(guān)的過程變量的基質(zhì)(host)的其它傳感器70。因此,附圖示出位于功率設(shè)施9周圍的示例性位置的多個傳感器70。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的,常規(guī)系統(tǒng)通常包括除了剛剛在若干圖中示出的那些的許多傳感器,并且此外,那些其它傳感器可位于系統(tǒng)內(nèi)不同于剛剛指出的那些的位置。將理解,這些傳感器70可將它們的讀數(shù)電子地傳達給控制單元65和/或按照控制單元65傳達給它們的指令來工作。可與用于檢測過量氧化劑的傳感器64一起或可互換使用的一個這種傳感器70是檢測排氣中有無未消耗燃料的傳感器。與用于檢測過量氧化劑的傳感器64結(jié)合,用于檢測未消耗燃料的傳感器70可提供可從其確定上游燃燒器22、24中的化學(xué)計量比的測量值以及當前提取工作流體的合適度。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解,可使用其它傳感器來收集與燃燒器內(nèi)發(fā)生的燃燒的化學(xué)計量特性有關(guān)的數(shù)據(jù)。例如,可使用CO傳感器和濕度傳感器。功率設(shè)施9還可包括根據(jù)文中所述的某些實施例工作的控制單元65。將理解,控制單元65可包括電子或計算機實現(xiàn)的裝置,其從傳感器和其它來源取得與設(shè)施操作參數(shù)、設(shè)定和狀態(tài)有關(guān)的數(shù)據(jù),并且按照算法、儲存數(shù)據(jù)、操作人員偏好等來控制功率設(shè)施9的各種機械和電氣系統(tǒng)的設(shè)定,使得實現(xiàn)期望的操作模式。例如,控制單元65可控制功率設(shè)施9,使得在燃燒器22、24之一中實現(xiàn)化學(xué)計量操作或在優(yōu)選化學(xué)計量比下的操作。將理解,該控制機制可通過平衡噴射到上游或下游燃燒器22、24中的燃料和氧化劑以及考慮在再循環(huán)工作流體內(nèi)行進的來自兩個燃燒器22、24中的另一個的任何過量氧化劑或未消耗燃料來實現(xiàn)該目標。一旦實現(xiàn)化學(xué)計量操作,控制單元65就可控制提取氣體閥61,使得提取以期望速率進行,并且持續(xù)期望的時間或者直到改變的狀態(tài)不再適合提取。可按照從控制單元65接收的可經(jīng)由有線或無線通信連接發(fā)送的電信號來控制管理工作流體的流、氣體提取、燃料消耗等的上述各種閥的設(shè)定。在使用中,根據(jù)示例性實施例的功率設(shè)施9可如下操作。氧化劑壓縮機11內(nèi)的葉片的旋轉(zhuǎn)壓縮經(jīng)由第一氧化劑管道52供應(yīng)給上游燃燒器22的氧化劑。在到達上游燃燒器22前,在一些實施例中可提供增壓壓縮機16。增壓壓縮機16可用于將由氧化劑壓縮機11供應(yīng)的氧化劑的壓力升高到對于噴射到上游燃燒器22中而言足夠或優(yōu)選的水平。這樣,壓縮氧化劑的流可在上游燃燒器22內(nèi)與從再循環(huán)壓縮機12供應(yīng)給燃燒器的壓縮排氣的流結(jié)合。將理解,成功地使兩股這樣的流在上游燃燒器22內(nèi)結(jié)合可采用若干方式完成,并且根據(jù)流如何導(dǎo)入上游燃燒器22內(nèi),各流的合適壓力水平可變化。本發(fā)明教導(dǎo)了可憑其控制壓力水平使得流可以以合適方式合并同時避免可避免的空氣動力學(xué)損失、回流和其它可能的性能問題的方法和系統(tǒng)構(gòu)型。因此,上游燃燒器22可構(gòu)造成將來自氧化劑壓縮機11的壓縮氧化劑流與來自再循環(huán)壓縮機12的壓縮排氣流合并并燃燒其中的燃料,從而產(chǎn)生高能、加壓的燃燒氣流。燃燒氣流然后被引導(dǎo)至高壓渦輪30內(nèi)的旋轉(zhuǎn)葉片的級上,這誘發(fā)繞軸14的旋轉(zhuǎn)。這樣,燃燒氣體的能量變換為旋轉(zhuǎn)軸14的機械能。如上所述,軸14可將高壓渦輪30聯(lián)接到氧化劑壓縮機11,使得軸14的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動氧化劑壓縮機11。軸14還可將高壓渦輪30聯(lián)接到再循環(huán)壓縮機12,使得軸14的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動再循環(huán)壓縮機12。軸14還可將高壓渦輪30聯(lián)接到發(fā)電機18,使得其也驅(qū)動發(fā)電機18。將理解,發(fā)電機18將旋轉(zhuǎn)軸的機械能轉(zhuǎn)化為電能。當然,可由高壓渦輪30驅(qū)動其它類型的負載。工作流體(即來自高壓渦輪30的排氣)然后被引導(dǎo)至低壓渦輪32。在到達低壓渦輪32之前,下游燃燒器24向流經(jīng)再循環(huán)環(huán)路10的工作流體添加熱量/能量,如上所述。在圖1的實施例中,下游燃燒器24構(gòu)造成燃燒來自高壓渦輪30的排氣內(nèi)的燃料。在備選實施例中,如在圖2至圖6中所示和下文更詳細討論的,下游燃燒器24可構(gòu)造成將來自氧化劑壓縮機的壓縮氧化劑流與來自高壓渦輪30的排氣流合并并燃燒其中的燃料,從而產(chǎn)生高能、加壓的燃燒氣流。工作流體然后被引導(dǎo)至低壓渦輪32內(nèi)的旋轉(zhuǎn)葉片的級上,這誘發(fā)繞軸14的旋轉(zhuǎn),由此將燃燒氣體的能量變換為旋轉(zhuǎn)軸14的機械能。與高壓渦輪30一樣,軸14可將低壓渦輪32聯(lián)接到氧化劑壓縮機11、再循環(huán)壓縮機12和/或發(fā)電機18。在某些實施例中,高壓渦輪30和低壓渦輪32可先后驅(qū)動這些負載。在其它實施例中,可使用同心軸,使得高壓渦輪30驅(qū)動同心軸中的一個上的負載的一部分,而低壓渦輪32驅(qū)動其它同心軸上的剩余負載。另外,在其它系統(tǒng)構(gòu)型中,高壓渦輪30和低壓渦輪32可驅(qū)動單獨的非同心軸(未示出)。從低壓渦輪32起,再循環(huán)管道40可形成完成本發(fā)明的再循環(huán)環(huán)路10的流動路徑。該流動路徑最終將來自渦輪30、32的排氣輸送至再循環(huán)壓縮機12的進氣口。作為該再循環(huán)管道40的一部分,排氣可由熱回收蒸汽發(fā)生器39使用。即,排氣可提供用于驅(qū)動蒸汽渦輪的鍋爐的熱源,該蒸汽渦輪接收來自熱回收蒸汽發(fā)生器39的蒸汽。在其下游,排氣可由冷卻器44進一步冷卻以及行進通過鼓風機46。冷卻器44可用于降低排氣的溫度,使得它們在期望的溫度范圍內(nèi)輸送至再循環(huán)壓縮機12的進氣口。鼓風機46可幫助使排氣循環(huán)通過再循環(huán)環(huán)路10。將理解,熱回收蒸汽發(fā)生器39、冷卻器44和鼓風機46可包括常規(guī)構(gòu)件并按照常規(guī)方法操作。關(guān)于控制單元65的操作,將理解,其可包括電子或計算機實現(xiàn)的裝置,該裝置取得與設(shè)施操作參數(shù)和狀態(tài)有關(guān)的數(shù)據(jù),并根據(jù)算法、儲存數(shù)據(jù)、操作人員偏好等來控制功率設(shè)施9的各種機械和電氣系統(tǒng)的設(shè)定,使得實現(xiàn)期望操作模式,例如,實現(xiàn)在或基本在化學(xué)計量點處操作??刂茊卧?5可包括指明功率設(shè)施9的機械和電氣系統(tǒng)應(yīng)如何操作的控制邏輯。更具體而言,并且根據(jù)本申請的某些實施例,控制單元65通常包括編程邏輯,其指明應(yīng)該如何監(jiān)測某些操作參數(shù)/儲存數(shù)據(jù)/操作人員偏好/等,以及給定來自監(jiān)測數(shù)據(jù)的某些輸入應(yīng)該如何操作諸如如上所述的功率設(shè)施9的各種機械和電氣系統(tǒng)??刂茊卧?5可響應(yīng)于控制邏輯的命令而自動控制各種系統(tǒng)和裝置的操作,并且在某些情形中,可在采取動作前要求操作人員輸入。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的,這種系統(tǒng)可包括監(jiān)測有關(guān)操作參數(shù)的多個傳感器、裝置和儀器,以上討論了其中一些。這些硬件裝置可向控制單元65傳輸數(shù)據(jù)和信息,以及由控制單元65控制和操縱。