CN106286017B - 一种混合气体燃料供应控制系统 - Google Patents

一种混合气体燃料供应控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及燃气‑蒸汽联合循环发电技术领域，公开了一种混合气体燃料供应控制系统，所述混合气体燃料供应控制系统包括：低热值燃料供应模块、高热值燃料供应模块,热值测量控制系统、燃料混合系统和内燃机，所述控制器可通过所述热值测量控制系统控制高热值燃料的流量和最终供应燃料的热值。本发明提供的混合气体燃料供应控制系统可以保证燃料压力大幅波动下的高热值燃料供应的稳定性，并使得低热值燃料得到充分利用，使得混合燃料满足内燃机对燃料的要求。

Description

一种混合气体燃料供应控制系统
技术领域
本发明涉及燃气-蒸汽联合循环发电技术领域，特别涉及一种混合气体燃料供应控制系统。
背景技术
燃气—蒸汽联合循环发电技术(Combined Cycle Power Plant，简称CCPP)可高效利用天然气产热发电，热效率较高，被广泛应用于炼钢工业中。
目前，由于煤气具有热值低、惰性气体含量高、杂质多等特点，在CCPP机组中应用较少，CCPP技术主要应用在以天然气为燃料的发电机组中。
本申请发明人在实现本申请实施例技术方案的过程中，至少发现现有技术中存在如下技术问题：
采用天然气为燃料的供应系统中，通常会由于压力变化较大而出现供气不稳定的问题，并且天然气的成本较高，而现有钢铁企业生产中伴有大量煤气的发生，包括有高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气，而现有的CCPP技术无法有效利用上述高炉煤气、焦炉煤气等低热值气体，造成了资源的浪费和环境的污染。
发明内容
本发明通过提供一种低热值气体燃料供应控制系统，解决了现有技术中由于压力变化较大而出现供气不稳定和无法有效利用低热值燃料气体的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种混合气体燃料供应控制系统，所述供应控制系统包括：低热值燃料供应模块，包括第一燃料管道，用于供应低热值燃料；高热值燃料供应模块,包括第二燃料管道，用于供应高热值燃料；热值测量控制系统，用于综合控制供应燃料的流量和热值，，所述热值测量控制系统包括第一流量计、控制阀、压差表、第一热值仪和控制器，所述第一流量计、控制阀、压差表、第一热值仪分别于所述控制器电信号连接，其中，所述第一流量计、所述控制阀依次设置于所述第二燃料管道上，且所述压差表连接所述控制阀的前后两端；燃料混合系统,用于混合所述低热值燃料和所述高热值燃料，其中，所述低热值燃料由所述第一燃料管道输出至所述燃料混合系统，所述高热值燃料由所述第二燃料管道输出至所述燃料混合系统；内燃机，通过出口管道与所述燃料混合系统连接；其中，所述第一热值仪设置于所述出口管道上，所述控制器可通过所述第一流量计、所述第一热值仪和所述压差表的测量数据，控制所述控制阀的开度，从而控制所述高热值燃料混入的流量和最终供应燃料的热值。
可选地，所述混合气体燃料供应控制系统还包括增压系统，所述增压系统设置于所述燃料混合系统和所述内燃机之间。
可选地，所述增压系统包括一级压缩系统，所述一级压缩系统包括第一进口管道、第一出口管、一级压缩机和一级流量计，所述一级压缩系统通过所述第一进口管道与所述燃料混合系统连接，所述一级流量计设置于所述第一进口管道上，所述一级压缩机用于对所述燃料混合系统处理后的第一混合燃料进行压缩。
可选地，所述一级压缩系统还包括第一冷却器、第一气水分离器和一级回流管道，所述第一冷却器与所述一级压缩机连接，并设置于所述第一出口管道上，用于对所述一级压缩机压缩后的第二混合燃料进行冷却，所述第一气水分离器与所述第一冷却器连接，并设置于所述一级回流管道上。
