本公開涉及用于在過渡運(yùn)行期間運(yùn)行燃燒裝置的方法。

背景技術(shù)：
在以下對(duì)為燃?xì)鉁u輪的一部分的燃燒裝置進(jìn)行特別參照；總之清楚的是，也可在用于不同應(yīng)用的燃燒裝置中實(shí)現(xiàn)該方法。燃?xì)鉁u輪包括壓縮機(jī)、燃燒裝置和渦輪。已知燃燒裝置包括本體，該本體具有：-用于或者液態(tài)燃料(例如油)或者氣態(tài)燃料(例如天然氣)的燃料供應(yīng)，以及-氧化劑供應(yīng)(通常為空氣)。在運(yùn)行期間，燃料和氧化劑在燃燒裝置內(nèi)反應(yīng)，并且產(chǎn)生高壓和高溫?zé)煹罋?，煙道氣在渦輪中膨脹。在過渡運(yùn)行期間，諸如例如當(dāng)燃?xì)鉁u輪啟動(dòng)、關(guān)閉時(shí)，在燃料轉(zhuǎn)變期間，或者也在其它過渡運(yùn)行期間，可能出現(xiàn)問題。實(shí)際上，在這些過渡運(yùn)行期間，在燃燒裝置內(nèi)可產(chǎn)生波動(dòng)壓力；此波動(dòng)壓力會(huì)不利地影響燃料噴射。圖1顯示了燃燒裝置內(nèi)的波動(dòng)壓力對(duì)燃料噴射的影響。此圖1顯示了其中燃料質(zhì)量流量降低的示例；這可為關(guān)閉的示例，總之，同樣的狀況在啟動(dòng)開始或者轉(zhuǎn)變開始和結(jié)束時(shí)也存在，而且一般來說，每當(dāng)燃料質(zhì)量流量供應(yīng)減少且降到給定的質(zhì)量流量之下時(shí)也存在。圖1顯示了通過噴射器噴射的、為時(shí)間t的函數(shù)的燃料質(zhì)量流量M。從圖1中至少可認(rèn)出以下階段：-在t=t1之前：以通過噴射器的基本恒定的燃料質(zhì)量流量穩(wěn)定運(yùn)行(曲線1)，-在t=t1和t=t2之間(燃料質(zhì)量流量停留在臨界燃料量Mc之上)：噴射燃料量減少，但燃燒裝置內(nèi)的波動(dòng)壓力未明顯地影響燃料噴射(曲線2)，-在t=t2之后(即，當(dāng)燃料質(zhì)量流量降到臨界燃料量Mc之下時(shí))：在這些狀況中，由于燃料量低，燃燒裝置內(nèi)的波動(dòng)壓力交替地促進(jìn)和阻礙燃料噴射，從而引起有波動(dòng)的燃料噴射。具體而言，曲線2顯示了降低的燃料質(zhì)量流量的理論趨勢(shì)，而曲線3則顯示了降低的燃料質(zhì)量流量的可能實(shí)際趨勢(shì)的示例。進(jìn)入燃燒裝置中的波動(dòng)的燃料供應(yīng)會(huì)產(chǎn)生大的燃燒脈動(dòng)(pulsation)。燃燒脈動(dòng)在機(jī)械和熱方面在很大程度上對(duì)燃燒裝置及其下游的渦輪施加應(yīng)力，因此必須減少它們。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
因而本公開的一方面包括提供一種方法，通過該方法減少在過渡運(yùn)行期間產(chǎn)生的燃燒脈動(dòng)。通過提供根據(jù)如下所述的方法來實(shí)現(xiàn)這個(gè)和另外的方面。該方法用于在過渡運(yùn)行期間運(yùn)行燃燒裝置，其中：對(duì)所述燃燒裝置饋送至少燃料；所述過渡運(yùn)行包括具有時(shí)段長(zhǎng)度的時(shí)段，在此期間，以小于臨界量的量饋送所述至少燃料，其中所述臨界量是開始出現(xiàn)顯著脈動(dòng)時(shí)的量，該顯著脈動(dòng)是高于用于持續(xù)運(yùn)行的運(yùn)行極限且可危及發(fā)動(dòng)機(jī)的安全運(yùn)行的脈動(dòng)；并且其中：限定所述時(shí)段長(zhǎng)度的極限值；以及，調(diào)整燃料饋送，以使所述時(shí)段長(zhǎng)度保持小于或等于所述極限值。