燃汽輪機的中低熱值燃料供應系統的製作方法

2023-06-23 06:53:16 1

專利名稱：：燃汽輪機的中低熱值燃料供應系統的製作方法
技術領域：
：本實用新型涉及燃汽輪機燃料供應系統，具體地說，是中低熱值燃料供應系統。
背景技術：
：燃汽輪機一般以天然氣和輕柴油為燃料。天然氣氣源通過燃料供應管路與噴嘴連通；在燃料供應管路上串聯有截止閥、壓力控制閥、流量控制閥。流量控制閥的壓差一定時最適於該流量控制閥的控制，因此壓力控制閥的作用是控制該壓差。在燃汽輪機起動時，以輕柴油為燃料；若從起動到切換到正常工作狀態，要逐步增大天然氣的供應，並減小輕柴油的供應，直到完全以天然氣為燃料；在準備停機時，要逐步增大輕柴油的供應，並減小天然氣的供應，直到完全以輕柴油為燃料。天然氣屬於高熱值燃料，但天然氣資源緊張。現在人們想把直接排空浪費掉的高爐煤氣與焦爐煤氣配比而成的混合煤氣作為燃汽輪機燃料，以做到廢物利用，並節約能源。我們知道，高爐煤氣是高爐煉鐵的副產品，主要可燃成分是C0和H2，大部分是不可燃氣體和灰塵。混合煤氣屬於低熱值燃料，由於熱值過低，會引起燃燒不穩定，容易熄火。更重要的是，由於混合煤氣含有氫氣，一旦洩漏與空氣混合會形成爆炸性氣體，帶來安全隱患，而且一氧化碳的毒性危及人身安全。為防止混合煤氣與空氣混合會形成爆炸性氣體危及機組正常運行、防止有害氣體對人身的傷害、防止火災，對以混合煤氣作為燃料的燃汽輪機，其燃料供應系統需要保障燃汽輪機的安全穩定運行和操作人員人身安全，特別是要保障機組在從起動、正常工作、停機的狀態切換過程中，作到混合煤氣不能與空氣混合。但市場上還未見到該燃料供應系統。
發明內容本實用新型的目的是提供一種能夠防止中低熱值燃料與空氣混合的中低熱值燃料供應系統。它包括將燃料源與噴嘴連通的燃料供應管路、將空氣源與噴嘴連通的空氣清吹管路、氮氣清吹和阻隔系統；在燃料供應管路上串聯有截止閥1、壓力控制閥2、流量控制閥3;在空氣清吹管路上串聯有兩個截止閥4、5;氮氣清吹和阻隔系統包括三條分別接有截止閥6、7、8的氮氣支路，該三條氮氣支路將氮氣源與下述三個管路連通壓力控制閥2與流量控制閥3間的燃料供應管路、截止閥4、5間的空氣清吹管路、截止閥5與噴嘴間的空氣清吹管路；從下述三個管路各引出一接有通氣閥9、10、ll的排空支路截止閥4、5間的空氣清吹管路、壓力控制閥2與流量控制閥3間的燃料供應管路、截止閥1、壓力控制閥2間的燃料供應管路。其工作狀態如下1.起動氣體燃料沒有被選擇(參見圖l)在燃機起動過程中，必須使用輕柴油。在氣體燃料沒有被選擇模式中，閥門應按如下動作a)三個氣體燃料閥(截止閥l、壓力控制閥2、流量控制閥3)關閉。b)通氣閥ll打開，截止閥1和壓力控制閥2之間的腔室與大氣連通。c)氮氣清吹截止閥6打開，將氮氣充入壓力控制閥2和流量控制閥3間之腔室以作為隔離氣墊(如果混合煤氣已送到截止閥1的上遊)。d)另兩個氮氣清吹截止閥7、8關閉。e)兩個空氣清吹截止閥4、5打開。f)通氣閥9關閉。2.切換模式2.l預備狀態(參見圖2)切換條件a)燃汽輪機已帶到20%負荷以上。b)混合煤氣已送到輔助截止閥VS4-11上遊。切換步驟(初始條件氣體燃料沒有被選擇)，閥門應按如下動作a)截止閥4和截止閥5關閉。