JP6280338B2 - 多種燃料供給システムを備えたガスタービンエンジン - Google Patents
多種燃料供給システムを備えたガスタービンエンジン Download PDFInfo
- Publication number
- JP6280338B2 JP6280338B2 JP2013202866A JP2013202866A JP6280338B2 JP 6280338 B2 JP6280338 B2 JP 6280338B2 JP 2013202866 A JP2013202866 A JP 2013202866A JP 2013202866 A JP2013202866 A JP 2013202866A JP 6280338 B2 JP6280338 B2 JP 6280338B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- mixing chamber
- supply system
- pipe
- pump
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims description 207
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 67
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 claims description 43
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 claims description 34
- 239000003225 biodiesel Substances 0.000 claims description 14
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 28
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 18
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 13
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 10
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 4
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 4
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 3
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 239000010763 heavy fuel oil Substances 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
- F02C9/26—Control of fuel supply
- F02C9/40—Control of fuel supply specially adapted to the use of a special fuel or a plurality of fuels
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
- F02C3/20—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products
- F02C3/24—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products the fuel or oxidant being liquid at standard temperature and pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/22—Fuel supply systems
- F02C7/228—Dividing fuel between various burners
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/22—Fuel supply systems
- F02C7/236—Fuel delivery systems comprising two or more pumps
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/0318—Processes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/8593—Systems
- Y10T137/85938—Non-valved flow dividers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Feeding And Controlling Fuel (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
本発明は、概して、ガスタービンエンジンに関し、より詳細には、多種燃料及びそれらの混合物で作動可能な、多種燃料供給システムを備えたガスタービンエンジンに関する。
ヘビーデューティーガスタービンエンジンは、多数の異なる燃料で作動可能である。その燃料は、重油、ナフサ、留出油、フレアガス、合成ガス、埋立地ガス、天然ガス、及び他の種類の燃料並びに／又はそれらの混合物にわたる。したがって、発電所は、二元燃料性能を備えたガスタービンエンジンを有する場合があり、有効性、価格、及び作動パラメータに応じて、例えば、ディーゼルガスと天然ガスで作動可能である。