即,按照常規(guī)裝置和方法,控制單元65可從功率設(shè)施9的系統(tǒng)接收和/或獲取數(shù)據(jù),處理該數(shù)據(jù),查詢儲存的數(shù)據(jù),與功率設(shè)施9的操作人員通信,和/或按照一組指令或邏輯流程圖來控制系統(tǒng)的各種機械和電氣設(shè)備,如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)理解的,該組指令或邏輯流程圖可構(gòu)成由控制單元65操作的軟件程序的一部分,且其可包括與本發(fā)明的實施例有關(guān)的方面。簡言之,控制單元65可控制功率設(shè)施9的操作,使得其在化學(xué)計量點操作,并且在這樣操作的同時,提取基本不存在氧氣和未消耗燃料的燃燒排氣的供應(yīng)。以下關(guān)于圖7的討論涉及用于使文中所述的系統(tǒng)在化學(xué)計量點操作和期望排氣的提取的根據(jù)本發(fā)明的邏輯流程圖。將理解,這些邏輯流程圖可由控制單元用于此類目的。圖2至圖6提供了包括備選系統(tǒng)構(gòu)型的本發(fā)明的實施例。將理解,這些構(gòu)型呈現(xiàn)了用于將來自氧化劑壓縮機11的氧化劑噴射到再循環(huán)環(huán)路10中、向燃燒系統(tǒng)輸送燃料和可提取排氣的方式的備選策略。這些備選方案中的每一個提供了特定優(yōu)點,包括可實現(xiàn)并維持化學(xué)計量操作的方式。將理解,這些備選方案是示例性的,并且并不意圖提供可落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有可能的系統(tǒng)構(gòu)型的詳盡描述。此外,雖然圖2至圖6示出了燃料和氧化劑兩者均被輸送至上游燃燒器22和下游燃燒器24中的每一個,但將理解,以下描述的某些實施例可用于氧化劑被輸送至上游燃燒器22和下游燃燒器24中的僅一個的系統(tǒng)和/或燃料被輸送至上游燃燒器22和下游燃燒器24中的僅一個的系統(tǒng)中。任何這些系統(tǒng)的示例可經(jīng)由對將氧化劑和燃料輸送至燃燒器22、24的各種閥54、58、59、68的控制而構(gòu)成。圖2至圖4提供了包括第二氧化劑管道67和氧化劑閥68的實施例,其可一起用于向下游燃燒器24供應(yīng)受控的壓縮氧化劑量(其與第一氧化劑管道52相似源自氧化劑壓縮機11)。如在圖2和圖3中所示,第二氧化劑管道67可從第一氧化劑管道52分支,這意味著用于各氧化劑管道的壓縮氧化劑從來自氧化劑壓縮機11的相同供應(yīng)點抽吸。在圖2中,發(fā)生分支使得第二氧化劑管道與第一氧化劑管道52的連接發(fā)生在第一氧化劑管道52的氧化劑閥54和增壓壓縮機16的上游。在這種情況下,第二氧化劑管道67由此繞開增壓壓縮機16。這可用于在第一氧化劑管道52內(nèi)形成不同壓力水平的流,該第一氧化劑管道52將由于增壓壓縮機16而具有高于第二氧化劑管道67內(nèi)的壓力。由于第一氧化劑管道52向在再循環(huán)環(huán)路10上位于第二氧化劑管道67上游的點提供壓縮氧化劑,因而該構(gòu)型允許可憑其將各氧化劑管道中的壓力控制為適合在不同位置噴射的壓力水平的有效裝置。在圖3中,分支發(fā)生在第一氧化劑管道52的氧化劑閥54的下游。更具體而言,第二氧化劑管道52的分支發(fā)生在第一氧化劑管道52的氧化劑閥54(其可位于增壓壓縮機16的下游,如圖所示)與燃燒器22之間。如圖4中所示,第二氧化劑管道67也可獨立于第一氧化劑管道52。如圖所示,在此情形中,第二氧化劑管道67可從氧化劑壓縮機11內(nèi)的提取點延伸。用于第二氧化劑管道的提取點可位于第一氧化劑管道52引出其壓縮氧化劑流的位置上游的其中一個級上,其例如可位于壓縮機排出殼體中。更具體而言,該提取點可構(gòu)造成在氧化劑壓縮機11內(nèi)的中間級處滲出壓縮氧化劑。通過第一氧化劑管道52從壓縮機排出殼體或其附近抽吸,該布置引起通過第一氧化劑管道52的壓縮氧化劑流的比在第二氧化劑管道67中的更高壓力。還將理解,該構(gòu)型允許第一氧化劑管道52和第二氧化劑管道67具有不同的壓力水平而不需包括增壓壓縮機16。與前面一樣,壓差可能有用,因為壓縮氧化劑的壓力可與其在再循環(huán)環(huán)路10上所使用的位置的壓力匹配。圖5和圖6提供了給定兩個燃燒器22、24均從氧化劑壓縮機11接收壓縮氧化劑供應(yīng)的事實而用于定位提取點51的不同策略。將理解,將系統(tǒng)構(gòu)造成具有燃燒氧化劑/燃料的兩個點提供了用于產(chǎn)生在化學(xué)計量點操作(應(yīng)注意,如上所述,這是指在化學(xué)計量點左右或附近的期望范圍內(nèi)的操作)的新備選方案和因此可提取工作流體的不同位置(如圖5和圖6中提供的)。如上所述,本文提供的架構(gòu)和控制方法教導(dǎo)了可憑其使功率設(shè)施在化學(xué)計量點操作的有效和起作用的裝置。可采用這樣的方式來控制對功率設(shè)施9的燃料和氧化劑供應(yīng):一旦氧氣(來自所噴射的氧化劑)和燃料已充分混合、點燃并燃燒,便產(chǎn)生基本不存在氧氣和未消耗燃料的排氣。因此,按照本發(fā)明的實施例,提取點51可位于再循環(huán)環(huán)路10上具有源自化學(xué)計量點操作的排氣的任何點。如上文關(guān)于圖1的構(gòu)型所述,這通常意味著提取點可位于在再循環(huán)環(huán)路10上的任何位置,既在1)在化學(xué)計量點操作的燃燒器22、24的下游又在2)另一燃燒器22、24的上游。將理解,可在該范圍內(nèi)提供多于一個提取點,并且該布置在不同壓力水平對于多個提取氣體供應(yīng)而言有用的情況下可能有用。圖5示出具有位于高壓渦輪30的后端附近的提取點51的示例性構(gòu)型。將理解,該提取點51可證實上游燃燒器22在化學(xué)計量點操作時是有效的。給定上述原理并假設(shè)這種操作,可能的提取點51構(gòu)成被限定在上游燃燒器22與沿下游方向位于下游燃燒器24后方處之間的范圍。即,按照本發(fā)明的實施例,功率設(shè)施9可被控制成使得導(dǎo)入燃燒器22、24內(nèi)的氧化劑和燃料的組合作用以優(yōu)選化學(xué)計量比在上游燃燒器22內(nèi)產(chǎn)生燃燒,這由此在上游燃燒器22的下游形成其中可實現(xiàn)具有期望特性的工作流體的提取的位置范圍。圖6示出具有剛好位于熱回收蒸汽發(fā)生器39的上游的提取點51的示例性構(gòu)型。將理解,該提取點51可證實在下游燃燒器24在化學(xué)計量點操作時是有效的。給定上述原理并假設(shè)這種操作,可能的提取點51構(gòu)成被限定在下游燃燒器24與沿下游方向位于上游燃燒器22后方處之間的范圍。即,按照本發(fā)明的實施例,功率設(shè)施9可被控制成使得導(dǎo)入燃燒器22、24內(nèi)的氧化劑和燃料的組合作用以優(yōu)選化學(xué)計量比在下游燃燒器24內(nèi)產(chǎn)生燃燒,這由此在下游燃燒器24的下游形成其中可實現(xiàn)具有期望特性的工作流體的提取的位置范圍。圖7示出用于根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例操作功率設(shè)施9的方法的邏輯流程圖100。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的,邏輯流程圖100是示例性的,并且包括在所附權(quán)利要求中未包括的步驟。此外,上文關(guān)于系統(tǒng)的若干構(gòu)件所述的任何功能在必要或可能的情況下并入以下討論中,以幫助執(zhí)行指定步驟。邏輯流程圖100可由控制單元65實施和執(zhí)行。在一些實施例中,控制單元65可包括任何適當?shù)母吖β使虘B(tài)開關(guān)裝置??刂茊卧?5可為計算機;然而,這僅為在本申請范圍內(nèi)的適當高功率控制系統(tǒng)的示范。在某些實施例中,控制單元65可實施為諸如ASIC的單個專用集成電路,其具有用于總體、系統(tǒng)級控制的主或中央處理器部分,以及專用于在中央處理器部分的控制下執(zhí)行各種不同的規(guī)定組合、功能和其它處理的單獨部分。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解,該控制單元也可使用各種單獨的專用或可編程的集成或其它電子電路或裝置、例如包括分立元件電路或可編程邏輯裝置的硬連線電子或邏輯電路來實施。