CN201028591Y - 燃汽轮机的中低热值燃料供应*** - Google Patents

燃汽轮机的中低热值燃料供应*** Download PDF

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CN201028591Y CNU2007200364677U CN200720036467U CN201028591Y CN 201028591 Y CN201028591 Y CN 201028591Y CN U2007200364677 U CNU2007200364677 U CN U2007200364677U CN 200720036467 U CN200720036467 U CN 200720036467U CN 201028591 Y CN201028591 Y CN 201028591Y
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严军伟
黄汝麟
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Abstract

本实用新型的目的是提供一种能够防止中低热值燃料与空气混合的中低热值燃料供应***。它包括燃料供应管路、空气清吹管路、氮气清吹和阻隔***；氮气清吹和阻隔***包括三条分别接有截止阀(6、7、8)的氮气支路，该三条氮气支路将氮气源与下述三个管路连通：压力控制阀(2)与流量控制阀(3)间的燃料供应管路、截止阀(4、5)间的空气清吹管路、截止阀(5)与喷嘴间的空气清吹管路。它保障了混合煤气始终不与空气混合，不会发生***等危险事故。

Description

燃汽轮机的中低热值燃料供应***
技术领域
本实用新型涉及燃汽轮机燃料供应***，具体地说，是中低热值燃料供应***。
背景技术
燃汽轮机一般以天然气和轻柴油为燃料。天然气气源通过燃料供应管路与喷嘴连通；在燃料供应管路上串联有截止阀、压力控制阀、流量控制阀。流量控制阀的压差一定时最适于该流量控制阀的控制，因此压力控制阀的作用是控制该压差。在燃汽轮机起动时，以轻柴油为燃料；若从起动到切换到正常工作状态，要逐步增大天然气的供应，并减小轻柴油的供应，直到完全以天然气为燃料；在准备停机时，要逐步增大轻柴油的供应，并减小天然气的供应，直到完全以轻柴油为燃料。天然气属于高热值燃料，但天然气资源紧张。现在人们想把直接排空浪费掉的高炉煤气与焦炉煤气配比而成的混合煤气作为燃汽轮机燃料，以做到废物利用，并节约能源。我们知道，高炉煤气是高炉炼铁的副产品，主要可燃成分是CO和H2，大部分是不可燃气体和灰尘。混合煤气属于低热值燃料，由于热值过低，会引起燃烧不稳定，容易熄火。更重要的是，由于混合煤气含有氢气，一旦泄漏与空气混合会形成***性气体，带来安全隐患，而且一氧化碳的毒性危及人身安全。为防止混合煤气与空气混合会形成***性气体危及机组正常运行、防止有害气体对人身的伤害、防止火灾，对以混合煤气作为燃料的燃汽轮机，其燃料供应***需要保障燃汽轮机的安全稳定运行和操作人员人身安全，特别是要保障机组在从起动、正常工作、停机的状态切换过程中，作到混合煤气不能与空气混合。
但市场上还未见到该燃料供应***。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种能够防止中低热值燃料与空气混合的中低热值燃料供应***。它包括将燃料源与喷嘴连通的燃料供应管路、将空气源与喷嘴连通的空气清吹管路、氮气清吹和阻隔***；在燃料供应管路上串联有截止阀1、压力控制阀2、流量控制阀3；在空气清吹管路上串联有两个截止阀4、5；氮气清吹和阻隔***包括三条分别接有截止阀6、7、8的氮气支路，该三条氮气支路将氮气源与下述三个管路连通：压力控制阀2与流量控制阀3间的燃料供应管路、截止阀4、5间的空气清吹管路、截止阀5与喷嘴间的空气清吹管路；从下述三个管路各引出一接有通气阀9、10、11的排空支路：截止阀4、5间的空气清吹管路、压力控制阀2与流量控制阀3间的燃料供应管路、截止阀1、压力控制阀2间的燃料供应管路。
