本發(fā)明涉及對(duì)燃?xì)鉁u輪機(jī)的燃燒器進(jìn)行操作使其從液體燃料操作轉(zhuǎn)換到氣體燃料操作的方法。

背景技術(shù)：
燃?xì)鉁u輪機(jī)包括一個(gè)或多個(gè)燃燒器，所述燃燒器接收空氣和燃料并且將其燃燒以生成熱燃燒氣體。例如，燃?xì)鉁u輪機(jī)可以包括周向圍繞旋轉(zhuǎn)軸放置的多個(gè)燃燒室。可以將液體燃料或氣體燃料噴射到燃燒器中。在燃?xì)鉁u輪機(jī)采用液體燃料進(jìn)行操作并且需要轉(zhuǎn)換到氣體燃料操作的情況下，首先將液體燃料流關(guān)閉或者停止，并且隨后通過(guò)液體燃料噴嘴輸送凈化流體。所述凈化流體從液體燃料噴嘴中移除所有殘留的液體燃料。在足夠高的流動(dòng)速率或者壓力下，在關(guān)閉液體燃料流以及通過(guò)液體燃料噴嘴輸送凈化空氣之間可能存在一定延遲。在延遲期間火焰穩(wěn)定在液體燃料噴嘴上的情況下，所引起的壓力梯度可能會(huì)將熱的燃燒產(chǎn)物輸送到液體燃料噴嘴，進(jìn)而會(huì)引起損壞。在一些類型的燃燒系統(tǒng)中，例如，干式低NOx燃燒系統(tǒng)，燃燒器可能只會(huì)在相對(duì)較低負(fù)載下從液體燃料操作轉(zhuǎn)換到氣體燃料操作。雖然仍然可以執(zhí)行液體燃料與氣體燃料之間的轉(zhuǎn)換，但是首先需要對(duì)燃?xì)鉁u輪機(jī)進(jìn)行卸載，使其降到較低的負(fù)載。在聯(lián)合循環(huán)電力設(shè)備中，對(duì)燃?xì)鉁u輪機(jī)進(jìn)行卸載，使其到較低的負(fù)載可能還需要使蒸汽渦輪機(jī)離線。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種對(duì)燃燒器進(jìn)行操作的方法。所述燃燒器具有中央噴嘴以及圍繞中央噴嘴的多個(gè)外周噴嘴。所述方法包括在指定的總能量輸入下，僅將液體燃料提供到多個(gè)外周噴嘴。所述方法包括減少供應(yīng)到多個(gè)外周噴嘴的液體燃料，同時(shí)增加供應(yīng)到中央噴嘴以及多個(gè)外周噴嘴的氣體燃料，以基本上保持指定的總能量輸入。所述方法包括使液體燃料到多個(gè)外周噴嘴的供應(yīng)終止，同時(shí)基本上保持指定的總能量輸入。所述方法包括將燃料-空氣比超過(guò)一定閾值的氣體燃料供應(yīng)到中央噴嘴，從而使得中央噴嘴火焰穩(wěn)定/錨定。所述方法包括將燃料-空氣比低于所述閾值的氣體燃料供應(yīng)到多個(gè)外周噴嘴，從而使得多個(gè)外周噴嘴火焰升高（lifted）。所述方法包括供應(yīng)凈化流到多個(gè)外周噴嘴。通過(guò)以下結(jié)合附圖進(jìn)行的說(shuō)明可以更加清楚地了解這些和其他優(yōu)點(diǎn)以及特征。附圖說(shuō)明本專利申請(qǐng)文件中的權(quán)利要求書詳細(xì)指出并明確主張了本發(fā)明。通過(guò)以下結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)說(shuō)明可以清楚地了解本發(fā)明的上述和其他特征以及優(yōu)點(diǎn)，在附圖中：圖1為具有燃燒器的示例性燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)的示意圖；圖2為操作模式期間的圖1所示的燃燒器的端蓋的說(shuō)明；圖3為另一操作模式期間的圖1所示的燃燒器的端蓋的說(shuō)明；圖4為又一操作模式期間的圖1所示的燃燒器的端蓋的說(shuō)明；以及圖5為說(shuō)明了用于操作圖1所示的燃燒器的一個(gè)方法的工藝流程圖。