石油系燃料の価格の変動が大きいことを考えると、代替燃料及びそれらの混合物の利用の増加に対する関心が集まっている。例えば、ナフサなどは一般に、より低価格の代替燃料であると考えられている。しかしながら、ナフサとディーゼル燃料の間の粘度差によって、ナフサを使用するように既存の燃焼システムを変えることが難しくなることがある。同様に、様々な種類のバイオ燃料も利用が増加している。しかしながら、バイオ燃料とディーゼル燃料は一般に、燃焼の前に予混合しなければならない。そのような混合物は多数の様々な手法で予混合されるが、それらの手法は特定の比率を変える柔軟性には欠けている場合がある。
したがって、多種燃料及びそれらの混合物の調合とガスタービンエンジンへの供給を正確に行うためのシステム及び方法が望まれている。そのようなシステム及び方法は、多種燃料及びそれらのどんな種類の混合物でも作動するようにガスタービンに燃料柔軟性を提供することができる。
したがって、本発明は、ガスタービンエンジンと共に使用する多種燃料供給システムを提供する。この多種燃料供給システムは、内部に第１の燃料が入った第１の燃料タンクと、内部に第２の燃料が入った第２の燃料タンクと、混合室と、混合室の下流の分流器とを含む。第１の燃料タンクは、第１の燃料ポンプを介して混合室と連通し、第２の燃料タンクは、第２の燃料ポンプを介して混合室と連通している。
本発明は更に、ガスタービンエンジン用の多種燃料供給システムの操作方法を提供する。この方法は、大量の第１の燃料を提供するステップと、大量の第２の燃料を提供するステップと、第１の燃料と第２の燃料の比率を選択するステップと、その比率の第１の燃料と第２の燃料を混合室に送給して、混合流を発生させるステップと、混合流を分流器に送給してガスタービンエンジン内で燃焼させるステップとを含む。
本発明は更に、ガスタービンエンジンと共に使用する多種燃料供給システムを提供する。この多種燃料供給システムは、内部に第１の燃料が入った第１の燃料タンクと、内部に第２の燃料が入った第２の燃料タンクと、１つ以上の角度付き逆流ノズルを備えて混合流を発生させる混合室と、混合室の下流の分流器とを含む。第１の燃料タンクは、第１の燃料ポンプを介して混合室と連通し、第２の燃料タンクは、第２の燃料ポンプを介して混合室と連通している。分流器は、ガスタービンエンジンの複数の燃焼器缶に混合流を提供する。
本発明のこれら及びその他の特徴及び改良点は、幾つかの図及び添付の特許請求の範囲に関連してなされる以下の詳細な説明を検討することで当業者には明らかになるであろう。
次に、幾つかの図を通して同様の数字が同様の要素を示す図面を参照すると、図１は、本明細書において使用されるガスタービンエンジン１０の概略図を示している。ガスタービンエンジン１０は、圧縮機１５を含む。圧縮機１５は、空気２０の流入流を圧縮する。圧縮機１５は、空気２０の圧縮流を複数の燃焼器缶２５に供給する。燃焼器缶２５は、空気２０の圧縮流を燃料３０の加圧流と混合し、混合物に点火して燃焼ガス３５の流れを発生させる。単一の燃焼器缶２５だけが示されているが、ガスタービンエンジン１０は任意の数の燃焼器缶２５を含むことができる。燃焼ガス３５の流れは次いで、タービン４０に供給される。燃焼ガス３５の流れは、タービン４０を駆動して機械的仕事を発生する。タービン４０で発生した機械的仕事は、シャフト４５及び外部負荷５０（例えば、発電機など）を介して圧縮機１５を駆動する。
ガスタービンエンジン１０は、天然ガス、ディーゼル燃料、各種合成ガス、及び／又は他の種類の燃料を使用することができる。ガスタービンエンジン１０は、ニューヨーク州スケネクタディのゼネラル・エレクトリック・カンパニーによって提供される多数の様々なガスタービンエンジンのいずれか１つであってよく、フレーム７又はフレーム９シリーズのヘビーデューティーガスタービンエンジンなどを含むが、これに限定されるものではない。ガスタービンエンジン１０は、様々な構成を有してもよく、他の種類の構成要素を使用してもよい。ここでは、他の種類のガスタービンエンジンを使用することもできる。ここでは、複数のガスタービンエンジン、他の種類のタービン、及び他の種類の発電装置を組み合わせて使用することもできる。
図２は、燃焼器２５と共に使用する燃料供給システム５５を示している。ディーゼル燃料とナフサのような燃料混合物を使用する場合、燃料は混合タンク６０又は他のどこかで予混合される。混合燃料は、燃料ポンプ６５によって分流器７０に送給される。分流器７０は、使用中の燃焼器缶２５の数に従って燃料の流れを分割する。分流器７０は、複数のマニホルド７５と、燃焼器缶２５と連通している複数の送出燃料管８０とを含む。燃料の流れは、三方弁８５などにおいて複数の他の流れと混合されて、分配弁９５などを介して燃焼器缶２５内の複数の燃料ノズル９０に分配される。本明細書において説明した燃料供給システム５５は、単なる例示を目的としたものである。他にも多くの種類及び構成の燃料供給システムが知られている。
図３は、本明細書において説明される多種燃料供給システム１００を示している。多種燃料供給システム１００は、第１の燃料タンク１１０を含む。この実施例では、第１の燃料タンク１１０は、内部に大量のディーゼル燃料１２０を含んでいる。ディーゼル燃料１２０は、２級ディーゼル燃料などであってよい。ここでは、他の種類の燃料を使用してもよい。第１の燃料タンク１１０は、任意の適切な寸法、形状、又は構成を有してもよい。第１の燃料タンク１１０は、混合室１３０と連通している。第１の燃料タンク１１０は、１つ以上の第１の燃料ポンプ１４０及び１つ以上の第１の燃料管１５０を介して混合室１３０と連通している。第１の燃料ポンプ１４０は、従来設計のものであってよい。複数の第１の燃料管遮断弁１６０を第１の燃料管１５０で使用することもできる。ここでは、その他の構成要素及びその他の構成を使用してもよい。