控制單元65還可使用合適編程的通用計算機、例如微處理器或微控制器或其它處理設(shè)備(例如CPU或MPU)單獨或與一個或多個周邊數(shù)據(jù)和信號處理設(shè)備結(jié)合地實施。一般而言,可使用有限狀態(tài)機能夠在其上實施邏輯流程圖100的任何裝置或類似裝置作為控制單元65。將理解,在一種可能的環(huán)境中,控制單元65可包括例如在GEIndustrial&PowerSystemsofSchenectady,N.Y.出版的Rowen,W.I.,“SPEEDTRONIC?MarkVGasTurbineControlSystem”,GE-3658D中描述的通用電氣SPEEDTRONIC?燃氣渦輪控制系統(tǒng)。控制單元65可以是計算機系統(tǒng),其具有執(zhí)行程序以使用傳感器輸入和來自操作人員的指令來控制燃氣渦輪的操作的(多個)處理器。由控制單元65執(zhí)行的程序可包括用于調(diào)節(jié)功率設(shè)施9的構(gòu)件的調(diào)度算法。由控制單元65所產(chǎn)生的命令可導(dǎo)致任何構(gòu)件內(nèi)的致動器例如調(diào)節(jié)在燃料供應(yīng)與燃燒器22、24之間調(diào)整燃料的流和類型的閥、在壓縮機11、12上的入口導(dǎo)葉、以及渦輪30、32上的其它控制設(shè)定。此外,控制單元65可部分基于儲存在控制單元65的計算機存儲器中的算法來調(diào)整功率設(shè)施9。這些算法例如可使控制單元65能夠?qū)⑴艢庵械呐欧潘骄S持在特定預(yù)定極限內(nèi),以將燃燒器點火溫度維持在預(yù)定溫度極限內(nèi),或?qū)⒘硪徊僮鲄?shù)維持在預(yù)定范圍內(nèi)?;氐綀D7,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解,一般而言,流程圖100示出反饋環(huán)路可如何構(gòu)成以提供用于控制一個燃燒器內(nèi)的化學(xué)計量和/或具有期望特性的排氣的提取水平的迭代過程的示例。將理解,這種過程的若干步驟可采用許多不同方式描述而不偏離文中闡述的過程的中心思想。文中所述的控制方法可經(jīng)由與諸如PID控制算法的控制算法結(jié)合使用的反饋環(huán)路來實施,但也可使用其它控制算法。邏輯流程圖100可開始于步驟102,其包括監(jiān)測和測量功率設(shè)施9的操作狀態(tài)和過程變量(其將一般稱為“過程變量”)。如文中所用的過程變量代表正被控制的系統(tǒng)或過程的當前狀態(tài)。在這種情況下,過程變量可包括可通過任何類型的傳感器測量的任何操作參數(shù)。更具體而言,在步驟102,控制單元65可按照任何上述方法或任何常規(guī)系統(tǒng)(目前的或?qū)黹_發(fā)的)接收、監(jiān)測和記錄與功率設(shè)施9的操作有關(guān)的數(shù)據(jù)。功率設(shè)施9和與其有關(guān)的若干構(gòu)件的操作可通過檢測系統(tǒng)和環(huán)境的各種狀態(tài)的若干傳感器70監(jiān)測。例如,以下過程變量中的一個或多個可通過傳感器70監(jiān)測:溫度傳感器可監(jiān)測設(shè)施9周圍的周圍溫度、壓縮機11、12的入口和出口溫度、排氣溫度和沿渦輪30的熱氣體路徑的其它溫度測量值,壓力傳感器可監(jiān)測周圍壓力、以及在壓縮機11、12的入口和出口處及渦輪30、32的排氣部和在氣流中的其它位置處的靜態(tài)和動態(tài)壓力水平。傳感器70還可測量在提取點51處的提取水平、通往各燃燒器22、24的燃料流、再循環(huán)排氣或工作流體內(nèi)的氣體組分(其可包括用于檢測過量氧化劑的傳感器64以及測量排氣內(nèi)的未消耗燃料或CO或其它氣體的水平的其它傳感器)、沿再循環(huán)管道10的再循環(huán)排氣的溫度和壓力,包括與熱回收蒸汽發(fā)生器39、冷卻器44和鼓風機46的操作相關(guān)的參數(shù)。傳感器70還可包括感測與功率設(shè)施9的操作有關(guān)的各種參數(shù)的流量傳感器、速度傳感器、火焰探測器傳感器、閥位置傳感器、導(dǎo)葉角度傳感器等,這些參數(shù)可包括通過第一氧化劑管道52和第二氧化劑管道67的氧化劑流動特性。將理解,該系統(tǒng)還可儲存和監(jiān)測包括與優(yōu)選或有效的操作模式有關(guān)的操作人員偏好的某些“指定設(shè)定點”。還將理解,過程變量和/或指定設(shè)定點的測量、監(jiān)測、儲存和/或記錄可連續(xù)地或以有規(guī)則的間隔進行,并且不論是否存在圖7中將步驟102與其它步驟連接的直線,在邏輯流程圖100的若干步驟中的任何步驟中可始終使用更新后的數(shù)據(jù)或當前數(shù)據(jù)。從步驟102,該過程可繼續(xù)至步驟104。在步驟104,該方法可確定構(gòu)造成以優(yōu)選化學(xué)計量比(其可包括合適的化學(xué)計量比的范圍)操作的燃燒器22、24中是否有任何一個實際上以優(yōu)選化學(xué)計量比操作。將理解,這可通過比較測得的過程變量、計算當前狀態(tài)和將當前狀態(tài)與指定設(shè)定點比較來完成。如果確定該操作模式正在進行,則該方法可前進至步驟106。如果確定該操作模式未正在進行,則該方法可前進至步驟114。將理解,可采用若干方式來實現(xiàn)關(guān)于有關(guān)燃燒器22、24是否正以優(yōu)選化學(xué)計量比操作的確定,并且一旦確定,使用一個或多個控制輸入的反饋環(huán)便可用于將系統(tǒng)控制在該優(yōu)選模式內(nèi)或使系統(tǒng)以這種方式操作。一種方法可以是檢測或測量從有關(guān)燃燒器排放的排氣的含量(content)。這可包括傳感器70,例如用于檢測過量氧化劑的傳感器64,其測量排氣中存在的氣體和/或其它有關(guān)特性。將理解,也可使用檢測排氣流內(nèi)未消耗燃料或CO或其它氣體的存在的傳感器70。測量通往一個燃燒器的輸入(即,氧化劑和燃料)的流動特性也可用于確定有關(guān)燃燒器內(nèi)的燃燒是否正以優(yōu)選化學(xué)計量比發(fā)生。在這種情況下,例如,可測量進入燃燒器的氧化劑流量,可測量進入燃燒器的燃料流量,并且給定這些輸入而作出關(guān)于其中燃燒的化學(xué)計量特性的確定。也可考慮其它有關(guān)的操作特性(例如溫度、壓力等)。備選地或與該計算相結(jié)合,可在燃燒器的下游或循環(huán)的工作流體流內(nèi)的其它點測量未消耗燃料或CO或其它氣體和/或氧氣。由此,可作出關(guān)于燃燒的化學(xué)計量平衡的計算,然后可將其與指定設(shè)定點或優(yōu)選化學(xué)計量比比較以確定其是否落入可接受的范圍內(nèi)。在步驟106,在已確定一個燃燒器正在期望化學(xué)計量范圍內(nèi)操作的情況下,邏輯流程圖100可確定提取點51處的當前提取水平。這可經(jīng)由檢查直接指示該流量水平或可用于計算被提取氣體的量的測定的過程變量來完成。該方法還可檢查當前提取水平是否滿足期望的提取水平或指定設(shè)定點。這可通過將實際提取水平(其可測量)與操作人員定義的設(shè)定點或偏好比較來完成。如果確定滿足期望提取水平,則該方法可循環(huán)回到步驟102,在此該過程重新開始。如果確定不滿足期望提取水平,則該方法可前進至步驟108。在步驟108,該方法確定一個或多個“控制輸入”,其可用于以實現(xiàn)期望提取水平或至少實現(xiàn)減小在實際提取水平與期望提取水平之間的差異的提取水平的方式來操縱系統(tǒng)構(gòu)件的功能。將理解,“控制輸入”是可借以控制或操縱功率設(shè)施9或其任何構(gòu)件的操作的許多方式中的一種。這些例如可包括通往燃燒器22、24的燃料流的水平、對通往燃燒器22、24的氧化劑流的控制、壓縮機11、12內(nèi)的入口導(dǎo)葉的角度等。然而,“變化量”是必須操縱控制輸入以帶來期望操作方式的程度。變化量例如可包括必須增大或減小流向燃燒器11、12的燃料流以帶來期望操作的程度。在某些實施例中,在步驟108特別相關(guān)的控制輸入之一是提取氣體閥61的設(shè)定。在這種情況下,變化量是需要操縱閥61的設(shè)定使得實現(xiàn)期望提取水平的程度。然后該方法可前進至步驟110。