具體實(shí)施方式參考附圖并通過(guò)實(shí)例來(lái)介紹本發(fā)明的實(shí)施例以及優(yōu)點(diǎn)和特征。具體實(shí)施方式圖1描繪了以參考編號(hào)10表示的示意性示例發(fā)電系統(tǒng)。發(fā)電系統(tǒng)10為燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)，其具有壓縮機(jī)20、燃燒器22和渦輪機(jī)24?？諝馔ㄟ^(guò)向壓縮機(jī)20提供原料的空氣進(jìn)氣口30進(jìn)入發(fā)電系統(tǒng)10，然后由壓縮機(jī)20對(duì)空氣做功。然后壓縮空氣通過(guò)燃料噴嘴34與燃料混合。燃料噴嘴34按指定比例將空氣-燃料混合物噴射到燃燒器22進(jìn)行燃燒。所釋放的熱生成對(duì)葉片（未圖示）進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的高溫加壓氣體排放物，所述葉片位于渦輪機(jī)24內(nèi)。在一項(xiàng)實(shí)施例中，燃燒器22是干式低NOx燃燒器。現(xiàn)參考圖2到圖4，燃燒器22包括端蓋40，所述端蓋40具有中央噴嘴氣體燃料口42以及多個(gè)外部口，或外周噴嘴組件44。所述中央噴嘴氣體燃料口42位于燃燒器22的中心軸A-A上，而外周噴嘴組件44圍繞中央噴嘴氣體燃料口42。在圖2到圖4所示的示例性實(shí)施例中，有五個(gè)圍繞中央噴嘴氣體燃料口42的外周噴嘴組件44，然而，應(yīng)理解可以使用任意數(shù)目的外周噴嘴組件44。參考圖2到圖4，中央噴嘴氣體燃料口42和外周噴嘴組件44都選擇性地將氣體燃料（未圖示）提供到燃燒器22。然而，只有外周噴嘴組件44將液體燃料（未圖示）提供到燃燒器22。具體而言，只有外周噴嘴組件44每個(gè)都包括外周噴嘴氣體燃料口48、以及液體筒（liquidcartridge）或外周噴嘴液體燃料口50。也就是說(shuō)，中央噴嘴氣體燃料口42不包括液體筒。中央噴嘴氣體燃料口42以及外周噴嘴氣體燃料口48提供氣體燃料，而外周噴嘴液體燃料口50提供液體燃料。發(fā)電系統(tǒng)10（在圖1中示出）采用氣體燃料，或者，替代地，采用液體燃料來(lái)操作。在發(fā)電系統(tǒng)10采用液體燃料進(jìn)行操作、并且需要轉(zhuǎn)換到氣體燃料來(lái)進(jìn)行操作的情況下，停止或終止液體燃料的流動(dòng)，并且經(jīng)由外周噴嘴組件44的外周噴嘴液體燃料口50對(duì)凈化流，例如，壓縮空氣進(jìn)行輸送。在液體燃料的流動(dòng)終止之后才啟用凈化流。在一項(xiàng)實(shí)施例中，凈化流是無(wú)反應(yīng)活性的介質(zhì)，例如，氮?dú)饣蛩?。替代地，在另一?xiàng)實(shí)施例中，凈化流是壓縮空氣。在又一項(xiàng)實(shí)施例中，凈化流可以是反應(yīng)活性介質(zhì)天然氣。在采用天然氣的情況下，首先用水對(duì)液體燃料進(jìn)行凈化。然后用天然氣來(lái)對(duì)水進(jìn)行凈化。圖2是采用液體燃料操作的燃燒器22的說(shuō)明。