附圖說明根據(jù)方法的優(yōu)選但非排他性實(shí)施例的描述，另外的特性和優(yōu)點(diǎn)將更加顯而易見，參照附圖以非限制性示例的方式示出實(shí)施例，其中：圖1示意性地顯示了噴射到燃燒裝置中的、為時(shí)間t的函數(shù)的質(zhì)量流量；圖2顯示了當(dāng)饋送的質(zhì)量流量在Mc之下時(shí)，脈動(dòng)(壓力)和饋送到燃燒裝置中的質(zhì)量流量之間的關(guān)系；圖3顯示了當(dāng)饋送的質(zhì)量流量超過Mc時(shí)，脈動(dòng)(壓力)和饋送到燃燒裝置中的質(zhì)量流量之間的關(guān)系；圖4和5顯示了本公開的不同實(shí)施例中的脈動(dòng)(壓力)、時(shí)間與饋送到燃燒裝置中的質(zhì)量流量之間的關(guān)系；圖6顯示了Bo和之間的關(guān)系；圖7顯示了轉(zhuǎn)變的示例。部件列表：1穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的燃料質(zhì)量流量2在Mc之上的燃料質(zhì)量流量3在Mc之下的燃料質(zhì)量流量15指示Bo=π的曲線16區(qū)t、t1、t2時(shí)間w燃燒裝置中的脈動(dòng)的平均周期LT的極限值A(chǔ)、B區(qū)域M、M1、M2燃料質(zhì)量流量Mc、Mc1、Mc2臨界量T時(shí)段長(zhǎng)度Bo參數(shù)PL最大可接受時(shí)段長(zhǎng)度PR最大可接受脈動(dòng)范圍燃料在變化期間的平均線性增長(zhǎng)速率(在時(shí)段T中)是中的的差異，其中，是燃料的當(dāng)前質(zhì)量流量除以滿負(fù)載時(shí)的總質(zhì)量流量。具體實(shí)施方式可用例如適于產(chǎn)生預(yù)混合火焰、擴(kuò)散火焰、混合火焰等的任何種類的燃燒裝置來實(shí)現(xiàn)用于在過渡運(yùn)行期間運(yùn)行燃燒裝置的方法；對(duì)燃燒裝置饋送一種或多種燃料。圖2顯示了當(dāng)饋送到燃燒裝置中的燃料質(zhì)量流量M提高(從0向前)但其小于臨界量Mc時(shí)，在燃燒裝置中產(chǎn)生的脈動(dòng)；在這種情況下，脈動(dòng)具有提高的強(qiáng)度。脈動(dòng)和極限值燃料量的趨勢(shì)是各個(gè)燃燒裝置的特性，并且在運(yùn)行狀況改變時(shí)基本無變化。換句話說，臨界量Mc是開始出現(xiàn)顯著脈動(dòng)(即，高于用于持續(xù)運(yùn)行的運(yùn)行極限且可危及發(fā)動(dòng)機(jī)的安全運(yùn)行的脈動(dòng))時(shí)的量。如圖3中顯示的那樣，當(dāng)燃料質(zhì)量流量M達(dá)到臨界燃料量Mc時(shí)，脈動(dòng)強(qiáng)度開始降低達(dá)最小值。根據(jù)燃料饋送狀況，可較快或較慢地達(dá)到臨界量Mc。參照?qǐng)D4，過渡運(yùn)行包括具有時(shí)段長(zhǎng)度T的時(shí)段，在此期間，以小于臨界燃料量Mc的量饋送燃料。方法包括限定時(shí)段長(zhǎng)度T的極限值L，以及調(diào)整燃料饋送，以使時(shí)段長(zhǎng)度T保持小于或等于極限值L。