將理解,與PID控制器等結(jié)合的常規(guī)反饋控制機制可用于實現(xiàn)如文中規(guī)定的控制。因此,對一個或多個控制輸入的變化迭代過程可將系統(tǒng)帶向期望操作。在步驟110,在一些實施例中,該方法可在對控制輸入作出實際改變之前確定來自步驟108的各個可用控制輸入/變化量對設(shè)施操作的可能影響。將理解,這些類型的計算可經(jīng)由常規(guī)功率設(shè)施控制程序和建模軟件、例如文中提及的那些系統(tǒng)和方法以及與它們相似的其它系統(tǒng)和方法來實現(xiàn)。還將理解,這些計算可包含考慮可響應(yīng)于有關(guān)控制輸入的建議變化而作出的有效控制措施/對抗措施、經(jīng)濟考慮、功率設(shè)施的磨損和斷裂、操作人員偏好、設(shè)備操作邊界等的迭代過程。然后該方法可前進至步驟112。在步驟112,過程100可確定來自上一步驟的可用控制輸入/變化量中的哪一個最有利或優(yōu)選。該確定在很大程度上可基于在步驟110中計算的對系統(tǒng)操作的影響。然后,不論認為哪個控制輸入/變化量最有利,該方法都可確定是否應(yīng)該基于滿足提取需求的相關(guān)效益是否比與執(zhí)行該變化量相關(guān)的成本重要來執(zhí)行建議的控制輸入/變化量。將理解,在該確定中可包括經(jīng)濟考慮和操作人員偏好?;谠撚嬎?,然后該方法可執(zhí)行或不執(zhí)行建議的控制輸入/變化量。該方法然后可返回步驟102,并且開始憑其實現(xiàn)優(yōu)選提取水平的迭代過程。如上所述,如果在步驟104確定有關(guān)燃燒器未在化學(xué)計量點操作,則該方法可前進至步驟114。在步驟114,該方法可確定可用于在有關(guān)燃燒器內(nèi)實現(xiàn)化學(xué)計量點操作的一個或多個控制輸入/變化量。與以前一樣,控制輸入包括可改變、操縱或控制功率設(shè)施9的操作的方式,并且變化量是必須操縱控制輸入以實現(xiàn)期望操作模式的程度。該方法然后可前進至步驟116。在步驟116,該方法可確定來自步驟114的各個可用控制輸入/變化量對設(shè)備操作的可能影響。將理解,這些類型的計算可通過常規(guī)功率設(shè)施控制程序和建模軟件、例如文中提及的那些系統(tǒng)和方法以及與它們相似的其它系統(tǒng)和方法來實現(xiàn)。還將理解,這些計算可包含考慮可響應(yīng)于有關(guān)控制輸入的建議變化而作出的有效控制措施/對抗措施、經(jīng)濟考慮、功率設(shè)施的磨損和斷裂、操作人員偏好、設(shè)備操作邊界等的迭代過程。該方法然后可前進至步驟118。設(shè)備操作邊界可包括必須服從以便實現(xiàn)高效操作和/或避免對系統(tǒng)的不當磨損和斷裂或更嚴重損壞的任何規(guī)定限制。例如,操作邊界可包括渦輪30、32或燃燒器構(gòu)件內(nèi)的最大允許溫度。將理解,超過這些溫度可能導(dǎo)致?lián)p壞渦輪構(gòu)件或?qū)е略黾拥呐欧潘?。另一操作邊界包括跨氧化劑壓縮機11和再循環(huán)壓縮機12中的每一個的最大壓縮機壓力比率。超過該限制可導(dǎo)致單元喘振,這可導(dǎo)致對構(gòu)件的嚴重損壞。此外,渦輪可具有最大馬赫數(shù),其指示在渦輪的出口處的燃燒氣體的最大流率。超過該最大流率可損壞渦輪構(gòu)件。給定功率設(shè)施9內(nèi)的燃燒器的可能構(gòu)型,通過各壓縮機11、12在燃燒器22、24輸送的流的相對壓力可以是另一操作邊界。即,根據(jù)燃燒器22、24的構(gòu)型和流結(jié)合的方式,由氧化劑壓縮機11輸送的壓縮氧化劑的壓力必須在由再循環(huán)壓縮機12供應(yīng)的壓縮氧化劑的壓力的特定范圍內(nèi),以避免動態(tài)損失、回流和其它可能的問題。在步驟118,該方法可確定來自上一步驟的可用控制輸入/變化量中的哪一個最有利或優(yōu)選。該確定在很大程度上可基于在步驟116中計算出的對系統(tǒng)操作的影響以及控制輸入/變化量能夠朝預(yù)期操作模式操縱功率設(shè)施系統(tǒng)的程度。然后,不論認為哪一個控制輸入/變化量最有利,該方法可基于實現(xiàn)化學(xué)計量點操作的相關(guān)效益(其可包括能夠提取工作流體的效益)是否比與執(zhí)行該變化量相關(guān)的成本重要來確定是否應(yīng)該執(zhí)行建議的控制輸入/變化量。將理解,在該確定中可包括經(jīng)濟考慮和操作人員偏好?;谠撚嬎悖摲椒ㄈ缓罂蓤?zhí)行或不執(zhí)行建議的控制輸入/變化量。該方法然后可返回步驟104,以及憑其最終實現(xiàn)或確定由于某種操作制約而不可能在燃燒器之一內(nèi)的化學(xué)計量點操作的迭代過程。將理解,存在影響燃燒器22、24中的化學(xué)計量比的許多可能的控制輸入/變化量。在優(yōu)選實施例中,一個這樣的控制輸入包括可控地改變輸送至燃燒器22、24的壓縮氧化劑量。將理解,可控地改變壓縮氧化劑的供應(yīng)可對燃燒器22、24內(nèi)的化學(xué)計量比產(chǎn)生重大影響。例如,如果傳感器指示給定對燃燒器的燃料供應(yīng),需要更多壓縮氧化劑(即,更多氧氣)來實現(xiàn)化學(xué)計量燃燒,則可通過操縱氧化劑壓縮機11的入口導(dǎo)葉和/或改變在氧化劑54、68上的閥設(shè)定使得更多壓縮氧化劑能夠行進通過與燃燒器相關(guān)的氧化劑管道52、67來增加壓縮氧化劑的供應(yīng)。另一方面,改變?nèi)剂瞎?yīng)是可用于實現(xiàn)以優(yōu)選化學(xué)計量比操作的另一控制輸入。在這種情況下,例如,傳感器70可指示,給定輸送至燃燒器的壓縮氧化劑量,需要更多燃料來實現(xiàn)化學(xué)計量點操作??赏ㄟ^操縱燃料閥58、59中的一個或兩個來增大輸送至一個或兩個燃燒器22、24的燃料量。此外,將理解,可通過改變與另一燃燒器直接相關(guān)的設(shè)定而在一個燃燒器中控制化學(xué)計量點燃燒。這是因為,一個燃燒器內(nèi)改變的設(shè)定可在再循環(huán)環(huán)路10中形成過量氧化劑或未消耗燃料,其最終被攝入另一燃燒器內(nèi),由此影響在其中的燃燒化學(xué)計量比。在一種示例性控制模式中,輸入功率設(shè)施9中的燃料/氧化劑可被設(shè)定成使得本應(yīng)在化學(xué)計量點操作的不論哪一個燃燒器22、24都存在過量氧化劑(即,大于1的化學(xué)計量比)。然后,該控制過程可在通過測量有關(guān)過程變量來監(jiān)測其中的化學(xué)計量比的同時在有關(guān)燃燒器22、24內(nèi)以小的增量減少過量氧化劑(要么通過增大流向燃燒器的燃料流量,要么通過減少氧化劑供應(yīng))。在某些實施例中,這可繼續(xù)到化學(xué)計量比在優(yōu)選范圍內(nèi)同時仍略高于1(即,仍具有過量氧化劑)為止。這可通過在監(jiān)測其中的化學(xué)計量狀態(tài)的同時對特定燃燒器22、24緩慢增大氧化劑流、減小燃料流或兩者來實施。其也可通過對另一燃燒器22、24緩慢增大氧化劑流、減小燃料流或兩者使得過量燃料或氧化劑變成工作流體的一部分并被攝入有關(guān)燃燒器中來完成。圖8和圖9提供了根據(jù)本申請的示例性功率設(shè)施的備選構(gòu)型的示意圖。如圖所示,這些功率設(shè)施也與上述功率設(shè)施相似采用排氣再循環(huán)和再熱燃燒系統(tǒng)。然而,圖8和圖9的功率設(shè)施提供了位于再循環(huán)環(huán)路上的雙提取位置。將理解,雖然上文提供的對構(gòu)件、系統(tǒng)構(gòu)型和控制方法的描述可適用于圖8和圖9的功率設(shè)施(并且一部分以下描述的功能可適用于上述構(gòu)件、系統(tǒng)構(gòu)型和控制方法),但雙提取位置提供了能夠?qū)崿F(xiàn)增強功能的新穎應(yīng)用,該增強功能可被有益地用于某些操作狀態(tài)下。與前面一樣,功率設(shè)施9可包括工作流體圍繞其再循環(huán)的再循環(huán)環(huán)路10。再循環(huán)環(huán)路10可包括多個構(gòu)件,其構(gòu)造成從相鄰上游構(gòu)件接受工作流體的輸出流并向相鄰下游構(gòu)件提供工作流體的輸入流。