如圖2所示，只有外周噴嘴組件44的外周噴嘴液體燃料口50以指定的總能量將液體燃料提供到發(fā)電系統(tǒng)10。在需要轉(zhuǎn)換到氣體燃料的情況下，由外周噴嘴液體燃料口50提供的液體燃料逐漸減少，而同時(shí)開始以逐漸上升的量提供氣體燃料。也就是說(shuō)，液體燃料逐漸減少，而在同時(shí)通過(guò)氣體燃料的使用仍然保持供應(yīng)到發(fā)電系統(tǒng)10的指定的總能量。圖3是采用氣體燃料操作的燃燒器22的說(shuō)明，其中液體燃料到外周噴嘴組件44的外周噴嘴液體燃料口50的供應(yīng)已經(jīng)終止，但是該終止過(guò)程是在凈化流被供應(yīng)到外周噴嘴組件44的外周噴嘴液體燃料口50之前。反而，氣體燃料被供應(yīng)到中央噴嘴氣體燃料口42以及外周噴嘴組件44的外周噴嘴氣體燃料口48。氣體燃料按指定的燃料-空氣比供應(yīng)到中央噴嘴氣體燃料口42以及外周噴嘴組件44的氣體噴嘴48，使得對(duì)應(yīng)于中央噴嘴氣體燃料口42的中央噴嘴火焰（未圖示）穩(wěn)定/錨定，而對(duì)應(yīng)于外周噴嘴組件44的外周噴嘴氣體燃料口48的氣體噴嘴火焰（未圖示）升高。所述指定的燃料-空氣比通常超過(guò)一定閾值，從而在中央噴嘴氣體燃料口42或外周噴嘴組件44的外周噴嘴氣體燃料口48處創(chuàng)造火焰錨固/錨定（flameanchoring）。因此，供應(yīng)到中央噴嘴氣體燃料口42的燃料-空氣比超過(guò)了所述閾值，使得中央噴嘴火焰穩(wěn)定，而供應(yīng)到外周噴嘴組件44的外周噴嘴氣體燃料口48的燃料-空氣比低于閾值，使得氣體噴嘴火焰升高。圖4是采用氣體燃料操作的燃燒器22的說(shuō)明，其中液體燃料到液體燃料噴嘴的供應(yīng)已經(jīng)終止，而凈化流被供應(yīng)到外周噴嘴液體燃料口50。氣體燃料按指定的燃料-空氣比供應(yīng)到中央噴嘴氣體燃料口42以及外周噴嘴組件44的外周噴嘴氣體燃料口48，使得對(duì)應(yīng)于中央噴嘴氣體燃料口42的中央噴嘴火焰仍然穩(wěn)定/錨定（anchored）。另外，隨著凈化流被供應(yīng)到外周噴嘴組件44的外周噴嘴液體燃料口50，對(duì)應(yīng)于外周噴嘴組件44的外周噴嘴氣體燃料口48中的一個(gè)的至少一個(gè)氣體噴嘴火焰也是穩(wěn)定/錨定（anchored）的，而其余的氣體燃料噴嘴火焰是升高的。在圖4所示的示例性實(shí)施例中，三個(gè)氣體噴嘴火焰是穩(wěn)定/錨定（anchored）的。具體而言，對(duì)應(yīng)于位于端蓋40的1點(diǎn)、6點(diǎn)，以及11點(diǎn)位置的外周噴嘴氣體燃料口48的氣體噴嘴火焰是穩(wěn)定/錨定（anchored）的。對(duì)應(yīng)于位于端蓋40的4點(diǎn)和8點(diǎn)位置的氣體噴嘴的氣體噴嘴火焰是升高的。應(yīng)注意圖4的說(shuō)明僅僅是一項(xiàng)實(shí)施例，也可以采用其他的方法。例如，在一項(xiàng)替代性實(shí)施例中，位于端蓋40的1點(diǎn)、6點(diǎn)，以及11點(diǎn)位置的外周噴嘴氣體燃料口48可以是升高的，而端蓋40的4點(diǎn)和8點(diǎn)位置的外周噴嘴氣體燃料口48是穩(wěn)定/錨定（anchored）的。