多種燃料供給システム１００は、第２の燃料タンク１７０を更に含む。第２の燃料タンク１７０は、内部に大量のバイオディーゼル燃料１８０が入っている。ここでは、他の種類の燃料を使用してもよい。第２の燃料タンク１７０は、任意の適切な寸法、形状、又は構成を有してもよい。第２の燃料タンク１７０は、１つ以上の第２の燃料管２００に配置された１つ以上の第２の燃料ポンプ１９０を介して混合室１３０と連通している。第２の燃料ポンプ１９０は、従来設計のものであってよい。複数の第２の燃料管遮断弁２１０を第２の燃料管２００に使用することもできる。ここでは、その他の構成要素及びその他の構成を使用してもよい。
図４は、混合室１３０の一例を示している。混合室は、バイオディーゼル燃料１８０の流れ又は他の種類の二次流れのための複数の角度付き逆流ノズル２２０を含んでいる。バイオディーゼル燃料１８０の流れは、角度付き逆流ノズル２２０を介してある角度をなしてディーゼル燃料１２０の流入流又は他の種類の一時流れに噴射されて、可動部品を用いることなくそこに良好に混合される。良好な混合は、ディーゼル燃料１２０の流れと比べてより高い圧力でバイオディーゼル燃料１８０の流れを噴射することによっても得られる。混合室１３０は、任意の寸法、形状、又は構成を有してもよい。混合室弁２２５を混合室の周囲に配置して、混合室の排水を可能にしてもよい。
混合流２３０はこのようにして混合室１３０から出ることができる。混合流２３０は、主燃料ポンプ２４０によって分流器２５０に送給される。上記のように、分流器２５０は、複数のマニホルド２６０及び複数の送出燃料管２７０を含む。送出燃料管２７０は、上記のように燃焼用の燃焼器缶２５と連通している。ここでは、その他の構成要素及びその他の構成を使用してもよい。
多種燃料供給システム１００は、燃料最適制御装置２８０を介して作動される。燃料最適制御装置２８０は、要求された燃料を燃焼器缶２５に提供するだけでなく、それらの混合物の適切な比率を与えることができる。この比率は、所定のスケジュールに基づくものであってもよく、作動条件や他の種類のパラメータに基づいて変化させてもよい。燃料最適制御装置２８０は、あらゆる種類のプラグラム可能論理回路であってよく、ガスタービンエンジン用の全体制御システムと連通させてもよい。
使用中、１００％のディーゼル燃料１２０が要求された場合、燃料最適制御装置２８０は、第１の燃料ポンプ１４０にディーゼル燃料１２０を混合室１３０に送給するように指示し、主燃料ポンプ２４０にディーゼル燃料１２０を分流器２５０に送給するように指示する。同様に、１００％のバイオディーゼル燃料１８０が要求された場合、そのとき燃料最適制御装置２８０は、第２の燃料ポンプ１９０にバイオディーゼル燃料１８０を混合室１３０に送給するように指示し、主燃料ポンプ２４０にバイオディーゼル燃料１８０を分流器２５０に送給するように指示する。
燃料の混合物が要求された場合、燃料最適制御装置２８０は、所定の比率やその他のパラメータに基づいて適切な比率を選択することができる。燃料最適制御装置２８０は、第１の燃料ポンプ１４０に適切な量のディーゼル燃料１２０を混合室１３０に送給するように指示し、第２の燃料ポンプ１９０に適切な量のバイオディーゼル燃料１８０を混合室１３０に送給するように指示する。ディーゼル燃料１２０とバイオディーゼル燃料１８０は、角度付き逆流ノズル２２０を用いて混合室１３０内で混合される。得られた混合流２３０は、要求された比率の燃料の均質混合物となる。燃料最適制御装置２８０は、主燃料ポンプ２４０に混合流２３０を分流器２５０に送給して燃焼器缶２５内で燃焼させるように指示する。多種燃料供給システム１００はこのようにして、約０％から１００％まで任意の比率の各燃料、即ち、Ｂ２０（２０％のバイオディーゼル燃料１８０と８０％のディーゼル燃料１２０）、Ｂ３０（３０％のバイオディーゼル燃料１８０と７０％のディーゼル燃料１２０）などを提供することができる。更に、ここでは、この比率を作動条件やその他のパラメータに基づいて変更してもよい。
図５は、本明細書において説明される多種燃料供給システム３００の更なる実施形態を示している。多種燃料供給システム３００は、第１の燃料タンク３１０を含む。第１の燃料タンク３１０は、大量のディーゼル燃料３２０を含んでいる。ディーゼル燃料３２０は、２級ディーゼル燃料、バイオディーゼル燃料などであってよい。ここでは、他の種類の燃料を使用してもよい。第１の燃料タンク３１０は、適切な寸法、形状、又は構成を有している。第１の燃料タンク３１０は、混合室３３０と連通している。混合室３３０は、上記の混合室１３０と同様であってよい。第１の燃料タンク３１０は、１つ以上の第１の燃料管３５０上の１つ以上の第１の燃料ポンプ３４０を介して混合室３３０と連通している。第１の燃料ポンプ３４０は、従来設計のものであってよい。複数の第１の燃料管遮断弁３６０を第１の燃料管３５０に使用してもよい。ここでは、その他の構成要素及びその他の構成を使用してもよい。
多種燃料供給システム３００は、第２の燃料タンク３７０を更に含む。第２の燃料タンク３７０は、内部に大量のナフサ燃料３８０が入っている。ここでは、他の種類の燃料を使用してもよい。第２の燃料タンク３７０は、任意の適切な寸法、形状、又は構成を有してもよい。第２の燃料タンク３７０は、１つ以上の燃料管４００に配置された１つ以上の第２の燃料ポンプ３９０を介して混合室３３０と連通している。第２の燃料ポンプ３９０は、従来設計のものであってよい。複数の燃料管遮断弁４１０は、第２の燃料管４００に配置される。ここでは、その他の構成要素及びその他の構成を使用してもよい。
ナフサ３８０の性質に因り、第２の燃料管４００のうちの１つ以上がその上に冷却ブランケット４２０を含んでいる。冷却ブランケット４２０は、高温の場所で使用される。１つ以上の第２の燃料管４００は、ナフサ３８０の流れのための複数のストレーナー又はフィルター４３０を更に含む。１つの三方フィルター弁４３５と一対の下流フィルター弁４３６を用いてフィルター４３０のうちの１つを冗長なフィルター４３０と同時に使用して、高いシステム可用性及び使用信頼度を確保することができる。ここでは、その他の構成要素及びその他の構成を使用することもできる。