再循環(huán)環(huán)路10的構(gòu)件可包括:再循環(huán)壓縮機12;上游燃燒器22,其位于再循環(huán)壓縮機12的下游;高壓渦輪30,其位于上游燃燒器22下游;下游燃燒器24,其位于高壓渦輪30下游;低壓渦輪32,位于下游燃燒器24下游;以及再循環(huán)管道40,其構(gòu)造成通過將工作流體的輸出流從低壓渦輪32引導(dǎo)至再循環(huán)壓縮機12來完成環(huán)路。如上文關(guān)于在若干附圖中提供的其它示例性功率設(shè)施9的更詳細所述,圖8和圖9的功率設(shè)施9還可包括控制并向上游燃燒器和下游燃燒器中的每一個輸送一定量壓縮氧化劑的系統(tǒng)和構(gòu)件。如上文關(guān)于其它示例性功率設(shè)施9所述,圖8和圖9的功率設(shè)施9還可包括控制供應(yīng)給上游燃燒器22和下游燃燒器24中的每一個的燃料量的系統(tǒng)和構(gòu)件。如圖所示,功率設(shè)施9還可包括從第一提取點75提取從上游燃燒器22排出的工作流體的系統(tǒng)和構(gòu)件,以及從第二提取點76提取從下游燃燒器24排出的工作流體的系統(tǒng)和構(gòu)件。如圖8和圖9中所示以及上文進一步描述,功率設(shè)施9可包括用于控制操作使得上游燃燒器22和下游燃燒器24中的每一個以優(yōu)選化學(xué)計量比定期操作的系統(tǒng)和構(gòu)件,以及用于基于上游燃燒器22和下游燃燒器24中的哪一個以優(yōu)選化學(xué)計量比操作而選擇性地從第一提取點75和第二提取點76提取工作流體的裝置。在某些實施例中,第一提取點75可包括用于控制在該位置提取的氣體的量的第一可控提取氣體閥61。第一提取點75可構(gòu)造在上游燃燒器22與沿下游方向位于下游燃燒器24后方處之間的再循環(huán)環(huán)路10上。如在圖8和圖9中所示,用于第一提取點75的一個示例性位置是高壓渦輪30的后端。第一可控提取氣體閥61可控制為至少兩種設(shè)定:防止提取工作流體的關(guān)閉設(shè)定和允許提取工作流體的打開設(shè)定。類似地,第二提取點76可包括用于控制在該位置提取的氣體的量的第二可控提取氣體閥61。第二提取點76可構(gòu)造在下游燃燒器24與沿下游方向位于上游燃燒器22后方處之間的再循環(huán)環(huán)路10上。如圖8中所示,第二提取點76的一個示例性位置是低壓渦輪32的后端。如圖9中所示,用于第二提取點76的另一示例性位置位于冷卻器44與鼓風機46之間的再循環(huán)管道40上。根據(jù)提取氣體的要求特性,其它位置是可能的。第二可控提取氣體閥61可控制為至少兩種設(shè)定:防止提取工作流體的關(guān)閉設(shè)定和允許提取工作流體的打開設(shè)定。在某些實施例中,用于控制供應(yīng)給上游燃燒器22的壓縮氧化劑量的系統(tǒng)和構(gòu)件可包括氧化劑壓縮機11、構(gòu)造成將源自氧化劑壓縮機11的壓縮氧化劑引導(dǎo)至上游燃燒器22的第一氧化劑管道52、以及構(gòu)造在第一氧化劑管道52上的第一可控氧化劑閥54,該第一可控氧化劑閥54可控制為至少三種設(shè)定:防止向上游燃燒器22輸送壓縮氧化劑的關(guān)閉設(shè)定和允許向上游燃燒器22輸送不同的壓縮氧化劑量的兩種打開設(shè)定。在某些實施例中,用于控制供應(yīng)給下游燃燒器24的壓縮氧化劑量的系統(tǒng)和構(gòu)件可包括氧化劑壓縮機11、構(gòu)造成將源自氧化劑壓縮機11的壓縮氧化劑引導(dǎo)至下游燃燒器24的第二氧化劑管道67、以及構(gòu)造在第二氧化劑管道67上的第二可控氧化劑閥68,該第二可控氧化劑閥68可控制為至少三種設(shè)定:防止向下游燃燒器24輸送壓縮氧化劑的關(guān)閉設(shè)定和允許向下游燃燒器24輸送不同壓縮氧化劑量的兩種打開設(shè)定。在某些實施例中,可包括增壓壓縮機16,其構(gòu)造在第一氧化劑管道52和第二氧化劑管道67中的至少一個上(其中一個示例在圖6中示出)。增壓壓縮機16可構(gòu)造成增大流經(jīng)第一氧化劑管道52和第二氧化劑管道67中的至少一個的壓縮氧化劑的壓力,使得供應(yīng)給上游燃燒器22和下游燃燒器24中的至少一個的壓縮氧化劑量包括對應(yīng)于上游燃燒器22和下游燃燒器24中不論哪一個的優(yōu)選噴射壓力的壓力水平。在某些實施例中,在上游端,第一氧化劑管道52可包括第一氧化劑提取位置81,在該位置從氧化劑壓縮機11提取壓縮氧化劑。在上游端,第二氧化劑管道67可包括第二氧化劑提取位置83,在該位置從氧化劑壓縮機11提取壓縮氧化劑。在氧化劑壓縮機11內(nèi),第一氧化劑提取位置81可包括相對于第二氧化劑提取位置83的下游位置。第一氧化劑提取位置81可包括氧化劑壓縮機11內(nèi)對應(yīng)于上游燃燒器22處的優(yōu)選噴射壓力的預(yù)定位置。第二氧化劑提取位置83可包括氧化劑壓縮機11內(nèi)對應(yīng)于下游燃燒器24處的優(yōu)選噴射壓力的預(yù)定位置。在某些實施例中,用于控制供應(yīng)給上游燃燒器22的燃料量的系統(tǒng)和構(gòu)件可包括上游燃燒器燃料供應(yīng)78,其可包括可控上游燃燒器燃料閥或第一可控燃料閥58。第一可控燃料閥58可控制為至少三種設(shè)定:防止向上游燃燒器22輸送燃料的關(guān)閉設(shè)定和允許向上游燃燒器22輸送不同燃料量的兩種打開設(shè)定。用于控制供應(yīng)給下游燃燒器24的燃料量的系統(tǒng)和構(gòu)件可包括下游燃燒器燃料供應(yīng)79,其可包括可控的下游燃燒器燃料閥或第二可控燃料閥59。第二可控燃料閥59可控制為至少三種設(shè)定:防止向下游燃燒器24輸送燃料的關(guān)閉設(shè)定和允許向下游燃燒器24輸送不同燃料量的兩種打開設(shè)定。在某些實施例中,如圖8中所示,上游燃燒器燃料供應(yīng)78和下游燃燒器燃料供應(yīng)79可具有公共源和因此相同燃料類型。在其它實施例中,如圖9中所示,上游燃燒器燃料供應(yīng)78和下游燃燒器燃料供應(yīng)79可具有不同源且可供應(yīng)不同燃料類型。如上文更詳細所述,圖8和圖9的功率設(shè)施9可包括用于控制功率設(shè)施9使得上游燃燒器22和下游燃燒器24中的每一個以優(yōu)選化學(xué)計量比定期操作的系統(tǒng)和構(gòu)件。在某些實施例中,包括構(gòu)造成控制第一和第二可控氧化劑閥54以及第一和第二可控燃料閥58、59的設(shè)定的計算機化控制單元65。如上文更詳細所述地,在某些實施例中,圖8和圖9的功率設(shè)施9可包括用于確定上游燃燒器22和下游燃燒器24在其下操作的當前化學(xué)計量比的系統(tǒng)和構(gòu)件。在某些示例性實施例中,用于確定上游燃燒器22和下游燃燒器24在其下操作的當前化學(xué)計量比的系統(tǒng)和構(gòu)件包括:用于測量供應(yīng)給上游燃燒器22和下游燃燒器24的壓縮氧化劑量的系統(tǒng)和構(gòu)件以及用于測量供應(yīng)給上游燃燒器22和下游燃燒器24的燃料量的系統(tǒng)和構(gòu)件;以及用于基于供應(yīng)給各燃燒器的測得的壓縮氧化劑量和測得的燃料量來計算上游燃燒器22和下游燃燒器24中的每一個在其下操作的當前化學(xué)計量比的系統(tǒng)和構(gòu)件。在某些示例性實施例中,用于確定上游燃燒器22和下游燃燒器24在其下操作的化學(xué)計量比的系統(tǒng)和構(gòu)件包括:用于測試從上游燃燒器22排出的工作流體的第一測試構(gòu)件;以及用于測試從下游燃燒器24排出的工作流體的第二測試構(gòu)件。第一測試構(gòu)件和第二測試構(gòu)件各自可包括用于檢測過量氧化劑的傳感器和用于檢測未消耗燃料的傳感器中的一個。還可使用一個或多個CO傳感器和一個或多個濕度傳感器,如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的。第一測試位置可包括再循環(huán)環(huán)路10上的位置范圍內(nèi)的位置。該位置范圍可被限定在第一提取點75與沿上游方向位于上游燃燒器22后方處之間。第二測試位置可包括在再循環(huán)環(huán)路10上的位置范圍內(nèi)的位置。該位置范圍可被限定在第二提取點76與沿上游方向位于下游燃燒器24后方處之間。在某些實施例中,用于基于上游燃燒器22和下游燃燒器24中的哪一個正以優(yōu)選化學(xué)計量比操作而選擇性地從第一提取點75和第二提取點76提取的系統(tǒng)和構(gòu)件包括計算機化控制單元65。