(57)【要約】      （修正有）【課題】一般に発電装置の制御に関し、より詳細には、ガスタービンの火炎保持境界の制御方法を提供する。【解決手段】発電装置制御システムは、ガスタービンの所定の領域内での火炎保持を防止することができるクエンチング剤の最小量を決定するために、ダンケラー数などの火炎保持境界指標をモニタする。実施形態では、ガスタービンの安全な操業を確保しつつ操業コストを削減するために、使用するクエンチング剤の量を最小にすることができる。【選択図】図１
2013174430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンへのクエンチング剤の配送を制御するように構成された火炎保持境界制御システムであって、前記ガスタービンが、燃焼器と、少なくとも１つの燃料配送システムと、少なくとも１つのクエンチング剤配送システムとを含み、前記火炎保持境界制御システムが、
前記ガスタービンの所定の領域内での火炎保持を阻止することができるクエンチング剤の最小量が配送されるように、少なくとも１つの周囲条件に対応する少なくとも１つの火炎保持境界指標に基づいて火炎保持を阻止するために燃料−空気混合物に添加すべきクエンチング剤の量を決定するように構成されたクエンチモジュール
を備えた、火炎保持境界制御システム。
【請求項２】
火炎保持境界の前記火炎保持境界指標が、前記ガスタービン内の流動場の化学反応性を含む、請求項１記載の火炎保持境界制御システム。
【請求項３】
前記火炎保持境界指標が、前記ガスタービン内の流動場のダンケラー数を含み、前記クエンチモジュールは、前記ダンケラー数が前記所定の領域内で１未満の値を有するようにクエンチング剤流量として添加すべきクエンチング剤の前記量を決定する、請求項１記載の火炎保持境界制御システム。
【請求項４】
前記クエンチング剤流量が、前記ガスタービンの前記所定の領域内のクエンチング剤流量と前記流動場の前記ダンケラー数との間の関係に応じて決定される、請求項３記載の火炎保持境界制御システム。
【請求項５】
前記関係が、周囲比湿と周囲温度とエンジン動作条件と燃料組成との間の関係を含む、請求項４記載の火炎保持境界制御システム。
【請求項６】
前記少なくとも１つの周囲条件が、周囲湿度を含む、請求項１記載の火炎保持境界制御システム。
【請求項７】
前記周囲湿度が、周囲相対湿度を含み、前記少なくとも１つの周囲条件が、周囲温度をさらに含む、請求項６記載の火炎保持境界制御システム。
【請求項８】
前記クエンチング剤が水を含み、前記火炎保持境界指標が、比湿と燃料組成と周囲温度との間の関係に基づいて決定され、周囲比湿が、相対湿度と周囲温度との間の関係に基づいて決定され、添加すべきクエンチング剤の前記量が、前記燃料−空気混合物の比湿を少なくとも１つの所定の値にするようにさらに決定される、請求項７記載の火炎保持境界制御システム。
【請求項９】
前記火炎保持境界指標が、燃料組成に応じてさらに決定される、請求項８記載の火炎保持境界制御システム。
【請求項１０】
前記クエンチング剤配送システムは、前記ガスタービンの圧縮機の注入部のところに配置され、クエンチング剤の前記決定した量が前記燃料−空気混合物に添加されるように前記制御システムに応答するフォッガを含む、請求項１記載の火炎保持境界制御システム。
【請求項１１】
圧縮機と、
前記圧縮機と流体連通し、前記圧縮機の吐出物を受け取るように構成された燃焼器と、
前記燃焼器へ入る空気中へと燃料を導入するように構成された少なくとも１つの燃料配送システムと、
前記燃焼器の上流の空気または燃料−空気混合物のうちの少なくとも一方の中へとクエンチング剤を導入するように構成されたクエンチング剤配送システムと、
前記ガスタービンの所定の領域内での火炎保持を阻止することができるクエンチング剤の最小量が配送されるように、火炎保持境界指標に応じて前記クエンチング剤配送システムによって配送されるクエンチング剤の量を制御するように構成された火炎保持境界制御システムと
を備えた、ガスタービン。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの燃料配送システムが、前記燃焼器の封鎖部内に配置された少なくとも１つの主燃料噴射装置を有する主燃料配送システムを含み、前記少なくとも１つの燃料配送システムが、前記燃焼器の前記封鎖部内の前記少なくとも１つの主燃料噴射装置の上流に配置された少なくとも１つの燃料噴射装置をさらに含む、請求項１１記載のガスタービン。
【請求項１３】
前記クエンチング剤配送システムが、前記燃焼器の注入部へクエンチング剤を配送するように構成される、請求項１１記載のガスタービン。
【請求項１４】
前記クエンチング剤配送システムが、前記圧縮機の注入部へクエンチング剤を配送するように構成される、請求項１１記載のガスタービン。
【請求項１５】
前記クエンチング剤配送システムが、前記圧縮機の吐出物へクエンチング剤を配送するように構成される、請求項１１記載のガスタービン。
【請求項１６】
前記火炎保持境界指標が、前記少なくとも１つの燃料配送システムによって配送される燃料の組成を含む、請求項１１記載のガスタービン。
【請求項１７】
前記火炎保持境界指標が、前記ガスタービンの前記所定の領域内の流動場のダンケラー数を含み、前記火炎保持境界制御システムが、前記所定の領域内の前記ダンケラー数を１未満である値に維持するように構成される、請求項１１記載のガスタービン。
【請求項１８】
ガスタービン制御システムによるガスタービンへのクエンチング剤配送を可能にするためのコンピュータプログラム製品であって、前記ガスタービンが、圧縮機と、前記圧縮機と流体連通した燃焼器と、燃料配送システムと、クエンチング剤配送システムとを含み、前記ガスタービン制御システムが、演算装置と、前記コンピュータプログラム製品を記憶するように構成された記憶装置とを含み、前記演算装置が、前記コンピュータプログラム製品を実行するように構成され、前記コンピュータプログラム製品は、実行したときに、前記ガスタービン制御システムが、
前記燃焼器内の流動場の火炎保持境界指標の値を決定し、
前記火炎保持境界指標に応じて、前記燃焼器の所定の領域内での火炎保持境界形成を阻止することができる配送すべきクエンチング剤の最小量を決定する
ように構成されるコンピュータ実行可能なプログラムコードの形式の命令を含む
コンピュータプログラム製品。
【請求項１９】
前記火炎保持境界指標が、周囲温度と周囲比湿との間の関係を含む、請求項１８記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項２０】
前記クエンチング剤配送システムが、前記燃焼器の注入部へクエンチング剤を配送するように構成される、請求項１８記載のコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に発電装置の制御に関し、より詳細には、ガスタービンの火炎保持境界の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電では、電力システムにおいて発電するためにガスタービンおよびコンバインドサイクル発電装置を使用することが一般的である。かかる発電装置は、典型的には、例えば、電力システム制御装置によって生成される給電計画の一部として電力システム制御装置から所望の出力または目標負荷量を受け取る発電装置制御システムを含む。目標負荷量に基づいて、発電装置制御システムは、目標負荷量を生成するために採用すべき発電装置の動作値についての設定点を決定することができる。発電装置制御システムは、例えば、ガスタービンが目標負荷量を達成するために動作すべき燃焼温度Ｔfについての設定点を決定することができる。しかしながら、燃焼温度のある範囲が、採用するガスタービンに特有の設計に依存して、望ましくない排気生成物を生成することがある。
【０００３】
