用于燃气涡轮发动机的扩展排放合规运行的系统和方法

背景技术

本公开的技术领域整体涉及燃气涡轮发动机的控制，更具体地涉及控制燃气涡轮发动机的扩展排放合规负载。

从涡轮的气流中提取的能量用于为至少一些已知的旋转机械的机械负载提供动力。具体地，旋转机械包括串流布置的压缩机部分、燃烧器部分和涡轮部分。压缩机部分压缩空气以与燃烧器部分内的燃料燃烧，并且涡轮部分从燃烧器部分中产生的燃烧气体中提取能量。至少一些已知的燃烧器部分包括轴向燃料分级(AFS)技术(包括在至少两个区域中的轴向(顺序)燃烧分级)。更具体地，燃烧器部分可以包括位于多个第二级燃料喷嘴上游的多个第一级燃料喷嘴。第一燃料流量由第一级燃料喷嘴引导至燃烧器中，并且第二燃料流量由第二级燃料喷嘴引导至燃烧器中。由第一燃料流量燃烧产生的燃烧气体的燃烧器内温度为T

此外，旋转机械通常具有最低排放合规负载(MECL)，该最低排放合规负载是旋转机械上的最低负载，旋转机械能够在该最低负载下运行，同时仍能符合排放标准。更具体地，传统MECL是旋转机械上的最低负载，燃烧器温度在该最低负载下有助于保持符合排放标准。当电网运营公司请求旋转机械的运营者减少旋转机械的运行以使旋转机械在低于MECL的情况下运行时，旋转机械的运营者关闭旋转机械以保持符合排放标准。因此，MECL较高的旋转机械会比MECL较低的旋转机械更容易导致运行停止，从而导致高MECL的旋转机械的运营者收入损失。

发明内容

在一方面，提供了一种在低于最低排放合规负载的情况下以响应模式运行旋转机械的方法。该旋转机械包括燃烧器，该燃烧器包括第一燃烧区域和第二燃烧区域。该方法包括：i)将燃料分流减少至零。燃料分流在第一燃烧区域和第二燃烧区域之间将燃料总流量分配给燃烧器。该方法还包括：ii)利用旋转机械的数字模拟来确定第一燃烧区域的当前工作温度。该方法还包括：iii)确定第一燃烧区域的目标工作温度。该目标工作温度使得旋转机械能够在低于传统最低排放合规负载(MECL)的情况下运行，同时仍能符合排放标准。该方法还包括：iv)将第一燃料流量引导至第一燃烧区域。第一燃料流量使第一燃烧区域的温度降低至目标工作温度。该方法还包括：v)重复步骤i至iv，直到旋转机械在低于传统MECL的情况下运行，并且符合排放标准。

在另一方面，提供了一种在低于最低排放合规负载的情况下以待机模式运行旋转机械的方法。该旋转机械包括燃烧器，该燃烧器包括第一燃烧区域和第二燃烧区域。该方法包括：i)将燃料分流减少至零。燃料分流在第一燃烧区域和第二燃烧区域之间将燃料总流量分配给燃烧器。该方法还包括：ii)利用旋转机械的数字模拟来确定第一燃烧区域的当前工作温度。该方法还包括：iii)确定第一燃烧区域的目标工作温度。该目标工作温度使得旋转机械能够在低于传统最低排放合规负载(MECL)的情况下运行，同时仍能符合排放标准。该方法还包括：iii)确定第一燃烧区域的目标工作温度。该目标工作温度使得旋转机械能够在低于传统最低排放合规负载(MECL)的情况下运行，同时仍能符合排放标准。该方法还包括：iv)将第一燃料流量引导至第一燃烧区域。第一燃料流量使第一燃烧区域的温度降低到目标工作温度，并且将来自旋转机械的废气的温度降低至低于发电厂运行的最低排气温度。该方法还包括：v)重复步骤i至iv，直到旋转机械在低于传统MECL的情况下运行，并且符合排放标准。

