(57)【要約】      （修正有）【課題】有色排気プルームを緩和した発電システムを提供する。【解決手段】様々な実施形態には、タービン用の排気プルーム緩和システム４０と、排気プルーム緩和システム４０を組み込んだシステム２とが含まれる。いくつかの実施形態では、排気プルーム緩和システム４０は、圧縮器４をタービン２２の排気室２８に流体連結する第１の導管４１と、第１の導管４１を通る圧縮器空気の流れを調整するために第１の導管４１に動作可能に連結された第１の制御弁６０と、第１の導管４１に流体連結された第１の入口４４、周囲に流体連結された第２の入口４６、および排気室２８に流体連結された出口３２を含む流体誘導装置４２とを含む。【選択図】図１
2014074405.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービン用の排気プルーム緩和システムであって、
圧縮器と前記タービンの排気室を流体連結する第１の導管と、
前記第１の導管を通る圧縮器空気の流れを調整するために前記第１の導管に動作可能に連結された第１の制御弁と、
前記第１の導管に流体連結された第１の入口、
周囲に流体連結された第２の入口、および
前記排気室に流体連結された出口を含む流体誘導装置と
を備える排気プルーム緩和システム。
【請求項２】
前記第１の導管および圧縮器排出室に流体連結され、前記第１の導管に圧縮器排出空気を供給する第２の導管をさらに備える、請求項１記載の排気プルーム緩和システム。
【請求項３】
前記第１の導管への前記圧縮器排出空気の流れを調整するために前記第２の導管に動作可能に連結された第２の制御弁をさらに備える、請求項２記載の排気プルーム緩和システム。
【請求項４】
前記第１の導管に動作可能に連結され、前記第１の導管を通る前記圧縮器空気の流量を検出する流量センサをさらに備える、請求項１記載の排気プルーム緩和システム。
【請求項５】
前記流量センサおよび前記第１の制御弁に動作可能に連結された制御システムであって、
前記圧縮器空気の前記流量に関するデータを取得し、
前記圧縮器空気の前記流量が流量の所定の範囲から逸脱していると判定したことに応じて、前記第１の制御弁の位置を修正するように構成される制御システムをさらに備える、請求項４記載の排気プルーム緩和システム。
【請求項６】
前記第１の導管に動作可能に連結され、前記第１の導管を通る前記圧縮器空気の前記流れを実質的に無条件に許容するかまたは実質的に無条件に禁止するブロック弁をさらに備える、請求項１記載の排気プルーム緩和システム。
【請求項７】
前記ブロック弁は、前記第１の制御弁の下流側に前記第１の導管に沿って配置される、請求項６記載の排気プルーム緩和システム。
【請求項８】
前記流体誘導装置は、前記第１の入口を通して圧縮器空気を取り込んだことに応答して周囲から空気を取り込むように前記第２の入口全体にわたって真空を形成するようなサイズを有する、請求項１記載の排気プルーム緩和システム。
【請求項９】
圧縮器と、
前記圧縮器の排気孔に流体連結された燃焼器と、
前記燃焼器の排気孔に流体連結されたタービンと、
前記タービンの排気孔に流体連結された排気室と、
前記圧縮器および前記排気室に流体連結された排気プルーム緩和システムとを備え、前記排気プルーム緩和システムが、
前記圧縮器を前記排気室に流体連結する第１の導管と、
前記第１の導管に流体連結された第１の入口、
周囲に流体連結された第２の入口、および
前記排気室に流体連結された出口を含む流体誘導装置とを含み、
前記流体誘導装置は、前記周囲の空気を前記排気室に供給して前記タービンの前記排気と混合するようなサイズを有するシステム。
【請求項１０】
希釈された排気を受け取り、前記希釈された排気を前記周囲に供給するための再燃器をさらに備える、請求項９記載のシステム。
【請求項１１】
前記再燃器は、排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）である、請求項１０記載のシステム。
【請求項１２】
前記第１の導管を通る圧縮器空気の流れを調整するために前記第１の導管に動作可能に連結された第１の制御弁と、