例えば、図１を参照すると、ガスタービン１０は、圧縮機１２、燃焼器１４、およびタービン１６を含むことができる。圧縮機１２は、周囲空気１８を圧縮された空気２０へと圧縮し、圧縮された空気２０は、燃料２２とともに燃焼器１４へ供給され、燃料−空気混合物２４を形成する。燃料−空気混合物２４は、燃焼器１４内で燃やされて、タービン１６へ供給する加熱されたガス流２６を形成し、タービン１６は加熱されたガスからエネルギーを取り出して、シャフト３０を介して負荷機器２８を駆動する。シャフト３０は、また圧縮機１２を駆動することができる。ガスタービン１０は、圧縮機１２とタービン１６との間に流れの方向に設置された多数の燃焼器１４を含むことができ、その結果、空気が圧縮機１２を通って流れ、タービン１６へ燃焼器１４を通って進む。典型的には、圧縮機１２およびタービン１６を、ガスタービン１０の共通縦軸に沿って整列させることができ、燃焼器１４を、タービン１６への入口のところに吐出末端部を有する状態で共通軸の周りに円形のアレイに配置することができる。
【０００４】
目標負荷量、周囲条件、および他の要因に依存して、ガスタービンは、二酸化炭素（ＣＯ2）または窒素酸化物（ＮＯx）などの望ましくない排気成分を生成することがある。かかる望ましくない排気成分を減少させるために、燃焼器の燃焼室中へと入る前に燃料および空気が混合される（「事前混合」）乾式低亜酸化窒素（ＤＬＮ）燃焼器が開発されている。例えば、各燃焼器は、圧縮された空気２０および燃料２２が導入されて燃料−空気混合物２４を形成する事前混合室または領域３２を含むことができ、燃料−空気混合物２４を、その後、燃焼器１４の燃焼室または領域３４内で燃焼させることができる。空気および燃料を事前混合することは、所与の効率および／または目標負荷量に対して比較的低温で燃焼器を動作させることを可能にし、これが、燃焼プロセス中に、ＮＯxなど望ましくない排気ガスの生成を減少させる。
【０００５】
しかしながら、燃焼がガスタービンの部品を損傷させるまたは破壊することがある火炎保持がガスタービンの領域内で生じる場合がある状態が、発生することがあり、これがガスタービンの安全でない動作状態または壊滅的な故障さえももたらすことがある。例えば、事前混合領域３２中へと燃料２２を導入するために、燃料ノズルおよび／または噴射装置を使用する場合に、ノズルおよび／または噴射装置に火が付くまたは火炎を保ち続けることがある。火炎保持は、典型的には、フラッシュバックおよび／または自然発火もしくは自動点火の結果として生じることがある。燃焼反応が燃焼室から燃料ノズル内および／または燃料ノズルの上流などの装置の望ましくない部品中へと上流へ動くことを状況が許容にするときに、フラッシュバックが生じる。温度および／または燃料組成異常などの他の条件が、燃焼を単純に開始することを燃料−空気混合物に引き起こさせるときに、自然発火または自動点火が生じることがある。
【０００６】
火炎保持を検出するために、様々なソリューションが提案されてきており、その結果、燃料配送を変えるもしくは停止すること、燃焼温度を変更すること、および／またはクエンチング剤もしくは希釈剤を添加することなどの改善ステップを行うことができる。しかしながら、これらのソリューションは、望ましくない場所での火炎保持に反応する性質であり、望ましくない場所での火炎保持の良好な検出および応答を頼りにしている。これに加えて、クエンチング剤を導入することは、液滴もしくは粒子の衝撃の結果としてならびに／または急激なおよび／もしくは急峻な温度勾配の結果として、ガスタービンの部品にストレスを強いることがあり、このストレスが、圧縮機またはタービン羽根などの部品の疲労および／または故障の加速を引き起こすことがある。さらに、クエンチング剤の添加は、ガスタービンの効率を低下させることがあり、燃料コストの増加という結果になる。
【０００７】
窒素、アルゴン、二酸化炭素、および他のクエンチング剤が知られており、ある状況において使用されてきているが、一般的なクエンチング剤は水である。発電装置内の多くのガスタービンは、ＮＯx放出を削減することなどの燃焼の制御を高めるために、燃料ノズルを介してなどで燃焼システム中へと水を噴射するシステムを含む。燃焼室中へと水または水蒸気を添加することは、上流への添加からもたらされることがある温度勾配を回避することができ、これは、そうしなければ、特にＤＬＮ燃焼器用の構成部品寿命の短縮をもたらすことがある。その上、発電出力が部分的にはガスタービンを通る質量流量の関数であるので、発電装置内の多くのガスタービンは、ガスタービンの発電出力を増加させるために、「フォッガ（ｆｏｇｇｅｒ）」を介してなど、エンジン注入部のところで空気に水を添加するシステムを含む。ところが、これらのシステムのいずれもが、火炎保持を防止することに向けては適合せずに、前者は、水を燃料噴射位置の前に導入するときに火炎を小さくし、後者が、相当量の水を添加するとは言え、この両者とも火炎保持阻止という結果をもたらす。しかしながら、上流燃焼システム水噴射は、砂漠地方におけるピーク電力需要中の動作などのある条件下では火炎保持を防止するために十分な水を導入できないことがあり、また、全体として発電装置の部品寿命および／または寿命を不必要に短縮することがある。かかる場所では、ピーク電力需要は、一般に、条件が火炎保持にとって最も好ましい時間中に生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許出願第２０１１／００７２８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
一方で、燃焼温度を低下させることによって、火炎保持を回避することができるが、空気調節などの負荷が必須であると考えられるために、発電出力の付随する低下は、許容されないはずである。発電出力を高めるために水を添加するので、火炎保持がやはり阻止されるが、ガスタービンの望ましくない領域内での火炎保持を阻止するために、必要なものよりもはるかに多くの水を典型的には添加し、これが、損傷、疲労、および／または効率の低下のリスクを増加させる。低負荷量の期間中でさえ、周囲条件および／または燃料組成は、追加の発電のために水の添加を必要としないおよび／または望まない場合であっても火炎保持保護を必要とすることがある。水が典型的には海水の塩分除去から得られるため、クエンチングのために使用する水のコストもまた、かかる場所では重要な要因になることがあるので、火炎保持保護のために水を添加しようとする場合には、最小限の水の添加が燃料効率を維持すために望ましいはずである。したがって、火炎保持を阻止するために必要なものよりも多くの水の添加は、水供給コストの結果としてガスタービン動作コストおよび維持管理コストを、ならびに水の使用からの効率低下および消耗を不必要に増加させることがある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本明細書において開示する本発明の実施形態は、ガスタービンへのクエンチング剤の配送を制御するように構成された火炎保持境界制御システムの形式を取ることができる。ガスタービンは、燃焼器と、少なくとも１つの燃料配送システムと、少なくとも１つのクエンチング剤配送システムとを含むことができる。火炎保持境界制御システムは、ガスタービンの所定の領域内での火炎保持を阻止することができるクエンチング剤の最小量が配送されるように、少なくとも１つの火炎保持境界指標に基づいて火炎保持を阻止するために添加すべきクエンチング剤の量を決定するように構成されたクエンチモジュールを含むことができる。火炎保持境界制御システムはまた、少なくとも１つの周囲条件に応答することができる。
【００１１】