燃料供給システム３００は、注油タンク４４０を更に含む。注油タンク４４０は、内部に大量の潤滑剤が入っている。ここでは、様々な種類の潤滑剤を使用してもよい。注油タンク４４０は、任意の適切な寸法、形状、又は構成を有してもよい。注油タンク４４０は、第２の燃料ポンプ３９０のすぐ上流で第２の燃料管４００と連通している。注油タンク４４０は、１つ以上の注油ポンプ４６０及び１つ以上の第１の注油管４７０を介して第２の燃料管４００と連通している。注油ポンプ４６０は、従来設計のものであってよい。複数の注油管遮断弁４８０は、第１の注油管４７０に配置される。注油タンク４４０は更に、第２の注油管４９０及び三方弁５００を介して混合室３３０と混合室３３０の下流で連通している。ここでは、他の種類の継手などを使用して、流れを合流させてもよい。ここでは、様々な量の潤滑剤４５０を使用してもよい。ここでは、その他の構成要素及びその他の構成を使用してもよい。
ナフサ３８０の流れと潤滑剤４５０の第１の流れはこのようにして、第２の燃料ポンプ３９０の上流で混合して、ナフサ混合物５１０を発生させることができる。ナフサ混合物５１０は、第２の燃料管３５０及びフィルター４３０を介して混合室３３０へと流れる。同様に、ディーゼル燃料３２０の流れは、第１の燃料管３５０を介して混合室３３０へと流れる。ナフサ混合物３１０とディーゼル燃料３２０の流れは、上記したのと同様の方法で、混合室３３０内で混合する。混合流５１０はこのようにして混合室３３０から出ることができ、三方弁５００又は他のどこかで潤滑剤４５０の更なる流れと更に混合される。混合流５２０は、主燃料ポンプ５３０によって分流器５４０に送給されて上記のように燃焼する。ここでは、その他の構成要素及びその他の構成を使用することもできる。
使用中、１００％のディーゼル燃料３２０が要求された場合、そのとき燃料最適制御装置２８０は、第１の燃料ポンプ３４０にディーゼル燃料３２０を混合室３３０に送給するように指示し、主燃料ポンプ５３０にディーゼル燃料３２０を分流器５４０に送給するように指示する。或いは、バイパス管５５０が複数のバイパス弁５６０を介して混合室３３０をバイパスしてもよい。１００％のナフサ３８０が要求された場合、燃料最適制御装置２８０は、注油ポンプ４６０に潤滑剤４５０を第２の燃料管４００及び／又は三方弁５００に送給するように指示して、ナフサ３８０の粘度を補うだけでなく、主燃料ポンプ５３０及び分流器５４０に対する腐食を軽減することができる。潤滑剤４５０が十分に流れていると、そのとき燃料最適制御装置２８０は、第２の燃料ポンプ３９０にナフサ３８０を混合室３３０に送給するように指示し、主燃料ポンプ５３０にナフサ３８０を分流器５４０に送給するように指示する。
ディーゼル燃料３２０とナフサ３８０の混合物が要求された場合、ナフサは一般に始動燃料として利用されない。そのため、燃料最適制御装置２８０は、第１の燃料ポンプ３４０にディーゼル燃料３２０を混合室３３０に送給するように指示し、主燃料ポンプ５３０にディーゼル燃料３２０を分流器５４０に送給するように指示する。燃料最適制御装置２８０は次いで、注油ポンプ４８０に潤滑剤４５０を第２の燃料管４００及び／又は三方弁５００に送給するように指示する。燃料最適制御装置２８０は次いで、第２の燃料ポンプ３９０にナフサ３８０を混合室３３０に送給するように指示する。ディーゼル燃料３２０とナフサ３８０は、混合室３３０内で混合する。混合流５２０は次いで、分流器５３０に送給されて燃焼器缶２５内で燃焼する。ディーゼル燃料３２０に対するナフサ３８０の混合は任意の比率であってよいが、一般に約５％〜約２０％の範囲であってよい。この比率は、作動条件やその他のパラメータによって変化させてもよい。ここでは、その他の構成要素及びその他の構成を使用してもよい。
したがって、本明細書において説明した多種燃料供給システム１００，３００は、ガスタービンエンジンに燃料柔軟性を提供して、多くの異なる燃料及びそれらの混合物を燃焼させる。多種燃料供給システム１００を多種燃料供給システム３００と組み合わせて、更なる柔軟性を得ることもできる。ここでは、多くの異なる燃料を任意の数の燃料タンクにおいて使用してもよい。ここでは、必要となる残留燃料の十分な除去を確実にするために、多くの異なる洗浄技術を用いてもよい。例えば、洗浄弁５８０を備えた洗浄管５７０を第１の燃料管３５０から第２の燃料管４００まで延在させてもよい。ディーゼル燃料３２０の流れを用いて、ナフサ混合物５１０を第２の燃料管４００及びフィルター４３０などから洗い流すことができる。
本明細書において説明したポンプ及び弁の全ては、可用性及び信頼性を提供するために冗長性をもっている。どんなときでも、１つだけのポンプと弁の組み合わせが使用中となる。燃料最適制御装置２８０は、主燃料ポンプ５３０や他のどこかに通じる全ての管においてヘッダー圧力と流量を監視することができる。したがって、制御装置２８０は、この圧力及び流量情報を用いて、燃料又は潤滑剤４５０を有効なポンプから混合室３３０に移すタイミングを決定して、所定のシステム圧力及び流量要件を得ることができる。同様に、制御装置２８０は、ディーゼル燃料だけの流れに戻るとき、適切な弁を開閉してシステムをパージすることができる。
上述の内容は、本発明の特定の実施形態のみに関連していることを理解されたい。当業者は、以下の特許請求の範囲及びその等価物によって規定される本発明の一般的な技術的思想及び技術的範囲から逸脱することなく、本明細書において多くの変更及び修正を行うことができる。
１０ ガスタービンエンジン
１５ 圧縮機
２０ 空気
２５ 燃焼器缶
３０ 燃料
３５ 燃焼ガス
４０ タービン
４５ シャフト
５０ 負荷
５５ 燃料供給システム
６０ 混合タンク
６５ 燃料ポンプ