前記第１の導管に動作可能に連結され、前記第１の導管を通る前記圧縮器空気の流量を検出する流量センサと、
前記流量センサおよび前記第１の制御弁に動作可能に連結され、
前記圧縮器、前記タービン、前記第１の制御弁、または前記流量センサのうちの少なくとも１つの動作パラメータに関するデータを取得し、
前記圧縮器、前記タービン、前記第１の制御弁、または前記流量センサのうちの少なくとも１つの動作パラメータに関する前記データが前記動作パラメータの所定のしきい値から逸脱していると判定したことに応じて前記第１の制御弁の位置を修正するように構成された制御システムとをさらに備える、請求項９記載のシステム。
【請求項１３】
圧縮器と、
前記圧縮器の排気孔に流体連結された燃焼器と、
前記燃焼器の排気孔に流体連結されたタービンと、
前記タービンの排気孔に流体連結された排気室と、
前記圧縮器および前記排気室に流体連結され、前記圧縮器からの圧縮空気の一部を前記排気室に分流して前記タービンの排気と混合する排気プルーム緩和システムと
を備える発電システム。
【請求項１４】
前記排気室の排気孔に流体連結され、周囲に排気する再燃器をさらに備える、請求項１３記載の発電システム。
【請求項１５】
前記圧縮器に流体連結され、前記圧縮器から圧縮空気を受け取る圧縮器排出室（ＣＤＣ）をさらに備える、請求項１３記載の発電システム。
【請求項１６】
前記排気プルーム緩和システムは、
導管の第１の端部で前記圧縮器に流体連結された導管と、
前記導管の第２の端部および前記排気室に流体連結され、周囲への開口部と前記排気室に連結された出口とを含む誘導装置とをさらに含む、請求項１３記載の発電システム。
【請求項１７】
前記誘導装置は、前記周囲から空気を引き込んで、前記圧縮器からの圧縮空気と混合して希釈混合物を形成し、前記希釈混合物を前記排気室に導入するようなサイズを有する、請求項１６記載の発電システム。
【請求項１８】
前記排気プルーム緩和システムは、
前記圧縮器からの前記圧縮空気の前記一部を前記排気室に送るための少なくとも１つの導管をさらに含む、請求項１３記載の発電システム。
【請求項１９】
前記排気プルーム緩和システムは、
前記圧縮器からの前記圧縮空気の前記一部の、前記排気室への流れを調整するための少なくとも１つの弁をさらに含む、請求項１８記載の発電システム。
【請求項２０】
前記排気プルーム緩和システムは、
前記少なくとも１つの導管に流体連結され、前記圧縮器からの前記圧縮空気の前記一部の、前記排気室への前記流れを示す流量センサと、
前記少なくとも１つの弁および前記流量センサに動作可能に連結され、前記流体センサによって示された前記流れに基づいて前記少なくとも１つの弁の位置を修正する制御システムとをさらに含む、請求項１９記載の発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示される主題は、発電システムに関する。より詳細には、この主題は発電システム排ガスに関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば１つまたは複数のガスタービン（ＧＴ）を含む発電システムにおける不完全燃焼では、燃焼中の気体または液体の炭化水素燃料の化学組成、燃焼温度、および／または燃焼の燃空比に起因して、（有色）二酸化窒素（ＮＯ2）および未燃（有色）炭素含有粒子が放出されることがある。ある種の燃料は、他の燃料よりも未燃炭素含有粒子およびＮＯ2を生成し放出しやすいことが分かっている。たとえば、特定の地域に見られる、アスファルテン含有量が多く炭素鎖の長いある種の重質残渣グレード燃料油は、拡散火炎において煤（未燃炭化水素）を発生させることが知られている。しかし、所与の燃料が有色（視覚的に知覚できる）プルーム（たとえば、煙）および微粒子排出物を生じさせる傾向は、高燃料粘度、高火炎点火温度、高燃料炭素対水素比、燃焼ゾーン内の燃料霧化効率時間などの因子の影響を受けることがある。
【０００３】