在一個優(yōu)選實施例中,控制單元65構(gòu)造成:在上游燃燒器22以優(yōu)選化學(xué)計量比操作期間從第一提取點75提取工作流體;以及在下游燃燒器24以優(yōu)選化學(xué)計量比操作期間從第二提取點76提取工作流體。如文中提供的,圖8和圖9的功率設(shè)施可根據(jù)新穎的控制方法來操作。在某些實施例中,這些方法可包括以下步驟:使工作流體的至少一部分再循環(huán)通過再循環(huán)環(huán)路10;控制供應(yīng)給上游燃燒器22和下游燃燒器24中的每一個的壓縮氧化劑量;控制供應(yīng)給上游燃燒器22和下游燃燒器24中的每一個的燃料量;控制功率設(shè)施9,使得上游燃燒器22和下游燃燒器24中的每一個以優(yōu)選化學(xué)計量比定期操作;以及,基于上游燃燒器22和下游燃燒器24中的哪一個以優(yōu)選化學(xué)計量比操作,選擇性地從與上游燃燒器22相關(guān)的第一提取點75和與下游燃燒器24相關(guān)的第二提取點76提取工作流體。選擇性地從第一提取點75和第二提取點76提取工作流體的步驟可包括:選擇僅在上游燃燒器22以優(yōu)選化學(xué)計量比操作期間從第一提取點75提取工作流體,以及選擇僅在下游燃燒器24以優(yōu)選化學(xué)計量比操作期間從第二提取點76提取工作流體。在一個優(yōu)選實施例中,例如,上游燃燒器22可在低負載操作期間以優(yōu)選化學(xué)計量比操作,并且下游燃燒器24可在全部(full)操作期間以優(yōu)選化學(xué)計量比操作。選擇性地從第一提取點75和第二提取點76提取工作流體的步驟可包括控制第一可控提取氣體閥61和第二可控提取氣體閥61的設(shè)定。控制供應(yīng)給上游燃燒器22和下游燃燒器24中的每一個的壓縮氧化劑量的步驟可包括操縱第一可控氧化劑閥54和第二可控氧化劑閥68的設(shè)定。控制供應(yīng)給上游燃燒器22和下游燃燒器24中的每一個的燃料量的步驟可包括操縱第一可控燃料閥58和第二可控燃料閥59的設(shè)定的步驟。控制功率設(shè)施9使得上游燃燒器22和下游燃燒器24中的每一個以優(yōu)選化學(xué)計量比定期操作的步驟可包括使用構(gòu)造成控制第一和第二可控氧化劑閥54以及第一可控燃料閥58和第二可控燃料閥59的設(shè)定的計算機化控制單元65。優(yōu)選化學(xué)計量比可包括接近1的化學(xué)計量比,但文中所述的其它范圍也是可能的。在某些實施例中,該方法可包括以下步驟:測量功率設(shè)施9的多個過程變量;為功率設(shè)施9確定輸出要求;基于測得的過程變量和輸出要求,為功率設(shè)施9確定期望操作模式;確定優(yōu)選化學(xué)計量燃燒器,優(yōu)選化學(xué)計量燃燒器包括上游燃燒器22和下游燃燒器24中對于給定功率設(shè)施9的期望操作模式和所選標準以優(yōu)選化學(xué)計量比操作而言優(yōu)選的任何一個;以及控制功率設(shè)施9,使得該優(yōu)選化學(xué)計量燃燒器以優(yōu)選化學(xué)計量比操作。將理解,構(gòu)造成具有雙燃燒系統(tǒng)的功率設(shè)施可選擇成在減弱(turndown)操作模式期間關(guān)閉燃燒系統(tǒng)中的一個,由此更有效地滿足較低輸出要求。因此,在某些實施例中,期望操作模式包括減弱操作模式,在該操作模式期間上游燃燒器22和下游燃燒器24中的僅一個操作。在這種情況下,優(yōu)選化學(xué)計量燃燒器可包括上游燃燒器22和下游燃燒器24中在減弱操作模式期間操作的任何一個。在某些實施例中,上游燃燒器22是在減弱操作模式期間操作的燃燒器。用于確定優(yōu)選化學(xué)計量燃燒器的所選標準可為若干標準中的任何標準。在某些優(yōu)選實施例中,所選標準涉及功率設(shè)施9的效率水平。這樣,優(yōu)選化學(xué)計量燃燒器是當以化學(xué)計量比操作時提升效率的燃燒器。所選標準還可涉及經(jīng)濟考慮,即優(yōu)選化學(xué)計量燃燒器是提升功率設(shè)施9的收益的燃燒器。在某些實施例中,本申請的方法還可包括以下步驟:確定優(yōu)選化學(xué)計量燃燒器在其下操作的當前化學(xué)計量比;確定當前化學(xué)計量比是否等于優(yōu)選化學(xué)計量比;以及,如果確定當前化學(xué)計量比等于優(yōu)選化學(xué)計量比,則從與優(yōu)選化學(xué)計量燃燒器相關(guān)的提取點提取工作流體。在某些實施例中,這可包括以下步驟:測量被供應(yīng)給上游燃燒器22和下游燃燒器24的壓縮氧化劑量;測量被供應(yīng)給上游燃燒器22和下游燃燒器24的燃料量;并且基于測得的供應(yīng)給上游燃燒器22和下游燃燒器24的壓縮氧化劑量和測得的供應(yīng)給上游燃燒器22和下游燃燒器24的燃料量來計算優(yōu)選化學(xué)計量燃燒器在其下操作的當前化學(xué)計量比。在某些實施例中,確定優(yōu)選化學(xué)計量燃燒器在其下操作的當前化學(xué)計量比的步驟包括以下步驟:如果上游燃燒器22可包括優(yōu)選化學(xué)計量燃燒器,則測試從上游燃燒器22排出的工作流體;并且如果下游燃燒器24可包括優(yōu)選化學(xué)計量燃燒器,則測試從下游燃燒器24排出的工作流體??赏ㄟ^用于檢測過量氧化劑的傳感器和用于檢測未消耗燃料的傳感器中的一個在第一測試位置測試從上游燃燒器22排出的工作流體。第一測試位置可包括再循環(huán)環(huán)路上在第一提取點75與沿上游方向位于上游燃燒器22后方處之間限定的位置范圍內(nèi)的位置??赏ㄟ^用于檢測過量氧化劑的傳感器和用于檢測未消耗燃料的傳感器中的一個在第二測試位置測試從下游燃燒器24排出的工作流體。第二測試位置可包括在再循環(huán)環(huán)路上在第二提取點76與沿上游方向位于下游燃燒器24后方處之間限定的位置范圍內(nèi)的位置。這樣,可測試提取前的排氣狀態(tài)以確認期望特征。在某些實施例中,控制功率設(shè)施9使得優(yōu)選化學(xué)計量燃燒器以優(yōu)選化學(xué)計量比操作的步驟包括操作反饋環(huán)路控制機制的步驟,該反饋環(huán)路控制機制包括基于測得的多個過程變量來操縱功率設(shè)施9的控制輸入。上文更詳細地討論了操作反饋環(huán)路控制機制的方法。在某些情況下,將理解,測量多個過程變量的步驟可包括:測量供應(yīng)給優(yōu)選化學(xué)計量燃燒器的壓縮氧化劑量和燃料量;以及基于測得的供應(yīng)給該優(yōu)選化學(xué)計量燃燒器的壓縮氧化劑量和燃料量,計算在優(yōu)選化學(xué)計量燃燒器中的當前化學(xué)計量比。在某些實施例中,控制輸入可包括用于第一可控氧化劑閥54和第二可控氧化劑閥68中對應(yīng)于優(yōu)選化學(xué)計量燃燒器的任何一個以及第一可控燃料閥58和第二可控燃料閥59中對應(yīng)于優(yōu)選化學(xué)計量燃燒器的任何一個的設(shè)定。在某些實施例中,測量多個過程變量的步驟可包括測量供應(yīng)給上游燃燒器22和下游燃燒器24中的每一個的壓縮氧化劑量和壓縮燃料量。計算優(yōu)選化學(xué)計量燃燒器中的當前化學(xué)計量比的步驟可包括在上游燃燒器22和下游燃燒器24中的每一個中使測得的氧氣量與測得的燃料量平衡,以確定優(yōu)選化學(xué)計量燃燒器是否從上游燃燒器22和下游燃燒器24中不是優(yōu)選化學(xué)計量燃燒器的任何一個攝入工作流體中存在的過量燃料或過量氧化劑。在某些實施例中,測量多個過程變量的步驟可包括在再循環(huán)環(huán)路上既在優(yōu)選化學(xué)計量燃燒器的下游又在上游燃燒器22和下游燃燒器24中不是優(yōu)選化學(xué)計量燃燒器的任何一個的上游的位置測試工作流體含量??刂戚斎肟砂ü?yīng)給上游燃燒器22的燃料量、供應(yīng)給下游燃燒器24的燃料量、供應(yīng)給上游燃燒器22的壓縮氧化劑量以及供應(yīng)給下游燃燒器24的壓縮氧化劑量中的至少一個。測試工作流體含量的步驟可包括測量工作流體的氧化劑含量和未消耗燃料含量中的至少一個,該步驟還可包括基于工作流體含量的測試來計算優(yōu)選化學(xué)計量燃燒器中的當前化學(xué)計量比的步驟。在某些示例性實施例中,本申請的方法包括控制功率設(shè)施9使得上游燃燒器22和下游燃燒器24兩者在相同時間段期間以優(yōu)選化學(xué)計量比定期操作。