在另一方面，提供了一种旋转机械。该旋转机械包括被构造成压缩入口空气流量的压缩机、燃烧器和计算设备。燃烧器包括第一燃烧区域、第二燃烧区域、至少一个第一燃料喷嘴和至少一个第二燃料喷嘴。至少一个第一燃料喷嘴被构造成将第一燃料流量引导至第一燃烧区域，并且至少一个第二燃料喷嘴被构造成将第二燃料流量引导至第二燃烧区域。燃烧器被构造成接收入口空气流量。燃料分流是被引导至第二燃烧区域的燃料总流量的分数。计算设备包括旋转机械的数字模拟，并且被构造成以响应模式来运行旋转机械。计算设备被构造成将燃料分流减少至零，并且利用旋转机械的数字模拟来确定第一燃烧区域的当前工作温度。计算设备还被构造成确定第一燃烧区域的目标工作温度。该目标工作温度使得旋转机械能够在低于传统最低排放合规负载(MECL)的情况下运行，同时仍能符合排放标准。计算设备还被构造成将第一燃料流量引导至第一燃烧区域。第一燃料流量使第一燃烧区域的温度降低至目标工作温度。计算设备还被构造成进行重复，直到旋转机械在低于传统MECL的情况下运行，并且符合排放标准。

附图说明

当参考附图阅读以下详细描述时，将更好地理解本公开的这些和其他特征、方面和优点，附图中相同的字符在整个附图中表示相同的部件，其中：

图1是示例性旋转机械的示意图；

图2A是用于在低于传统MECL的情况下图1所示的旋转机械的排放合规运行的示例性方法的流程图；

图2B是图2A的流程图的延续；

图2C是图2A和图2B的流程图的延续；

图2D是图2A、图2B和图2C的流程图的延续；

图3是图1所示的旋转机械的排气温度和电气负载之间的示例性关系图。

除非另外指明，否则本文提供的附图旨在示出本公开的实施方案的特征。据信这些特征适用于包括本公开的一个或多个实施方案的多种系统。因此，附图不旨在包括本领域的普通技术人员已知的实践本文所公开的实施方案所需的所有常规特征。

具体实施方式

在以下说明书和权利要求书中，将引用多个术语，这些术语应被定义为具有以下含义。

除非上下文另外明确规定，否则单数形式“一个”、“一种”和“所述”包括复数引用。

除非另外指示，否则如本文所使用的近似语言，诸如“大体地”、“基本上”和“约”指示如本领域普通技术人员将认识到的，如此修饰的术语可以仅适用于近似程度，而不是绝对或完美程度。因此，由一个或多个术语(诸如“约”、“大约”和“基本上”)修饰的值不限于指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可以对应于用于测量值的仪器的精度。这里以及整个说明书和权利要求书中，可以识别范围限制。除非上下文或语言另有指示，否则这些范围可以组合和/或互换，并且包括其中包含的所有子范围。除此之外，除非另外指示，否则术语“第一”、“第二”等在本文中仅用作标记，并且不旨在对这些术语所涉及的项目施加顺序、位置或分级要求。此外，例如，对“第二”项目的引用不要求或排除存在例如“第一”或较低编号的项目或者“第三”或更高编号的项目。

如本文所用，术语“轴向”和“轴向地”是指基本上平行于旋转机械的纵向轴线延伸的方向和取向。此外，术语“径向”和“径向地”是指基本上垂直于旋转机械的纵向轴线延伸的方向和取向。此外，如本文所用，术语“周向”和“周向地”是指围绕旋转机械的纵向轴线弧形延伸的方向和取向。进一步地，如本文所用，术语“上游”是指旋转机械的前端或入口端，并且术语“下游”是指旋转机械的后端或排出口端。当讨论通过部件的流体流动时，流体流动的起始方向被描述为“上游”，并且流体流动所遵循的方向被描述为“下游”。