就此而言，圖4顯示了其中時(shí)段長(zhǎng)度T等于L的示例，而圖5則顯示了其中時(shí)段長(zhǎng)度T小于L的示例。可基于在燃燒裝置中可接受的最大脈動(dòng)強(qiáng)度和或脈動(dòng)最大時(shí)段長(zhǎng)度來限定L。例如：-最大可接受脈動(dòng)強(qiáng)度可限制在脈動(dòng)范圍PR內(nèi)，并且可相應(yīng)地限定極限值L(圖4)，以及/或者-可給定在燃燒裝置中產(chǎn)生脈動(dòng)的最大可接受時(shí)段長(zhǎng)度PL，并且可相應(yīng)地限定極限值(圖5)。優(yōu)選地，提供為時(shí)段長(zhǎng)度T和饋送的燃料的函數(shù)的參數(shù)，并且將時(shí)段長(zhǎng)度T的極限值L限定為這個(gè)參數(shù)的極限值。在這種情況下，調(diào)整燃料饋送包括防止參數(shù)超過參數(shù)的極限值。在方法的實(shí)施例中，參數(shù)由下者限定：其中，是時(shí)段長(zhǎng)度T中的平均線性增長(zhǎng)速率(這取決于燃燒裝置的特性、運(yùn)行狀況、燃料、環(huán)境狀況)，并且可通過下者來計(jì)算：以及因而例如，在圖2處顯示；T是時(shí)段長(zhǎng)度；是燃料(或者燃料中的一種，如果噴射了不止一種燃料的話)的能含量除以總供應(yīng)燃料(或者多種燃料，如果噴射了不止一種燃料的話)的能含量；燃料的能含量為燃料的能含量=質(zhì)量流量?較低的發(fā)熱值是T中的的差異。在一些情況下，可能難以計(jì)算，為此，可由下者近似：其中fosc是在時(shí)段長(zhǎng)度T期間在范圍中的平均振蕩頻率，fosc=1/w，其中：w是燃燒裝置中的脈動(dòng)的平均周期(圖2)。在以上實(shí)施例中，極限值是π。因而，在或者是平均線性增長(zhǎng)速率，或者由近似的情況下計(jì)算出的Bo必須小于極限值(諸如π)，而且，如果可在兩種情況下計(jì)算出，則的兩個(gè)值都必須小于極限值(諸如π)。使用為時(shí)段長(zhǎng)度T和饋送的燃料兩者的函數(shù)的參數(shù)(諸如Bo)是有利的，因?yàn)樗试S不僅考慮時(shí)段長(zhǎng)度T，而且還考慮達(dá)到臨界質(zhì)量流量Mc的速度。換句話說，Bo對(duì)燃料的饋送速度提供最小極限，使得較高的速度為可接受的，但較慢的速度不可接受。圖6顯示了Bo(根據(jù)上面提供的任何公式計(jì)算出)和(其指示燃料的饋送速度)之間的關(guān)系。在圖6中，曲線15與極限值Bo=π有關(guān)；曲線15限定兩個(gè)區(qū)域，即：-與可接受的的值(因而燃料的饋送速度的值)有關(guān)的區(qū)域A，以及-與無法接受的值(因而燃料的饋送速度的值)有關(guān)的區(qū)域B。在不同的示例中，過渡運(yùn)行可為燃燒裝置的啟動(dòng)、燃燒裝置的關(guān)閉，或者燃燒裝置從用第一燃料運(yùn)行轉(zhuǎn)變到用第二燃料運(yùn)行。在這種情況下，第一燃料可為液態(tài)燃料，而第二燃料可為氣態(tài)燃料，或者反之亦然。圖7顯示了其中過渡運(yùn)行是從用第一燃料運(yùn)行轉(zhuǎn)變到用第二燃料運(yùn)行的示例。在此圖中，M1表示第一燃料的質(zhì)量流量，而M2則表示第二燃料的質(zhì)量流量，并且Mc1和Mc2表示第一燃料和第二燃料的臨界量。從此圖中可看到，僅在下者中出現(xiàn)令人困擾的運(yùn)行：-在轉(zhuǎn)變開始時(shí)，這時(shí)第二燃料的質(zhì)量流量M2低于其臨界量Mc2，以及-在轉(zhuǎn)變結(jié)束時(shí)，這時(shí)第一燃料的質(zhì)量流量M1降到其臨界量Mc1之下。