可选地，所述一级压缩系统还包括一级防喘回流阀，与所述第一气水分离器连接。
可选地，所述增压系统还包括：二级压缩系统，包括第二进口管道、第二出口管道、二级压缩机和二级流量计，所述二级压缩系统通过所述第二进口管道与所述第一出口管道连接，所述二级流量计设置于所述第二进口管道上；中间流量控制器，设置于所述第二进口管道上，包括中间逆止阀和中间流量控制阀。
可选地，所述二级压缩系统还包括第二气水分离器、第二冷却器和二级回流管道，其中，所述第二冷却器与所述二级压缩机连接，并设置于所述二级回流管道上，用于对所述二级压缩机压缩后的第三混合燃料进行冷却，所述第二气水分离器与所述第一冷却器连接，设置于所述二级回流管道上。
可选地，所述二级压缩系统还包括二级防喘回流阀，与所述第二气水分离器连接。
可选地，所述燃料供应控制系统还包括第二热值仪，设置于所述第二出口管道上，且所述第二热值仪与所述控制器电信号连接。
可选地，所述燃料供应控制系统还包括加压阀和第二流量计，所述加压阀的一端与所述第二热值仪连接，所述第二流量计与所述出口加压阀的另一端连接。
与现有技术相比，本发明提供的混合气体燃料供应控制系统具有以下优点和有益效果：
本发明的混合气体燃料供应控制系统，分别设置低热值燃料供应模块和高热值燃料供应模块，通过将高热值燃料混入低热值燃料中，并在燃料混合系统中混合，第一流量计量高热值燃料的流量，第一热值仪测量混合燃料的热值，且通过压差表测量控制阀前后的压差，所述控制器可通过所述第一流量计、所述第一热值仪和所述压差表的测量数据，控制所述控制阀的开度，从而控制所述高热值燃料混入的流量和最终供应燃料的热值，可以保证燃料压力大幅波动下的高热值燃料供应的稳定性，并使得低热值燃料得到充分利用，混合燃料满足内燃机对燃料的要求。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图及附图标记作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一提供的一种混合气体燃料供应控制系统的结构示意图；
图2为本发明实施例二提供另一种混合气体燃料供应控制系统的结构示意图；
附图标记说明：1.低热值燃料供应模块 2.高热值燃料供应模块 3.第一流量计4.热值控制阀 5.压差表 6.第一热值仪 7.控制器 8.燃料混合系统 9.内燃机 10.一级压缩机 11.一级流量计 12.第一冷却器 13.第一气水分离器 14.一级防喘回流阀 15.二级压缩机 16.二级流量计 17.中间逆止阀 18.中间流量控制阀 19.第二气水分离器20.第二冷却器 21.二级防喘回流阀 22.第二热值仪 23.加压阀 24.第二流量计 25.第一放散阀26.第二放散阀 27.第三放散阀
具体实施方式
本发明通过提供一种混合气体燃料供应控制系统，解决了现有技术中由于压力变化较大而出现供气不稳定和无法有效利用低热值燃料气体的问题。
本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：一种混合气体燃料供应控制系统，所述供应控制系统包括：低热值燃料供应模块，包括第一燃料管道，用于供应低热值燃料；高热值燃料供应模块,包括第二燃料管道，用于供应高热值燃料；热值测量控制系统，用于综合控制供应燃料的流量和热值，所述热值测量控制系统包括第一流量计、控制阀、压差表、第一热值仪和控制器，所述第一流量计、控制阀、压差表、第一热值仪分别于所述控制器电信号连接，其中，所述第一流量计、所述控制阀依次设置于所述第二燃料管道上，且所述压差表连接所述控制阀的前后两端；燃料混合系统,用于混合所述低热值燃料和所述高热值燃料，其中，所述低热值燃料由所述低热值燃料供应通过第一燃料管道输出至所述燃料混合系统，所述高热值燃料由所述高热值燃料供应通过第二燃料管道输出至所述燃料混合系统，内燃机，通过出口管道与所述燃料混合系统连接；其中，所述第一热值仪设置于所述出口管道上，所述控制器可通过所述第一流量计、所述第一热值仪和所述压差表的测量数据，控制所述控制阀的开度，从而控制所述高热值燃料混入的流量，从而控制所述高热值燃料混入的流量，可以保证燃料压力大幅波动下的高热值燃料供应的稳定性，并使得低热值燃料得到充分利用，混合燃料满足内燃机对燃料的要求。
