用於控制對排出氣體的冷卻劑供應的系統及方法與流程

2023-05-03 12:32:01

本文公開的主題涉及燃氣渦輪系統，並且更具體地涉及用於燃氣渦輪系統的熱回收系統。

背景技術：

聯合循環發電設備將發動機系統與蒸汽渦輪系統組合以產生電力，同時減少能量浪費。例如，某些聯合循環發電設備包括燃氣渦輪系統，其燃燒燃料-空氣混合物來產生轉矩，該轉矩驅動負載，諸如發電機。為了減少能量浪費，來自燃氣渦輪發動機的排出氣體可供應至餘熱回收蒸汽發生器("HRSG")以生成用於蒸汽渦輪的蒸汽。由蒸汽渦輪生成的功率還可驅動發電機或另一類型的負載。因此，聯合循環發電設備還可用於將燃料和排氣熱轉換成功率。將有益的是改善各種聯合循環發電設備的操作。

技術實現要素：

在範圍上與原來提出的主題相當的某些實施例在下文中概述。這些實施例不旨在限制提出的主題的範圍，而相反，這些實施例僅旨在提供公開主題的可能形式的簡要概括。實際上，公開的主題可包含可與下文所述的實施例相似或不同的多種形式。

在第一實施例中，一種系統可包括排氣管道，其配置成將排出氣體從發動機傳送至餘熱回收蒸汽發生器(HRSG)。該系統還可包括聯接到排氣管道的冷卻劑供應。冷卻劑供應配置成將冷卻劑供應至排氣管道。另外，該系統可包括控制器，其配置成控制冷卻劑供應以控制通過排氣管道從發動機流至HRSG的排出氣體的排氣溫度，或由HRSG生成的蒸汽的蒸汽溫度，或它們的組合。控制器可配置成在滿負載情況中相對於系統的部分負載情況不同地控制冷卻劑供應。

在第二實施例中，一種系統可包括控制器，其配置成控制冷卻劑供應以將冷卻劑供應至排氣管道，排氣管道將排出氣體從發動機傳送至餘熱回收蒸汽發生器(HRSG)。該控制器可配置成控制冷卻劑供應以控制通過排氣管道從發動機流至HRSG的排出氣體的排氣溫度，或由HRSG生成的蒸汽的蒸汽溫度，或它們的組合。另外，控制器可配置成在滿負載情況中相對於系統的部分負載情況不同地控制冷卻劑供應。

在第三實施例中，一種方法可包括經由冷卻劑供應將冷卻劑供應至排氣管道，排氣管道將排出氣體從發動機傳送至餘熱回收蒸汽發生器(HRSG)。另外，該方法可包括經由控制器控制冷卻劑供應以控制通過排氣管道從發動機流至HRSG的排出氣體的排氣溫度，或由HRSG生成的蒸汽的蒸汽溫度，或它們的組合。控制冷卻劑供應可包括在滿負載情況中相對於部分負載情況不同地控制冷卻劑供應。

技術方案1. 一種系統，包括：

排氣管道，其配置成將排出氣體從發動機傳送至餘熱回收蒸汽發生器(HRSG)；

聯接到所述排氣管道的冷卻劑供應，其中所述冷卻劑供應配置成將冷卻劑供應至所述排氣管道；以及

控制器，其配置成控制所述冷卻劑供應以控制通過所述排氣管道從所述發動機流至所述HRSG的所述排出氣體的排氣溫度，或由所述HRSG生成的蒸汽的蒸汽溫度，或它們的組合，其中所述控制器配置成在滿負載情況中相對於所述系統的部分負載情況不同地控制所述冷卻劑供應。

技術方案2. 根據技術方案1所述的系統，其中，所述系統包括聯接到所述排氣管道的所述HRSG、聯接到所述HRSG的蒸汽渦輪，或它們的組合。

技術方案3. 根據技術方案1所述的系統，其中，所述系統包括聯接到所述排氣管道的所述發動機。

技術方案4. 根據技術方案3所述的系統，其中，所述發動機包括燃氣渦輪發動機。

技術方案5. 根據技術方案1所述的系統，其中，所述冷卻劑供應包括壓縮機。

技術方案6. 根據技術方案5所述的系統，其中，所述系統包括具有所述壓縮機、燃燒器和渦輪的燃氣渦輪發動機，其中所述冷卻劑供應包括聯接到所述壓縮機的出口和所述排氣管道的獲取管道。

技術方案7. 根據技術方案1所述的系統，其中，所述控制器配置成控制所述冷卻劑供應，以控制通過所述排氣管道從所述發動機流至所述HRSG的所述排出氣體的排氣溫度。

技術方案8. 根據技術方案1所述的系統，其中，所述控制器配置成控制所述冷卻劑供應以控制由所述HRSG生成的蒸汽的蒸汽溫度。

技術方案9. 根據技術方案1所述的系統，其中，所述控制器配置成至少基於所述排氣溫度、所述蒸汽溫度或兩者的溫度上閾值來控制所述冷卻劑供應。

技術方案10. 根據技術方案9所述的系統，其中，所述控制器配置成基於所述排氣溫度、所述蒸汽溫度或兩者的溫度下閾值來控制所述冷卻劑供應。

技術方案11. 根據技術方案1所述的系統，其中，所述控制器配置成控制所述冷卻劑供應，以相對於所述系統的滿負載情況對於所述部分負載情況降低所述排氣溫度、所述蒸汽溫度或兩者。

技術方案12. 根據技術方案1所述的系統，其中，所述控制器配置成對於所述部分負載情況相對於所述系統的滿負載情況控制所述冷卻劑供應以增加所述冷卻劑的流動或降低所述冷卻劑的溫度，或它們的組合。