有色排気プルーム（ＮＯ2および微粒子排出物）の視覚的な不快さが顕著になることがある。場合によっては、有色排気プルームは、最長で３０分以上にわたって、たとえばガスタービン発電システムの各部の始動期間の間に視覚的に知覚される。このような有色プルームは、特に発電システムが住宅地および／または商店街の近くに配置されている場合に望ましくないことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７６６１２６８号明細書
【発明の概要】
【０００５】
様々な実施形態には、タービン用の排気プルーム緩和システムと、排気プルーム緩和システムを組み込んだシステムとが含まれる。いくつかの実施形態では、排気プルーム緩和システムは、圧縮器をタービンの排気室に流体連結する第１の導管と、第１の導管を通る圧縮器空気の流れを調整するために第１の導管に動作可能に連結された第１の制御弁と、第１の導管に流体連結された第１の入口、周囲に流体連結された第２の入口、および排気室に流体連結された出口を含む流体誘導装置とを含む。
【０００６】
本発明の第１の態様は、タービン用の排気プルーム緩和システムであって、圧縮器とタービンの排気室を流体連結する第１の導管と、第１の導管を通る圧縮器空気の流れを調整するために第１の導管に動作可能に連結された第１の制御弁と、第１の導管に流体連結された第１の入口、周囲に流体連結された第２の入口、および排気室に流体連結された出口を含む流体誘導装置とを有するシステムを含む。
【０００７】
本発明の第２の態様は、圧縮器と、圧縮器の排気孔に流体連結された燃焼器と、燃焼器の排気孔に流体連結されたタービンと、タービンの排気孔に流体連結された排気室と、圧縮器および排気室に流体連結された排気プルーム緩和システムであって、圧縮器を排気室に流体連結する第１の導管と、第１の導管に流体連結された第１の入口、周囲に流体連結された第２の入口、および排気室に流体連結された出口を含む流体誘導装置とを含む排気プルーム緩和システムとを有し、流体誘導装置が、周囲の空気を排気室に供給してタービンの排気と混合するようなサイズを有するシステムを含む。
【０００８】
本発明の第３の態様は、圧縮器と、圧縮器の排気孔に流体連結された燃焼器と、燃焼器の排気孔に流体連結されたタービンと、タービンの排気孔に流体連結された排気室と、圧縮器および排気室に流体連結され、圧縮器からの圧縮空気の一部を排気室に分流してタービンの排気と混合する排気プルーム緩和システムとを有する発電システムを含む。
【０００９】
本発明のこれらの特徴およびその他の特徴は、本発明の様々な実施形態を示す添付の図面に関連する本発明の様々な態様についての以下の詳細な説明からより容易に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の様々な実施形態による、排気プルーム緩和システムを含む発電システムの概略図である。
【図２】図１の排気プルーム緩和システムの流体誘導装置の概略断面図である。
【図３】本発明の様々な実施形態によるプロセスを示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の図面が一定の縮尺であるとは限らないことに留意されたい。各図面は、本発明の代表的な態様のみを示すものであり、したがって、本発明の範囲を限定するものとみなされるべきではない。各図面において、同じ参照符号は、各図面間の同じ要素を表す。
【００１２】
上記に指摘したように、本明細書で開示される主題は、発電システムに関する。より詳細には、この主題は発電システム排ガスに関する。
【００１３】
たとえば１つまたは複数のガスタービン（ＧＴ）を含む発電システムにおける不完全燃焼では、燃焼中の気体または液体の炭化水素燃料の化学的特性に起因して、（有色）二酸化窒素（ＮＯ2）および未燃炭素含有粒子が放出されることがある。特定の種の燃料は、特定の燃焼温度および燃空比において、他の燃料よりもＮＯ2および未燃炭素含有粒子を放出しやすいことが分かっている。たとえば、特定の地域に見られる、アスファルテン含有量が多く炭素鎖の長い特定の種の重質残渣グレード燃料油は、拡散火炎において煤（未燃炭化水素）を発生させることが知られている。しかし、所与の燃料がプルームおよび微粒子排出物を生じさせる傾向は、高燃料粘度、高火炎点火温度、高燃料炭素対水素比、燃焼ゾーン内の燃料霧化効率時間などの因子の影響を受けることがある。
