CN207701225U - 一种燃气轮机燃料热值调整装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃气轮机燃料热值调整装置。所述装置包括：可燃气体流量调节阀、水蒸汽流量调节阀、混合室和控制器；所述可燃气体流量调节阀与混合室的第一输入端口连接，水蒸汽流量调节阀与混合室的第二输入端口连接，所述混合室的第三输入端口用于输入燃气轮机的燃料；所述控制器，用于当燃气轮机燃烧室内的燃料热值低于预设范围时，调节可燃气体流量调节阀增大可燃气体流量，并关闭水蒸汽流量调节阀；当燃料热值高于预设范围时，调节水蒸汽流量调节阀增大水蒸汽流量、并关闭可燃气体流量调节阀。本实用新型通过在燃气轮机的燃烧室入口处增加燃气轮机燃料热值调整装置，保证燃料热值处于设定范围内，从而消除因热值波动对燃气轮机工作性能造成的不利影响。

Description

一种燃气轮机燃料热值调整装置

技术领域

本实用新型涉及燃气轮机技术领域，特别涉及一种燃气轮机燃料热值调整装置。

背景技术

随着社会的不断发展，国家大力倡导能源的高效、清洁利用，以天然气为燃料的燃气轮机的需求量逐年增加，使得电力行业对天然气的依赖性也不断增加。在我国的能源结构中，天然气的多气源格局已逐渐形成，尤其是进口液化天然气(LNG，Liquefied NaturalGas)与管输天然气由于生产工艺、输运方式的不同，燃烧性质存在较大差异。燃气轮机属于对燃气质量要求较高的能源转换装置，多气源的燃料导致进入燃烧室燃料的热值波动过大，进而导致其效率降低、排放恶化、降低设备可靠性，并缩短零部件寿命。

实用新型内容

鉴于解决背景技术中提出的技术问题，提出了本实用新型的一种燃气轮机燃料热值调整装置，以便克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。

依据本实用新型的一个方面，提供了一种燃气轮机燃料热值调整装置，所述装置包括：可燃气体流量调节阀、水蒸汽流量调节阀、混合室和控制器；

所述可燃气体流量调节阀的输出端口与混合室的第一输入端口连接，所述可燃气体流量调节阀的输入端口用于输入可燃气体；

所述水蒸汽流量调节阀的输出端口与混合室的第二输入端口连接，所述水蒸汽流量调节阀的输入端口用于输入水蒸汽；

所述混合室的第三输入端口用于输入燃气轮机的燃料；所述混合室的输出端口用于与所述燃气轮机的燃烧室的输入端口连接；

所述控制器，用于当所述燃气轮机的燃烧室内的燃料热值低于预设范围时，调节所述可燃气体流量调节阀使得进入混合室的可燃气体流量增大，关闭所述水蒸汽流量调节阀；当所述燃气轮机的燃烧室内的燃料热值高于预设范围时，调节所述水蒸汽流量调节阀使得进入混合室的水蒸汽流量增大，关闭所述可燃气体流量调节阀。

可选地，该装置进一步包括：用于均匀混合气体的旋流器，

所述旋流器的输入端口与所述混合室的输出端口连接，所述旋流器的输出端口用于与所述燃气轮机的燃烧室的输入端口连接。

可选地，所述可燃气体为甲烷，该装置进一步包括：第一减压阀，

所述第一减压阀的输入端口与存储甲烷的储气罐的出气口连接；所述第一减压阀的输出端口与所述可燃气体流量调节阀的输入端口连接。

可选地，该装置进一步包括：第二减压阀，

所述第二减压阀的输入端口与余热锅炉的输出端口连接；所述第二减压阀的输出端口与所述水蒸汽流量调节阀的输入端口连接。

可选地，所述水蒸汽由所述燃气轮机的余热锅炉里的水蒸汽减压产生。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的技术方案是该燃气轮机燃料热值调整装置包括：可燃气体流量调节阀、水蒸汽流量调节阀、混合室和控制器；所述可燃气体流量调节阀与混合室的第一输入端口连接，水蒸汽流量调节阀与混合室的第二输入端口连接，所述混合室的第三输入端口用于输入燃气轮机的燃料；所述控制器，用于当燃气轮机燃烧室内的燃料热值低于预设范围时，调节可燃气体流量调节阀增大可燃气体流量，并关闭水蒸汽流量调节阀；当燃料热值高于预设范围时，调节水蒸汽流量调节阀增大水蒸汽流量、并关闭可燃气体流量调节阀。本实用新型中可燃气体流量调节阀和水蒸汽流量调节阀具有即启即停的特点，操作方便，且通过在燃气轮机的燃烧室入口处增加燃气轮机燃料热值的调整装置，保证燃料热值处于设定范围内，从而消除因热值波动对燃气轮机工作性能造成的不利影响。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例提供的一种燃气轮机燃料热值的调整装置示意图；