技術方案13. 根據技術方案1所述的系統，其中，所述控制器配置成估計所述排氣溫度、所述蒸汽溫度或兩者。

技術方案14. 根據技術方案13所述的系統，其中，所述控制器包括基於模型的控制，其配置成對於所述部分負載情況和所述滿負載情況模擬所述系統的參數。

技術方案15. 根據技術方案1所述的系統，其中，所述系統包括配置成監測所述排氣溫度的排氣溫度傳感器、配置成監測所述蒸汽溫度的蒸汽溫度傳感器，或它們的組合。

附圖說明

在參照附圖閱讀以下詳細描述時，公開的主題的這些及其它特徵、方面和優點將變得更好理解，其中相似的標號表示貫穿附圖的相似部分，在附圖中：

圖1為根據本公開內容的實施例的包括發動機、餘熱回收蒸汽發生器(HRSG)、蒸汽渦輪、控制器和冷卻劑供應的聯合循環發電設備的框圖；

圖2為根據本公開內容的實施例的包括燃氣渦輪發動機、HRSG、蒸汽渦輪、控制器和多個冷卻劑供應的聯合循環發電設備的框圖；

圖3為對於燃氣渦輪發動機的不同負載情況的排出氣體的溫度的圖表；

圖4為根據本公開內容的實施例的用於控制冷卻劑供應以在滿負載情況中相對於部分負載情況不同地控制排出氣體溫度和/或蒸汽溫度的方法的流程圖；

圖5為根據本公開內容的實施例的用於控制冷卻劑供應以基於至少一個溫度閾值控制排出氣體溫度和/或蒸汽溫度的方法的流程圖；

圖6為根據本公開內容的實施例的用於控制冷卻劑供應以基於基於模型的控制和至少一個溫度閾值控制排出氣體溫度和/或蒸汽溫度的方法的流程圖；

圖7為根據本公開內容的實施例的用於使用滿負載控制和部分負載控制來控制冷卻劑供應的方法的流程圖；

圖8為根據本公開內容的實施例的包括配置成接收冷卻劑供應的多個噴射部位的排氣管道的局部徑向截面視圖；以及

圖9為根據本公開內容的實施例的包括配置成接收冷卻劑供應的多個噴射部位的排氣管道的軸向截面視圖。

元件清單

10 系統

12 控制器

14 冷卻劑供應

16 發動機

20 蒸汽渦輪

22 排出氣體

24 蒸汽

18 HRSG

26 排氣管道

28 蒸汽管道

30 負載

32 存儲器

34 處理器

36 發動機傳感器反饋

38 排氣傳感器反饋

40 蒸汽渦輪傳感器反饋

42 HRSG傳感器反饋

44 冷卻劑供應傳感器反饋

46 基於模型的控制

50 基於負載的控制

52 部分負載控制

54 滿負載控制

56 冷卻劑控制計劃

80 聯合循環系統

82 燃氣渦輪系統

84 負載

86 壓縮機

88 燃燒器

90 渦輪

92 燃料噴嘴

94 軸

96 軸

98 風機

100 外部壓縮機

102 水單元

104 蒸汽單元

106 冷卻流體供應

110 初始級

112 第一中間級

114 第二中間級

116 排放級

118 閥

120 傳感器

140 圖表

142 x軸

144 y軸

146 最低負載點

148 中間負載點

150 滿負載點

152 閾值溫度線

170 計算機實施的方法

172 框

174 框

180 方法

182 框

184 框

190 方法

192 框

194 框

196 框

200 方法

202 框

204 框

206 框

220 噴射部位

222 箭頭

224 外壁

226 歧管管路

228 第一噴射部位

230 第二噴射部位

232 第三噴射部位

234 第四噴射部位

236 歧管

238 第一冷卻劑供應

240 第二冷卻劑供應

250 噴射部位

252 噴射部位

256 噴射部位。

具體實施方式

下面將描述本發明的一個或多個特定實施例。在致力於提供這些實施例的簡明描述中，可不在說明書中描述實際實現方式的所有特徵。應當認識到，在任何這樣的實際實現方式的開發中，如在任何工程或設計項目中那樣，必須作出許多實現方式特定的決定來達到開發者的例如符合系統相關及商業相關的約束的特定目的，其可從一個實現方式變化到另一個實現方式。此外，應當認識到，這樣的開發努力可能是複雜和耗時的，但對那些具有本公開內容的益處的普通技術人員來說，這種開發工作將不過是設計、生產和製造的例行任務。

當介紹公開的主題的各種實施例的元件時，冠詞"一個"、"一種"、"該"和"所述"旨在意指存在一個或多個元件。用語"包括"、"包含"和"具有"旨在為包含性的，且意指可存在除所列元件之外的額外元件。

如下文所論述的那樣，功率生成系統(諸如聯合循環發電設備)可通過將排出氣體從發動機(例如，燃氣渦輪發動機和/或往復式內燃機)供應至HRSG以生成用於蒸汽渦輪的蒸汽來減少能量浪費。排出氣體的溫度可由於包括發動機和HRSG的功率生成系統的各種情況變化，諸如發動機的負載情況、環境情況(例如，環境溫度、溼度等)，等等。例如，排出氣體的溫度可在啟動期間在發動機從無負載或第一負載情況加載至較高的第二負載情況時升高。另外，排出氣體的溫度可在下調期間在發動機從滿負載情況(例如，最高輸出)或第三負載狀態轉變至較低的部分負載情況(例如，下調情況)或第四負載狀態時升高。排出氣體溫度的升高可升高由HRSG產生的蒸汽的溫度和壓力。然而，在一些情形中，排出氣體溫度可超過HRSG的邊界情況或操作情況，或由HRSG生成的蒸汽的溫度和/或壓力可超過接收蒸汽的蒸汽渦輪的邊界情況或操作情況。因此，排出氣體溫度且因此發動機的下調負載能力可基於HRSG、蒸汽渦輪或兩者的邊界情況或操作情況限制。

因此，本公開內容大體上涉及用於控制(例如，經由基於處理器的控制器)對供應至HRSG的發動機的排出氣體的冷卻劑供應。具體而言，該系統(例如，經由控制器)控制對排出氣體的冷卻劑供應以控制排出氣體的溫度、由HRSG生成的蒸汽的溫度，或兩者。另外，該系統(例如，經由控制器)可在系統的滿負載情況中相對於系統的部分負載情況不同地控制冷卻劑供應。例如，該系統(例如，經由控制器)可在發動機的滿負載情況中相對於部分負載情況不同地控制冷卻劑供應，以調整由於發動機的負載情況引起的排出氣體溫度的變化。通過控制排出氣體溫度、蒸汽溫度或兩者，因此，該系統(例如，經由控制器)可管理變化的負載情況期間的系統的操作約束的平衡。具體而言，該系統(例如，經由控制器)可在變化的負載情況期間獨立地管理HRSG入口溫度、蒸汽溫度和發動機操作，同時提高系統的下調能力。

鑑於前文，圖1為具有控制器12的系統10的實施例的框圖，控制器12控制(例如，管理)冷卻劑供應14，以在系統10的變化負載情況期間允許系統10的操作情況的平衡。在某些實施例中，系統10可為聯合循環發電設備。系統10包括控制器12、冷卻劑供應14、發動機16、餘熱回收蒸汽發生器(HRSG)18和蒸汽渦輪20。在某些實施例中，發動機16可為燃氣渦輪發動機、往復式內燃機、另一個熱發動機或燃燒系統，或任何其它適合的發動機。在操作中，發動機16可燃燒燃料-氧化劑混合物，諸如燃料-空氣混合物，以產生驅動負載(諸如發電機)的轉矩。為了減少能量浪費，系統10可使用來自發動機16的排出氣體22的熱能來加熱流體且在HRSG 18中產生蒸汽24。排出氣體22可經由排氣管道26(諸如排氣導管或排氣擴散器)從發動機16行進至HRSG 18。由HRSG 18生成的蒸汽24可經由蒸汽管道28供應至蒸汽渦輪20。蒸汽渦輪20可使用蒸汽24來產生驅動負載30(諸如發電機)的轉矩。因此，系統10可將發動機16與蒸汽渦輪20組合來提高功率產生，同時減少能量浪費(例如，排出氣體22中的熱能)。