７０ 分流器
７５ マニホルド
８０ 燃料管
８５ 三方弁
９０ 燃料ノズル
９５ 分配弁
１００ 多種燃料供給システム
１１０ 第１の燃料タンク
１２０ ディーゼル燃料
１３０ 混合室
１４０ 第１の燃料ポンプ
１５０ 第１の燃料管
１６０ 遮断弁
１７０ 第２の燃料タンク
１８０ バイオディーゼル燃料
１９０ 第２の燃料ポンプ
２００ 第２の燃料管
２１０ 遮断弁
２２０ 角度付き逆流ノズル
２２５ 混合室弁
２３０ 混合流
２４０ 主燃料ポンプ
２５０ 分流器
２６０ マニホルド
２７０ 燃料管
２８０ 燃料最適制御装置
３００ 多種燃料供給システム
３１０ 第１の燃料タンク
３２０ ディーゼル燃料
３３０ 混合室
３４０ 第１の燃料ポンプ
３５０ 第１の燃料管
３６０ 遮断弁
３７０ 第２の燃料タンク
３８０ ナフサ
３９０ 第２の燃料ポンプ
４００ 第２の燃料管
４１０ 遮断弁
４２０ 冷却ブランケット
４３０ フィルター
４３５ 三方フィルター弁
４３６ 下流フィルター弁
４４０ 注油タンク
４５０ 潤滑剤
４６０ 注油ポンプ
４７０ 第１の注油管
４８０ 遮断弁
４９０ 第２の注油管
５００ 三方弁
５１０ ナフサ混合物
５２０ 混合物
５３０ 主燃料ポンプ
５４０ 分流器
５５０ バイパス管
５６０ バイパス弁
５７０ 洗浄管
５８０ 洗浄弁
１５ 圧縮機
２０ 空気
２５ 燃焼器缶
３０ 燃料
３５ 燃焼ガス
４０ タービン
４５ シャフト
５０ 負荷
５５ 燃料供給システム
６０ 混合タンク
６５ 燃料ポンプ
７０ 分流器
７５ マニホルド
８０ 燃料管
８５ 三方弁
９０ 燃料ノズル
９５ 分配弁
１００ 多種燃料供給システム
１１０ 第１の燃料タンク
１２０ ディーゼル燃料
１３０ 混合室
１４０ 第１の燃料ポンプ
１５０ 第１の燃料管
１６０ 遮断弁
１７０ 第２の燃料タンク
１８０ バイオディーゼル燃料
１９０ 第２の燃料ポンプ
２００ 第２の燃料管
２１０ 遮断弁
２２０ 角度付き逆流ノズル
２２５ 混合室弁
２３０ 混合流
２４０ 主燃料ポンプ
２５０ 分流器
２６０ マニホルド
２７０ 燃料管
２８０ 燃料最適制御装置
３００ 多種燃料供給システム
３１０ 第１の燃料タンク
３２０ ディーゼル燃料
３３０ 混合室
３４０ 第１の燃料ポンプ
３５０ 第１の燃料管
３６０ 遮断弁
３７０ 第２の燃料タンク
３８０ ナフサ
３９０ 第２の燃料ポンプ
４００ 第２の燃料管
４１０ 遮断弁
４２０ 冷却ブランケット
４３０ フィルター
４３５ 三方フィルター弁
４３６ 下流フィルター弁
４４０ 注油タンク
４５０ 潤滑剤
４６０ 注油ポンプ
４７０ 第１の注油管
４８０ 遮断弁
４９０ 第２の注油管
５００ 三方弁
５１０ ナフサ混合物
５２０ 混合物
５３０ 主燃料ポンプ
５４０ 分流器
５５０ バイパス管
５６０ バイパス弁
５７０ 洗浄管
５８０ 洗浄弁
Claims (11)
- ガスタービンエンジンと共に使用する多種燃料供給システムであって、
内部に第１の燃料が入った第１の燃料タンクと、
第１の燃料タンクと連通した第１の燃料ポンプを備える第１の燃料管と、
内部に第２の燃料が入った第２の燃料タンクと、
第２の燃料タンクと連通した第２の燃料ポンプを備える第２の燃料管と、
混合室と
を備え、
前記第１の燃料タンクは、第１の燃料管を介して前記混合室と連通し、
前記第２の燃料タンクは、第２の燃料管を介して前記混合室と連通し、
前記混合室の下流の分流器と、
前記混合室を迂回して前記分流器へと第１の燃料を送給するように構成された前記混合室の周りのバイパス管と
を更に備えており、前記混合室が、第２の燃料のための第２の導入口であって、第１の燃料の流れの方向と逆方向に第２の燃料を噴射するように角度が付けられた第２の導入口を含む、多種燃料供給システム。 - 前記第１の燃料はディーゼル燃料であり、前記第２の燃料はバイオディーゼル燃料である、請求項１に記載の多種燃料供給システム。
- 前記混合室の第２の導入口は、前記混合室内に延びる１つ以上の角度付き逆流ノズルを含む、請求項１に記載の多種燃料供給システム。
- 前記第１の燃料ポンプ、前記第２の燃料ポンプ、及び主燃料ポンプと連通している燃料最適制御装置を更に含む、請求項１に記載の多種燃料供給システム。
- 前記第２の燃料ポンプの下流のフィルターを更に含む、請求項１に記載の多種燃料供給システム。
- 前記第２の燃料ポンプの下流の冷却ブランケットを更に含む、請求項１に記載の多種燃料供給システム。
- 前記分流器は、前記ガスタービンエンジンの１つ以上の燃焼器缶と連通している１つ以上の燃料管を含む、請求項１に記載の多種燃料供給システム。
- 前記第２の燃料に対する前記第１の燃料の比率は、約０％〜１００％にわたる、請求項１に記載の多種燃料供給システム。
- 前記第１の燃料に対する前記第２の燃料の比率は、約０％〜１００％にわたる、請求項１に記載の多種燃料供給システム。
- 請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の多種燃料供給システムの操作方法であって、
第１の燃料を提供するステップと、
第２の燃料を提供するステップと、
前記第１の燃料と前記第２の燃料の比率を選択するステップと、
前記比率の前記第１の燃料と前記第２の燃料を混合室に送給して、混合流を発生させるステップと、
前記混合流を分流器に送給して前記ガスタービンエンジン内で燃焼させるステップと
を含む方法。 - ガスタービンエンジンと共に使用する多種燃料供給システムであって、
内部に第１の燃料が入った第１の燃料タンクと、
第１の燃料タンクと連通した第１の燃料ポンプを備える第１の燃料管と、
内部に第２の燃料が入った第２の燃料タンクと、
第２の燃料タンクと連通した第２の燃料ポンプを備える第２の燃料管と、
第２の燃料のための１つ以上の角度付き逆流ノズルを備えて混合流を発生させる混合室と
を備え、