本発明の実施形態はまた、圧縮機と、圧縮機と流体連通する燃焼器とを有するガスタービンの形式を取ることができる。燃焼器は、圧縮機の吐出物を受け取るように構成されることがあり、少なくとも１つの燃料配送システムは、燃焼器へ入る空気中へと燃料を導入するように構成されることが可能である。クエンチング剤配送システムは、燃焼器の燃料−空気混合物中へとクエンチング剤を導入するように構成されることがあり、クエンチング剤配送システムによって配送されるクエンチング剤の量を制御するように構成された火炎保持境界制御システムに応答することができる。火炎保持境界制御システムは、ガスタービンの所定の領域内での火炎保持を阻止することができるクエンチング剤の最小量が配送されるように、火炎保持境界指標に応答することができる。
【００１２】
別の一実施形態は、ガスタービン制御システムによるガスタービンへのクエンチング剤配送を可能にするためのコンピュータプログラム製品を含むことができ、ガスタービンは、圧縮機と、圧縮機と流体連通した燃焼器と、燃料配送システムと、クエンチング剤配送システムとを含む。ガスタービン制御システムは、演算装置と、コンピュータプログラム製品を記憶するように構成された記憶装置とを含むことができ、演算装置は、コンピュータプログラム製品を実行するように構成されることが可能である。コンピュータプログラム製品は、実行したときに、ガスタービン制御システムが燃焼器内の流動場の火炎保持境界指標の値を決定するように構成するコンピュータ実行可能なプログラムコードの形式の命令を含むことができる。その上、ガスタービン制御システムは、火炎保持境界指標に応じて、燃焼器の所定の領域内での火炎保持境界形成を阻止することができる配送すべきクエンチング剤の最小量を決定するように構成されることが可能である。
【００１３】
本発明の他の態様は、方法、システム、プログラム製品、およびそれぞれを使用し生成する方法を提供し、この方法は本明細書において説明する行為の一部またはすべてを含むおよび／または実装する。本発明の例示的な態様は、本明細書において説明する１つもしくは複数の問題および／または議論していない１つもしくは複数の他の問題を解くために設計されている。
【００１４】
本開示のこれらの特徴およびその他の特徴は、本発明の様々な態様を図示する添付した図面とともに本発明の様々な態様の下記の詳細な説明からより容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本明細書において開示する本発明の実施形態を採用することができる従来型のガスタービンの模式図である。
【図２】本明細書において開示する本発明の実施形態による制御システムを含むガスタービンの模式図である。
【図３】本明細書において開示する本発明の実施形態による燃焼器の模式図である。
【図４】本明細書において開示する本発明の実施形態による燃焼器の事前混合領域の模式図である。
【図５】本明細書において開示する本発明の実施形態にしたがって使用することができる周囲温度に対する比湿のプロファイルを示す図である。
【図６】本明細書において開示する本発明の実施形態にしたがって使用することができる周囲温度に対する比湿のプロファイルを示す図である。
【図７】本明細書において開示する本発明の実施形態にしたがって使用することができる周囲温度に対する比湿のプロファイルを示す図である。
【図８】本明細書において開示する本発明の実施形態にしたがって使用することができる周囲温度に対する燃料組成（エタン含有量）のチャートを示す図である。
【図９】本明細書において開示する本発明の実施形態によるクエンチング剤を配送する方法の模式的流れ図である。
【図１０】本明細書において開示する本発明の実施形態によるクエンチング剤配送制御を実装するための演算環境の模式的ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図面が同じ縮尺でないことがあることに留意すること。図面は、本発明の典型的な態様だけを図示するものであり、それゆえ、本発明の範囲を限定するようには考えるべきではない。図面では、類似のナンバリングは、図面間で類似の要素を表す。
【００１７】
詳細な説明は、例として図面を参照して、長所および特徴とともに本発明の実施形態を説明する。
【００１８】
本発明の態様は、発電装置のガスタービンの望ましくない領域内での火炎保持を阻止するまたは防止するために必要なクエンチング剤の最小量を決定し配送する発電装置制御方法を提供する。特に、大部分の用途では、クエンチング剤添加がドライベース（ｄｒｙ  ｂａｓｅ）負荷出力（水などのクエンチング剤を添加しない発電出力）よりも大きな発電出力要求量に基づくことがあるので、実施形態を適用する結果として、典型的に使用されることがあるものよりもはるかに少ないクエンチング剤を使用して、火炎保持阻止を実現することができる。それゆえ、発電出力に基づいてクエンチング剤の添加を決定しない場合よりも、クエンチング剤供給コスト、燃料コストの増加、および／または過剰な消耗を著しく減少させることができる一方で、操業安全性を維持することができる。クエンチング剤は、燃料組成、周囲条件、および／または電力増加が望まれていないかどうかに基づいて火炎保持保護を提供するようには現在のところ供給されていない。
【００１９】
図２を参照すると、図１に関して上に説明し、実施形態を実装することができるガスタービン１００のより具体的な例が示される。図１のより一般的な例と同様に、ガスタービン１００は、圧縮機１１０、燃焼器１２０、およびタービン１３０を含むことができる。圧縮機１１０およびタービン１３０を、ガスタービン１００の共通の縦軸に沿って整列させることができ、複数の燃焼器１２０を、タービン１３０中へと吐出させるために共通軸の周りに円形アレイに配列することができる。実施形態では、燃焼器１２０を、下記に説明するような圧縮機吐出エプロン１１２内にまたはエプロンを貫通して配置することができる。
【００２０】
図３を参照すると、燃焼器１２０は、燃焼器流れスリーブ１２６を含むことができ、その中に燃焼ライナ１２８を配置することができ、その結果、環状流路１４０を燃焼器流れスリーブ１２６と燃焼ライナ１２８との間に形成することができる。燃焼器流れスリーブ１２６の後部部分１４２は、圧縮機吐出マニフォールド１１２中へと延伸することができ、圧縮された空気１１４が、環状流路１４０に入ることができ、燃焼器流れスリーブ１２６の前方末端部１４６のところの封鎖部１４４へ向かって進むことができるように透過性にすることができる。例えば、燃焼器流れスリーブ１２６の後部部分１４２は、スルーホール、メッシュ、スクリーン、または圧縮された空気１１４に対して通気性にする他の構造を含むことができる。燃焼ライナ１２８内には、事前混合室１４８および燃焼室１５０を、圧縮された空気１１４が後部部分１４２から封鎖部１４４へと環状流路１４０を通って流れるように形成することができ、封鎖部の位置で、流れは曲がることができ、事前混合室１４８を通って燃焼室１５０へ進み、最終的に吐出末端部１２２を通ってタービン１３０へ進むことができる。
【００２１】
実施形態では、図３および図４をさらに参照すると、封鎖部１４４は、１つまたは複数の燃料ノズル１５２を支持することができ、燃料ノズルの各々を、空気、燃料、および／または空気−燃料混合物中への希釈剤もしくはクエンチング剤などの添加剤を事前混合するように構成することができる。燃料ノズル１５２を、事前混合領域１４８中へとそして燃焼室または領域１５０へ向かって突き出し、燃焼器１２０の縦軸の周りの円形アレイなどで、封鎖部１４４内に載置することができる。正常の動作中には、圧縮された空気１１４は、（１つもしくは複数の）燃料ノズル１５２を通過した後でもしくは(１つもしくは複数の)燃料ノズル１５２によりおよび／または燃料−空気混合物１５４の一部になるように事前混合領域１４８を通って燃焼領域１５０へ入ることができ、燃料−空気混合物１５４はその後燃焼室１５０内で燃焼する。燃料および空気の混合を容易にするためおよび／または向上させるために、各燃料ノズル１５２は、羽根または他の構成などの渦巻き状装置（図示せず）を含むことができ、渦巻き状装置は、燃料ノズル１５２を通って流れる空気および／または燃料ノズルの周りの空気に擾乱および／または渦を誘起することができる。