如上文所述，控制器12可控制(例如，管理)冷卻劑供應14的供應(例如，經由閥、泵和/或其它流控制單元的控制)，以允許在系統10的變化負載情況(諸如滿負載情況或部分負載情況)期間平衡系統10的操作情況。具體而言，如下文更詳細所述，控制器12可控制冷卻劑供應14以在系統10的變化負載情況期間控制排出氣體22的溫度和/或流率、蒸汽24的溫度，或兩者。冷卻劑供應14可包括任何適合的液體、氣體、換熱器或它們的組合。此外，冷卻劑供應14可供應至沿將排出氣體22從發動機16供應至HRSG 18的排氣管道26的一個或多個位置，到HRSG 18中的一個或多個位置，或兩者。即，儘管在所示實施例中冷卻劑供應14供應至沿排氣管道26的一個位置以及到HRSG 18中的一個位置，但將認識到的是，冷卻劑供應14可供應至沿排氣管道26和/或到HRSG 18中的任何適合的位置，至沿排氣管道26和/或到HRSG 18中的任何適合數目的位置(例如，2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10個或更多)。例如，在一些實施例中，冷卻劑供應14可包括配置成壓縮空氣的壓縮機，空氣可輸送至排氣管道26和/或到HRSG 18中。在某些實施例中，冷卻劑供應14可包括風機或風扇，其配置成將空氣(例如，環境空氣)吹入排氣管道26中和/或HRSG 18中。在一些實施例中，冷卻劑供應14可包括供水單元(例如，液體供應、噴水器、水霧化器、蒸氣供應等)，其配置成將水噴霧或水霧供應至排氣管道26和/或HRSG 18中。冷卻劑供應14的各種實施例將在下文參照圖2更詳細描述。

在一些實施例中，控制器12可控制冷卻劑供應14，以在系統10的變化負載情況期間降低排出氣體22的溫度、蒸氣24的溫度或兩者。例如，控制器12可控制冷卻劑供應14，以在系統10的啟動和/或下調、發動機16的啟動和/或下調或兩者期間降低排出氣體22的溫度、蒸汽24的溫度，或兩者。如本文所述，啟動為從無負載情況至第二負載情況的轉變。另外，如本文使用的下調為從滿負載(例如，基本負載)或第一負載情況至部分負載或第二較低負載情況的轉變。如上文所提及，排出氣體22的溫度可在發動機16的啟動或下調期間升高，且可由於較高環境溫度而升高，且在一些情形中，排出氣體22的溫度可超過HRSG 18的邊界情況或操作約束，且/或可引起蒸汽24的溫度超過蒸汽渦輪20的邊界情況或操作約束。

因此，通過控制冷卻劑供應14來控制排出氣體22的溫度、蒸汽24的溫度或兩者，控制器12可在變化的負載情況期間平衡發動機16、HRSG 18和蒸汽渦輪20的操作約束。另外，控制器12可在變化的負載情況期間獨立地管理HRSG 18的溫度、蒸汽24的溫度，以及發動機16的操作，同時提高系統10的下調能力。換言之，控制器12可允許HRSG 18和發動機16兩者在導致排出氣體22的溫度將另外(即，無所論述的實施例)超過HRSG 18的邊界情況或操作約束的負載情況(例如，啟動或下調期間)下操作，同時控制冷卻劑供應14來降低排出氣體22的溫度，以允許在邊界情況或操作約束內操作。類似地，控制器12可允許HRSG 18、蒸汽渦輪20和發動機16在導致蒸汽24的溫度將另外(即，無所論述的實施例)超過蒸汽渦輪20的邊界情況或操作約束的負載情況(例如，啟動或下調期間)下操作，同時控制冷卻劑供應14來降低蒸汽24的溫度，以允許在邊界情況或操作約束內操作。因此，控制器12可允許系統10靈活地加載發動機16，同時操作HRSG 18和蒸汽渦輪20來增大發動機16和蒸汽渦輪20的組合負載(例如，電輸出)，這可提高系統10的效率，節省時間和金錢。

控制器12可包括存儲器32和處理器34。存儲器32可儲存以軟體代碼編寫的指令和步驟。處理器34可訪問存儲器32以至少部分地基於來自系統10的反饋讀取和執行儲存的指令。控制器12可控制系統10中的各種構件且與其通信，以便控制冷卻劑供應14，且控制發動機16、HRSG 18和/或蒸汽渦輪20的操作和加載。如圖所示，控制器12可控制和/或與冷卻劑供應14、發動機16、HRSG 18、蒸汽渦輪20和各種構件(諸如電子器件、閥、泵、傳感器、馬達、促動器等)通信。具體而言，控制器12可至少部分地基於發動機傳感器反饋36、排氣傳感器反饋38、蒸汽渦輪傳感器反饋40、HRSG傳感器反饋42和/或冷卻劑供應傳感器反饋44來控制冷卻劑供應14，以控制排出氣體22的溫度和/或蒸汽24的溫度。應當認識到的是，系統10可包括圍繞(例如，設置在其中、設置在其上、附接到其上、與其整體結合等)發動機16、排氣管道26、HRSG 18、蒸汽管道28、蒸汽渦輪20和/或冷卻劑供應14的任何適合數目和類型的傳感器，以生成發動機傳感器反饋36、排氣傳感器反饋38、蒸汽渦輪傳感器反饋40、HRSG傳感器反饋42和冷卻劑供應傳感器反饋44。例如，系統10可包括一個或多個溫度傳感器、流率傳感器、壓力傳感器、排氣排放傳感器(例如，NOx、CO、O2、未燃燃料、顆粒物質等)、振動傳感器、速度傳感器或任何其它適合的傳感器。

在操作中，控制器12可基於排出氣體22的確定溫度和/或流率、蒸汽24的確定溫度或兩者控制冷卻劑供應14的溫度和/或流率。具體而言，控制器12可基於排出氣體22的確定溫度和/或流率和/或蒸汽24的確定溫度來控制冷卻劑供應14的溫度和/或流率，以相對於至少一個排出氣體溫度閾值控制排出氣體22的溫度，和/或相對於至少一個蒸汽溫度閾值控制蒸汽24的溫度。該至少一個排出氣體溫度閾值和該至少一個蒸汽溫度閾值可儲存在存儲器32中。例如，該至少一個排出氣體溫度閾值可包括最大排出氣體溫度閾值、最小排出氣體溫度閾值，或兩者。類似地，該至少一個蒸汽溫度閾值可包括最大蒸汽溫度閾值、最小蒸汽溫度閾值，或兩者。在某些實施例中，存儲器32可配置成儲存多個排出氣體溫度閾值和蒸汽溫度閾值，它們可至少部分地基於HRSG 18的類型、蒸汽渦輪20的類型、系統10的負載情況、發動機16的負載情況或它們的任何組合，且處理器34可配置成基於HRSG 18的類型、蒸汽渦輪20的類型、系統10的負載情況和/或發動機16的負載情況來選擇一個或多個排出氣體溫度閾值和一個或多個蒸汽溫度閾值。例如，不同類型的HRSG和蒸汽渦輪可具有不同邊界情況或操作約束，其可導致不同排出氣體溫度閾值和蒸汽溫度閾值。