本文描述的方法和系统涉及一种用于在低于传统MECL的情况下燃气涡轮发动机的燃烧器的排放合规运行的方法。更具体地，该燃气涡轮发动机包括燃烧器，该燃烧器包括第一燃烧区域、第二燃烧区域、至少一个第一燃料喷嘴和至少一个第二燃料喷嘴。至少一个第一燃料喷嘴将第一燃料流量引导至第一燃烧区域，并且至少一个第二燃料喷嘴将第二燃料流量引导至第二燃烧区域。燃料分流是被引导至第二燃烧区域的燃料总流量的分数。数字模拟同时确定第一燃烧区域的当前工作温度，并且至少一个传感器测量燃烧器的排气的当前工作温度。此外，入口导向叶片控制流向燃烧器的空气流量。当对燃气涡轮发动机的需求减小时(即，当电网运营公司请求燃气涡轮发动机的运营者减少发电量时)，燃气涡轮发动机的运营者可以将燃气涡轮发动机置于响应模式和/或待机模式。

在响应模式下，燃气涡轮发动机的运营者将燃料分流减少至零(即，关闭第二燃烧区域)以降低燃烧器的当前工作温度来实现一氧化碳排放合规，并且利用入口导向叶片来控制流向燃烧器的空气流量以使燃气涡轮发动机的排气温度保持在等于或高于最低排气温度(通常是用于运行发电厂相关联的蒸汽涡轮的热交换器运行所需的最低排气温度)。响应模式使燃气涡轮发动机能够在降低的但非零的发电水平下继续运行，同时保持符合一氧化碳排放要求。

在待机模式下，燃气涡轮发动机的运营者将燃料分流减少至零(即，关闭第二燃烧区域)以降低燃烧器的当前工作温度来实现一氧化碳排放合规，并且利用入口导向叶片来控制流向燃烧器的空气流量以保持燃烧器的排气温度低于发电厂的蒸汽发生系统运行的最低排气温度。待机模式使燃气涡轮发动机能够在不发电的情况下继续运行，同时保持符合一氧化碳排放要求。

响应模式和待机模式均使燃气涡轮发动机能够在电力需求减少的时间段内保持排放合规运行。因此，当电力需求增加并且电网运营公司请求更多的发电量时，本文描述的燃气涡轮发动机仍保持运行，即，不需要延长的启动程序，并且会是被请求增加发电量的第一发电机之一。在一些实施方案中，消除使此类燃气涡轮发动机重新增加发电量的启动延迟增加了燃气涡轮发动机运营者的收入。因此，本文描述的系统和方法在电力需求已降低并且电网运营公司已请求减少发电量的整个时间段内实现在低于传统MECL的情况下燃气涡轮发动机的燃烧器的排放合规运行。

图1为示例性旋转机械100(即，涡轮机)，并且更具体地涡轮发动机的示意图。在示例性实施方案中，旋转机械100为燃气涡轮发动机。另选地，旋转机械可以是任何其他涡轮发动机和/或旋转机械，包括但不限于燃气涡轮风扇飞行器发动机和/或其他飞行器发动机。在示例性实施方案中，燃气涡轮发动机100包括进气部分102、在进气部分102下游耦接的压缩机部分104、在压缩机部分104下游耦接的燃烧器部分106、在燃烧器部分106下游耦接的涡轮部分108以及在涡轮部分108下游耦接的排气部分110。涡轮部分108经由转子轴112耦接到压缩机部分104。

应当注意，如本文所用，术语“耦接”不限于部件之间的直接机械、热、电气和/或流体连通连接，也可以包括多个部件之间的间接机械、热、电气和/或流体连通连接。在示例性实施方案中，燃烧器部分106包括多个燃烧器114。燃烧器部分106耦接到压缩机部分104，使得每个燃烧器114与压缩机部分104流体连通。转子轴112还耦接到负载116，诸如但不限于发电机和/或机械驱动应用。在示例性实施方案中，压缩机部分104和涡轮部分108中的每一者包括耦接到转子轴112的至少一个转子组件118。

在该实施方案中，进气部分102包括至少一个入口导向叶片103，该至少一个入口导向叶片由入口导向叶片控制器105控制。入口导向叶片103控制入口空气120的流量，该入口空气由进气部分102从大气引导至压缩机部分104。具体地，入口导向叶片103可以包括可变或固定的翼片107，该翼片将入口空气120引导至压缩机部分104。此外，入口导向叶片103的翼片107可以是可变的(即，可以改变翼片107相对于压缩机部分104的角度)，以在不同的运行条件下改变入口空气120的流动角度并提高压缩机部分104的效率。