为了更好地理解本申请的技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
实施例一
请参见图1，本发明实施例一提供了一种混合气体燃料供应控制系统，所述燃料供应控制系统：
低热值燃料供应模块1，包括第一燃料管道，用于供应低热值燃料；
高热值燃料供应模块2,包括第二燃料管道，用于供应高热值燃料；
热值测量控制系统，用于控制混合燃料的流量和热值，所述热值测量控制系统包括第一流量计3、热值控制阀4、压差表5、第一热值仪6和控制器7，所述第一流量计3热值控制阀4、压差表5、第一热值仪6分别与所述控制器7电信号连接，其中，所述第一流量计3、所述热值控制阀4依次设置于所述第二燃料管道上，且所述压差表5连接所述热值控制阀4的前后两端；
燃料混合系统8,用于混合所述低热值燃料和所述高热值燃料，其中，所述低热值燃料由所述第一燃料管道输出至所述燃料混合系统8，所述高热值燃料由所述第二燃料管道输出至所述燃料混合系统8；
内燃机9，通过出口管道与所述燃料混合系统8连接；
具体来说，高热值燃料流经所述第一流量计3、所述热值控制阀4后进入所述燃料混合系统8，低热值燃料通过所述第一燃料管道进入所述燃料混合系统8，上述燃料混合后得到混合燃料，所述第一热值仪6测量所述混合燃料的热值，所述第一流量计3可以测量所述高热值燃料模块供应的高热值燃料的流量，通过压差表5测量热值控制阀前后的压差，所述控制器7可综合所述第一流量计3、所述第一热值仪6和所述压差表5的测量数据，控制所述热值控制阀的开度，从而控制所述高热值燃料混入的流量和最终供应燃料的热值，可以保证燃料压力大幅波动下的高热值燃料供应的稳定性，并使得低热值燃料得到充分利用，混合燃料满足内燃机对燃料的要求。
实施例二
请参见图2，本发明实施例二提供了一种混合气体燃料供应控制系统，所述燃料供应控制系统包括：
低热值燃料供应模块1，包括第一燃料管道，用于供应低热值燃料；
高热值燃料供应模块2,包括第二燃料管道，用于供应高热值燃料；
热值测量控制系统，用于控制混合燃料的流量和热值，所述热值测量控制系统包括第一流量计3、热值控制阀4、压差表5、第一热值仪6和控制器7，所述第一流量计3、热值控制阀4、压差表5、第一热值仪6分别与所述控制器7电信号连接，其中，所述第一流量计3、所述热值控制阀4依次设置于所述第二燃料管道上，且所述压差表5连接所述热值控制阀4的前后两端；
燃料混合系统8,用于混合所述低热值燃料和所述高热值燃料，其中，所述低热值燃料由所述第一燃料管道输出至所述燃料混合系统8，所述高热值燃料由所述第二燃料管道输出至所述燃料混合系统8；
内燃机9，通过出口管道与所述燃料混合系统8连接；
进一步地，所述混合气体燃料供应控制系统还包括增压系统，所述增压系统设置于所述燃料混合系统8和所述内燃机9之间，可对控制系统起到增压的作用。
可选地，所述增压系统包括一级压缩系统，所述一级压缩系统包括第一进口管道、第一出口管、一级压缩机10和一级流量计11，所述一级压缩系统通过所述第一进口管道与所述燃料混合系统8连接，所述一级流量计11设置于所述第一进口管道上，所述一级压缩机10用于对所述燃料混合系统8处理后的第一混合燃料进行压缩，所述一级流量计11可以测量混合燃料的流量，所述一级压缩系统可以对混合燃料进行增压，从而提高燃料的利用率。