在某些實施例中，控制器12可配置成直接地基於來自系統10的反饋來確定排出氣體22的溫度和/或流率、蒸汽24的溫度，或兩者。在一些實施例中，排氣傳感器反饋38和/或HRSG傳感器反饋42可包括排出氣體22的溫度和流率的直接測量。例如，系統10可包括圍繞排氣管道26和/或HRSG 18的入口設置的一個或多個傳感器。另外，HRSG傳感器反饋42和/或蒸汽渦輪傳感器反饋40可包括對蒸汽24的溫度的直接測量。例如，系統10可包括圍繞HRSG 18的出口、蒸汽管道28和/或蒸汽渦輪20的入口設置的一個或多個傳感器。此外，在一些實施例中，控制器12可配置成基於排氣傳感器反饋38和/或HRSG傳感器反饋42，在冷卻劑供應14提供至排出氣體22之後直接地確定排出氣體22的溫度和/或流率。例如，系統10可包括圍繞排氣管道26(例如，冷卻劑供應14引入口的下遊)和/或HRSG 18的入口設置的一個或多個傳感器，其配置成提供對冷卻劑供應14下遊的排出氣體22的溫度和/或流率的直接測量。

在其它實施例中，控制器12可估計冷卻劑供應14下遊的排出氣體22的溫度和/或流率。例如，控制器12可基於冷卻劑供應14上遊的排氣傳感器反饋38和冷卻劑供應反饋44來估計冷卻劑供應14下遊的排出氣體22的溫度和/或流率。具體而言，排氣傳感器反饋38可提供對冷卻劑供應14上遊的排出氣體22的溫度和/或流率的直接測量，且冷卻劑供應傳感器反饋44可提供對供應至排出氣體22的冷卻劑的溫度和/或流率的直接測量。

在一些實施例中，控制器12可配置成實施基於模型的控制46，以導出、估計或預測系統10的一個或多個變量。例如，控制器12可使用基於模型的控制46來導出、估計、預測冷卻劑供應14上遊的排出氣體22的溫度和/或流率、冷卻劑供應14下遊的排出氣體22的溫度和/或流率，和/或蒸汽24的溫度。基於模型的控制46可包括基於物理的模型，諸如熱動力模型、流體模型、計算流體動力模型等。另外，基於模型的控制46可包括統計模型，諸如回歸分析模型、數據挖掘模型(例如，聚類模型、分類模型、關聯模型)等。回歸分析可用於找出能夠模擬一定誤差範圍內的未來趨勢的函數。關聯技術可用於找出變量之間的關係。此外，基於模型的控制46可包括人工智慧模型，諸如專家系統(例如，正向連結專家系統、反向連結專家系統)、中性網絡、模糊邏輯系統、狀態向量機、歸納推理機、機器學習系統、貝葉斯推理系統等。

另外，在某些實施例中，基於模型的控制46可包括自適應實時發動機模擬(ARES)，其可實時模擬發動機16的一個或多個操作參數。例如，基於模型的控制46可經由發動機傳感器反饋36、排氣傳感器反饋38、冷卻劑供應傳感器反饋44和/或控制效果器接收發動機16的實時操作參數的輸入。例如，發動機16的操作參數的實時輸入可包括環境溫度、環境壓力、比溼度、燃料類型(例如，成分)、至發動機的燃料流率、燃料溫度、排放水平(例如，CO、NO、O2、未燃燃料、顆粒物質等)、振動水平、入口壓力損失、排氣壓力損失、入口放出熱、壓縮機入口溫度、軸速度、系統10的負載情況、發動機16的負載情況、冷卻劑供應14溫度、冷卻劑供應14流率，和/或任何其它適合的操作參數。

基於模型的控制46可使用實時輸入以導出、估計或預測一個或多個輸出參數。例如，輸出參數可包括火焰或焚燒溫度、渦輪功率、壓縮機功率、功率輸出、壓縮機入口情況(例如，溫度、壓力、流量)、壓縮機的一個或多個中間級處的壓縮機情況(例如，溫度、壓力、流量)、壓縮機排放情況(例如，溫度、壓力、流量)、壓縮機壓力比、壓縮機功率、冷卻劑供應14上遊的排出氣體22的情況(例如，溫度、壓力、流量)、冷卻劑供應14下遊的排出氣體22的情況(例如，溫度、壓力、流量)，和/或任何其它適合的參數。在一些實施例中，燃燒溫度、壓縮機入口情況(例如，溫度、壓力、流量)、壓縮機排放情況(例如，溫度、壓力、流量)、壓縮機壓力比、壓縮機功率和/或冷卻劑供應14上遊的排出氣體22的情況(例如，溫度、壓力、流量)可為基於模型的控制46的入口，以用於導出、估計或預測冷卻劑供應14下遊的排出氣體22的情況(例如，溫度、壓力、流量)。

此外，在一些實施例中，基於模型的控制46可實施ARES來實時模擬HRSG 18的一個或多個操作參數。例如，基於模型的控制46可經由HRSG傳感器反饋42、排氣傳感器反饋38、冷卻劑供應傳感器反饋44和/或控制效果器接收HRSG 18的實時操作參數的輸入。例如，HRSG 18的操作參數的實時輸入可包括冷卻劑供應14上遊的排出氣體22的情況(例如，溫度、壓力、流量)、冷卻劑供應14的情況(例如，溫度、壓力、流量)、冷卻劑供應14下遊的排出氣體22的情況(例如，溫度、壓力、流量)、系統10的負載情況、發動機16的負載情況、HRSG 18的負載情況，和/或入口水情況(例如，溫度、壓力、流量)。基於模型的控制46可使用實時輸入來導出、估計或預測一個或多個輸出參數。例如，輸出參數可包括蒸汽24的情況，諸如溫度、壓力和/或流量。

如上文所提到的那樣，控制器12可在系統10的變化負載情況期間控制冷卻劑供應14。因此，在一些實施例中，控制器12可配置成實施基於負載的控制50，諸如在系統10和/或發動機16處於部分負載情況時的部分負載控制52，以及在系統10和/或發動機16處於滿負載情況時的滿負載控制54。例如，當實施部分負載控制52時，控制器12可執行指令以供應冷卻劑供應14或調整冷卻劑供應14的溫度和/或流率。在某些實施例中，控制器12可在發動機16的負載處於滿負載的大約百分之1到90之間、百分之5到85之間、百分之10到80之間、百分之15到75之間、百分之20到70之間或百分之25到65之間時供應冷卻劑供應14。在一個實施例中，控制器12可在發動機16的負載處於滿負載的大約25到50之間時供應冷卻劑供應14。

在一些實施例中，在相對於滿負載控制54實施部分負載控制52時，控制器12可降低冷卻劑供應14的溫度和/或提高冷卻劑供應14的流率。即，控制器12可控制冷卻劑供應14，以在部分負載控制52期間相對於滿負載控制54提供額外冷卻。在一些實施例中，控制器12在實施滿負載控制54時可不提供冷卻劑供應14。例如，排出氣體22的溫度和蒸汽24的溫度可在系統10以滿負載操作時大體上在可接受的限制內(例如，分別不違反至少一個排出氣體溫度閾值和至少一個蒸汽溫度閾值)。可能期望在排出氣體22的溫度和蒸汽24的溫度分別不違反至少一個排出氣體溫度閾值和至少一個蒸汽溫度閾值時減少供應的冷卻劑供應14的量和/或持續時間，以降低成本且提高系統10的效率。在其它實施例中，控制器12可在滿負載控制54期間實施開環系統。例如，控制器12可在滿負載控制54期間執行指令以在預定溫度和預定流率下提供冷卻劑供應14，而不使用關於排出氣體22的溫度和/或蒸汽24的溫度的反饋。