前記第１の燃料タンクは、第１の燃料管を介して前記混合室と連通し、
前記第２の燃料タンクは、第２の燃料管を介して前記混合室と連通し、
前記ガスタービンエンジンの複数の燃焼器缶に前記混合流を提供するための前記混合室の下流の分流器と、
前記混合室を迂回して前記分流器へと第１の燃料を送給するように構成された前記混合室の周りのバイパス管と
を更に備えている、
多種燃料供給システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US13/645,536 | 2012-10-05 | ||
| US13/645,536 US10156192B2 (en) | 2012-10-05 | 2012-10-05 | Gas turbine engine with a multiple fuel delivery system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2014077440A JP2014077440A (ja) | 2014-05-01 |
| JP6280338B2 true JP6280338B2 (ja) | 2018-02-14 |
Family
ID=49322215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2013202866A Active JP6280338B2 (ja) | 2012-10-05 | 2013-09-30 | 多種燃料供給システムを備えたガスタービンエンジン |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10156192B2 (ja) |
| EP (1) | EP2716890B1 (ja) |
| JP (1) | JP6280338B2 (ja) |
| CN (1) | CN203742794U (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10247110B2 (en) * | 2015-09-23 | 2019-04-02 | General Electric Company | Method and system for reliable gas to liquid transfer |
| US20170089265A1 (en) * | 2015-09-25 | 2017-03-30 | General Electric Company | Liquefied petroleum gas fuel conditioning system for gas turbine engines |
| US20170107908A1 (en) * | 2015-10-15 | 2017-04-20 | General Electric Company | Controlling Injection of Bio-Diesel into a Gas Turbine Combustor |
| US10731569B2 (en) * | 2015-10-15 | 2020-08-04 | General Electric Company | Systems and methods for injection of bio-diesel into a gas turbine combustor |
| PL431661A1 (pl) * | 2019-10-30 | 2021-05-04 | General Electric Company | Układ i sposób działania komory spalania z wieloma paliwami ciekłymi |
| DE102021104092A1 (de) | 2021-02-22 | 2022-08-25 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Verfahren zum Betreiben eines Flugzeugs in Abhängigkeit von einem Betriebsmodus |
| CN113864063B (zh) * | 2021-09-28 | 2024-06-14 | 北京永旭腾风新能源动力科技发展有限公司 | 用于微燃机的双燃料系统、微燃机及其控制方法 |
| CN113864064B (zh) * | 2021-09-28 | 2024-11-01 | 北京永旭腾风新能源动力科技发展有限公司 | 具有双燃料系统的燃料供给系统及微型燃气轮机 |
Family Cites Families (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5396531A (en) * | 1977-02-02 | 1978-08-23 | Hitachi Ltd | Fuel oil blend system |
| DE3843543C2 (de) * | 1988-12-23 | 2000-11-23 | Thyssen Gas | Verfahren zur Redukton von in Rauchgasen von Feuerungsanlagen enthaltenen Stickoxiden |
| JPH07224688A (ja) * | 1994-02-09 | 1995-08-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービンの燃料供給方法 |
| US20030163994A1 (en) * | 2001-12-21 | 2003-09-04 | Kabushiki Kaisha Meidensha | Generator set for vegetable oil and method of operating the same |