所述一级压缩系统还包括第一冷却器12、第一气水分离器13和一级回流管道，所述第一冷却器12与所述一级压缩机10连接，并设置于所述第二出口管道上，用于对所述一级压缩机10压缩后的第二混合燃料进行冷却，所述第一气水分离器13与所述第一冷却器12连接，并设置于所述一级回流管道上，具体来说，经所述燃料混合系统8后的第一混合燃料通过所述第一进口管道进入一级压缩机10加压，加压后的第二混合燃料通过所述第一出口管进入所述第一冷却器12进行冷却，冷却后的第三混合燃料一部分经过所述第一气水分离器13回流至一级压缩机10进口管道内，另一部分经所述第一出口管道输出，通过设置第一冷却器12可对第二混合燃料进行降温，有利于消除热膨胀，再通过第一气水分离器13和一级回流管道的设置，可以有效实现气水分离和燃料的循环利用。
所述一级压缩系统还包括一级防喘回流阀14，与所述第一气水分离器13连接，可以对一级回流管道进行防喘振保护，实现系统的安全性。
为了对燃料进一步增压，所述增压系统还包括二级压缩系统，所述二级压缩系统包括第二进口管道、第二出口管道、二级压缩机15和二级流量计16，所述二级压缩系统通过所述第二进口管道与所述第一出口管道连接，所述二级流量计16设置于所述第二进口管道上；所述二级压缩机15可以对所述一级压缩机10压缩后的燃料进行进一步增压，并通过二级流量计16测量进入二级压缩机15的燃料流量；
中间流量控制器，设置于所述第二进口管道上，包括中间逆止阀17和中间流量控制阀18，通过所述中间流量阀可以控制进入所述二级压缩系统的燃料流量，逆止阀可以防止高压燃料回流至二级压缩机15内。
进一步地，所述二级压缩系统还包括第二气水分离器19、第二冷却器20和二级回流管道，所述第二冷却器20与所述二级压缩机15连接，并设置于所述二级回流管道上，用于对所述二级压缩机15压缩后的第三混合燃料进行冷却，所述第二气水分离器19与所述第一冷却器12连接，设置于所述二级回流管道上，具体来说，经所述第一出口管道输出的第四混合燃料通过所述第二进口管道进入二级压缩机15加压，加压后的第五混合燃料一部分通过所述第二冷却器20冷却后，经过所述第二气水分离器19回流至所述二级压缩机15的第二进口管道，另一部分进入所述二级压缩机15的第二出口管道，通过设置第二冷却器20可进入的燃料进行降温，有利于消除热膨胀，再通过第二气水分离器19和二级回流管道的设置，可以有效实现气水分离和燃料的循环利用。
进一步地，所述二级压缩系统还包括二级防喘回流阀21，与所述第二气水分离器19连接，可以对二级回流管道进行防喘振保护，实现系统的安全性。
进一步地，所述燃料供应控制系统还包括第二热值仪22，设置于所述第二出口管道上，且所述第二热值仪22与所述控制器7电信号连接，对所述第二出口管道输出的燃料进行热值测量。
进一步地，所述燃料供应控制系统还包括加压阀23和第二流量计24，所述加压阀23的一端与所述第二热值仪22连接，所述第二流量计24与所述出口加压阀23的另一端连接，保证输入内燃机9的燃料流量和系统的安全性。可选地，可以在每级压缩系统中设置放散阀，例如，在一级压缩系统与二级压缩系统之间设置第一放散阀25，二级压缩系统的二级回流管道上设置第二放散阀26，在第二出口管道上设置第三放散阀27，分别对不符合要求的燃料进行处理。
本实施例提供的一种混合气体燃料供应控制系统，通过燃料混合系统8进行混合后的混合燃料，分别通过一级压缩系统和二级压缩系统进行增压，可以有效提高混合燃料的利用率并提高系统的安全保护性能，使得燃料可以循环利用，并符合内燃机对燃料的要求。
与现有技术相比，本发明提供的混合气体燃料供应控制系统具有以下优点和有益效果：