另外，在一些實施例中，控制器12可配置成實施冷卻劑控制計劃56以用於控制冷卻劑供應14。例如，控制器12可在排出氣體22的溫度和/或蒸汽24的溫度接近或達到至少一個排出氣體溫度閾值(例如，最大排出氣體溫度閾值)或至少一個蒸汽溫度閾值(例如，最大蒸汽溫度閾值)時計劃冷卻劑供應14的輸送。在某些實施例中，冷卻劑控制計劃56可至少部分地基於發動機16的負載情況。在一些實施例中，控制器12可實施閉環控制。例如，控制器12可使用發動機傳感器反饋36、排氣傳感器反饋38、蒸汽渦輪傳感器反饋40、HRSG傳感器反饋42和/或冷卻劑供應傳感器反饋44，以控制冷卻劑供應14來將排出氣體22的溫度和/或蒸汽24的溫度分別設置在該至少一個排出氣體溫度閾值和該至少一個蒸汽溫度閾值處。在一些實施例中，對於閉環控制，該至少一個排出氣體溫度閾值和該至少一個蒸汽溫度閾值可分別包括預定的可接受波動範圍，以減小或降低冷卻劑供應14由控制器12開啟和關閉的頻率。例如，預定的可接受波動範圍可允許排出氣體22的溫度或蒸汽24的溫度的偏差，其相應地大於和/或小於該至少一個蒸汽溫度閾值大約0.25攝氏度到10攝氏度、0.5攝氏度到5攝氏度、0.75攝氏度到3攝氏度，或1攝氏度到2攝氏度。

在其它實施例中，控制器12可配置成基於冷卻劑控制計劃56來實施開環控制。具體而言，控制器12可控制冷卻劑供應14來控制排出氣體22的溫度和/或蒸汽24的溫度，而不使用關於排出氣體22的溫度和/或蒸汽24的溫度的反饋。在一些實施例中，控制器12可對於系統10、發動機16和/或HRSG 18的各種負載情況實施開環控制。例如，控制器12可在系統10、發動機16和/或HRSG 18的啟動期間實施開環控制。在一些實施例中，控制器12可在系統10、發動機16和/或HRSG 18的滿負載情況期間實施開環控制。在某些實施例中，控制器12可基於冷卻劑控制計劃56實施閉環控制和開環控制，其可至少部分地基於系統10、發動機16和/或HRSG 18的負載情況。例如，控制器12可如上文提及在啟動期間實施開環控制，且可在預定部分負載情況期間實施閉環控制。例如，預定部分負載情況可包括在滿負載的大約百分之5到85之間、百分之10到80之間、百分之15到75之間、百分之20到70之間或百分之25到65之間的發動機16的負載。在一個實施例中，預定部分負載情況可包括在滿負載的大約百分之25到50之間的發動機16的負載。

圖2為包括多個不同類型的冷卻劑供應14的聯合循環系統80的實施例的框圖。系統80還可包括控制器12、發動機16、HRSG 18和驅動負載30的蒸汽渦輪20。在所示實施例中，發動機16包括燃氣渦輪系統82。在操作中，燃氣渦輪系統82可燃燒燃料-氧化劑混合物，諸如燃料-空氣混合物，以產生驅動負載84(諸如發電機)的轉矩。為了減少浪費，系統80可使用來自燃氣渦輪系統82的排出氣體22中的熱能來加熱流體且產生HRSG 18中的蒸汽24。因此，系統80可將燃氣渦輪系統82與蒸汽渦輪20組合以增加功率產生，同時減少能量浪費(例如，排出氣體22中的熱能)。

燃氣渦輪系統82可包括壓縮機86、燃燒器88和渦輪90。在操作中，氧化劑(例如，空氣、氧、富氧空氣或減少氧的空氣)進入壓縮機86，且壓縮機86在具有壓縮機葉片的一系列壓縮機級(例如，轉子盤)中加壓氧化劑。當壓縮的氧化劑離開壓縮機86時，氧化劑進入燃燒器88且與燃料混合。燃氣渦輪系統82可使用液體或氣體燃料，諸如天然氣和/或富氫合成氣，以運行燃氣渦輪系統82。例如，多個燃料噴嘴92可吸入燃料，使燃料與氧化劑以用於燃燒的適合比率混合，以及將燃料-氧化劑混合物噴射到燃燒器88中。燃料-氧化劑混合物在燃燒器88內的燃燒室中燃燒，從而產生熱加壓的排出氣體22。燃燒器88可朝排氣管道26(例如，排氣管、排氣擴散器)引導排出氣體22穿過渦輪90。當排出氣體22穿過渦輪90時，排出氣體22可接觸附接到渦輪轉子盤(例如，渦輪級)的渦輪葉片，且可迫使渦輪葉片旋轉轉子盤。轉子盤的旋轉可引起壓縮機86中的軸94和轉子盤的旋轉。此外，連接到軸94的負載84可使用軸94的旋轉能來發電。

此外，如上文所述，排出氣體22可供應至HRSG 18。HRSG 18可使用排出氣體22中的熱能來將水轉變成加壓蒸汽24，且可經由蒸汽管道28將蒸汽24供應至蒸汽渦輪20。當蒸汽24進入蒸汽渦輪20時，蒸汽24可接觸附接到渦輪轉子盤(例如，渦輪級)的渦輪葉片，且可引起渦輪葉片旋轉轉子盤。轉子盤的旋轉可引起蒸汽渦輪20的軸96的旋轉。如圖所示，負載30(例如，發電機)連接到軸96。因此，負載30可使用軸96的旋轉能來發電。

如上文所提到的那樣，系統80可包括多個不同類型的冷卻劑供應14，其可分別由控制器12控制，以控制排出氣體22的溫度和/或流率，和/或蒸汽24的溫度。如圖所示，冷卻劑供應14可包括風扇或風機98、外部壓縮機100(例如，燃氣渦輪系統82外)、水單元102、蒸汽單元104和/或冷卻流體供應106。風機98可在排氣管道26內和/或HRSG 18內吹送或引入環境空氣或任何其它適合的氣體。在一些實施例中，風機98可在燃氣渦輪系統82外。在其它實施例中，風機98可為排氣框架風機。外部壓縮機100可提供低於排出氣體22的溫度的壓縮氣體，諸如壓縮空氣、氮、惰性氣體(例如，氮)、CO2、排出氣體或它們的組合。另外，水單元102可配置成輸送水噴霧和/或水霧。例如，水單元102可包括一個或多個噴水系統或水霧化器系統。在某些實施例中，一個或多個水單元102可設置在排氣管道26和/或HRSG 18內。蒸汽單元104可提供蒸汽(例如，具有比排出氣體22的溫度和/或比蒸汽24的溫度低的溫度的蒸汽)。在某些實施例中，蒸汽單元104可從系統80的構件接收多餘或廢棄的蒸汽。冷卻流體供應106可提供來自系統80的構件的任何適合的冷卻流體，例如，諸如水、空氣、惰性氣體(例如，氮)、CO2、排出氣體或過程流體。