在示例性实施方案中，燃烧器114包括轴向燃料分级(AFS)技术(包括在至少两个区域中的轴向(顺序)燃烧分级)。具体地，一个或多个燃烧器114是轴向分级燃烧器，其包括第一燃烧区域115、第二燃烧区域117、至少一个第一燃料喷嘴119和至少一个第二燃料喷嘴121。至少一个第一燃料喷嘴119位于至少一个第二燃料喷嘴121的上游，并且将第一燃料流量引导至第一燃烧区域115中，该第一燃烧区域对应地在第二燃烧区域117的上游。至少一个第二燃料喷嘴121位于至少一个第一燃料喷嘴119和第一燃烧区域115的下游，并且将第二燃料流量引导至第二燃烧区域117中。第一燃烧区域115和第二燃烧区域117将流至燃烧器的燃料总流量进行分级燃烧，以控制燃烧器114内的燃烧动态。在示例性实施方案中，图1中示出了单个第一燃料喷嘴119和单个第二燃料喷嘴121。然而，一个或多个燃烧器114可以包括多个第一燃料喷嘴119和/或多个第二燃料喷嘴121。

在另选的实施方案中，燃烧器114是包括多个燃烧区域和多个喷嘴阵列的单个分级燃烧器，该多个喷嘴阵列将燃料引导至单个分级燃烧器内的每个燃烧区域。因此，喷嘴阵列使燃料分级流向单个分级燃烧器。在另一个另选的实施方案中，旋转机械100包括两个涡轮，即：高压涡轮(未示出)和低压涡轮(未示出)。高压涡轮位于第一燃烧器(未示出)和第二燃烧器(未示出)之间，并且低压涡轮位于第二燃烧器的下游。高压涡轮从第一燃烧器排放的燃烧气体中回收能量，并且燃烧气体被排放至第二燃烧器。第二燃烧器将燃烧气体与燃料混合并将燃烧气体与燃料点燃。然后燃烧气体从第二燃烧器排放至低压涡轮，并且低压涡轮从第二燃烧器排放的燃烧气体回收能量。在另一个另选的实施方案中，燃烧器114包括两个以上的燃烧器和/或燃烧区域以及两个以上的喷嘴阵列，包括三个或更多个燃烧器和/或燃烧区域以及三个或更多个喷嘴阵列。

旋转机械100还包括燃料供应系统130，该燃料供应系统包括至少一个阀门132，该至少一个阀门控制燃料总流量的燃料分流。燃料分流对应于在第一燃料流量和第二燃料流量之间向燃烧器114分配燃料总流量。在示例性实施方案中，燃料分流表示为引导至至少一个第二燃料喷嘴121的燃料总流量的分数(即，第二燃料流量除以第一燃料流量和第二燃料流量的总和)。另选地，燃料分流以任何适当的方式表示。具体地，燃料供应系统130将燃料总流量引导至燃烧器114。更具体地，燃料供应系统130将燃料总流量引导至第一燃料喷嘴119和第二燃料喷嘴121，该第一燃料喷嘴和第二燃料喷嘴继而将燃料总流量分别引导至第一燃烧区域115和第二燃烧区域117。阀门132是可控的，可以根据所选择的燃料分流将燃料总流量分流成第一燃料流量和第二燃料流量。

旋转机械100还包括计算设备134，该计算设备控制旋转机械100的至少一个运行参数。更具体地，在示例性实施方案中，计算设备134通过控制阀门132来控制流向燃烧器114的燃料总流量的燃料分流。此外，计算设备134还可以将控制信号发送至入口导向叶片控制器105和/或直接控制入口导向叶片103以控制引导至燃烧器114的入口空气120的流量。因此，计算设备134通过控制流向燃烧器114的燃料分流和入口空气120的流量来控制燃烧器114内的燃烧反应的化学计量。

计算设备134还被编程为执行旋转机械100的数字模拟，该数字模拟准确地确定燃烧器114内的至少一个温度，例如没有和/或不能以可靠的准确度直接测量的温度。更具体地，数字模拟准确地确定燃烧器114内的T

