专利名称：用于确定燃烧器中的火焰状态的系统和方法
技术领域：
本发明大体涉及一种用于确定燃烧器中的火焰状态的系统和方法。具体地说，本发明的具体实施例监测燃烧器中的压力，以确定燃烧器中的火焰存在和/或不存在。
背景技术：
在本领域中已知燃烧器用于点燃燃料和空气，以产生具有高温和高压的燃烧气体。例如，燃气涡轮系统典型地包括多个燃烧器，其将来自压缩机的压缩的工作流体与燃料混合起来，并点燃混合物，以产生高温和高压的燃烧气体。在燃烧器的最初点燃期间，大体希望在将燃料引入到燃烧器中之前不久或之后不久在燃烧器中产生和保持稳定的火焰，以便启动和保持燃烧器中的燃烧。在稳态操作和过渡操作期间，持续地调节燃料-空气混合物，以优化热力学效率和减少不合适宜的氮氧化物、一氧化碳以及其它燃烧副产物气体的排放。对燃料-空气混合物的调节可能产生火焰不稳定性，其可能导致燃烧器中的火焰状态的熄灭或损失，因而中断了燃烧过程的连续性。在任一情况下，需要检测和监测燃烧器中的火焰状态，以确保燃烧器安全且连续地操作。各种用于检测和/或监测燃烧器中的火焰状态的系统在本领域中是已知的。例如，光传感器可用于确定燃烧器中的火焰状态，其检测由燃烧火焰产生的光、紫外线或其它放射物。然而，光传感器典型地需要某些形式的冷却，其具有干扰燃烧器和/或下游构件的效率和操作的倾向。燃烧器中或其下游的温度检测器也可用于检测和监测燃烧器中的火焰状态。然而，温度检测器的响应时间典型地太慢，以至于不能对燃烧器中的火焰状态的突然变化提供及时的响应。因此，用于确定燃烧器中的火焰状态的改进的系统和方法将是很有用的。
发明内容
下面在以下描述中阐述本发明的各方面和优势，或者可从描述中明白本发明的各方面和优势，或者可通过本发明的实践学习到本发明的各方面和优势。本发明的一个实施例是一种用于确定燃烧器中的火焰状态的系统。这种系统包括压力传感器，其产生反映燃烧器中的压力的压力信号。控制器接受来自压力传感器的压力信号，并产生反映燃烧器中的火焰状态的火焰信号。本发明的另一实施例是一种用于确定燃烧器中的火焰状态的系统。这种系统包括压力传感器，其产生一系列按时间索引的、反映在不同时间处的燃烧器中的压力的压力信号。控制器接受来自压力传感器的按时间索引的压力信号，并产生反映燃烧器中的火焰状态的火焰信号。本发明的实施例还可提供一种用于确定燃烧器中的火焰状态的方法。这种方法包括测量燃烧器中的压力，将燃烧器中的测量压力与预定极限进行比较，以及基于燃烧器中的测量压力与预定极限的比较而产生火焰信号，其中该火焰信号反映了燃烧器中的火焰状态。
3
本领域中的普通技术人员在审阅本说明书后将更好地理解这种实施例以及其它实施例的特征和方面。
在说明书的其余部分中(包括对附图的参照)，更具体地阐述了对本领域中的技术人员而言本发明的完整且能够实现的公开，包括其最佳模式，其中图1是根据本发明的一个实施例的系统的简化方框图；图2是根据本发明的一个实施例的算法的方框图；图3是14个不同的燃烧器的各个燃烧器中的示例性压力图表；图4是根据本发明的一个备选实施例的算法的方框图；且图5是用于燃烧器的示例性的时间-压力图表。部件列表
权利要求
1.一种用于确定燃烧器(16)中的火焰状态的系统(10)，包括a.压力传感器(34)，其中所述压力传感器(34)产生反映所述燃烧器(16)中的压力的压力信号(38)；b.控制器(36)，其中所述控制器(36)从所述压力传感器(34)中接受所述压力信号 (38)，并产生反映所述燃烧器(16)中的火焰状态的火焰信号00)。
2.根据权利要求1所述的系统(10)，其特征在于，所述控制器(36)将所述压力信号 (38)与预定极限进行比较。
3.根据权利要求2所述的系统(10)，其特征在于，所述预定极限包括预定的压力。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的系统(10)，其特征在于，所述压力传感器(34) 产生通向所述控制器(36)的多个压力信号(38)，其中所述多个压力信号(38)中的各个反映了在不同时间处所述燃烧器(16)中的压力。
5.根据权利要求1-4中的任一项所述的系统(10)，其特征在于，所述控制器(36)从所述压力传感器(34)中接受所述多个压力信号(38)，并产生反映所述燃烧器(16)中的火焰状态的所述火焰信号GO)。
6.根据权利要求1-4中的任一项所述的系统(10)，其特征在于，所述控制器(36)将所述多个压力信号(38)与预定的分布图进行比较。
7.根据权利要求6所述的系统(10)，其特征在于，所述预定的分布图包括预定的压力分布图。
8.根据权利要求1-7中的任一项所述的系统(10)，其特征在于，还包括接受所述火焰信号(40)的点火器(54)。
9.一种用于确定燃烧器(16)中的火焰状态的方法，包括a.测量所述燃烧器(16)中的压力；b.将所述燃烧器(16)中的测量压力与预定极限进行比较；c.基于所述燃烧器(16)中的测量压力与所述预定极限的比较而产生火焰信号(40)， 其中所述火焰信号GO)反映了所述燃烧器(16)中的火焰状态。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括将所述火焰信号00)传送给点火器(54)。
11.根据权利要求9-10中的任一项所述的方法，其特征在于，还包括将所述火焰信号 (40)传送给压缩机(14)。
12.根据权利要求9-11中的任一项所述的方法，其特征在于，还包括将所述火焰信号 (40)传送给燃料系统06)。
13.根据权利要求9-12中的任一项所述的方法，其特征在于，还包括将所述火焰信号 (40)传送给发电机(32)。
14.根据权利要求9-13中的任一项所述的方法，其特征在于，还包括在不同时间处测量所述燃烧器(16)中的多个压力。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括基于所述燃烧器(16)中的所述多个测量压力而产生所述火焰信号(40)，其中所述火焰信号00)反映了所述燃烧器(16) 中的火焰状态。
全文摘要
一种用于确定燃烧器(16)中的火焰状态的系统(10)包括压力传感器(34)，其产生反映燃烧器(16)中的压力的压力信号(38)。控制器(36)接受压力信号(38)，并产生反映燃烧器(16)中的火焰状态的火焰信号(40)。一种用于确定燃烧器(16)中的火焰状态的方法包括测量燃烧器(16)中的压力，将燃烧器(16)中的测量压力与预定极限进行比较，并且基于燃烧器(16)中的测量压力与预定极限的比较而产生火焰信号(40)，其中火焰信号(40)反映了燃烧器(16)中的火焰状态。
文档编号F23M11/04GK102444908SQ20111030982
公开日2012年5月9日 申请日期2011年9月29日 优先权日2010年10月8日
发明者D·S·拜尔德, J·R·劳 申请人:通用电气公司