【００２２】
ガスタービン１００に特有の設計に応じて、各燃料ノズル１５２は、いくつかの異なる燃料、燃料混合物、および／または添加剤を供給することができ、いくつかの配送システムからまたはいくつかのモードでかかる燃料および／または添加剤を配送することができる。いくつかのガスタービンでは、主燃料配送システム１６０、副燃料配送システム１７０、および／または第３の燃料配送システム１７２などの３つ以上の燃料配送システムまたはモードを採用することができる。実施形態では燃料配送モードは、ガスタービン１００に特有の方式または動作の範囲を支援するために、燃料配送モードを各々がそれぞれの配送システムから来る（１つもしくは複数の）燃料、空気、（１つもしくは複数の）希釈剤、および／または他の成分および／または添加剤の組み合わせで表すことができる燃料配送システムとは異なることがある。さらに、各燃料ノズル１５２および／または噴射装置１８２は、燃料配送モード毎に燃料配送システムの指示の下でおよび／またはガスタービン制御システムの指示の下でなどで、様々な燃料ならびに／または燃料および／もしくは希釈剤および／もしくは他の材料および／もしくは添加剤の異なる混合物を配送することができる。実施形態では、燃料ノズル１５２および噴射装置１８２間の燃料配送の配分は、１つまたは複数のノズル１５２および／または噴射装置１８２用に異なる流量を使用することによってなどで、燃料配送モードおよび／または他の動作条件でやはり変わることがある。これらの周囲の状況の各々において、燃料組成の変動、燃料ノズル１５２もしくは噴射装置１８２によって配送される混合物の変動、ならびに／または燃料ノズル１５２および／もしくは噴射装置１８２の間の配送の配分の変動が、燃焼器１２０内の火炎保持潜在能力に影響を及ぼすことがある。
【００２３】
希釈剤またはクエンチング剤を、圧縮機注入部１１１、圧縮機吐出マニフォールド１１２および／または燃焼器１２０の後部部分１４２内の燃焼器流れスリーブ１２６の周りなどの複数の場所において導入することができることに、留意すべきである。希釈剤またはクエンチング剤として水を使用するときに、注入部フォギングシステムまたはフォッガ１１５（図２）を用いてなどで、水が圧縮機１１０に入る前に完全に蒸発するような量および／または方式で圧縮機注入部１１１（図２）のところに水を導入することによって、さらなる能力を実現することができる。例えば、流れの中への水の添加が（１つまたは複数の）燃焼器１２０内の炎形成を阻止するだけでなく、蒸発が流れを冷却し、これが火炎保持を阻止するために役立ち、流れの中への大量（ｍａｓｓ）の添加が、発電出力を増加させることがある。これに加えて、蒸発は、圧縮機１１０の羽根に当たる液体の水によって引き起こされることがある圧縮機性能の劣化を小さくするように働くことができる。しかしながら、いくつかの実施形態では、水蒸気の形でなどで、圧縮機吐出マニフォールド１１２中へとおよび／または環状流路１４０中へと水を代わりに導入することができる。
【００２４】
いくつかの燃焼器は、燃料ノズルの上流に設置された追加の燃料噴射装置を採用することができ、放出性能および／または操作性をさらに向上させる。例えば、実施形態は、環状の第４の燃料配送システムの一部としての燃料ノズル１５２のところに燃料が到達する前に環状流路１４０中へと燃料を噴射するように構成された燃焼器外筒燃料噴射装置１８２を採用することができる。燃焼器外筒燃料噴射装置を使用して燃料および空気を事前混合することは、ＮＯx放出を低減するために典型的に採用されるが、やはり、燃焼器不安定性を緩和することができ、より優れた燃料／空気混合を提供することができ、下流の燃料ノズルの火炎保持余裕を改善することができる。
【００２５】
クエンチング剤の使用量を減少させるために、実施形態は、ガスタービン１００内で発生する火炎保持発生の可能性の指標を採用することができる。例えば、燃焼器１２０内の関心のある領域における空気−燃料混合物１５４の化学反応性の尺度を、火炎保持が発生する可能性があるかどうかを判断するために使用することができる。上に示したような関心のある特定の領域は、燃焼器外筒燃料噴射装置１８２、（１つまたは複数の）燃料ノズル１５２、および事前混合領域１４８のところで始まる環状流路１４０である。実施形態における流れ中の化学反応性の有用な尺度は、ダンケラー（Ｄａｍｋｏｈｌｅｒ）数Ｄａであり、これは次式で表すことができ、
Ｄａ＝τflow／τchem
ここでは、τflowは流れ時間スケールを表すことができ、τchemは化学時間スケールを表すことができ、これらは、計算流体力学および燃焼の研究において既知の用語である。Ｄａをまた、対流質量輸送速度で割り算した反応速度または特性化学反応時間で割り算した特性流体時間として表すことができる。しかしながら、Ｄａは、流れ状態についての無次元反応時間を表すと一般に見なされ、実施形態では、Ｄａの値が特定の空気−燃料混合物流れ状態について１未満に維持される場合には、燃焼および火炎保持が発生する可能性が非常に低いと判断される。Ｄａが１に等しい点は、これゆえ、ガスタービン１００内の火炎保持境界に属すると見なされ、この境界を、実施形態によれば（１つまたは複数の）燃料ノズル１５２の下流に維持することができる。
【００２６】
Ｄａの値を決定することによってなどで火炎保持境界に関係する値を決定するために、実施形態は、例えば、負荷量、温度、燃料組成、燃料流量、空気流量、および／または湿度などのパラメータの値を使用することができる。特に、実施形態は、燃焼器外筒センサ、燃焼ノズルセンサ、および／または事前混合領域センサなどの関心のある領域内にセンサを採用することができる。これに加えて、それぞれの注入部センサを用いてガスタービン１００の注入部のところの湿度および／または温度を検出することによってなどで、比湿もしくは相対湿度などの周囲湿度、および／または周囲温度を、Ｄａを決定するために使用することができる。Ｄａを実施形態ではローコンピューテーション（ｒａｗ  ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ）を介して決定することができる。例えば、実施形態は、ガスタービン１００の制御装置などの演算装置によって実行することができるコンピュータプログラムコードの形式の火炎保持境界モデルを採用することができる。かかる火炎保持境界モデルは、ガスタービン１００の動作をシミュレーションするために、ガスタービン１００についての構造的情報、空力学情報、熱力学情報、および／または追加情報を含むことができる。周囲条件および／またはプロセス条件の検知した値などの追加情報を、火炎保持境界モデルによって使用することができ、ガスタービン１００内の火炎保持境界の位置を予測するおよび／または推定するおよび／または決定することができる。別の実施形態は、パラメータの値をセンサによって報告される検出した値に、ならびに／またはＤａの値をパラメータおよび／もしくはセンサによって報告される検出した値に対応付けるルックアップテーブルを代わりに適用することができる。さらなる実施形態では、技術の組み合わせおよび／または火炎保持境界モデル手法とルックアップテーブル手法との間の折衷案を採用することができ、火炎保持を阻止するために十分なクエンチング剤量を添加するための値を設定するために、Ｄａまたは（１つもしくは複数の）他の適した境界モデルまたは（１つもしくは複数の）パラメータを決定するために必要な計算能力を削減し、関係する必要な時間の長さを短縮することができる。
【００２７】