在运行期间，进气部分102将入口空气120引向压缩机部分104。计算设备134和/或入口导向叶片控制器105控制入口导向叶片103，以控制入口空气120的流量。压缩机部分104将入口空气120压缩至更高的压力，然后朝向燃烧器部分106排放压缩空气122。压缩空气122被输送到燃烧器部分106，在该燃烧器部分中它与燃料(未示出)混合并燃烧以产生高温燃烧气体124。计算设备134利用数字模拟控制流向第一燃料喷嘴119和第二燃料喷嘴121的燃料分流，以控制燃烧器114内的T

图2A、图2B、图2C和图2D是在低于传统MECL的情况下旋转机械100的排放合规运行的示例性方法200的流程图。图3是旋转机械100的排气温度与旋转机械100的电气负载之间的关系图300。方法200包括以正常运行模式(即，在高于最低排放合规负载(MECL)302的负载下)运行202旋转机械100，在该负载下向电网供应电力。旋转机械100具有MECL302，该MECL是旋转机械100上的最低负载，在该最低负载下旋转机械100传统上能够正常运行，同时仍能符合排放标准。更具体地，MECL 302是旋转机械100上的最低负载，在该最低负载下T

图300包括示出了旋转机械100在运行期间的潜在路径的多条线段304、306、308和310。具体地，图300包括历史路径304、示例性第一响应模式路径306、示例性第二响应模式路径308和示例性待机模式路径310。图300还包括目标T

方法200还包括接收204在低于MECL 302的情况下减少发电量的请求。在示例性实施方案中，电网的控制器确定正在产生过量的电力，并且请求一个或多个发电机减少发电量。在另选的实施方案中，出于诸如但不限于与旋转机械100、联合循环发电厂和/或电网相关联的紧急情况和/或维护要求等其他原因，可能需要旋转机械100减少发电量，而不是接收减少发电量的请求。

方法200还包括将燃料分流减少206至零。旋转机械100的运营者将燃料分流减少至零，以停止第二燃烧区域117内的燃烧。第一燃料喷嘴119继续引导第一燃料流量进入第一燃烧区域115，而第二燃料喷嘴121停止引导第二燃料流量进入第二燃烧区域117。更具体地，计算设备134控制阀门132，以使第二燃料流量减小至零，同时保持第一燃料流量。因此，第一燃烧区域115是运行中唯一的燃烧区域，并且未对燃料总流量进行分级来控制燃烧器114内的燃烧动态。在另选的实施方案中，还减少进入第一燃烧区域115的第一燃料流量，以控制T

方法200还包括以诸如第一响应模式306和/或第二响应模式308的响应模式运行208旋转机械100。在响应模式下，旋转机械100的运营者将燃料分流减少至零(即，关闭第二燃烧区域)，并且利用入口导向叶片103来控制流向燃烧器114的空气流量，以降低第一燃烧区域115和燃烧器114的T

以响应模式运行208旋转机械100包括利用旋转机械100的数字模拟来确定210第一燃烧区域115的当前工作T

以响应模式运行208旋转机械100包括确定212目标工作T

以响应模式运行208旋转机械100包括利用至少一个被构造成测量废气128的当前工作温度的传感器(未示出)来确定214废气128的当前温度。该传感器在旋转机械100的运行期间实时确定废气128的当前温度。此外，废气128的温度可以发送至数字模拟并用作确定210第一燃烧区域115的当前工作T

以响应模式运行208旋转机械100包括确定216废气128的目标温度。在示例性实施方案中，确定216废气128的目标温度包括利用数字模拟和/或计算设备134确定216目标工作T

以响应模式运行208旋转机械100还包括比较218当前工作T

以响应模式运行208旋转机械100还包括比较220废气128的当前温度和废气128的目标温度。如果废气128的当前温度和废气128的目标温度不同，则计算设备134控制第一燃料流量和入口空气120的流量，以使废气128的当前温度改变成废气128的目标温度，如下所述。比较220可以连续进行，而方法200的其他步骤同时进行。