在這種情況下，必須僅在轉(zhuǎn)變開始和結(jié)束時(shí)提供時(shí)段長(zhǎng)度T和/或Bo的極限，并且必須因此調(diào)整燃料饋送。相比之下，當(dāng)?shù)谝蝗剂虾偷诙剂系馁|(zhì)量流量大于臨界量Mc1、Mc2時(shí)(即，在圖7的區(qū)16中)，可基于不同的要求(諸如例如負(fù)載調(diào)整(例如以使其保持恒定))來控制調(diào)整。優(yōu)選地，燃燒裝置是燃?xì)鉁u輪的一部分。由于參數(shù)Bo的極限的原因：-可降低脈動(dòng)的最大峰值，因?yàn)檫^渡運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)度越短，脈動(dòng)峰值就越??；-減少脈動(dòng)對(duì)燃燒裝置施加應(yīng)力的時(shí)間。啟動(dòng)的數(shù)值示例在下面，例如描述了燃?xì)鉁u輪以氣體流啟動(dòng)。以下數(shù)據(jù)適用于：(在時(shí)段T開始時(shí)的燃料的能含量除以總供應(yīng)燃料的能含量)：0(在時(shí)段T結(jié)束時(shí)供應(yīng)的燃料的能含量除以總供應(yīng)燃料的能含量，假設(shè)在時(shí)段T結(jié)束時(shí)，噴射了10%的氣體燃料)：0.1時(shí)段T：1.5秒在這些值的情況下，由于Bo=2.39<π，所以啟動(dòng)時(shí)的燃料噴射速度是可接受的。轉(zhuǎn)變的數(shù)值示例在下面，例如描述了燃?xì)鉁u輪從氣體運(yùn)行轉(zhuǎn)變到油運(yùn)行。以下數(shù)據(jù)適用于：在轉(zhuǎn)變開始時(shí)：(在時(shí)段T開始時(shí)的燃料(氣體)的能含量除以總供應(yīng)燃料的能含量)：1(在時(shí)段T結(jié)束時(shí)供應(yīng)的燃料(氣體)的能含量除以總供應(yīng)燃料的能含量，假設(shè)在時(shí)段T結(jié)束時(shí)，噴射5%的油類燃料和95%的氣體燃料)：0.095(假定對(duì)于油和氣體有相同的發(fā)熱值)時(shí)段T：0.2秒在這些值的情況下，由于Bo=2.55<π，所以這個(gè)燃料噴射速度是可接受的；以及在轉(zhuǎn)變結(jié)束時(shí)：(在時(shí)段T開始時(shí)的燃料(氣體)的能含量除以總供應(yīng)燃料(即，油和氣體燃料)的能含量，假定在時(shí)段T開始時(shí)95%是油類燃料和5%是氣體燃料)：0.05(在時(shí)段T結(jié)束時(shí)供應(yīng)的燃料(氣體)的能含量除以供應(yīng)的總供應(yīng)燃料的能含量，假定在時(shí)段T結(jié)束時(shí)100%是油類燃料和0%是氣體燃料)：0時(shí)段T：0.25秒在這些值的情況下，Bo=(8·0.25)/(2π·0.05)=6.37由于Bo=6.37>π，這個(gè)燃料噴射速度是不可接受的；因而，必須因此提高燃料噴射速度。如果例如T減小(即，燃料噴射速度提高，或者換句話說，以更高的流率噴射燃料)到0.1秒Bo=(8·0.1)/(2π·0.05)=2.55由于Bo=2.55<π，這個(gè)燃料噴射速度是可接受的。當(dāng)然，可獨(dú)立于彼此來提供所描述的特征。在實(shí)踐中，所使用的材料和尺寸可根據(jù)要求和現(xiàn)有技術(shù)按需要選擇。