火炎保持境界モデルが、燃焼システム設計および製造により導入されるバラツキによって影響を受けることがあるので、テストデータ、計算モデル化および／もしくは解析的モデル化、ならびに／またはこれらの任意の組み合わせに基づいて、実施形態における火炎保持境界モデルを、具体的な装置に合わせることができる。添加すべきクエンチング剤の最小量はまた、火炎保持から保護すべき燃焼器内の場所もしくは領域、（１つもしくは複数の）燃料ノズル１５２および／もしくは（１つもしくは複数の）噴射装置１８２から出てくる燃料組成、ならびに／または燃料ノズル１５２および／もしくは噴射装置１８２間の配送の配分に対応することがある。燃料ノズル１５２および／または上流の燃料噴射装置１８２によって導入される燃料および／または燃料混合物が、燃料組成、配分、および／または正常なエンジン動作中の量で変動することがあるので、クエンチング剤の量を、下流の構成部品を保護するためにこれに応じて変化させることができる。
【００２８】
いくつかの条件および／またはパラメータを、検知した値に基づいて決定することができ、その後、火炎保持境界を決定する際に使用することができる。例えば、比湿は、生データから決定することが困難である場合がある。知られているように、比湿は、空気の所与の体積中の実際の水分含有量の尺度であり、そのままで絶対湿度である、ところが、相対湿度は、水分を保有する能力のうちのどれだけが観測されるかの単に指標である。比湿は、これゆえ、周囲条件が火炎保持を阻止するためにクエンチングする必要があるかも知れないときの有用な指標であり得るが、絶対湿度を、実施形態において使用することができるはずである。比湿一覧表（ｓｃｈｅｄｕｌｅ）またはプロファイルは、過去のデータを使用して幾何学的位置に基づいて求められてきており、その結果、所与の場所について、比湿を相対湿度および周囲温度に結び付ける一連の曲線または表を採用することができる。かかる曲線のセットの例を、図５〜図７に示し、そこには米国についての３つの曲線が示され、各チャートは、具体的な相対湿度値について周囲温度による比湿の変化を表す。図に見られるように、比湿は、ある点まで各相対湿度値に対して温度とともに増加し、その後減少する。増加しない燃料−空気混合物中の実際の水分量が、火炎保持を防止するためには低過ぎるはずであるので、相対湿度が高い場合でさえ、火炎保持を阻止するために何故水を添加しなければならないかを、上記は示す。これに加えて、図５〜図７のプロファイルはまた、ある条件下でおよび／または燃料組成下でより冷たい温度のところで火炎保持をクエンチするためまたは制御するために、水などのクエンチング剤を添加することが、必要であり得ることを示す。
【００２９】
図５〜図７に示したもののようなプロファイルを使用して、もしあるとすれば、所与の動作条件、燃料組成、および／または燃焼器設計について、添加すべきクエンチング剤の追加量を決定するために、周囲水分の存在量と周囲温度との間の関係を使用することができる。動作条件を、例えば、燃焼温度もしくは発電出力設定点から、実際の検出した負荷量から、タービン速度から、および／または他のパラメータから決定することができる。例えば、図８は、周囲温度に対する燃料中のエタン含有量の一連の曲線を示す。各曲線は、図５〜図７に示したものなどの３つの湿度プロファイルのうちのそれぞれ１つに対する火炎保持境界を表すことができる。各データ点は、所与の周囲温度および比湿について、ガスタービン１００の最も火炎保持に敏感な領域内などで、火炎保持が始まることがあるエタンの割合を表すことができる。各点の上方では、火炎保持が発生することがあり、水などのクエンチング剤を添加すべきである、ところが各点の下方では、火炎保持が発生しないかもしれないので、クエンチング剤は必要ない。図８から明らかであるように、燃料組成および比湿に応じていかなる温度においてもクエンチングを必要とすることがある。かかるプロファイルを使用して、比湿を火炎保持境界の下方にするために必要な、水などのクエンチング剤の量を、決定することができ、これを次に燃料−空気混合物に添加することができる。クエンチング剤を添加する方式に応じて、添加すべきクエンチング剤の量を、管理すべきまたは添加すべき流量として決定することができる。利用者が発電出力を向上させるために依然として水を添加することができるとはいえ、周囲空気の水分含有量が火炎保持を阻止するために十分である条件が生じ、その結果、火炎保持を阻止するためにクエンチング剤を添加する必要がないことを、やはり認識すべきである。実施形態では、クエンチング剤添加の上限境界を、クエンチング剤の添加に起因する疲労および／もしくは損傷、燃焼室１５０内の火炎安定性、ガスタービン１００の動力学、燃焼器１２０を通る流体の動力学、ならびに／または適切であるおよび／もしくは望まれることがあるような他の要因を考慮してやはり設定することができる。
【００３０】
図２および図３を参照して、実施形態は、それゆえ、周囲条件センサ２０２、圧縮機注入部センサ２０４、圧縮機吐出センサ２０６、および／または燃焼器外筒センサ２０８のうちの１つまたは複数からそれぞれ値を受け取るように構成されたクエンチモジュール２０１を含むことができるクエンチング剤配送制御システム２００を含むことができる。これに加えて、実施形態は、燃料ノズルおよび／もしくは事前混合領域センサ２０５、ならびに／またはクエンチング剤配送制御システム２００および／もしくはクエンチモジュール２０１と通信する燃焼室センサ２０７を含むことができる。図２に見られるように、クエンチング剤配送制御システム２００のクエンチモジュール２０１は、ガスタービン制御システム２１０を介してセンサ２０２〜２０８のうちの１つまたは複数から値を受け取ることができ、ガスタービン制御システム２１０はまた、燃料配送制御システム２２０からの情報を提供することができる。クエンチング剤配送制御システム２００、クエンチモジュール２０１、ガスタービン制御システム２１０、および／または燃料配送制御システム２２０を、別々の構成要素および／またはコードの部分として示すことができおよび／または説明することができるが、これは利便性のためであり、説明を助けるためのものであることを、理解すべきである。実施形態では、クエンチング剤配送制御システム２００、クエンチモジュール２０１、および／または燃料配送制御システム２２０を、ガスタービン制御システム２１０の一部とすることができる、またはガスタービン制御システム２１０によって実行することができるが、望む場合および／または適切である場合には、そうは言っても、例えば、全体としてまたは部分的に、これらの一部またはすべての別の組み合わせを、実施形態の範囲内で採用することができる。１つよりも多くのセンサを、それぞれの条件またはパラメータを検出するためなどで、各位置に展開することができることに、やはり留意すべきである。例えば、周囲条件センサ２０２は、２つのセンサを表すことができ、一方が周囲温度を検出し、もう一方が相対湿度を検出する。
【００３１】
実施形態では、図９に示した方法７００を、クエンチング剤配送制御システム２００、クエンチモジュール２０１、ガスタービン制御システム２１０、および／または燃料配送制御システム２２０の一部としての演算装置によってなどで、実行することができる。下記に具体的に論じない場合には、上記で論じてきている技術を、決定する量または値に対して参照する。
【００３２】