b)通氣閥9打開。c)截止閥6、7、8打開，氮氣清吹相應管路。d)通氣閥IO打開。整個模塊保持在此狀態至少60秒。2.2切換並運行(參見圖3)切換階段的步驟(初始條件；預備狀態)a)截止閥8、6和通氣閥10關閉。b)通氣閥9關閉，且截止閥4、5間的腔室被充入隔離氮氣。C)通氣閥ll關閉。d)截止閥1和壓力控制閥2打開。e)流量控制閥3受控打開給氣體燃料母管預充氣。預充完成後，流量控制閥3進入正常控制狀態。整個氣體燃料模塊進入正常運行狀態。2.3切換狀態(從氣體燃料到液體燃料)從氣體燃料切換回到液體燃料僅僅只有在正常停機時，或氣體燃料供應有故障時使用。切換到液體燃料的步驟(初始狀態正常運行)a)流量控制閥3關閉。b)截止閥1和壓力控制閥2關閉。c)截止閥7打開，氮氣清吹氣體燃料母管60秒。d)通氣閥10和截止閥6閥打開，氮氣清吹壓力控制閥2和流量控制閥3間腔室。e)通氣閥ll打開。f)通氣閥10關閉，對壓力控制閥2和流量控制閥3間腔室充入隔離氮氣。g)截止閥4、5打開，進行空氣清吹。就此完成從氣體燃料到液體燃料的切換，進入氣體燃料沒有被選擇狀態。3.機組遮斷a)三個氣體燃料閥(截止閥l、壓力控制閥2、流量控制閥3)關閉。b)通氣閥IO、ll打開。c)截止閥6打開，氮氣清吹壓力控制閥2和流量控制閥3間腔室；截止閥7閥，氮氣打開清吹氣體燃料母管。d)清吹完成後，截止閥7關閉，通氣閥10關閉，給壓力控制閥2和流量控制閥3間腔室充隔離氮氣。由以上各閥門的動作可看出，該系統實現了如下的功能在機組輕柴油起動過程中，實施氮氣對壓力控制閥和流量控制閥之間的空間的阻隔，同時空氣對燃料噴嘴進行冷卻。在燃料切換準備過程中，實施氮氣對壓力控制閥和流量控制閥之間的60秒清吹，然後阻隔，氮氣對噴嘴和下遊母管進行60秒清吹。切換後進入漏合煤氣運行時，氮氣在空氣清吹管路的兩個截止閥之間實行組隔，然後混合煤氣進入流量控制閥前並受其控制。正常停機回到使用液體燃料(輕柴油)過程中，氮氣對母管進行60秒清吹，氮氣對壓力控制閥和流量控制閥之間空間進行清吹，然後實行阻隔，空氣對母管進行清吹。機組遮斷時，氮氣對壓力控制闊和流量控制閥之間進行清吹，然後實行阻隔，氮氣對母管進行清吹。上述各過程均保障了混合煤氣始終不與空氣混合，不會發生爆炸等危險事故。作為對本實用新型的進一步改進，在三條氮氣支路上分別接有孔板。增加孔板後，可以通過調試，以改變各氮氣支路的氮氣流量，實現經過規定時間的清吹後，相關管段內混合煤氣殘留量完全符合機組安全運行要求。上述各燃汽輪機的中低熱值燃料供應系統中，燃料源為高爐煤氣和焦爐煤氣的混合煤氣源。圖1是以輕柴油啟動時本系統中各閥門的狀態參考圖圖2是預備從輕柴油切換到混合煤氣時本系統中各閥門的狀態參考圖圖3是從輕柴油開始切換到混合煤氣、並運行的本系統中各閥門的狀態參考圖具體實施方式參見圖1、2、3所示燃汽輪機的中低熱值燃料供應系統，燃料源12是為高爐煤氣和焦爐煤氣的混合煤氣源，燃料供應管路將燃料源12與噴嘴13連通，在燃料供應管路上串聯有截止閥l、壓力控制閥2、流量控制閥3。空氣清吹管路將空氣源14與噴嘴13連通，在空氣清吹管路上串聯有兩個截止閥4、5。