图2为本实用新型一个实施例提供的一种加装了本实用新型实施例提供的燃料热值调整装置的燃气轮机的***结构图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

图1为本实用新型一个实施例提供的一种燃气轮机燃料热值的调整装置示意图；如图1所示，该装置100包括：可燃气体流量调节阀101、水蒸汽流量调节阀102、混合室103和控制器104，

可燃气体流量调节阀101的输出端口与混合室103的第一输入端口连接，可燃气体流量调节阀101的输入端口用于输入可燃气体；

水蒸汽流量调节阀102的输出端口与混合室103的第二输入端口连接，水蒸汽流量调节阀102的输入端口用于输入水蒸汽；

混合室103的第三输入端口用于输入燃气轮机的燃料；混合室203的输出端口用于与燃气轮机的燃烧室的输入端口连接；

控制器104，用于当燃气轮机的燃烧室内的燃料热值低于预设范围时，调节可燃气体流量调节阀101使得进入混合室103的可燃气体流量增大，关闭水蒸汽流量调节阀102；当燃气轮机的燃烧室内的燃料热值高于预设范围时，调节水蒸汽流量调节阀102使得进入混合室103的水蒸汽流量增大，关闭可燃气体流量调节阀101。

例如，当控制器104接收到进入燃烧室内的燃料热值低于预设范围信号后，控制调大可燃气体的流量调节阀101，同时关闭水蒸汽调节阀102；当控制器接收到进入燃烧室内的燃料热值高于预设范围信号后，控制调大水蒸汽流量调节阀102，同时关闭可燃气体流量调节阀101。

在本实用新型的一个实施例中，图1所示的装置100进一步包括：用于均匀混合气体的旋流器，旋流器的输入端口与混合室的输出端口连接，旋流器的输出端口用于与燃气轮机的燃烧室的输入端口连接。

在本实用新型的一个实施例中，可燃气体为甲烷，图1所示的装置100进一步包括：第一减压阀，第一减压阀的输入端口与存储甲烷的储气罐的出气口连接；第一减压阀的输出端口与可燃气体流量调节阀的输入端口连接。

在本实用新型的一个实施例中，图1所示的装置100进一步包括：第二减压阀，第二减压阀的输入端口与余热锅炉的输出端口连接；第二减压阀的输出端口与水蒸汽流量调节阀的输入端口连接。

在本实用新型的一个实施例中，水蒸汽由燃气轮机的余热锅炉里的水蒸汽减压产生。

下面以可燃气体甲烷为例，结合图2进行说明，图2为一种加装了本实用新型实施例提供的燃料热值调整装置的燃气轮机的***结构图。该燃气轮机的***包括：甲烷储气罐105、第一减压阀106、可燃气体流量调节阀101、空气压气机107、燃料减压阀108、混合室103、旋流器109、燃烧室110、透平机111、余热锅炉112、第二减压阀113、水蒸汽流量调节阀102、控制器104。

如图2所示，在该燃气轮机的***中，甲烷储气罐105的出气口与第一减压阀106的输入端口连接；第一减压阀106的输出端口与可燃气体流量调节阀101的输入端口连接；可燃气体流量调节阀101的输出端口与混合室103的第一输入端口连接；管网燃料管道的输出端口与燃料减压阀108的输入端口连接；燃料减压阀108的输出端口与混合室103的第三输入端口连接；余热锅炉112的输出端口与第二减压阀113的输入端口连接；第二减压阀113的输出端口与水蒸汽流量调节阀102的输入端口连接；水蒸汽流量调节阀102的输出端口与混合室103的第二输入端口连接；混合室103的输出端口与旋流器109的输入端口连接；旋流器109的输出端口与燃烧室110的输入端口连接；燃烧室110的输出端口与透平机111的输出端口连接；透平机111的输出端口与余热锅炉112的输入端口连接。

需要说明的是，控制器104的作用是根据透平机111的烟气温度及透平机111的做功情况等参考量，监测燃气轮机燃烧室110内燃料热值的变化，若燃气轮机燃烧室110内燃料热值的变化低于预设范围时，控制器104发送增大可燃气体流量调节阀101的输出流量信号，同时控制器104发送减小水蒸汽流量调节阀102的输出流量信号，使水蒸汽流量调节阀102的输出流量为0；若燃气轮机燃烧室110内燃料热值的变化高于预设范围时，控制器104发送增大水蒸汽流量调节阀102的输出流量信号，同时控制器104发送减小可燃气体流量调节阀101的输出流量信号，使可燃气体流量调节阀101的输出流量为0。