ガスタービン１００の周囲条件をモニタするステップ(ブロック７０４)、動作条件を検出するステップ(ブロック７０５)、および／またはパラメータをモニタするステップ(ブロック７０６)などのモニタするステップを行うことができる(ブロック７０２)。例えば、周囲温度および／または周囲相対湿度を、(１つまたは複数の)周囲条件センサ２０２を用いてなどでモニタすることができる。これに加えて、燃料配送制御装置２２０から燃料組成情報を受け取ることによってなどで燃料混合物または組成、ガスタービン負荷量、および／もしくはタービン速度をモニタすることができ、ならびに／またはもう１つのパラメータをモニタすることができる。上記で論じたように火炎保持境界モデルを使用すること（ブロック７１０）によっておよび／またはルックアップテーブルを使用すること（ブロック７１２）によってなどで、火炎保持境界を次に決定することができる(ブロック７０８)。例えば、ダンケラー数Ｄａについての値を、ブロック７０４からの（１つもしくは複数の）検出した周囲条件および／またはブロック７０６からの（１つもしくは複数の）決定したパラメータに基づいて決定することができる。ブロック７０８における火炎保持境界決定の結果を使用して、クエンチングが必要であるかどうかを決定することができる（ブロック７１４）。例えば、Ｄａが１以上である場合には、クエンチングを必要とすることがあり、必要なクエンチング剤の量を決定することができる（ブロック７１６）。実施形態は、燃料組成、周囲温度、および比湿を結び付けるルックアップテーブルを使用することによって、クエンチングが必要であるかどうかをやはり決定することができる。ガスタービン１００内の空気の比湿をＤａが１未満になる既知のレベルまたは火炎保持を阻止することができるレベルにするために添加すべき水の量として、クエンチング剤の量または分量を次に決定することができる。実施形態では、周囲相対湿度および周囲温度の検出した値を使用して相対湿度と周囲温度との間の関係から、比湿を決定することができる。
【００３３】
注入部フォギングシステムもしくはフォッガ１１５および／または実施形態では圧縮機吐出マニフォールド１１２中へと水蒸気を噴射することなどでガスタービン１００内の別の１つの場所のところのもう１つの装置もしくはシステムを用いるなどで、クエンチング剤の決定した量を、燃料−空気混合物へと次に添加することができる（ブロック７１８）。クエンチング剤の決定した量を、それゆえ、注入部フォギングシステムまたはフォッガ１１５によってなどで、投入すべき流量として決定することができる。（１つもしくは複数の）周囲条件を検出するステップおよび／または（１つもしくは複数の）追加のパラメータを決定するステップ(ブロック７０２、７０４、７０６)に戻ることによって、モニタするステップをその後継続することができる（ブロック７２０）。
【００３４】
図１０に転じて、クエンチング剤配送制御コンピュータプログラム製品用の例示的な環境８００を、本発明の一実施形態にしたがって模式的に図示する。この点で、環境８００は、クエンチング剤配送制御システム２００、クエンチモジュール２０１、ガスタービン制御システム２１０、燃料配送制御システム２２０、および／または実施形態によるクエンチング剤配送制御方法を実行するために本明細書において説明したプロセスを実行することができるガスタービンの一部とすることができる他の演算装置などの、コンピュータシステム８１０を含む。特に、クエンチング剤配送制御プログラム８２０を含むコンピュータシステム８１０を示し、このプログラムは、上記で論じたクエンチング剤配送制御方法７００の実施形態などの、本明細書において説明したプロセスを実行することによって、コンピュータシステム８１０を、クエンチング剤配送制御装置または制御システム内のデータを管理するように動作可能にする。
【００３５】
処理コンポーネントまたはユニット（ＰＵ）８１２（例えば、１つまたは複数のプロセッサ）、入力／出力（Ｉ／Ｏ）コンポーネント８１４（例えば、１つもしくは複数のＩ／Ｏインターフェースおよび／または装置）、記憶コンポーネント８１６（例えば、記憶階層構造）、ならびに通信配線経路８１７を含むコンピュータシステム８１０を示す。一般に、処理コンポーネント８１２は、クエンチング剤配送制御プログラム８２０などのプログラムコードを実行し、クエンチング剤配送制御プログラム８２０は記憶コンポーネント８１６内に少なくとも部分的に保存され、記憶コンポーネント８１６は１つもしくは複数のコンピュータ可読記憶媒体または装置を含むことができる。プログラムコードを実行している間に、処理コンポーネント８１２は、データを処理することができ、これがさらなる処理のために記憶コンポーネント８１６および／またはＩ／Ｏコンポーネント８１４から／へ変換したデータを読み出すことおよび／または書きこむことをもたらすことができる。配線経路８１７は、コンピュータシステム８１０内の各コンポーネント間の通信リンクを提供する。Ｉ／Ｏコンポーネント８１４は、１つまたは複数のヒューマンＩ／Ｏ装置を備えることができ、ヒューマンＩ／Ｏ装置は、人間の利用者がコンピュータシステム８１０および／または１つもしくは複数の通信装置と対話することを可能にして、システムユーザが任意のタイプの通信リンクを使用してコンピュータシステム８１０と通信することを可能にする。これに加えて、Ｉ／Ｏコンポーネント８１４は、上記で論じたセンサ２０２〜２０８などの１つまたは複数のセンサを含むことができる。実施形態では、ネットワーキングハードウェア／ソフトウェアなどの通信設備８３０は、コンピュータ装置８１０が設置されているノード内部のおよび外部の他の装置とコンピュータ装置８１０が通信することを可能にする。この点で、クエンチング剤配送制御プログラム８２０は、人間の利用者および／またはシステムユーザがクエンチング剤配送制御プログラム８２０と対話することを可能にするインターフェースのセット（例えば、(１つまたは複数の)グラフィカルユーザインターフェース、アプリケーションプログラムインターフェース、等）を管理することができる。さらに、クエンチング剤配送制御プログラム８２０は、いずれかのソリューションを使用して、クエンチング剤配送制御データ８１８などのデータを管理する（例えば、記憶する、検索する、作成する、操作する、体系化する、表示する、等）ことができる。実施形態では、データを、上記で論じたセンサ２０２〜２０８などの１つまたは複数のセンサから受け取ることができる。
【００３６】
コンピュータシステム８１０は、それ自体にインストールされたクエンチング剤配送制御プログラム８２０などのプログラムコードを実行することが可能な１つまたは複数の汎用演算製品（例えば、演算装置）を含むことができる。本明細書において使用する場合、「プログラムコード」は、任意の言語、コードまたは表記の任意の命令の集合を意味することが理解され、この命令は、直接または、（ａ）もう１つ言語、コードもしくは表記への変換、（ｂ）異なるマテリアル形式への複製、および／または（ｃ）圧縮解除、の任意の組み合わせの後で情報処理能力を有する演算装置に特定の行為を実行させる。その上、コンピュータコードは、オブジェクトコード、ソースコード、および／または実行可能なコードを含むことができ、少なくとも１つのコンピュータ可読媒体上にあるときにはコンピュータプログラム製品の一部を形成することができる。「コンピュータ可読媒体」という用語は、現在知られているまたは後に開発される１つまたは複数の任意のタイプの表現の実体的な媒体を含むことができ、これからプログラムコードのコピーを、認知する、複製する、またはそうでなければ演算装置により通信することができることが理解される。例えば、コンピュータ可読媒体は、記憶装置を含む１つまたは複数の携帯型記憶製品、演算装置の１つまたは複数のメモリ／記憶部品、紙、等を含むことができる。メモリ／記憶部品および／または記憶装置の例は、磁気媒体（フロッピディスク、ハードディスクドライブ、テープ、等）、光学媒体（コンパクトディスク、ディジタル多用途／ビデオディスク、光磁気ディスク、等）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、消去書き込み可能読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、またはコンピュータプログラムコードを記憶しかつコンピュータプログラムコードをコンピュータによってロードし実行することができる現在知られているおよび／または後に開発されるおよび／または発見される任意の別の実体的なコンピュータ可読記憶媒体を含む。