在這種情況下,選擇性地從第一提取點75和第二提取點76提取工作流體可包括當兩個燃燒器22、24以優(yōu)選化學(xué)計量比操作時從第一提取點75和第二提取點76兩者提取工作流體。如在圖8和圖9中所示,兩股提取氣流可在結(jié)合點86處結(jié)合。即,本申請的方法可包括結(jié)合從第一提取點75提取的工作流體和從第二提取點76提取的工作流體的步驟。該方法還可包括可控地結(jié)合兩股提取的工作流體流使得結(jié)合的提取工作流體流包括期望特性的步驟。將理解,這可通過控制在每個提取點75、76包括的可控提取氣體閥61的設(shè)定來完成。根據(jù)為其提取提取氣體的下游應(yīng)用,有益的是具有在不同壓力水平或溫度下提供提取氣體的能力。這可通過以期望或受控的量混合從在再循環(huán)環(huán)路10上的不同點提取的氣體來實現(xiàn)。如圖9中所示,第一提取點75從相對高溫和高壓的區(qū)域提取氣體,而第二提取點76從相對低溫和低壓的區(qū)域提取氣體。將理解,通過以受控方式混合兩股流,可實現(xiàn)在由不同提取位置限定的特性范圍內(nèi)期望的提取氣體特性?,F(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖10至圖13,提供了示出采用排氣再循環(huán)和單個燃燒系統(tǒng)的備選功率設(shè)施的構(gòu)型的示意圖。將理解,這些圖的功率設(shè)施9包括許多與上述功率設(shè)施相同的構(gòu)件,并且這些構(gòu)件可以以與在本申請中其它地方所述基本相同的方式采用。如上所述,與本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解為不局限于具體構(gòu)型的任何功率設(shè)施有關(guān)的任何描述可適用于所有構(gòu)型,尤其是在此類備選方案可能在權(quán)利要求或?qū)ζ渥龀龅娜魏涡抻喼忻枋鰰r。在某些實施例中,功率設(shè)施9構(gòu)造成包括工作流體繞其再循環(huán)的再循環(huán)環(huán)路10。如上所述,再循環(huán)環(huán)路10可包括構(gòu)造成從相鄰上游構(gòu)件接受工作流體的輸出流并向相鄰下游構(gòu)件提供工作流體的輸入流的多個構(gòu)件。在這種情況下,再循環(huán)環(huán)路10包括:再循環(huán)壓縮機12;燃燒器22,其位于再循環(huán)壓縮機12的下游;渦輪30,其位于燃燒器22的下游;以及再循環(huán)管道40,其構(gòu)造成將來自渦輪30的工作流體的輸出流引導(dǎo)至再循環(huán)壓縮機12。功率設(shè)施9構(gòu)造成具有單個燃燒系統(tǒng)。因此,再循環(huán)環(huán)路10可構(gòu)造成在除與燃燒器22有關(guān)的輸入以外的所有位置防止燃燒氣體的輸入。如圖所示,功率設(shè)施9還可包括位于再循環(huán)環(huán)路10上的第一提取點75和第二提取點76。來自渦輪30的工作流體的輸出流包括排氣,其經(jīng)由再循環(huán)管道40被引導(dǎo)至再循環(huán)壓縮機12。再循環(huán)壓縮機12構(gòu)造成壓縮排氣,使得來自再循環(huán)壓縮機12的工作流體的輸出流包括壓縮排氣。第一提取點75可包括可控制為至少兩種設(shè)定的可控提取閥61:防止提取工作流體的關(guān)閉設(shè)定和允許提取工作流體的打開設(shè)定。第二提取點76可包括可控制為至少兩種設(shè)定的可控提取閥61:防止提取工作流體的關(guān)閉設(shè)定和允許提取工作流體的打開設(shè)定。功率設(shè)施9可被操作或控制成使得燃燒器22至少以優(yōu)選化學(xué)計量比定期操作。優(yōu)選化學(xué)計量比可與上述那些比率相似。為了實現(xiàn)這種操作,可控制供應(yīng)給燃燒器22的壓縮氧化劑量和燃料量。壓縮氧化劑量可由氧化劑壓縮機11、構(gòu)造成將源自氧化劑壓縮機11的壓縮氧化劑引導(dǎo)至壓縮機22的氧化劑管道52以及構(gòu)造在氧化劑管道上的可控氧化劑閥54控制,該可控氧化劑閥54可控制為允許向燃燒器22輸送不同壓縮氧化劑量的至少兩種打開設(shè)定。燃料量可由具有允許向燃燒器22輸送不同燃料量的至少兩種打開設(shè)定的可控燃料閥58控制。將理解,功率設(shè)施9可經(jīng)由構(gòu)造成控制可控氧化劑閥54和可控燃料閥58的設(shè)定的計算機化控制單元65控制成使得燃燒器22至少以優(yōu)選化學(xué)計量比定期操作,并且可包括用于確定燃燒器22在其下操作的當前化學(xué)計量比的系統(tǒng)、上文詳細說明的各種系統(tǒng)(不論當前化學(xué)計量比是否等于優(yōu)選化學(xué)計量比)、以及實現(xiàn)期望操作模式的控制反饋環(huán)路機構(gòu)。如下文更詳細所述地,計算機化控制單元65可構(gòu)造成基于在燃燒器22中的當前化學(xué)計量比是否被確定為等于優(yōu)選化學(xué)計量比以及提取的工作流體的預(yù)期下游用途而選擇性地從第一提取點75和第二提取點76中的至少一個提取工作流體。在某些實施例中,功率設(shè)施9包括再循環(huán)管道40,其構(gòu)造成收集來自渦輪30的排氣并將排氣引導(dǎo)至再循環(huán)壓縮機12的進氣口。再循環(huán)管道40還可包括包括鍋爐的熱回收蒸汽發(fā)生器,熱回收蒸汽發(fā)生器構(gòu)造成使得來自渦輪30的排氣包括用于鍋爐的熱源。再循環(huán)管道40可包括位于其上的冷卻裝置44和鼓風機46。冷卻裝置44可構(gòu)造成可控地從流經(jīng)再循環(huán)管道40的排氣去除熱量,使得在再循環(huán)壓縮機12的進氣口實現(xiàn)更理想的溫度。鼓風機46可構(gòu)造成可控地使流經(jīng)再循環(huán)管道40的排氣循環(huán),使得在再循環(huán)壓縮機12的進氣口實現(xiàn)更理想的壓力。功率設(shè)施9可在提取點75、76包括用于確定工作流體的特性性質(zhì)的儀器、傳感器和系統(tǒng)。這些可包括特性的直接測量或基于其它測得過程變量的計算。該特性可包括工作流體的任何性質(zhì),例如壓力和溫度。如上所述,提取的工作流體在某些工業(yè)和其它應(yīng)用中具有經(jīng)濟價值。將理解,如果可根據(jù)計劃應(yīng)用以期望特性、例如在期望壓力或溫度下有效地輸送提取的工作流體,則其價值提高。在某些實施例中,用于確定在第一提取點75和第二提取點76處的工作流體的特性的裝置可包括壓力傳感器和/或溫度傳感器。計算機化控制單元65可構(gòu)造成基于要在各提取點75、76確定的工作流體的特性而選擇性地唯一地或僅從第一提取點75、僅從第二提取點76或從第一提取點75和第二提取點76兩者提取工作流體。計算機化控制單元65可經(jīng)由控制第一和第二可控提取閥61的設(shè)定來做到這一點。計算機化控制單元65可構(gòu)造成確定用于工作流體的特性的優(yōu)選值。這可經(jīng)由確定用于提取工作流體的預(yù)期下游應(yīng)用來實現(xiàn),該確定可經(jīng)由查詢操作人員輸入的值或以其它方式來完成。給定預(yù)期下游應(yīng)用,系統(tǒng)然后可基于哪些將是優(yōu)選值來確定用于工作流體的特性的優(yōu)選值。提取點75、76可包括各種位置。雖然在圖10至圖13中提供了與提取點構(gòu)型有關(guān)的少數(shù)優(yōu)選實施例,但將理解,其它實施例是可能的。如在圖10中所示,第一提取點75可具有在再循環(huán)壓縮機12內(nèi)的位置,并且第二提取點76可具有在渦輪30內(nèi)的位置。如圖11中所示,第一提取點75可具有在再循環(huán)壓縮機12內(nèi)的位置,并且第二提取點76可具有在再循環(huán)管道40內(nèi)的位置。如在圖12中所示,第一提取點75可具有在再循環(huán)壓縮機12內(nèi)的第一位置,并且第二提取點76可具有在再循環(huán)壓縮機12內(nèi)的第二位置。如圖13中所示,第一提取點75可具有在渦輪30內(nèi)的第一位置,并且第二提取點76可具有在渦輪30內(nèi)的第二位置。這些構(gòu)型的優(yōu)點在下文中更詳細地討論。