【００１４】
有色（煙）プルーム（微粒子排出物）の視覚的な不快さが顕著になることがある。場合によっては、このようなプルームは、最長で３０分以上にわたって、たとえば発電システムの各部の始動期間の間に視覚的に知覚される。このような煙プルームは、特に発電システム（たとえば、ガスタービン発電システム）が住宅地および／または商店街の近くに配置されている場合に望ましくないことがある。特に、煙プルームが視覚的に知覚されるので、発電システムの近くに位置する住民に不安を抱かせることがある。
【００１５】
ガスタービン主体の発電システムにおいて有色煙プルームを緩和するための従来の手法では、生成される有色プルームの量を低減させるようにタービンおよび／または圧縮器の燃空比、燃焼温度、および動作速度を修正する。このような従来の手法では、複雑な制御論理を実施することが必要になることがあり、タービンおよび／または圧縮器を必要以上に長期間にわたって低レベルで動作させることによって最終的にシステム効率が低下し、高温部構成部材の寿命が短くなる恐れがある。このような手法は、タービンおよび／または圧縮器の始動の持続時間を延ばす可能性もある。
【００１６】
従来の手法に対して、本発明の様々な実施形態は、タービンの排気（排気排出）が排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）部に到達する前に少なくとも１つの誘導装置を使用してタービンの排気を混合するシステムを含む。誘導装置は、周囲空気と分流された圧縮器排出空気とを結合し、この結合空気をＨＲＳＧ部に排気する前にタービン排気室に供給する。誘導装置は、タービンの排気を、大気に放出される前に（混合によって）効果的に希釈し、それによって、有色プルーム（煙）を見えにくくすることができる。
【００１７】
特定の実施形態では、タービン（たとえば、ガスタービン）用の排気プルーム緩和システムが開示される。排気プルーム緩和システムは、圧縮器をタービンの排気室に流体連結する第１の導管を含んでもよい。排気プルーム緩和システムは、第１の導管に動作可能に連結され、第１の導管を通る圧縮空気の流れを調整する第１の制御弁をさらに含んでもよい。排気プルーム緩和システムは、第１の導管に流体連結された第１の入口と、周囲（周囲空気または外部空気）に流体連結された第２の入口と、排気室に流体連結された出口とを有する流体誘導装置をさらに含んでもよい。
【００１８】
本発明の第２の態様は、圧縮器と、圧縮器の排気孔に流体連結された燃焼器と、燃焼器の排気孔に流体連結されたタービンと、タービンの排気孔に流体連結された排気室とを含む。システムは、圧縮器および排気室に流体連結された排気プルーム緩和システムをさらに含む。排気プルーム緩和システムは、圧縮器を排気室に流体連結する第１の導管と、第１の誘導装置とを含んでもよい。流体誘導装置は、第１の導管に流体連結された第１の入口と、周囲に流体連結された第２の入口と、排気室に流体連結された出口とを含んでもよい。流体誘導装置は、周囲の空気を排気室に供給してタービンの排気と混合するようなサイズを有してもよい。
【００１９】
本発明の第３の態様は発電システムを含む。発電システムは、圧縮器と、圧縮器の排気孔に流体連結された燃焼器と、燃焼器の排気孔に流体連結されたタービンと、タービンの排気孔に流体連結された排気室とを含む。発電システムは、圧縮器および排気室に流体連結され、圧縮器からの圧縮空気の一部（圧縮器の排出物）を排気室に分流してタービンの排気（たとえば、タービンからの排ガス）と混合する排気プルーム緩和システムをさらに含んでもよい。
【００２０】
図１は、本発明の様々な実施形態による発電システム（または単にシステム）２の概略図を示す。図示のように、システム２は圧縮器４を含んでもよい。図示のように、圧縮器４は、発電システム、たとえばガスタービン発電システム用の従来の圧縮器を含んでもよく、周囲空気８（たとえば、濾過された周囲空気）の流れを圧縮器４の入口１０に向けるように設計された１組の入口案内翼（ＩＧＶ）６を含んでもよい。この周囲空気８は圧縮器４に流入し、圧縮器４がその空気８を後で（本明細書でさらに説明する）燃焼サイクルにおいて使用するために圧縮する。場合によっては、圧縮器４は、圧縮器４の排気孔１４に流体連結された圧縮器排出室（ＣＤＣ）１２を含んでもよい。ＣＤＣ１２は、圧縮器からの圧縮空気の一部を別の構成部材（たとえば、本明細書で説明するような燃焼器１８）に供給する前に保持してもよい。