コンピュータがコンピュータプログラムコードを実行するときには、コンピュータは本発明を実行するための装置になり、汎用マイクロプロセッサ上には、特定論理回路がコンピュータコードセグメントを用いてマイクロプロセッサを設定することによって作り出される。実行可能な命令の技術的な効果は、燃料−空気混合物にクエンチング剤を添加することによってなどで、火炎保持が必要であるかどうかを判断するために、ガスタービン内の火炎保持境界の指標を使用するクエンチング剤配送制御方法および／またはシステムおよび／またはコンピュータプログラム製品を実装することである。実施形態は、ガスタービン内の火炎保持を阻止するために必要なクエンチング剤の量を決定するために、ルックアップテーブル、１つまたは複数のモデル、および／または他の技術を採用することができ、この量を、火炎保持阻止を実現するために過不足のないものとすることができる。したがって、実施形態は、クエンチング剤使用量を最適化することができ、その結果、可能な限り少ないクエンチング剤を、妥当であるとすることができ、火炎保持阻止の際に使用することができ、クエンチング剤および金銭を節約することができ、同様にガスタービンの消耗を減少させることができる。さらに、燃焼の途絶および／もしくは停止、共鳴、ならびに／または他の望ましくない周囲状況を回避するために、火炎安定性および他の要因を、クエンチング剤添加の上限を設定するために考慮することができる。
【００３７】
コンピュータプログラムコードを、任意のプログラミング言語にエンコードしたソフトウェアの形式でなどで、制御装置によって実行可能なコンピュータ命令に書くことができる。適したコンピュータ命令および／またはプログラミング言語の例は、アセンブリ言語、ヴェリログ（Ｖｅｒｉｌｏｇ）、ヴェリログＨＤＬ（Ｖｅｒｉｌｏｇ  Ｈａｒｄｗａｒｅ  Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ  Ｌａｎｇｕａｇｅ）、超高速ＩＣハードウェア記載言語（Ｖｅｒｙ  Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ  ＩＣ  Ｈａｒｄｗａｒｅ  Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ  Ｌａｎｇｕａｇｅ）（ＶＨＳＩＣ  ＨＤＬまたはＶＨＤＬ）、ＦＯＲＴＲＡＮ（フォーミュラトランスレーション（Ｆｏｒｍｕｌａ  Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ）、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃ＃、ジャバ（Ｊａｖａ(商標））、ＡＬＧＯＬ（Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｃ  Ｌａｎｇｕａｇｅ）、ＢＡＳＩＣ（Ｂｅｇｉｎｎｅｒ  Ａｌｌ−Ｐｕｒｐｏｓｅ  Ｓｙｍｂｏｌｉｃ  Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ  Ｃｏｄｅ）、ＡＰＬ（Ａ  Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ  Ｌａｎｇｕａｇｅ）、アクティブエックス（ＡｃｔｉｖｅＸ）、パイソン（Ｐｙｔｈｏｎ）、パール（Ｐｅｒｌ）、ｐｈｐ、Ｔｃｌ（Ｔｏｏｌ  Ｃｏｍｍａｎｄ  Ｌａｎｇｕａｇｅ）、ＨＴＭＬ（ＨｙｐｅｒＴｅｘｔ  Ｍａｒｋｕｐ  Ｌａｎｇｕａｇｅ）、ＸＭＬ（ｅＸｔｅｎｓｉｂｌｅ  Ｍａｒｋｕｐ  Ｌａｎｇｕａｇｅ）、ならびにこれらのものおよび／または現在知られているおよび／もしくは後で開発されるおよび／もしくは発見される他のもののうちの１つもしくは複数の任意の組み合わせもしくは派生物を含むが、これらに限定されない。この点では、クエンチング剤配送制御プログラム８２０を、システムソフトウェアおよび／またはアプリケーションソフトウェアの任意の組み合わせとして具体化することができる。
【００３８】
さらに、クエンチング剤配送制御プログラム８２０を、モジュール８２２のセットを使用して実装することができる。このケースでは、モジュール８２２は、コンピュータシステム８１０がクエンチング剤配送制御プログラム８２０によって使用されるタスクのセットを実行することを可能にすることができ、クエンチング剤配送制御プログラム８２０の他の部分とは別に独立して開発するおよび／または実装することができる。例えば、モジュール８２２は、火炎保持境界モデル８２４を含むことができ、火炎保持境界モデル８２４を、コンピュータコード形式でのガスタービン１００および／または燃焼器１２０の表現とすることができ、このコンピュータコード形式は、ガスタービン１００の動作をシミュレーションすることができ、火炎保持境界位置および／または存在および／または値を決定することができる。かかるモデルは、火炎保持境界決定のために望ましいおよび／または適切であるような、空力学情報、構造的情報、熱力学情報、流体力学情報、燃焼力学情報、および／または他の情報を含むことができる。本明細書中で使用する場合、「コンポーネント」という用語は、ソフトウェアをともなうまたはともなわないハードウェアの任意の構成を意味し、ハードウェアは任意のソリューションを使用して同時に説明した機能を実装する、一方で、「モジュール」という用語は、コンピュータシステム８１０が任意のソリューションを使用してプログラムコードと併せて説明した行為を実施することを可能にするプログラムコードを意味する。処理コンポーネント８１２を含むコンピュータシステム８１０の記憶コンポーネント８１６内に保存されるときには、モジュールは、行為を実施するコンポーネントの本質的な部分である。それにも拘わらず、２つ以上のコンポーネント、モジュール、および／またはシステムは、それぞれのハードウェアおよび／またはソフトウェアの一部／すべてを共有することができることが理解される。さらに、本明細書において論じた機能性の一部を実装しないことがある、または追加の機能性をコンピュータシステム８１０の一部として含むことができることが理解される。
【００３９】
コンピュータシステム８１０が複数の演算装置を備えるときには、各演算装置は、それ自体に保存されたクエンチング剤配送制御プログラム８２０の一部だけ（例えば、１つまたは複数のモジュール８２２）を有することがある。しかしながら、コンピュータシステム８１０およびクエンチング剤配送制御プログラム８２０は、本明細書において説明したプロセスを実行することができる様々な可能性のある等価なコンピュータシステムの単に代表的なものであることが理解される。この点で、他の実施形態では、コンピュータシステム８１０およびクエンチング剤配送制御プログラム８２０によって与えられる機能性を、プログラムコードをともなうまたはともなわない汎用ハードウェアおよび／または特定用途ハードウェアの任意の組み合わせを含む１つまたは複数の演算装置によって少なくとも部分的に実装することができる。各実施形態において、ハードウェアおよび含まれているのであればプログラムコードを、それぞれ標準エンジニアリング技術およびプログラミング技術を使用して作成することができる。
【００４０】
それにも拘わらず、コンピュータシステム８１０が複数の演算装置を含むときには、演算装置は、任意のタイプの通信リンクを介して通信することができる。さらに、本明細書において説明したプロセスを実行する間に、コンピュータシステム８１０は、任意のタイプの通信リンクを使用して１つまたは複数の他のコンピュータシステムと通信することができる。いずれのケースにおいても、通信リンクは、様々なタイプの有線および／または無線リンクの任意の組み合わせを含むことができ、１つまたは複数のタイプのネットワークの任意の組み合わせを含むことができ、ならびに／または現在知られているおよび／もしくは後に開発されるおよび／もしくは発見される様々なタイプの伝送技術およびプロトコルの任意の組み合わせを利用することができる。