本发明的混合气体燃料供应控制系统，分别设置低热值燃料供应模块和高热值燃料供应模块，通过将高热值燃料混入低热值燃料中，并在燃料混合系统中混合，第一流量计量高热值燃料的流量，第一热值仪测量混合燃料的热值，且通过压差表测量热值控制阀前后的压差，所述控制器可通过所述第一流量计、所述第一热值仪和所述压差表的测量数据，控制所述控制阀的开度，从而控制所述高热值燃料混入的流量和最终供应燃料的热值，可以保证燃料压力大幅波动下的高热值燃料供应的稳定性，并使得低热值燃料得到充分利用，混合燃料满足内燃机对燃料的要求。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种混合气体燃料供应控制系统，其特征在于，所述供应控制系统包括：
低热值燃料供应模块，包括第一燃料管道，用于供应低热值燃料；
高热值燃料供应模块,包括第二燃料管道，用于供应高热值燃料；
热值测量控制系统，用于综合控制供应燃料的流量和热值，所述热值测量控制系统包括第一流量计、控制阀、压差表、第一热值仪和控制器，所述第一流量计、控制阀、压差表、第一热值仪分别与所述控制器电信号连接，其中，所述第一流量计、所述控制阀依次设置于所述第二燃料管道上，且所述压差表连接所述控制阀的前后两端；
燃料混合系统,用于混合所述低热值燃料和所述高热值燃料，其中，所述低热值燃料由所述第一燃料管道输出至所述燃料混合系统，所述高热值燃料由所述第二燃料管道输出至所述燃料混合系统；
内燃机，通过出口管道与所述燃料混合系统连接；
其中，所述第一热值仪设置于所述出口管道上，所述控制器可通过所述第一流量计、所述第一热值仪和所述压差表的测量数据，控制所述控制阀的开度，从而控制所述高热值燃料混入的流量和最终供应燃料的热值；
所述混合气体燃料供应控制系统还包括增压系统，所述增压系统设置于所述燃料混合系统和所述内燃机之间，其中，所述增压系统包括一级压缩系统，所述一级压缩系统包括第一进口管道、第一出口管、一级压缩机和一级流量计，所述一级压缩系统通过所述第一进口管道与所述燃料混合系统连接，所述一级流量计设置于所述第一进口管道上，所述一级压缩机用于对所述燃料混合系统处理后的第一混合燃料进行压缩。
2.根据权利要求1所述的混合气体燃料供应控制系统，其特征在于，所述一级压缩系统还包括第一冷却器、第一气水分离器和一级回流管道，所述第一冷却器与所述一级压缩机连接，并设置于所述第一出口管道上，用于对所述一级压缩机压缩后的第二混合燃料进行冷却，所述第一气水分离器与所述第一冷却器连接，并设置于所述一级回流管道上。
3.根据权利要求2所述的混合气体燃料供应控制系统，其特征在于，所述一级压缩系统还包括一级防喘回流阀，与所述第一气水分离器连接。
4.根据权利要求3所述的混合气体燃料供应控制系统，其特征在于，所述增压系统还包括：
二级压缩系统，包括第二进口管道、第二出口管道、二级压缩机和二级流量计，所述二级压缩系统通过所述第二进口管道与所述第一出口管道连接，所述二级流量计设置于所述第二进口管道上；
中间流量控制器，设置于所述第二进口管道上，包括中间逆止阀和中间流量控制阀。
5.根据权利要求4所述的混合气体燃料供应控制系统，其特征在于，所述二级压缩系统还包括第二气水分离器、第二冷却器和二级回流管道，
其中，所述第二冷却器与所述二级压缩机连接，并设置于所述二级回流管道上，用于对所述二级压缩机压缩后的第三混合燃料进行冷却，所述第二气水分离器与所述第一冷却器连接，设置于所述二级回流管道上。
6.根据权利要求5所述的混合气体燃料供应控制系统，其特征在于，所述二级压缩系统还包括二级防喘回流阀，与所述第二气水分离器连接。
7.根据权利要求6所述的混合气体燃料供应控制系统，其特征在于，所述燃料供应控制系统还包括第二热值仪，设置于所述第二出口管道上，且所述第二热值仪与所述控制器电信号连接。
8.根据权利要求7所述的混合气体燃料供应控制系统，其特征在于，所述燃料供应控制系统还包括加压阀和第二流量计，所述加压阀的一端与所述第二热值仪连接，所述第二流量计与所述出口加压阀的另一端连接。
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