其工作状态如下：
1.起动
气体燃料没有被选择(参见图1)
在燃机起动过程中，必须使用轻柴油。在气体燃料没有被选择模式中，阀门应按如下动作：
a)三个气体燃料阀(截止阀1、压力控制阀2、流量控制阀3)关闭。
b)通气阀11打开，截止阀1和压力控制阀2之间的腔室与大气连通。
c)氮气清吹截止阀6打开，将氮气充入压力控制阀2和流量控制阀3间之腔室以作为隔离气垫(如果混合煤气已送到截止阀1的上游)。
d)另两个氮气清吹截止阀7、8关闭。
e)两个空气清吹截止阀4、5打开。
f)通气阀9关闭。
2.切换模式
2.1预备状态(参见图2)
切换条件
a)燃汽轮机已带到20％负荷以上。
b)混合煤气已送到辅助截止阀VS4-11上游。
切换步骤(初始条件：气体燃料没有被选择)，阀门应按如下动作：
a)截止阀4和截止阀5关闭。
b)通气阀9打开。
c)截止阀6、7、8打开，氮气清吹相应管路。
d)通气阀10打开。
整个模块保持在此状态至少60秒。
2.2切换并运行(参见图3)
切换阶段的步骤(初始条件；预备状态)
a)截止阀8、6和通气阀10关闭。
b)通气阀9关闭，且截止阀4、5间的腔室被充入隔离氮气。
c)通气阀11关闭。
d)截止阀1和压力控制阀2打开。
e)流量控制阀3受控打开给气体燃料母管预充气。
预充完成后，流量控制阀3进入正常控制状态。
整个气体燃料模块进入正常运行状态。
2.3切换状态(从气体燃料到液体燃料)
从气体燃料切换回到液体燃料仅仅只有在正常停机时，或气体燃料供应有故障时使用。
切换到液体燃料的步骤(初始状态：正常运行)：
a)流量控制阀3关闭。
b)截止阀1和压力控制阀2关闭。
c)截止阀7打开，氮气清吹气体燃料母管60秒。
d)通气阀10和截止阀6阀打开，氮气清吹压力控制阀2和流量控制阀3间腔室。
e)通气阀11打开。
f)通气阀10关闭，对压力控制阀2和流量控制阀3间腔室充入隔离氮气。
g)截止阀4、5打开，进行空气清吹。
就此完成从气体燃料到液体燃料的切换，进入气体燃料没有被选择状态。
3.机组遮断
a)三个气体燃料阀(截止阀1、压力控制阀2、流量控制阀3)关闭。
b)通气阀10、11打开。
c)截止阀6打开，氮气清吹压力控制阀2和流量控制阀3间腔室；截止阀7阀，氮气打开清吹气体燃料母管。
d)清吹完成后，截止阀7关闭，通气阀10关闭，给压力控制阀2和流量控制阀3间腔室充隔离氮气。由以上各阀门的动作可看出，该***实现了如下的功能：
在机组轻柴油起动过程中，实施氮气对压力控制阀和流量控制阀之间的空间的阻隔，同时空气对燃料喷嘴进行冷却。
在燃料切换准备过程中，实施氮气对压力控制阀和流量控制阀之间的60秒清吹，然后阻隔，氮气对喷嘴和下游母管进行60秒清吹。
切换后进入混合煤气运行时，氮气在空气清吹管路的两个截止阀之间实行阻隔，然后混合煤气进入流量控制阀前并受其控制。
正常停机回到使用液体燃料(轻柴油)过程中，氮气对母管进行60秒清吹，氮气对压力控制阀和流量控制阀之间空间进行清吹，然后实行阻隔，空气对母管进行清吹。
机组遮断时，氮气对压力控制阀和流量控制阀之间进行清吹，然后实行阻隔，氮气对母管进行清吹。
上述各过程均保障了混合煤气始终不与空气混合，不会发生***等危险事故。
作为对本实用新型的进一步改进，在三条氮气支路上分别接有孔板。增加孔板后，可以通过调试，以改变各氮气支路的氮气流量，实现经过规定时间的清吹后，相关管段内混合煤气残留量完全符合机组安全运行要求。