本申請還描述了控制包括上文關(guān)于圖10至圖13討論的構(gòu)型的功率設(shè)施的方法。一般而言,這些方法可包括以下步驟:使工作流體的至少一部分經(jīng)再循環(huán)環(huán)路再循環(huán);控制功率設(shè)施,使得燃燒器22至少以優(yōu)選化學(xué)計量比定期操作;以及,在燃燒器22以優(yōu)選化學(xué)計量比操作的時間期間從位于再循環(huán)環(huán)路10上的第一提取點75和第二提取點76中的至少一個提取工作流體??刂乒β试O(shè)施使得燃燒器22以優(yōu)選化學(xué)計量比定期操作的步驟可包括控制供應(yīng)給燃燒器22的壓縮氧化劑量和燃料量的步驟。該方法還可包括以下步驟:確定第一提取點75處的工作流體的特性;確定第二提取點76處的工作流體的特性;以及,基于在第一提取點75和第二提取點76處的工作流體的特性,選擇性地僅從第一提取點75、僅從第二提取點76或從第一提取點75和第二提取點76兩者提取工作流體?;谙掠螒?yīng)用,該方法可確定用于工作流體的特性的優(yōu)選值,其還可用于選擇性地從提取點75、76提取工作流體。這種類型的操作方法可引起同時從第一提取點75和第二提取點76兩者提取工作流體。在這種情況下,該方法可以可控地混合從兩個提取點75、76提取的工作流體流,以便形成具有與該特性的優(yōu)選值一致的特性的結(jié)合提取工作流體流。如上所述,用于工作流體的特性的優(yōu)選值可基于預(yù)期下游應(yīng)用。計算機化控制單元65可構(gòu)造成控制文中所述的各種閥和其它構(gòu)件的設(shè)定,使得實現(xiàn)期望的操作模式。在某些實施例中,選擇性地僅從第一提取點75、僅從第二提取點76或從第一提取點75和第二提取點76兩者提取工作流體的步驟包括以下步驟:當在第一提取點75處的工作流體的特性相對于該特性的優(yōu)選值在預(yù)定范圍內(nèi)時,僅從第一提取點75提??;當?shù)诙崛↑c76處的工作流體的特性在相對于該特性的優(yōu)選值的預(yù)定范圍內(nèi)時,僅從第二提取點76提取;當該特性的優(yōu)選值在介于第一提取點75處的工作流體的特性與第二提取點76處的工作流體的特性之間的預(yù)定范圍內(nèi)時,從第一提取點75和第二提取點76兩者提取。這樣,該方法在可這樣實現(xiàn)期望特性時可采用僅一個提取點,或者在給定下游應(yīng)用可采用混合以在更理想狀態(tài)下輸送提取氣體時從兩個提取點提取。在某些實施例中,這些步驟可包括以下步驟:當?shù)谝惶崛↑c75處的工作流體的特性大致等于該特性的優(yōu)選值時,從第一提取點75提??;當?shù)诙崛↑c76處的工作流體的特性大致等于該特性的優(yōu)選值時,從第二提取點76提??;以及當該特性的優(yōu)選值落入在第一提取點75處的工作流體的特性與第二提取點76處的工作流體的特性之間時,從第一提取點75和第二提取點76兩者提取。當該方法操作以從兩個提取點75、76提取工作流體時,可采用如上所述的混合步驟來形成更理想的結(jié)合流。在某些實施例中,這可通過以下方式來實現(xiàn):控制第一可控提取閥61的設(shè)定,使得從第一提取點75提取第一預(yù)定量的工作流體;控制第二可控提取閥61的設(shè)定,使得從第二提取點76提取第二預(yù)定量的工作流體;以及使第一預(yù)定量的工作流體在結(jié)合匯合處與第二預(yù)定量的工作流體結(jié)合,使得形成結(jié)合的提取工作流體流。將理解,給定第一提取點75和第二提取點76處的工作流體的特性,從第一提取點75提取的第一預(yù)定量的工作流體和從第二提取點76提取的第二預(yù)定量的工作流體可包括預(yù)定量的工作流體,其一旦混合便產(chǎn)生具有該特性的優(yōu)選值的結(jié)合的提取工作流體流。如上所述,該特性可以是壓力和溫度中的一個,但其它特性也是可能的??深A(yù)先確定提取點位置,以在輸送具有期望特性的提取流時提供期望的操作、效率和靈活性。一般而言,第一提取點75可具有在再循環(huán)環(huán)路10內(nèi)的預(yù)定的第一位置,并且第二提取點76可具有在再循環(huán)環(huán)路10內(nèi)的預(yù)定的第二位置。在一個優(yōu)選實施例中,再循環(huán)環(huán)路10內(nèi)的第一預(yù)定位置和再循環(huán)環(huán)路10內(nèi)的第二預(yù)定位置被選擇成使得各處的工作流體包括不相似的第一特性和相似的第二特性。在這種情況下,可混合從第一提取點75和第二提取點76提取的工作流體以實現(xiàn)第一特性的寬水平范圍,而混合對得到的第二特性的影響較小,該第二特性將保持在提取流的相似第二特性的水平周圍。在其它情形中,可將再循環(huán)環(huán)路10內(nèi)的第一預(yù)定位置和再循環(huán)環(huán)路10內(nèi)的第二預(yù)定位置選擇成使得各處的工作流體包括不相似的第一特性和不相似的第二特性。此時,可混合從第一提取點75和第二提取點76提取的工作流體,以實現(xiàn)寬范圍的第一特性值和寬范圍的第二特性值。參照圖10,將理解,可將用于第一提取點75的在再循環(huán)壓縮機12內(nèi)的位置和用于第二提取點76的在渦輪30內(nèi)的位置選擇成使得不相似的第一特性是壓力且相似的第二特性是溫度。參照圖11,將理解,可將用于第一提取點75的在再循環(huán)壓縮機12內(nèi)的位置和用于第二提取點76的在再循環(huán)管道40內(nèi)的位置選擇成使得不相似的第一特性是壓力且相似的第二特性是溫度??筛淖冇糜诘诙崛↑c76的位置以產(chǎn)生其它結(jié)果,例如產(chǎn)生不相似的溫度特性。另一可能的構(gòu)型包括將第一提取點75定位在渦輪30中且將第二提取點76定位在再循環(huán)管道40中,使得在兩個提取位置實現(xiàn)不相似的壓力和不相似的溫度特性。將理解,這種類型的布置可在提取流的混合中提供更大的靈活性,以實現(xiàn)各壓力和溫度特性的寬范圍值。在另一實施例中,如圖12中所示,第一提取點75可具有在再循環(huán)壓縮機12內(nèi)的第一預(yù)定位置,可將該第一預(yù)定位置選擇成在用于功率設(shè)施9的預(yù)期第一操作模式期間提供用于提取工作流體的期望壓力或溫度水平。第二提取點76可具有在再循環(huán)壓縮機12內(nèi)的第二預(yù)定位置,可將該第二預(yù)定位置選擇成在用于功率設(shè)施9的預(yù)期第二操作模式期間提供用于提取工作流體的期望壓力或溫度水平。將理解,該構(gòu)型提供了以一致的壓力或溫度水平、即期望壓力或溫度水平提取工作流體的靈活性,而不管功率設(shè)施9是以第一操作模式或第二操作模式操作。在一優(yōu)選實施例中,這些模式與基本負載操作模式和減弱操作模式一致。將理解,該構(gòu)型還提供了在功率設(shè)施9的操作模式保持不變的那些時間期間以不同的壓力或溫度水平提取的有利備選方案。在另一實施例中,如在圖13中所示,第一提取點75可具有在渦輪30內(nèi)的第一預(yù)定位置,可將該第一預(yù)定位置選擇成在用于功率設(shè)施9的預(yù)期第一操作模式期間提供用于提取工作流體的期望壓力或溫度水平。第二提取點76可具有在渦輪30內(nèi)的第二預(yù)定位置,可將該第二預(yù)定位置選擇成在用于功率設(shè)施9的預(yù)期第二操作模式期間提供提取工作流體的期望壓力或溫度水平。在這種情況下,將理解,該構(gòu)型提供了以一致的壓力或溫度水平、即期望壓力或溫度水平提取工作流體的靈活性,而不管功率設(shè)施9是以第一操作模式或第二操作模式操作。在優(yōu)選實施例中,這些模式與基本負載操作模式和減弱操作模式一致。將理解,該構(gòu)型還提供了在功率設(shè)施9的操作模式保持不變的那些時間期間以不同的壓力或溫度水平提取的有利備選方案。根據(jù)以上對本發(fā)明的優(yōu)選實施例的描述,本領(lǐng)域技術(shù)人員將想到改進、變更和修改。本領(lǐng)域技術(shù)內(nèi)的此類改進、變更和修改意圖由所附權(quán)利要求涵蓋。此外,應(yīng)當顯而易見的是,前文僅涉及本申請的已描述的實施例,并且可在文中作出許多變更和修改而不偏離由所附權(quán)利要求及其等同物限定的本申請的精神和范圍。
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