另外，冷卻劑供應14可包括燃氣渦輪系統82的壓縮機86。具體而言，冷卻劑供應14包括來自壓縮機86的外部放出空氣。外部放出空氣可從壓縮機86的任何適合的位置獲取，且可從多個不同位置獲取。例如，如圖所示，外部放出空氣可從壓縮機86的初始級110、第一中間級112、第二中間級114和/或排放級86獲取。例如，在一些實施例中，外部放出空氣可從壓縮機86的前級(例如，初始級110.第一中間級112、第二中間級114等)獲取，以用於吸入環境空氣來用作冷卻劑供應14。由於吸入的環境空氣在給定流率下將具有更大稀釋能力且較少的壓縮機空氣可用於實現總體冷卻效果，故這可提高效率。另外，較低壓的空氣可從壓縮機86的前級使用，因為可使用較少空氣，且不太可能引起壓縮機穩定性問題。如將認識到的那樣，沿壓縮機86的外部放出空氣的獲取位置可影響外部放出空氣的壓力和/或流率(即，來自壓縮機86的較高級的外部放出空氣可具有高於來自壓縮機86的較低或初始級的外部放出空氣的壓力)。因此，在包括用於外部放出空氣的沿壓縮機86的兩個或多個獲取位置的實施例中，控制器12可配置成基於外部放出空氣的期望壓力和/或流率來選擇適合的獲取位置。

此外，如圖所示，風機98、外部壓縮機100、水單元102、蒸汽單元104、冷卻流體供應106和壓縮機86可分別包括用於將冷卻劑輸送至排氣管道26的至少一個管道(例如，用於直接噴射到排氣管道26中以用於與排出氣體22直接傳熱)。系統80可包括任何適合數目的管道以用於將冷卻劑輸送至排氣管道26，且管道可由風機98、外部壓縮機100、水單元102、蒸汽單元104、冷卻流體供應106和壓縮機86中的一者或多者共用，或可為風機98、外部壓縮機100、水單元102、蒸汽單元104、冷卻流體供應106和壓縮機86中的一者或多者特有的。此外，用於輸送冷卻劑的管道可圍繞排氣管道26的任何適合位置設置。另外，系統80可包括任何適合數目的管道以用於將冷卻劑輸送至HRSG 18，且管道可由風機98、外部壓縮機100、水單元102、蒸汽單元104、冷卻流體供應106和壓縮機86中的一者或多者共用，或可為風機98、外部壓縮機100、水單元102、蒸汽單元104、冷卻流體供應106和壓縮機86中的一者或多者特有的。應當注意的是，控制器12可配置成使用任何適合數目和類型的冷卻劑供應14，且控制器12可配置成選擇多個不同類型的冷卻劑供應14中的一個或多個，以基於系統80的一個或多個操作參數來使用。另外，如圖所示，系統80可包括可由控制器12控制的沿一個或多個冷卻劑輸送管道的一個或多個閥118。

此外，系統80可包括多個傳感器120，其配置成提供關於系統80的操作參數的反饋。該多個傳感器120可包括溫度傳感器、壓力傳感器、流率傳感器、近程傳感器、流量傳感器、排氣排放傳感器(例如，CO、NOx、O2、未燃燃料、顆粒物質或其它成分傳感器)和/或任何其它適合的傳感器。該多個傳感器120可通信地聯接到控制器12，以向控制器12提供關於系統10的操作參數的反饋。在某些實施例中，傳感器120中的一個或多個可包括無線傳感器和/或有線傳感器。

具體而言，該多個傳感器120可配置成提供發動機傳感器反饋36(例如，關於燃氣渦輪系統82的反饋)、排氣傳感器反饋38、蒸汽渦輪傳感器反饋40、HRSG傳感器反饋42和冷卻劑供應傳感器反饋44。因此，系統80可包括圍繞壓縮機86設置的一個或多個傳感器，以提供發動機傳感器反饋36和/或冷卻劑供應傳感器反饋44。另外，系統80可包括圍繞不同類型的冷卻劑供應14(例如，風機98、外部壓縮機100、水單元102、蒸汽單元104和/或冷卻流體供應單元106)和/或圍繞冷卻劑輸送管道設置的一個或多個傳感器120，以提供冷卻劑供應傳感器反饋44。此外，系統80可包括圍繞排氣管道26設置的一個或多個傳感器120，以提供排氣傳感器反饋38和/或HRSG傳感器反饋42。例如，一個或多個傳感器120可圍繞鄰近渦輪90的排氣管道26設置，以提供關於冷卻劑供應14的引入上遊的排出氣體22的溫度和/或流率的反饋，且一個或多個傳感器120可圍繞鄰近HRSG 18的入口的排氣管道26設置，以提供關於冷卻劑供應14的引入下遊的排出氣體22的溫度和/或流率的反饋。此外，系統80可包括圍繞HRSG 18設置或設置在HRSG 18中以提供HRSG傳感器反饋42的一個或多個傳感器120，以及圍繞蒸汽渦輪20設置或設置在蒸汽渦輪20中以提供蒸汽渦輪傳感器反饋40的一個或多個傳感器120。如上文所提到的那樣，HRSG傳感器反饋42和/或蒸汽渦輪傳感器反饋40可包括蒸汽24的溫度的直接測量。

如上文詳細所述，控制器12可配置成使用發動機傳感器反饋36、排氣傳感器反饋38、蒸汽渦輪傳感器反饋40、HRSG傳感器反饋42和/或冷卻劑供應傳感器反饋44，以控制冷卻劑供應14來控制排出氣體22的溫度和/或流率和/或蒸汽24的溫度。具體而言，如上文所述，控制器12可實施一種或多種控制模式，諸如基於模型的控制46、基於負載的控制50(例如，部分負載控制52和/或滿負載控制54)，和/或冷卻劑控制計劃56。在一些實施例中，控制器12可使用反饋和/或該一種或多種控制模式，以選擇冷卻劑供應14的不同類型中的一個或多個來使用(例如，風機98、外部壓縮機100、水單元102、蒸汽單元104、冷卻流體供應106和壓縮機86)，以控制由該一個或多個選擇類型的冷卻劑供應14提供的冷卻劑的時間安排或計劃，且控制由該一個或多個選擇類型的冷卻劑供應14提供的冷卻劑的量或速率。例如，在某些實施例中，控制器14可取決於操作情況(諸如關於啟動對穩態、滿負載對部分負載等的不同冷卻劑供應14)使用不同的冷卻劑供應14。