【００２１】
図示のように、発電システム２は、圧縮器４の排気孔１４に流体連結された燃焼器１８をさらに含んでもよい。すなわち、燃焼器１８は、流体（たとえば、圧縮空気）が圧縮器４と燃焼器１８の間を流れることができるように圧縮器４の排気孔１４に（たとえば、導管２０および／またはＣＤＣ１２を介して）流体連結される。当技術分野で周知のように、燃焼器１８は、圧縮器４から（ＣＤＣ１２および／または導管２０を介して）受け取られた圧縮空気を利用して燃料を燃焼させ作動流体（たとえば、ガス）を生成する。
【００２２】
次いで、燃焼器１８の排気孔２４に（たとえば、別の導管２０を介して）流体連結されたタービン２２に作動流体を供給してもよい。タービン２２は、作動流体のエネルギーを利用して当技術分野で周知のように軸、たとえば駆動軸（図示せず）の回転運動を生じさせてもよい。タービン２２、特にその排気孔２６は、排気室２８に（場合によっては直接、接合ケーシングを介して）流体連結されている。作動流体は、排気孔２６から流出し、排気室２８に流入する。場合によっては、排気室２８（および排気室２８内の作動流体）は、排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）などの再熱器３０に排出するようになっている。その作動流体は、再燃器３０内を流れた後、再燃器３０の出口３２を通じて周囲の周囲空気８に流入する。本明細書で示すように、タービンシステムの始動および初期段階動作時には、従来のシステムは、有色（たとえば、黒、黄色など）排ガスを含むことがある作動流体を（たとえば、再燃器の出口を通じて）排出する。このような有色排ガスは、本明細書で指摘するように望ましくないことがある。
【００２３】
従来のシステムに対して、発電システム２は、圧縮器４および排気室２８に流体連結された排気プルーム緩和システム４０をさらに含んでもよい。様々な実施形態では、排気プルーム緩和システム４０は、タービン２２のパラメータを監視し、タービン２２のパラメータに基づいて排気室２８に希釈流体を供給するように構成される。
【００２４】
図示のように、排気プルーム緩和システム４０は、圧縮器４を排気室２８に流体連結する第１の導管４１を含んでもよい。排気プルーム緩和システム４０は、流体誘導装置４２を含んでもよい。流体誘導装置４２は、図２の概略図により明確に示されている。図２を参照し、かつ引き続き図１を参照すると、第１の導管４１に流体連結された第１の入口４４と、周囲（たとえば、周囲８）に流体連結された第２の入口４６と、排気室２８に流体連結された出口４８とを有する流体誘導装置４２が示されている。本明細書で説明するように、流体誘導装置４２は、周囲８からの空気を、排気室２８に供給し、たとえば、再燃器３０に流入する前に、タービン２２の排気と混合（排気で希釈）するようなサイズを有してもよい。
【００２５】
引き続き図２を参照すると、流体誘導装置４２は、流体（たとえば、分流された圧縮器４および／またはＣＤＣ１２流体）が第１の入口４４に押し込まれるときに第２の入口４６全体にわたって真空引きするように構成されてもよい。この場合、図示のように、流体誘導装置４２は、第１の入口４４と第２の入口４６との間の流体交差点５２の近くに配置された第１のノズル５０を含んでもよい。流体ノズル５０は、圧縮器４および／またはＣＤＣ１２からの分流された流体の流れを誘導装置４２の本体５４を通して加速し、それによって第２の入口４６全体にわたって真空効果をもたらすのを助けることができる。すなわち、（圧縮器４および／またはＣＤＣ１２からの）分流された流体が流体ノズル５０および本体５４を通して加速されると、流体交差点５２に低圧ゾーンが生じて、より高い圧力の空気が周囲８から第２の入口４６に引き込まれる。周囲８からの空気は、流体誘導装置４２に流入した後、（第１の導管４１を介して流入する、圧縮器４および／またはＣＤＣ１２からの）分流された流体と混合して希釈混合物を形成することができる。次いで、この希釈混合物はノズル−ディフューザ領域５６を通じて流体ノズル５０の下流側に押し出される。ノズル−ディフューザ領域５６は、（排気室２８への）誘導装置４２の出口４８に開放されるディフューザ５８を含む。
