在传统的燃气涡轮发动机中，通过监测发动机的速度并添加适当量的燃料来控制发动机以控制发动机速度。具体地，如果发动机速度降低，则燃料流量增加，从而导致发动机速度增加。类似地，如果发动机速度增加，则燃料流量减小，导致发动机速度降低。在这种情况下，发动机转速是为控制而监控的控制变量或过程变量。

当燃气轮机连接到AC电网时使用类似的发动机控制策略，其中由于发电机与电网频率的耦合，发动机速度保持恒定。在这种情况下，可以控制到发动机的总燃料流量以提供给定的功率输出水平或者通过基于控制排气温度或涡轮机入口温度的这种控制来达到最大功率。同样，当控制变量上升到设定点以上时，燃料减少。或者，当控制变量降至设定点以下时，燃料流量增加。该控制策略本质上是反馈控制策略，其中燃料控制阀基于与设定点相比的控制或过程变量的值而变化。

在使用扩散火焰燃烧器或简单的稀薄预混燃烧器的典型燃烧系统中，燃烧器仅具有一个燃料喷射器。在这种系统中，单个阀通常用于控制到发动机的燃料流量。然而，在更近期的稀薄预混系统中，可能有两个或更多个燃料流到燃烧器的不同部分，因此这种系统具有两个或更多个控制阀。在这样的系统中，闭环控制基于基于燃气轮机的所需功率输出来控制总燃料流量，同时固定（预先计算的）流量百分比被转移到燃烧器的各个部分。总燃料流量将随时间而变化。

此外，各种燃料通路（通向燃烧器的各个部分）之间所需的燃料分配百分比可以是某些输入变量的函数，或者它们可以基于使用过程输入的计算算法，例如温度，气流，压力这种控制系统提供了易于控制，这主要是由于这些传统燃烧器的非常宽的操作范围以及涡轮机能够承受短时间的高温尖峰而不损坏各种涡轮机部件的能力。此外，供给这些燃烧器的燃料/空气比可以有利地在很宽的范围内变化，同时燃烧器保持运行。可以采用各种这样的控制策略，并且在文献中已经描述了许多这样的控制策略。

适当操作的催化燃烧系统可以显着降低排放水平，尤其是NOx。然而不幸的是，与传统的扩散火焰或稀薄预混燃烧器相比，这种系统可能具有更有限的操作窗口。例如，高于某一限度的燃料/空气比可能导致催化剂过热并在非常短的时间内失去活性。此外，可能必须在发动机负载改变时或在环境温度或其他操作条件改变时调节入口温度。

根据本发明，提供了一种用于催化燃烧系统的改进的控制系统，包括火焰燃烧器，位于火焰燃烧器下游的燃料喷射器和位于燃料喷射器下游的催化剂。在这样的系统中，一部分燃料在催化剂本身内燃烧，而剩余的燃料在催化剂下游的均匀燃烧过程中燃烧。

在另一方面，本发明提供了一种用于催化燃烧系统的改进的控制系统，包括使用废气或工艺废热来增加进入燃烧器的空气温度的热交换器，位于热交换器下游的燃料喷射器和位于燃料喷射器下游的催化剂，其中一部分燃料在催化剂内燃烧，而剩余的燃料在催化剂下游的区域燃烧。