圖3為示出用於系統80的不同負載情況的排出氣體22的溫度的圖表140。具體而言，圖表140示出了用於燃氣渦輪系統82的不同負載情況的排出氣體22的溫度。如圖所示，圖表140包括代表燃氣渦輪系統82的負載的x軸142，以及代表排出氣體22的溫度的y軸144。如圖表140所示，在最低負載點146處，燃氣渦輪系統82可在開始溫度下操作和產生排出氣體22。當負載增大時，排出氣體22的溫度可升高。具體而言，如圖所示，排出氣體22的溫度可在中間負載點148處達到峰值。應當認識到的是，峰值溫度和中間負載點148僅為示例性的，且可基於燃氣渦輪系統82的操作參數和邊界條件、系統80的操作參數和邊界條件以及環境溫度改變。此外，應當注意的是，中間負載點148可包括一定範圍的負載條件。另外，如圖所示，排出氣體22的溫度可在中間負載點148與滿負載點150(例如，基本負載)之間減小。

圖表140還示出了閾值溫度線152。閾值溫度線152可對應於上文詳細所述的至少一個排氣溫度閾值(例如，最大排氣溫度閾值)。因此，控制器12可配置成控制冷卻劑供應14，以降低排出氣體22的溫度，且可選地，在排出氣體22的溫度超過閾值溫度線152時降低蒸汽24的溫度。在一些實施例中，控制器12可執行指令以在排出氣體22的溫度低於閾值溫度線12時停止冷卻劑供應14的輸送。儘管閾值溫度線152示為單條線，但應當注意的是，在一些實施例中，閾值溫度線152可包括如上文所述的預定的可接受波動範圍(例如，上閾值和下閾值)，以減小或降低冷卻劑供應14由控制器12開啟和關閉的頻率。

圖4-圖7示出了用於控制冷卻劑供應14的方法。圖4-圖7中所述的方法可為計算機實施的方法。具體而言，圖4-圖7的方法的一個或多個步驟或所有步驟可使用控制器12執行。例如，控制器12的處理器54可執行儲存在控制器12的存儲器52中的指令以執行圖4-圖7的方法的一個或多個步驟。在一些實施例中，控制器12可配置成實施基於模型的控制46、基於負載的控制50(例如，部分負載控制52和/或滿負載控制54)和/或冷卻劑控制計劃56，以執行圖4-圖7的方法的一個或多個步驟或所有步驟。

圖4為用於控制冷卻劑供應14以在滿負載情況中相對於部分負載情況不同地控制排出氣體22的溫度和/或蒸汽24的溫度的計算機實施的方法170的實施例的流程圖。例如，方法170可包括將冷卻劑(例如，冷卻劑供應14)供應(框172)至發動機(例如，發動機16或渦輪90)與HRSG 18之間的排氣管道26。冷卻劑可從上文所述的不同類型的冷卻供應源14中的任一者供應，諸如燃氣渦輪系統82的壓縮機86、風機98、外部壓縮機100、水單元102、蒸汽單元104、冷卻流體供應106或它們的任何組合。

方法170還可包括控制(框174)冷卻劑供應14以在滿負載情況中相對於部分負載情況不同地控制排出氣體22的溫度和/或蒸汽24的溫度。如上文所提到的那樣，滿負載情況和部分負載情況可為發動機16、燃氣渦輪系統82、HRSG 18、蒸汽渦輪20、系統10和/或系統80的情況。如上文詳細所述，在一些實施例中，控制器12可執行指令以在一個或多個部分負載情況(例如，在滿負載的大約百分之25到50之間)期間從冷卻劑供應14供應冷卻劑，且在滿負載情況期間停止從冷卻劑供應14供應冷卻劑。此外，如上文所述，控制器12可在部分負載情況期間至少部分地基於一個或多個輸入(諸如發動機傳感器反饋36、排氣傳感器反饋38、蒸汽渦輪傳感器反饋40、HRSG傳感器反饋42和/或冷卻劑傳感器反饋44)來控制冷卻劑從冷卻劑供應14的供應(例如，經由閥、促動器等)。

圖5為用於控制冷卻劑供應14以基於至少一個溫度閾值控制排出氣體22的溫度和/或蒸汽24的溫度的計算機實施的方法180的實施例的流程圖。方法180可包括感測(框182)排出氣體22的溫度和/或蒸汽24的溫度。例如，控制器12可從傳感器120中的一個或多個接收關於排出氣體22和/或蒸汽24的溫度的輸入或反饋，諸如排氣傳感器反饋38、傳感器渦輪傳感器反饋40和/或HRSG傳感器反饋42。如上文所提到的那樣，在一些實施例中，傳感器120中的一個或多個可提供排出氣體22和蒸汽24的溫度的直接測量。

方法180還可包括控制(框184)從冷卻劑供應14到排氣管道26的冷卻劑的流動和/或溫度，以基於至少一個溫度閾值控制排出氣體22的溫度和/或蒸汽24的溫度。例如，控制器12可將排出氣體22和蒸汽24的感測溫度分別與至少一個排出氣體溫度閾值和至少一個蒸汽溫度閾值相比較。此外，控制器12可執行指令以提供來自冷卻劑供應14的冷卻劑，或至少部分地基於確定排出氣體22的感測溫度和/或蒸汽24的感測溫度分別違反(例如，超過)或不符合該至少一個排出氣體溫度閾值和該至少一個蒸汽溫度閾值來調整來自冷卻劑供應14的冷卻劑的溫度和/或流率。具體而言，控制器12可執行指令以提供來自冷卻劑供應14的冷卻劑，或調整來自冷卻劑供應14的冷卻劑(例如，經由閥、促動器等)的溫度和/或流率，以基於確定來降低排出氣體22的溫度和/或蒸汽24的溫度。

圖6為用於控制冷卻劑供應14來基於基於模型的控制46和至少一個溫度閾值控制排出氣體22的溫度和/或蒸汽24的溫度的計算機實施的方法190的實施例的流程圖。方法190可包括感測(框192)發動機(例如，發動機16、燃氣渦輪系統82)的一個或多個參數，和/或HRSG 18的一個或多個參數。例如，控制器12可從傳感器120中的一個或多個接收發動機傳感器反饋36和/或HRSG傳感器反饋42。方法190還可包括基於感測的參數和基於模型的控制46來估計(框194)排出氣體22的溫度和/或蒸汽24的溫度。例如，如上文所述，控制器12可配置成使用來自發動機傳感器反饋36和/或HRSG傳感器反饋42的至少一個或多個操作參數作為基於模型的控制46的輸入，且可使用基於模型的控制46來輸出(例如，估計、導出、預測)排出氣體22的溫度和/或蒸汽24的溫度。

另外，方法190可包括控制(框196)從冷卻劑供應14到排氣管道26的冷卻劑的流動和/或溫度，以基於至少一個溫度閾值控制排出氣體22的溫度和/或蒸汽24的溫度。例如，控制器12可將排出氣體22和蒸汽24的估計溫度分別與至少一個排出氣體溫度閾值和至少一個蒸汽溫度閾值相比較。此外，控制器12可執行指令以提供來自冷卻劑供應14的冷卻劑，或至少部分地基於確定排出氣體22的估計溫度和/或蒸汽24的估計溫度分別違反(例如，超過)或不符合該至少一個排出氣體溫度閾值和該至少一個蒸汽溫度閾值來調整來自冷卻劑供應14的冷卻劑的溫度和/或流率。具體而言，控制器12可執行指令以提供冷卻劑供應14，或調整來自冷卻劑供應14(例如，經由閥、促動器等)的冷卻劑的溫度和/或流率，以基於確定來降低排出氣體22的溫度和/或蒸汽24的溫度。