以响应模式运行208旋转机械100还包括利用数字模拟和/或计算设备134计算222使当前工作T

以响应模式运行208旋转机械100还包括利用数字模拟和/或计算设备134计算224使当前工作T

以响应模式运行208旋转机械100还包括控制226第一燃料流量和入口空气120的流量，以使当前工作T

如图300所示，示例性第二响应模式路径308从第一响应模式路径306延伸，并且可以例如在入口空气120的流动温度相对较高时采用。更具体地，例如，当入口空气120的流动温度高于80℉时，可以通过对第一燃料喷嘴119的目标燃烧器管速度进行控制来遵循第二响应模式路径308。例如，目标燃烧器管速度是来自第一燃料喷嘴119的火焰被推出到第一燃烧区域115中以避免回火或自燃的燃烧器管速度。

方法200还包括以待机模式运行228旋转机械100。在待机模式下，旋转机械100的运营者将燃料分流减少至零(即，关闭第二燃烧区域)，并且利用入口导向叶片103来控制流向燃烧器114的空气流量，以降低第一燃烧区域115和燃烧器114的T

以待机模式运行228旋转机械100包括利用旋转机械100的数字模拟来确定230第一燃烧区域115的当前工作T

以待机模式运行228旋转机械100包括确定232目标工作T

以待机模式运行228旋转机械100包括利用至少一个被构造成测量废气128的当前工作温度的传感器(未示出)来确定234废气128的当前温度。该传感器在旋转机械100的运行期间实时确定废气128的当前温度。此外，废气128的温度可以发送至数字模拟并用作确定230第一燃烧区域115的当前工作T

以待机模式运行228旋转机械100包括确定236废气128的目标温度。在示例性实施方案中，确定236废气128的目标温度包括利用数字模拟和/或计算设备134确定236目标工作T

以待机模式运行228旋转机械100还包括比较238当前工作T

以待机模式运行228旋转机械100还包括比较240废气128的当前温度和废气128的目标温度。如果废气128的当前温度和废气128的目标温度不同，则计算设备134控制第一燃料流量和入口空气120的流量，以使废气128的当前温度改变成废气128的目标温度，如下所述。比较240可以连续进行，而方法200的其他步骤同时进行。

以待机模式运行228旋转机械100还包括利用数字模拟和/或计算设备134计算242使当前工作T

以待机模式运行228旋转机械100还包括利用数字模拟和/或计算设备134计算244使当前工作T

以待机模式运行228旋转机械100还包括控制246第一燃料流量和入口空气120的流量，以使当前工作T

方法200还包括以响应模式或待机模式运行时，接收248在高于MECL302的情况下增加发电量的请求。在示例性实施方案中，电网的控制器确定正在产生过少的电力，并且请求一个或多个发电机增加发电量。在另选的实施方案中，出于诸如但不限于与旋转机械100、联合循环发电厂和/或电网相关联的紧急情况和/或维护要求等其他原因，可能需要旋转机械100增加发电量，而不是接收增加发电量的请求。

方法200还包括将燃料分流从零增加250至与正常运行一致的水平。旋转机械100的运营者增加燃料分流并重新点燃第二燃烧区域117内的燃烧。第一燃料喷嘴119和第二燃料喷嘴121将第一燃料流量和第二燃料流量分别引导至第一燃烧区域115和第二燃烧区域117中。更具体地，计算设备134控制阀门132，以增加第二燃料流量，同时保持第一燃料流量。因此，第一燃烧区域115和第二燃烧区域117均在运行，并且对燃料总流量进行分级，以控制燃烧器114内的燃烧动态。在另选的实施方案中，还减少进入第一燃烧区域115的第一燃料流量，以控制T

方法200还包括以正常运行模式运行252旋转机械100，例如响应于增加发电量的请求。在正常运行模式下，旋转机械100的运营者增加燃料分流以保持符合排放要求的T

方法200可以采用具有可选燃烧器114布局的旋转机械100来实现。例如，方法200可以采用包括单个分级燃烧器的多个燃烧器114来实现，该单个级燃烧器包括如上所述的多个喷嘴阵列。此外，方法200可以采用旋转机械100来实现，该旋转机械包括位于第一燃烧器和第二燃烧器之间的高压涡轮以及如上所述的位于第二燃烧器下游的低压涡轮。此外，方法200可以采用使旋转机械100能够如本文描述运行的任何燃烧器114的布局来实现。