圖5是在需要從液體燃料轉(zhuǎn)換到氣體燃料的情況下對(duì)操作發(fā)電系統(tǒng)10的方法進(jìn)行了說(shuō)明的工藝流程圖?，F(xiàn)參考圖2和圖5，流程200開始于步驟202，此處液體燃料按指定的總能量?jī)H被提供到外周部噴嘴組件44的外周噴嘴液體燃料口50。隨后，流程200可以進(jìn)入步驟204。在步驟204，供應(yīng)到外周噴嘴液體燃料口50的液體燃料逐漸減少，而同時(shí)增大供應(yīng)到中央噴嘴氣體燃料口42以及外周噴嘴組件44的外周噴嘴氣體燃料口48的氣體燃料，以大體上保持到燃?xì)鉁u輪機(jī)的指定的總能量輸入。隨后，流程200可以進(jìn)入步驟206。在步驟206，供應(yīng)到中央噴嘴氣體燃料口42的氣體燃料的燃料-空氣比超過(guò)了所述閾值，使得中央噴嘴火焰穩(wěn)定/錨定（anchored）。具體而言，所述指定的燃料-空氣比通常必須超過(guò)所述閾值，以在中央噴嘴氣體燃料口42處創(chuàng)造火焰錨固。隨后，流程200可以進(jìn)入步驟208。在步驟208，供應(yīng)到外周噴嘴組件44的外周噴嘴氣體燃料口48的氣體燃料的燃料-空氣比小于所述閾值，使得氣體噴嘴火焰升高。隨后，流程200可以進(jìn)入步驟210。在步驟210，液體燃料到外周噴嘴組件44的外周噴嘴液體燃料口50的供應(yīng)終止，同時(shí)基本上保持了輸入到燃?xì)鉁u輪機(jī)的指定的總能量。隨后，流程200可以進(jìn)入步驟212。在步驟212，凈化流被供應(yīng)到外周噴嘴組件44的外周噴嘴液體燃料口50。隨后，流程200可以進(jìn)入步驟214。在步驟214，隨著凈化流被供應(yīng)到外周噴嘴組件44的外周噴嘴液體燃料口50，對(duì)應(yīng)于外周噴嘴組件44的外周噴嘴氣體燃料口48中的一個(gè)的至少一個(gè)氣體噴嘴火焰是穩(wěn)定/錨定（anchored）的，而其余的氣體燃料噴嘴火焰是升高的。例如，在圖4所示的實(shí)施例中，三個(gè)氣體噴嘴火焰是穩(wěn)定/錨定（anchored）的。隨后，過(guò)程200可以終止。在圖2到圖5所描述的需要從液體燃料轉(zhuǎn)換到氣體燃料的情況下，操作發(fā)電系統(tǒng)10的方法允許燃?xì)鉁u輪機(jī)從液體燃料轉(zhuǎn)換到氣體燃料而無(wú)需顯著地降低負(fù)載。在聯(lián)合循環(huán)電力設(shè)備中，在從液體燃料轉(zhuǎn)換到氣體燃料的過(guò)程中負(fù)載的維持還允許蒸汽渦輪機(jī)保持在線。因此，當(dāng)采用發(fā)電系統(tǒng)10時(shí)，可以更加頻繁的執(zhí)行從液體燃料操作到氣體燃料操作的轉(zhuǎn)換。盡管僅結(jié)合了有限數(shù)目的實(shí)施例來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明，但容易理解，本發(fā)明并不限于所揭示的此類實(shí)施例。相反，本發(fā)明可以經(jīng)修改以涵蓋之前并未描述、但與本發(fā)明的精神和范圍相符合的任意數(shù)目的變化、更改、替換或等效布置。此外，盡管已描述本發(fā)明的各種實(shí)施例，但應(yīng)理解，本發(fā)明的各方面可以僅包括所述實(shí)施例中的一些實(shí)施例。因此，本發(fā)明不應(yīng)視為受前述說(shuō)明的限制，而是僅受所附權(quán)利要求書的范圍的限制。