【００２６】
図１に戻ると、排気プルーム緩和システム４０は、第１の導管４１を通る圧縮器４空気の流れを調整するために第１の導管４１に動作可能に連結された第１の制御弁６０をさらに含んでもよい。さらに、排気プルーム緩和システム４０は、第１の導管４１およびＣＤＣ１２に流体連結され、ＣＤＣ１２からの空気を（たとえば、接合部６３で）第１の導管４１に供給することができる第２の導管６１を含んでもよい。この場合、排気プルーム緩和システム４０は、第２の導管６１に動作可能に連結され、（ＣＤＣ１２から）第１の導管４１への圧縮器排出空気の流れを調整する第２の制御弁６４をさらに含んでもよい。さらに、排気プルーム緩和システム４０は、圧縮器４から抽出され第１の導管４１に供給される空気の量を制御することができる第３の制御弁６６を含んでもよい。様々な実施形態において、空気が圧縮器４またはＣＤＣ１２の一方のみから抽出され、したがって、第２の制御弁６４または第３の制御弁６６の一方は、それらの弁のうち他方の弁が開いている間、閉じたままになることを理解されたい。
【００２７】
同じく図示のように、排気プルーム緩和システム４０は、第１の導管４１に動作可能に連結され、第１の導管４１を通る圧縮器空気（ＣＤＣ１２からの圧縮器排出空気および／または圧縮器４から抽出された空気）の流量を検出する流量センサ（ＦＳ）７０を含んでもよい。さらに、排気プルーム緩和システム４０は、第１の導管４１に動作可能に連結され、第１の導管４１を通って（誘導装置４２に至る）圧縮器空気（ＣＤＣ１２からの圧縮器排出空気および／または圧縮器４から抽出された空気）の流れを実質的に無条件に許容するかまたは実質的に無条件に禁止するブロック弁７２を含んでもよい。当技術分野で周知のように、ブロック弁７２は、完全に開くかまたは完全に閉じ、それによって、閉じたときに第１の導管４１を通って誘導装置４２に至る流れに対する実質的に無条件のブロックとして働くように構成されてもよい。図示のように、ブロック弁７２は制御弁（第１の制御弁６０、第２の制御弁６２、および第３の制御弁６４）の下流側に（さらに左右方向の流体流路に沿って）配置されている。本明細書で説明するように、排気プルーム緩和システム４０は、圧縮器４（および／またはＣＤＣ１２）から排気室２８に至る圧縮空気の部分（ＣＤＣ１２からの圧縮器排出空気および／または圧縮器４から抽出された空気）の流れを調整するための少なくとも１つの弁（たとえば、第１の制御弁６０、第２の制御弁６２、第３の制御弁６４、および／またはブロック弁７２）を含んでもよい。
【００２８】
同じく図１に示すように、排気プルーム緩和システム４０は、本明細書で図示し説明するシステム４０の様々な他の構成部材に動作可能に連結することのできる制御システム７４をさらに含んでもよい。すなわち、制御システム７４は、当技術分野において、圧縮器４、ＣＤＣ１２、燃焼器１８、タービン２２、排気室２８、および／または再燃器３０に動作可能に連結される（データ接続が仮想線で示されており、これらの構成部材との連結が、例示のために制御システム７４の上方に仮想線のボックスで示されている）ことが知られている従来の制御システム構成部材を含んでもよい。本発明の様々な実施形態では、制御システム７４は、たとえばセンサおよび／またはその他の従来の発電システム電子機器を介した接続を含む無線手段および／またはハード配線手段を介して前述の構成部材のうちの１つまたは複数に連結されている。
【００２９】
制御システム７４は、さらに少なくとも１つの弁（たとえば、第１の制御弁６０、第２の制御弁６２、第３の制御弁６４、および／またはブロック弁７２）ならびに流量センサ７０に動作可能に連結されている。様々な実施形態では、制御システム７４は、排気プルーム緩和システム４０内の構成部材の１つの求められた動作パラメータに基づいて少なくとも１つの弁（たとえば、第１の制御弁６０、第２の制御弁６２、第３の制御弁６４、および／またはブロック弁７２）のうちの１つまたは複数の動作を制御してもよい。