上述系统和方法涉及一种用于在低于传统MECL的情况下燃气涡轮发动机的燃烧器的排放合规运行的方法。更具体地，该燃气涡轮发动机包括燃烧器，该燃烧器包括第一燃烧区域、第二燃烧区域、至少一个第一燃料喷嘴和至少一个第二燃料喷嘴。至少一个第一燃料喷嘴将第一燃料流量引导至第一燃烧区域，并且至少一个第二燃料喷嘴将第二燃料流量引导至第二燃烧区域。燃料分流是被引导至第二燃烧区域的燃料总流量的分数。数字模拟同时确定第一燃烧区域的当前工作温度，并且至少一个传感器测量燃气涡轮的排气的当前工作温度。此外，入口导向叶片控制流向燃烧器的空气流量。当对燃气涡轮发动机的需求减小时(即，当电网运营公司请求燃气涡轮发动机的运营者减少发电量时)，燃气涡轮发动机的运营者可以将燃气涡轮发动机置于响应模式和/或待机模式。

在响应模式下，燃气涡轮发动机的运营者将燃料分流减少至零(即，关闭第二燃烧区域)并利用入口导向叶片来控制流向燃烧器的空气流量，以降低燃烧器的当前工作温度，从而符合一氧化碳排放要求，并使燃烧器的排气温度保持在等于或高于发电厂的蒸汽发生系统运行的最低排气温度。响应模式使燃气涡轮发动机能够继续由联合循环发电厂在降低的发电水平下运行，同时保持符合一氧化碳排放要求。

在待机模式下，燃气涡轮发动机的运营者将燃料分流减少至零(即，关闭第二燃烧区域)并利用入口导向叶片来控制流向燃烧器的空气流量，以降低燃烧器的当前工作温度，从而符合一氧化碳排放要求，并使燃烧器的排气温度保持在低于发电厂的蒸汽发生系统运行的最低排气温度。待机模式使燃气涡轮发动机能够在没有联合循环发电厂发电的情况下继续运行，同时保持符合一氧化碳排放要求。

响应模式和待机模式均使燃气涡轮发动机能够在电力需求减少的时间段内保持排放合规运行。因此，当电力需求增加并且电网运营公司请求更多的发电量时，本文描述的燃气涡轮发动机仍保持运行，并且会是被请求增加发电量的第一发电机之一，从而增加燃气涡轮发动机的运营者的收入。因此，当电力需求减少并且电网运营公司请求更少的发电量时，本文描述的系统和方法在低于传统MECL的情况下实现燃气涡轮发动机的燃烧器的排气合规运行。

此外，本文描述的系统和方法的一个示例性技术效果包括以下至少一个步骤：(a)控制燃烧器的第一燃烧区域的温度；(b)控制由燃气涡轮发动机产生的电气负载；以及(c)控制流向压缩机和燃烧器的空气流量。

以上详细描述了用于在低于传统MECL的情况下燃气涡轮发动机的燃烧器的排放合规运行的系统和方法的示例性实施方案。该系统和方法不限于本文描述的具体实施方案，而是系统的部件和/或方法的步骤可以独立地并且与本文描述的其他部件和/或步骤分开使用。例如，该方法也可以与其他旋转机械结合使用，并且不限于仅采用如本文描述的燃气涡轮发动机进行的实践。而是，示例性实施方案可以结合许多其他旋转机械应用来实施和使用。

尽管本公开的各种实施方案的具体特征可能在一些附图中示出而在其他附图中未示出，但这仅是为了方便。根据本公开的实施方案的原理，可以结合任何其他附图的任何特征来引用和/或要求保护附图的任何特征。

本书面描述使用示例来公开本公开的实施方案，包括最佳模式，并且还使得本领域的任何技术人员能够实践本公开的实施方案，包括制造和使用任何设备或系统以及执行任何结合的方法。本文描述的实施方案的可专利范围由权利要求书限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果此类其他示例具有与权利要求书的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求书的字面语言无实质差别的等效结构元件，则此类其他示例预期在权利要求书的范围内。