氮氣清吹和阻隔系統包括三條氮氣支路，在三條氮氣支路上分別串聯有接有孔板15、16、17和截止閥6、7、8,該三條氮氣支路將氮氣源18與下述三個管路連通壓力控制閥2與流量控制閥3間的燃料供應管路、截止閥4、5間的空氣清吹管路、截止閥5與噴嘴間的空氣清吹管路。從下述三個管路各引出一接有通氣閥9、10、11的排空支路截止閥4、5間的空氣清吹管路、壓力控制閥2與流量控制閥3間的燃料供應管路、截止閥l、壓力控制閥2間的燃料供應管路。燃汽輪機機組以混合煤氣作為主燃料，輕柴油作為機組起動或停機過程中的燃料。特定條件下，兩種燃料可實現切換或混燒。由於混合煤氣的爆炸性危險和一氧化碳的危險性。為保證機組在正常運行和起動或停機過程中實現對燃料安全地選擇和切換，設置了"氮氣清吹和阻隔系統"，各閥門在按照起動、停機、正常運行、燃料切換等不同運行模式的指令信號下動作(各閥門的具體動作見
發明內容部分)，幫助機組實現燃料的選擇、切換，執行氮氣和空氣先後對燃燒部件和母管的清吹，以及相關的閥門間管道的氮氣阻隔。本系統保證了燃機的各種運行模式下可靠工作和人員的安全。下面是使用本系統的燃汽輪機機組的數據(輕柴油起動+低熱值混合煤氣):tableseeoriginaldocumentpage7機組經現場調試及運行後，運行狀況普遍良好。本項技術的採用，拓寬了燃機燃料的供應範圍。本說明書中，通氣閥可採用截止閥，壓力控制閥可採用速比閥。圖中，閥門若是實心(塗黑)表示關閉，若是空心表示打開。權利要求1.燃汽輪機的中低熱值燃料供應系統，包括將燃料源與噴嘴連通的燃料供應管路、將空氣源與噴嘴連通的空氣清吹管路，其特徵是它還包括氮氣清吹和阻隔系統；在燃料供應管路上串聯有截止閥(1)、壓力控制閥(2)、流量控制閥(3)；在空氣清吹管路上串聯有兩個截止閥(4、5)；氮氣清吹和阻隔系統包括三條分別接有截止閥(6、7、8)的氮氣支路，該三條氮氣支路將氮氣源與下述三個管路連通壓力控制閥(2)與流量控制閥(3)間的燃料供應管路、截止閥(4、5)間的空氣清吹管路、截止閥(5)與噴嘴間的空氣清吹管路；從下述三個管路各引出一接有通氣閥(9、10、11)的排空支路截止閥(4、5)間的空氣清吹管路、壓力控制閥(2)與流量控制閥(3)間的燃料供應管路、截止閥(1)、壓力控制閥(2)間的燃料供應管路。2.根據權利要求1所述的中低熱值燃料供應系統，其特徵是在三條氮氣支路上分別接有孔板。3.根據權利要求1或2所述的中低熱值燃料供應系統，其特徵是燃料源為高爐煤氣和焦爐煤氣的混合煤氣源。專利摘要本實用新型的目的是提供一種能夠防止中低熱值燃料與空氣混合的中低熱值燃料供應系統。它包括燃料供應管路、空氣清吹管路、氮氣清吹和阻隔系統；氮氣清吹和阻隔系統包括三條分別接有截止閥(6、7、8)的氮氣支路，該三條氮氣支路將氮氣源與下述三個管路連通壓力控制閥(2)與流量控制閥(3)間的燃料供應管路、截止閥(4、5)間的空氣清吹管路、截止閥(5)與噴嘴間的空氣清吹管路。它保障了混合煤氣始終不與空氣混合，不會發生爆炸等危險事故。文檔編號F23M11/00GK201028591SQ20072003646公開日2008年2月27日申請日期2007年3月27日優先權日2007年3月27日發明者嚴軍偉,黃汝麟申請人:南京汽輪電機(集團)有限責任公司