【００３０】
本発明の様々な実施形態では、排気プルーム緩和システム４０が本明細書で説明する１組の（たとえば、一対の）システムを含んでもよいことを理解されたい。すなわち、図１について単一の誘導装置４２および関連する構成部材（たとえば、導管４１、流量センサ７０など）を参照して説明したが、図１に示すように、排気プルーム緩和システム４０は、排気室２８内のタービン２２からの排気を希釈するための追加の１組の構成部材（一部のみが示されている）を含んでもよい。これらの構成部材のいくつかは、本明細書で説明する制御システム７４および／または当技術分野で周知の別の制御システムによって制御されてもよい。
【００３１】
図３に移ると、特定の実施形態では、制御システム７４は、図示の例示的な方法の流れ図に従って各プロセスを実施してもよい。すなわち、制御システム７４は、本発明の様々な実施形態によって、以下の機能を実行してタービン２２からの排気を希釈するのを助けても（たとえば、有色プルームの発生を緩和しても）よい。
【００３２】
プロセスＰ１：圧縮器４、タービン２２、再燃器（またはＨＲＳＧ）３０、少なくとも１つの弁（たとえば、第１の制御弁６０、第２の制御弁６２、第３の制御弁６４、および／またはブロック弁７４）、あるいは流量センサのうちの１つの動作パラメータに関するデータを得る。場合によっては、動作パラメータには、ＨＲＳＧ３０の温度、ＨＲＳＧ３０スタック内の排気の容量、タービン２２からの排ガス温度、圧縮器４またはＣＤＣ１２の空気の排出温度、排気計画と比較した圧縮器４および／またはＣＤＣ１２の流量、少なくとも１つの弁（たとえば、第１の制御弁６０、第２の制御弁６２、第３の制御弁６４、および／またはブロック弁７２）の位置、（流量センサ７０によって測定された）第１の導管４１を通る流量、タービン２２に対する負荷（たとえば、メガワット単位）などを含めてもよい。ポーリング、ロギング、または排気プルーム緩和システム４０全体にわたって配置された１つまたは複数のセンサからデータを周期的に得ることなどによる任意の従来の手法によってこのデータを得ることができることを理解されたい。
【００３３】
プロセスＰ２：（本明細書で指摘するパラメータのうちの１つまたは複数に関する）このデータを得た後、制御システム７４は、このデータを１つまたは複数の特定のパラメータの所定のしきい値と比較し、動作パラメータに関するデータがその動作パラメータの所定のしきい値から逸脱していると判定したことに応じて、少なくとも１つの弁（たとえば、第１の制御弁６０、第２の制御弁６２、第３の制御弁６４、および／またはブロック弁７２）の位置を修正してもよい。たとえば、場合によっては、制御システム７４は、（たとえば、圧縮器４の排出の流量および／またはタービン２２の出力に基づいて）圧縮器４およびタービン２２が始動中であると判定し、少なくとも１つの弁（たとえば、第１の制御弁６０、第２の制御弁６２、第３の制御弁６４、および／またはブロック弁７２）を開いて、圧縮器４および／またはＣＤＣ２２からの空気の抽出および抽出された空気の誘導装置４２への導入を可能にしてもよい。本明細書で説明するように、抽出された空気が誘導装置４２に導入された後、誘導装置は周囲８から空気を引き込み、次いでこの空気が排気室２８内のタービン２２からの排気と混合されてもよい。周囲８からの空気が排気の希釈を強化するので、その後、ＨＲＳＧ３０から流出する排気の視覚的不透明度は低下する。
【００３４】
制御システムが運転停止イベント（たとえば、圧縮器４を通る流れの低減および／またはタービン２２の出力の低下）ならびに／あるいは休止イベント（たとえば、定常状態でのタービン２２の出力低下および／または圧縮器４を通る流れの低減）について監視し、その後イベントに応じて少なくとも１つの弁の位置を誘導装置４２と係合するように修正し、タービン２２からの排気と混合してもよいことを理解されたい。
【００３５】