上述各燃汽轮机的中低热值燃料供应***中，燃料源为高炉煤气和焦炉煤气的混合煤气源。
附图说明
图1是以轻柴油启动时本***中各阀门的状态参考图
图2是预备从轻柴油切换到混合煤气时本***中各阀门的状态参考图
图3是从轻柴油开始切换到混合煤气、并运行的本***中各阀门的状态参考图
具体实施方式
参见图1、2、3所示燃汽轮机的中低热值燃料供应***，燃料源12是为高炉煤气和焦炉煤气的混合煤气源，燃料供应管路将燃料源12与喷嘴13连通，在燃料供应管路上串联有截止阀1、压力控制阀2、流量控制阀3。空气清吹管路将空气源14与喷嘴13连通，在空气清吹管路上串联有两个截止阀4、5。
氮气清吹和阻隔***包括三条氮气支路，在三条氮气支路上分别串联有接有孔板15、16、17和截止阀6、7、8，该三条氮气支路将氮气源18与下述三个管路连通：压力控制阀2与流量控制阀3间的燃料供应管路、截止阀4、5间的空气清吹管路、截止阀5与喷嘴间的空气清吹管路。
从下述三个管路各引出一接有通气阀9、10、11的排空支路：截止阀4、5间的空气清吹管路、压力控制阀2与流量控制阀3间的燃料供应管路、截止阀1、压力控制阀2间的燃料供应管路。
燃汽轮机机组以混合煤气作为主燃料，轻柴油作为机组起动或停机过程中的燃料。特定条件下，两种燃料可实现切换或混烧。由于混合煤气的***性危险和一氧化碳的危险性。为保证机组在正常运行和起动或停机过程中实现对燃料安全地选择和切换，设置了“氮气清吹和阻隔***”，各阀门在按照起动、停机、正常运行、燃料切换等不同运行模式的指令信号下动作(各阀门的具体动作见发明内容部分)，帮助机组实现燃料的选择、切换，执行氮气和空气先后对燃烧部件和母管的清吹，以及相关的阀门间管道的氮气阻隔。本***保证了燃机的各种运行模式下可靠工作和人员的安全。
下面是使用本***的燃汽轮机机组的数据(轻柴油起动+低热值混合煤气)：
  混合煤气管路通径   基本负荷功率   基本负荷热耗率   混合煤气低热值
  250mm   45600kW   10360kJ/kWh   5577KJ/Nm3
  混合煤气耗量   其中：高炉煤气   其中：焦炉煤气
  86340Nm3/h   73390Nm3/h   12950Nm3/h
机组经现场调试及运行后，运行状况普遍良好。本项技术的采用，拓宽了燃机燃料的供应范围。
本说明书中，通气阀可采用截止阀，压力控制阀可采用速比阀。
图中，阀门若是实心(涂黑)表示关闭，若是空心表示打开。

Claims (3)

1.燃汽轮机的中低热值燃料供应***，包括将燃料源与喷嘴连通的燃料供应管路、将空气源与喷嘴连通的空气清吹管路，其特征是：它还包括氮气清吹和阻隔***；
在燃料供应管路上串联有截止阀(1)、压力控制阀(2)、流量控制阀(3)；在空气清吹管路上串联有两个截止阀(4、5)；
氮气清吹和阻隔***包括三条分别接有截止阀(6、7、8)的氮气支路，该三条氮气支路将氮气源与下述三个管路连通：压力控制阀(2)与流量控制阀(3)间的燃料供应管路、截止阀(4、5)间的空气清吹管路、截止阀(5)与喷嘴间的空气清吹管路；
从下述三个管路各引出一接有通气阀(9、10、11)的排空支路：截止阀(4、5)间的空气清吹管路、压力控制阀(2)与流量控制阀(3)间的燃料供应管路、截止阀(1)、压力控制阀(2)间的燃料供应管路。
2.根据权利要求1所述的中低热值燃料供应***，其特征是：在三条氮气支路上分别接有孔板。
3.根据权利要求1或2所述的中低热值燃料供应***，其特征是：燃料源为高炉煤气和焦炉煤气的混合煤气源。
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