【００４１】
本明細書において論じたように、クエンチング剤配送制御プログラム８２０は、コンピュータシステム８１０が、図９に模式的に示したものなどの、クエンチング剤配送制御製品および／または方法を実装することを可能にする。コンピュータシステム８１０は、任意のソリューションを使用してクエンチング剤配送制御データ８１８を得ることができる。例えば、コンピュータシステム８１０は、クエンチング剤配送制御データ８１８を生成することができるおよび／または生成するために使用されることがあり、１つまたは複数のデータ記憶装置からクエンチング剤配送制御データ８１８を検索することができ、ガスタービン、クエンチング剤配送制御装置、クエンチング剤配送制御システム、等の内部または外部の１つまたは複数のセンサ２０２〜２０８などのもう１つのシステムまたは装置からクエンチング剤配送制御データ８１８を受け取ることができる。
【００４２】
別の一実施形態では、本発明は、クエンチング剤配送制御プログラム８２０（図１０）などのプログラムコードのコピーを提供する方法を提供し、クエンチング剤配送制御プログラム８２０が、図９に模式的に示したものおよび図９を参照して説明したものなどの、本明細書において説明したプロセスの一部またはすべてを実装する。このケースでは、コンピュータシステムは、プログラムコードのコピーを処理することができ、このコピーは、本明細書において説明したプロセスの一部またはすべてを実施して、データ信号のセットを生成し、第２の別の場所における受信のために送信し、このデータ信号のセットは、特性セットのうちの１つもしくは複数を有し、および／またはデータ信号のセット中のプログラムコードのコピーをエンコードするような方式で変更されている。同様に、本発明の実施形態は、本明細書において説明したプロセスの一部またはすべてを実施するプログラムコードのコピーを取り込む方法を提供し、これは、本明細書において説明したデータ信号のセットを受信し、少なくとも１つの実体的なコンピュータ可読媒体中に保存されるコンピュータプログラムのコピーへとデータ信号のセットを変換するコンピュータシステムを含む。いずれのケースにおいても、データ信号のセットを、任意のタイプの通信リンクを使用して送信し／受信することができる。
【００４３】
さらに別の一実施形態では、本発明は、クエンチング剤配送制御製品および／または方法を実装するためのシステムを生成する方法を提供する。このケースでは、コンピュータシステム８１０（図１０）などのコンピュータシステムは、取得する（例えば、生成する、維持管理する、利用可能にする、等）ことができ、本明細書において説明したプロセスを実行するための１つまたは複数のコンポーネントは、取得する（例えば、生成する、購入する、使用する、修正する、等）ことができ、コンピュータシステムに展開されることがある。この点で、展開は、（１）演算装置上にプログラムコードをインストールすること、（２）コンピュータシステムに１つまたは複数の演算装置および／またはＩ／Ｏ装置を追加すること、（３）コンピュータシステムが本明細書において説明したプロセスを実行することを可能にするためにコンピュータシステムを結合するおよび／または修正すること、等のうちの１つまたは複数を含むことができる。
【００４４】
本発明の態様を、予約制で、宣伝で、および／または料金制で本明細書において説明したプロセスを実行する商業的方法の一部として実装することができることが理解される。すなわち、サービスプロバイダは、本明細書において説明したようなクエンチング剤配送制御製品および／または方法を実装することを提案することができる。このケースでは、サービスプロバイダは、１人または複数の顧客に対して本明細書において説明したプロセスを実行する、コンピュータシステム８１０（図１０）などのコンピュータシステムを管理する（例えば、生成する、維持管理する、支援する、等）ことができる。代償として、サービスプロバイダは、予約承諾および／または料金承諾の下で(１人または複数の)顧客から支払いを受け取ることができ、１つまたは複数のサードパーティへの宣伝の販売から支払いを受け取ることができる、等を行うことができる。
【００４５】
本発明を限られた数の実施形態だけに関連して詳細に説明してきているが、本発明がかかる開示した実施形態に限定されないことが、容易に理解されるはずである。むしろ、本発明を、これまでに説明していない任意の数の変形形態、変更形態、置換形態または等価な配置を組み込むように修正することができるが、これらは本発明の趣旨および範囲に見合ったものである。加えて、本発明の様々な実施形態を説明してきているが、本発明の態様は、説明した実施形態の一部だけを含むことができることが理解されたい。したがって、本発明は、上記の記載によって限定されるようには見なされず、別記の特許請求の範囲の範囲によって限定されるだけである。
【符号の説明】
【００４６】
１０  ガスタービン
１２  圧縮機
１４  燃焼器
１６  タービン
１８  周囲空気
２０  圧縮された空気
２２  燃料
２４  空気−燃料混合物
２６  加熱されたガス流
２８  負荷機器
３０  シャフト
３２  事前混合室または領域
３４  燃焼室または領域
１００  ガスタービン
１１０  圧縮機
１１１  圧縮機注入部
１１２  圧縮機吐出エプロン／マニフォールド
１１４  圧縮された空気
１１５  フォギングシステムまたはフォッガ
１２０  燃焼器
１２２  燃焼器吐出末端部
１２６  燃焼器流れスリーブ
１２８  燃焼ライナ
１３０  タービン
１４０  環状流路
１４２  燃焼器外筒後部部分
１４４  封鎖部
１４６  燃焼器外筒前方末端部
１４８  事前混合室
１５０  燃焼室
１５２  燃料ノズル
１５４  空気−燃料混合物
１６０  主燃料配送システム
１７０  副燃料配送システム
１７２  第３の燃料配送システム
１８０  環状の第４の燃料配送システム
１８２  燃焼器外筒燃料噴射装置
２００  クエンチング剤配送制御システム
２０１  クエンチモジュール
２０２  周囲条件センサ
２０４  圧縮機注入部センサ
２０５  燃料ノズルおよび／または事前混合領域センサ
２０６  圧縮機吐出センサ
２０７  燃焼室センサ
２０８  燃焼器外筒センサ
２１０  ガスタービン制御システム
２２０  燃料配送制御システム
７００  方法
ブロック７０２  モニタするステップをモニタする／行う
ブロック７０４  (１つまたは複数の)周囲条件をモニタする／検出する
ブロック７０５  (１つまたは複数の)動作条件をモニタする／検出する
ブロック７０６  (１つまたは複数の)パラメータをモニタする／検出する／決定する
ブロック７０８  火炎保持境界を決定する
ブロック７１０  火炎保持境界モデル
ブロック７１２  ルックアップテーブル
ブロック７１４  クエンチングが必要かどうか
ブロック７１６  必要なクエンチング剤の量を決定する
ブロック７１８  燃料−空気混合物に決定した量のクエンチング剤を添加する
ブロック７２０  モニタするステップを継続する
８００  例示的な環境
８１０  コンピュータシステム
８１２  処理コンポーネントまたはユニット（ＰＵ）
８１４  入力／出力（Ｉ／Ｏ）コンポーネント
８１６  記憶コンポーネント
８１７  通信配線経路
８１８  クエンチング剤配送制御データ
８２０  クエンチング剤配送制御プログラム
８２２  モジュール
８２４  火炎保持境界モデル
８３０  通信設備
【図１】
2013174430.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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