| JP5137399B2 (ja) | 2003-04-11 | 2013-02-06 | セイソル テクノロジー （プロプライエタリー） リミテッド | 低硫黄ディーゼル燃料及び航空機タービン燃料 |
| JP4119864B2 (ja) * | 2004-03-31 | 2008-07-16 | 三菱重工業株式会社 | 内燃機関の燃料噴射装置 |
| US7458998B2 (en) * | 2004-08-23 | 2008-12-02 | Flint Hills Resources, L.P. | Blending biodiesel with diesel fuel in cold locations |
| JP2006112670A (ja) * | 2004-10-12 | 2006-04-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 液体燃料ノズル |
| JP2006233920A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-09-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 燃料ガスカロリー制御装置及びガスタービンシステム |
| US7861696B2 (en) * | 2005-11-26 | 2011-01-04 | Exen Holdings, Llc | Multi fuel co-injection system for internal combustion and turbine engines |
| GB0620925D0 (en) * | 2006-10-20 | 2006-11-29 | Renewable Holdings Ltd | Biodiesel synthesis |
| US7964000B2 (en) | 2006-11-30 | 2011-06-21 | Flint Hills Resources, L.P. | Biodiesel fuel blend |
| WO2009055024A2 (en) * | 2007-10-26 | 2009-04-30 | Amyris Biotechnologies, Inc. | Fuel composition dispensing system |
| EP2072899B1 (en) * | 2007-12-19 | 2016-03-30 | Alstom Technology Ltd | Fuel injection method |
| EP2262874A4 (en) | 2008-04-06 | 2011-09-28 | Uop Llc | FUEL AND COMBUSTIBLE MIXTURES FROM PYROLYSIS OIL FROM BIOMASS |
| US20110126448A1 (en) * | 2008-12-17 | 2011-06-02 | BP Biofuels UK Limited | Process, Plant, and Biofuel For Integrated Biofuel Production |
| US8234870B2 (en) * | 2009-04-17 | 2012-08-07 | Hamilton Sundstrand Corporation | Additive injection system for improving thermal stability of jet fuel |
| DE102009052047B4 (de) * | 2009-11-05 | 2014-01-16 | Airbus Operations Gmbh | Regeleinheit und Verfahren zum Regeln der Versorgung eines Fahrzeugs mit mehreren Treibstoffen |
| US8650851B2 (en) * | 2010-01-05 | 2014-02-18 | General Electric Company | Systems and methods for controlling fuel flow within a machine |
| US8783007B2 (en) * | 2010-05-04 | 2014-07-22 | General Electric Company | Liquid fuel system and method |
| JP4634538B1 (ja) | 2010-05-27 | 2011-02-23 | 住友商事株式会社 | ハイブリッド火力発電システム及びその建造方法 |
| GB201211064D0 (en) * | 2012-06-22 | 2012-08-01 | Rolls Royce Plc | Fuel system |
| GB201211058D0 (en) * | 2012-06-22 | 2012-08-01 | Rolls Royce Plc | Fuel system |
-
2012
- 2012-10-05 US US13/645,536 patent/US10156192B2/en active Active
-
2013
- 2013-09-29 CN CN201320605782.2U patent/CN203742794U/zh not_active Expired - Lifetime
- 2013-09-30 JP JP2013202866A patent/JP6280338B2/ja active Active
- 2013-10-02 EP EP13187110.5A patent/EP2716890B1/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2716890A2 (en) | 2014-04-09 |