圖7為用於使用滿負載控制和部分負載控制來控制冷卻劑供應14的計算機實施的方法200的實施例的流程圖。方法200可包括在發動機和/或HRSG 18的滿負載情況期間利用滿負載控制54來控制(框202)用於發動機(例如，發動機16、渦輪90)與HRSG 18之間的排氣管道26的冷卻劑供應14(例如，經由閥、促動器、泵、電機、壓縮機等)。在某些實施例中，冷卻劑供應14在滿負載控制56期間可不提供至排氣管道26。例如，控制器12可執行指令以停止或防止冷卻劑從冷卻劑供應14的供應。在一些實施例中，用於實施滿負載控制56的指令可不包括用於從冷卻劑供應14供應冷卻劑的指令。在其它實施例中，滿負載控制56可包括用於控制來自冷卻劑供應14的冷卻劑而不使用關於排出氣體22和/或蒸汽24的溫度的反饋的開環系統。在某些實施例中，滿負載控制56可包括用於基於關於排出氣體22和/或蒸汽24的溫度的反饋來控制來自冷卻劑供應14的冷卻劑的閉環系統。

方法200還可包括使發動機和/或HRSG 18從滿負載情況轉變(框204)至部分負載情況。具體而言，轉變可包括減小發動機和/或HRSG 18的負載。另外，方法200可包括在部分負載情況期間利用部分負載控制54來控制(框206)冷卻劑供應14。例如，在一些實施例中，部分負載控制54可包括相對於滿負載控制56減小來自冷卻劑供應14的冷卻劑的溫度和/或提高流率。在其它實施例中，部分負載控制54可包括開始冷卻劑從冷卻劑供應14的供應。另外，在一些實施例中，部分負載控制54可包括基於關於排出氣體22和/或蒸汽24的溫度的反饋使用閉環控制系統從冷卻劑供應14供應冷卻劑。

圖8為配置成接收來自冷卻劑供應14的冷卻劑的包括多個噴射部位220(例如，噴射器、噴射歧管或兩者)的排氣管道26的局部徑向截面視圖。如圖所示，排出氣體22大體上如箭頭222所示流過排氣管道26。排氣管道26可包括外壁224，其可為環形、圓錐形、矩形或任何其它適合的幾何形狀。噴射部位220可分別包括穿過外壁224的至少一個開口(例如，噴射埠或噴嘴)，以用於將冷卻劑從冷卻劑供應14傳送至排氣管道26。此外，噴射部位220可包括歧管管路226，其配置成接收來自冷卻劑供應14的冷卻劑，且將冷卻劑從冷卻劑供應14傳送至噴射部位220。然而，應當認識到的是，噴射部位220還可包括管道、閥、或任何其它適合的構件，以用於接收和傳送來自冷卻劑供應14的冷卻劑。噴射部位220可圍繞外壁224設置在任何適合的位置。例如，噴射部位220可圍繞排氣管道26的相同或不同軸向和周向位置定位。如圖所示，排氣管道26可包括第一軸向位置和第一周向位置處的第一噴射部位228、第一軸向位置和第二周向位置處的第二噴射部位230、第二軸向位置和第一周向位置處的第三噴射部位232，以及第二軸向位置和第二周向位置處的第四噴射部位234。應當注意的是，可使用任何適合數目的噴射部位220。例如，排氣管道26可包括1、2、3、4、5、6、7、8、9、10個或更多噴射部位220。

另外，冷卻劑供應14可包括歧管236，其配置成將冷卻劑從冷卻劑供應14提供至排氣管道26。在一些實施例中，歧管236可配置成將來自不同類型的冷卻劑供應14(諸如壓縮機86、風機98、外部壓縮機100、水單元102、蒸汽單元104和/或冷卻流體供應106)的冷卻劑提供至排氣管道26。例如，如圖所示，歧管236可配置成提供來自第一類型的第一冷卻劑供應238的冷卻劑和來自第二類型的第二冷卻劑供應240的冷卻劑。

圖9為配置成接收冷卻劑供應14的包括多個噴射部位220的排氣管道26的軸向截面視圖。如圖所示，噴射部位220可位於排氣管道26的不同周向位置周圍。此外，噴射部位220可包括相同或不同的構造。例如，排氣管道26可包括與外壁224齊平的一個或多個噴射部位250、凹入外壁224中的一個或多個噴射部位252，和/或突入排氣管道26中的一個或多個噴射部位256。在一些實施例中，噴射部位中的一個或多個可包括轉動導葉(例如，256)，以便於使冷卻劑與排出氣體22相混合。

如上文所述，控制器12可控制冷卻劑供應14來控制排出氣體22的溫度、蒸汽24的溫度，或兩者。在一些實施例中，控制器12可基於反饋(諸如發動機傳感器反饋36、排氣傳感器反饋38、蒸汽渦輪傳感器反饋40、HRSG傳感器反饋42和/或冷卻劑供應傳感器反饋44)來控制冷卻劑供應14。在某些實施例中，控制器12可使用基於模型的控制46、反饋和/或一個或多個溫度閾值來控制冷卻劑供應14。

公開的主題的技術效果可包括在變化負載情況期間平衡系統(例如，聯合循環系統)的操作約束。具體而言，公開的實施例示出了控制器12，其可在變化的負載情況期間獨立地管理HRSG 18的入口溫度、蒸汽24的溫度和發動機16的操作，同時提高系統10(或系統80)的下調能力。換言之，控制器12可允許HRSG 18和發動機16兩者在將另外(例如，無公開實施例)導致排出氣體22的溫度超過HRSG 18的邊界情況或操作約束的負載情況(例如，啟動或下調期間)下操作，同時控制冷卻劑供應14來降低排出氣體22的溫度，以保持符合邊界情況或操作約束(例如，閾值)。類似地，控制器12可允許HRSG 18、蒸汽渦輪20和發動機16在將另外(例如，無公開實施例)導致蒸汽24的溫度超過蒸汽渦輪20的邊界情況或操作約束的負載情況(例如，啟動或下調期間)下操作，同時控制冷卻劑供應14來降低蒸汽24的溫度，以保持符合邊界情況或操作約束(例如，閾值)。因此，控制器12可允許系統10靈活地加載發動機16，同時操作HRSG 18和蒸汽渦輪20來增大發動機16和蒸汽渦輪20的組合負載(例如，電輸出)，這可提高系統10的效率，節省時間和金錢。

該書面描述使用示例來公開本發明，包括最佳模式，並且還使本領域技術人員能夠實踐本發明，包括製造和使用任何裝置或系統以及執行任何包含的方法。本發明可申請專利的範圍由權利要求限定，並且可包括本領域技術人員想到的其它示例。如果這些其它示例具有不與權利要求的字面語言不同的結構要素，或者如果它們包括與權利要求的字面語言無實質差異的等同結構要素，則旨在使這些其它示例處於權利要求的範圍內。