下面根据燃气轮机的***结构图中各个结构的连接关系，具体说明本方案实施例中对燃气轮机燃料热值的调整操作。

燃气轮机的管网燃料经过燃料减压阀108调至合适压力后，通过混合室103第三输入端口进入混合室103，经过旋流器109混匀后进入燃烧室110与空气压气机107出口的高压空气进行燃烧反应，燃烧形成的高温高压烟气进入透平机111膨胀做功，产生烟气排向余热锅炉。当控制器104通过透平机111的烟气温度及透平机111的做功情况等参考量，监测到燃气轮机的燃烧室110内的燃料热值低于预设范围时，发送增大可燃气体流量调节阀101信号，使来自甲烷储气罐105内高纯度、高压力的甲烷经过第一减压阀106调至合适压力后，经过可燃气体流量调节阀101的流量增加，同时发送减小水蒸汽流量调节阀113信号，使余热锅炉里的水蒸汽经过第二减压阀113调至合适压力后，经过水蒸汽流量调节阀102的流量减小为0，可燃气体甲烷通过混合室103的第一输入端口进入混合室103与燃料混合后，再经过旋流器109均匀混合，再进入燃气轮机燃烧室110与空气压气机107出口的高压空气进行燃烧反应，燃烧形成的高温高压烟气进入透平机111膨胀做功，烟气排向余热锅炉112；当控制器104通过透平机111的烟气温度及透平机111的做功情况等参考量，监测到燃气轮机的燃烧室110内的燃料热值高于预设范围时，发送增大水蒸汽流量调节阀102信号，使余热锅炉里的水蒸汽经过第二减压阀113调至合适压力后，经过水蒸汽流量调节阀102的流量增加，同时发送减小可燃气体流量调节阀101信号，使来自甲烷储气罐105内高纯度、高压力的甲烷经过第一减压阀106调至合适压力后，经过可燃气体流量调节阀101的流量减小为0，水蒸汽通过混合室103第二输入端口进入混合室103与燃料混合后，再经过旋流器109均匀混合，再进入燃气轮机燃烧室110与空气压气机107出口的高压空气进行燃烧反应，燃烧形成的高温高压烟气进入透平机111膨胀做功，烟气排向余热锅炉112。

需要说明的是，水蒸汽由燃气轮机的余热锅炉里的水蒸汽减压产生，实现了余热回收。

综上所述，本实用新型的技术方案是将所述燃气轮机的燃料、可燃气体和水蒸汽进行混合后输入到燃气轮机的燃烧室；当燃气轮机的燃烧室内的燃料热值低于预设范围时，增大进入混合室的可燃气体的流量，并减小进入混合室的水蒸汽的流量为0；当燃气轮机的燃烧室内的燃料热值高于预设范围时，增大进入混合室的水蒸汽的流量，并减小进入混合室的可燃气体的流量为0。此外，利用余热锅炉的水蒸汽，实现了余热回收，本方案通过对进入燃气轮机燃烧室之前的混合气体进行调节，保证燃料热值处于设定范围内，消除了因热值波动对燃气轮机工作性能造成的不利影响，本方案操作方便，原理简单。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，在本实用新型的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本实用新型的目的，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种燃气轮机燃料热值调整装置，其特征在于，所述装置包括：可燃气体流量调节阀、水蒸汽流量调节阀、混合室和控制器；

所述可燃气体流量调节阀的输出端口与混合室的第一输入端口连接，所述可燃气体流量调节阀的输入端口用于输入可燃气体；

所述水蒸汽流量调节阀的输出端口与混合室的第二输入端口连接，所述水蒸汽流量调节阀的输入端口用于输入水蒸汽；

所述混合室的第三输入端口用于输入燃气轮机的燃料；所述混合室的输出端口用于与所述燃气轮机的燃烧室的输入端口连接；

所述控制器，用于当所述燃气轮机的燃烧室内的燃料热值低于预设范围时，调节所述可燃气体流量调节阀使得进入混合室的可燃气体流量增大，关闭所述水蒸汽流量调节阀；当所述燃气轮机的燃烧室内的燃料热值高于预设范围时，调节所述水蒸汽流量调节阀使得进入混合室的水蒸汽流量增大，关闭所述可燃气体流量调节阀。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括：用于均匀混合气体的旋流器，

所述旋流器的输入端口与所述混合室的输出端口连接，所述旋流器的输出端口用于与所述燃气轮机的燃烧室的输入端口连接。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述可燃气体为甲烷，该装置进一步包括：第一减压阀，

所述第一减压阀的输入端口与存储甲烷的储气罐的出气口连接；所述第一减压阀的输出端口与所述可燃气体流量调节阀的输入端口连接。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括：第二减压阀，

所述第二减压阀的输入端口与余热锅炉的输出端口连接；所述第二减压阀的输出端口与所述水蒸汽流量调节阀的输入端口连接。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，

所述水蒸汽由所述燃气轮机的余热锅炉里的水蒸汽减压产生。