所定のしきい値には、誘導装置４２と係合してタービン２２からの排気を希釈すると有利である場合があるイベントを示すことができる本明細書で説明する各パラメータの値を含んでもよい。たとえば、タービン２２の出力の所定のしきい値はメガワットレベルであってもよい（たとえば、ｘメガワットよりも低い場合は運転停止を示し、ｚ期間にわたってｙメガワットよりも低い場合は休止を示し、ｗ期間にわたってメガワットレベルがｖ％増大した場合は始動を示す）。制御システム７４は、求められた１つまたは複数のパラメータをこれらの所定のしきい値と比較して、関心対象のイベント（たとえば、始動、運転停止、休止など）が発生しているかどうかを判定し、判定に応じて排気プルーム緩和システム４０を誘導装置４２と係合してもよい。
【００３６】
制御システム７４が、１つまたは複数のプロセッサ、メモリ、入出力デバイス、および／または外部データストレージを含む従来のハードウェア構成要素を含んでもよいことを理解されたい。場合によっては、制御システム７４を遠隔的に操作してもよいが、場合によっては、制御システム７４をその場で（たとえば、圧縮器４、タービン２２などの近くで）操作してもよい。いずれの場合も、制御システム７４は、圧縮器（および／またはＣＤＣ）の空気を誘導装置４２に流入させ、したがって、排気室２８に流入させるように少なくとも１つの弁の位置を修正する技術的効果を有する。これによって、制御システムは、タービン２２の排気の希釈を作動させ、それによって、本明細書で説明する有色発電システム排ガスに伴う問題のいくつかを緩和することができる。
【００３７】
本明細書で使用する用語は、特定の実施形態のみについて説明するための用語であり、開示を限定するものではない。本明細書では、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈による別段の指示がないかぎり、複数形も含むことが意図されている。さらに、用語「備える」および／または「備えている」が本明細書で使用されるときには、述べられた特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または構成部材が存在することを明示するが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成部材、および／またはそれらの群が存在するかまたは追加されることを妨げないことが理解されよう。用語「前」および「後」が限定的なものではなく、必要に応じて交換可能であるように意図されていることをさらに理解されたい。
【００３８】
この説明では、実施例を使用して、最良の形態を含む本発明を開示し、また、当業者が、任意のデバイスまたはシステムを製造し使用することおよび組み込まれた任意の方法を実施することを含んだ、本発明の実施を可能にする。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者に想到される他の実施例を含んでもよい。そのような他の実施例は、特許請求の範囲の文字通りの文言と異ならない構造要素を有するか、または特許請求の範囲の文字通りの文言と実質的に異ならない等価構造要素を含む場合には、特許請求の範囲内であることが意図される。
【符号の説明】
【００３９】
２  システム
４  圧縮器
６  入口案内翼（ＩＧＶ）
８  周囲空気
１０  入口
１２  圧縮器排出室（ＣＤＣ）
１４  排気孔
１８  燃焼器
２０  導管
２２  タービン
２４  燃焼器排気
２６  タービン排気
２８  排気室
３０  再燃器
３２  出口
４０  排気プルーム緩和システム
４１  第１の導管
４２  流体誘導装置
４４  第１の入口
４６  第２の入口
４８  出口
５０  流体ノズル
５２  流体交差点
５４  本体
５６  ノズル−ディフューザ領域
５８  ディフューザ
６０  制御弁
６１  第２の導管
６４  制御弁
６６  制御弁
７０  流量センサ（ＦＳ）
７２  ブロック弁
７４  制御システム
【図１】
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【図２】
2014074405.tif 000004
【図３】
2014074405.tif 000005
【外国語明細書】
2014074405000001.pdf