| JP2014077440A (ja) | 2014-05-01 |
| CN203742794U (zh) | 2014-07-30 |
| EP2716890B1 (en) | 2020-02-26 |
| US20140096827A1 (en) | 2014-04-10 |
| EP2716890A3 (en) | 2017-08-02 |
| US10156192B2 (en) | 2018-12-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6280338B2 (ja) | 多種燃料供給システムを備えたガスタービンエンジン | |
| US10234142B2 (en) | Fuel delivery methods in combustion engine using wide range of gaseous fuels | |
| US9976522B2 (en) | Fuel injector for combustion engine and staged fuel delivery method | |
| US8783007B2 (en) | Liquid fuel system and method | |
| US9719681B2 (en) | System and method for supplying fuel | |
| EP2982907A1 (en) | Gas turbine combustor | |
| EP2587160A2 (en) | System for turbine combustor fuel mixing | |
| EP2620615A2 (en) | Naphtha and process gas/syngas mixture firing method for gas turbine engines | |
| US10247155B2 (en) | Fuel injector and fuel system for combustion engine | |
| JP2015072114A (ja) | 連続燃焼装置を備えたガスタービン | |
| US20150119611A1 (en) | Bio-Diesel Blending System | |
| CN104696988A (zh) | 燃气轮机的燃烧室及燃烧室的操作方法 | |
| US20090272096A1 (en) | Single Manifold Dual Gas Turbine Fuel System | |
| US8448442B2 (en) | Flexible combustor fuel nozzle | |
| US20110314833A1 (en) | Additive injection system for use with a turbine engine and methods of assembling same | |
| EP2631453A2 (en) | Fuel purging system for a turbine assembly | |
| US11248529B2 (en) | Methods for startup and operation of gas turbine combined cycle power plants using NMHC fuels | |
| US20170058769A1 (en) | SYSTEM AND METHOD FOR OPERATING A DRY LOW NOx COMBUSTOR IN A NON-PREMIX MODE | |
| FR2970511A1 (fr) | Systeme de production d'electricite | |
| US9243564B2 (en) | Systems and methods for removing impurities from heavy fuel oil | |
| RU2292471C1 (ru) | Способ подачи топлива в газотурбинный двигатель и система подачи топлива в газотурбинный двигатель (варианты) | |
| EP2402581A2 (en) | Additive injection system for use with a turbine engine and methods of assembling same | |
| US20140061327A1 (en) | System and method for staging fuel to a combustor | |
| CN116783380A (zh) | 低排放喷嘴、低排放双燃料燃烧室和燃气轮机发电机组 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160921 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170720 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170801 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20171026 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20171226 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180119 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6280338 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |