CN106524214B - 一种燃机电厂点火气系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃机电厂点火气系统及其方法，包括点火储气罐，所述点火储气罐内储存有点火气，所述点火储气罐与热水加热器相连，所述热水加热器将装有的液体介质加热到设定温度后通过第一增压泵将加热后的液体介质打到点火储气罐内，将热量传递给点火储气罐内的点火气，将点火气加热至饱和温度，加热至饱和温度的点火气传输至再热器，在再热器中进行再次加热至点火气的状态为过热蒸气，经过再热器的点火气传输至燃机利用。本发明利用热水加热器加热液体介质，通过热交换将热量传递至点火储气罐中将点火气加热到饱和温度，之后饱和态的点火气输送至再热器被加热为过热蒸气，满足燃机对点火气的温度及压力的要求。

Description

一种燃机电厂点火气系统及其方法

技术领域

本发明涉及点火气系统，具体涉及一种燃机电厂点火气系统及其方法。

背景技术

对于燃用双燃料的燃机电厂，一般天然气为主燃料，燃油为备用燃料。燃用燃油时是否需要点火气与燃气轮机的机型有关，有些机型不需要点火气直接电点火，有些机型需要点火气。国内的燃机电厂一般只烧天然气不烧油，因此不用点火气。

当燃用燃油时，某些燃气轮机厂家要求需要用点火气将燃油点着，天然气的主要成分是甲烷，燃气轮机厂家要求点火气不能用天然气，只能用纯丙烷、纯丁烷或丙烷和丁烷的混合物；对点火气的压力要求为1.6Mpa(推荐压力)，温度不超过120℃，且点火气不能含液态介质。

目前的技术中并没有涉及用点火气将燃油点着的技术，也没有相应的点火气系统出现。因此，亟需一种全新的燃机电厂点火气系统及相应的点火方法。

发明内容

为解决现有技术存在的不足，本发明的目的之一是公开了一种燃机电厂点火气系统，通过该系统的架构能够实现利用点火气将燃油点着，实现连续、可靠的提供燃气轮机所要求的点火气。

本发明的另一目的是公开了一种燃机电厂点火气系统的点火方法，利用该方法可以实现快速准确的将燃油点着。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

一种燃机电厂点火气系统，包括点火储气罐，所述点火储气罐内储存有点火气，所述点火储气罐与热水加热器相连，所述热水加热器将装有的液体介质加热到设定温度后通过第一增压泵将加热后的液体介质打到点火储气罐内，将热量传递给点火储气罐内的点火气，将点火气加热至饱和温度，加热至饱和温度的点火气传输至再热器，在再热器中进行再次加热至过热蒸气，经过再热器的点火气传输至燃机利用。

进一步的，所述点火储气罐上设置有气相接口与液相接口，分别与运送纯丙烷的槽车的气相接口与液相接口连接，将槽车中的点火气输送到点火储气罐内。

进一步的，所述热水加热器中装有的液体介质为除盐水，所述热水加热器底部设置有电加热器，用于将除盐水加热到设定温度。

进一步的，所述点火储气罐内设有换热盘管，所述第一增压泵打到点火储气罐内的加热后的液体介质通过该换热盘管与点火气换热，将点火气温度加热到饱和温度。

进一步的，在所述点火储气罐内通过该换热盘管与点火气换热后的热水经第一回水管道回到热水加热器。

进一步的，上述一种燃机电厂点火气系统还包括第二增压泵，所述第二增压泵为第一增压泵的备用泵，所述第一增压泵、第二增压泵后均设有再循环管道，连接至热水加热器，用于调节泵的流量，防止低流量时引起泵的震动。

进一步的，所述点火储气罐与再热器通过点火气输送管道相连，所述点火气输送管道上设置有止回阀、截止阀及球阀。

进一步的，所述再热器还设置有一旁路，所述旁路的一端与再热器的输入端相连，另一端与再热器的输出端相连，所述旁路管道上还设置有常闭球阀。

进一步的，所述再热器的加热介质热水来自热水加热器，热水加热器的热水经第三增压泵加压后输送到再热器，再热器中换热后的水通过第二回水管道回到热水加热器重新被加热。

进一步的，所述第三增压泵后设置再循环管道连接至热水加热器。

进一步的，所述点火储气罐上设置两个安全阀，用于点火储气罐超压时释放设备的压力，保护设备的安全；所述点火储气罐设置有含常闭球阀和常闭截止阀的放散管路，检修时打开常闭球阀和常闭截止阀，罐内的点火气通过此管路引到集中放散管放散掉。

进一步的，所述再热器后的管道上设置含安全阀、常闭球阀和常闭截止阀的管路，该管路连接至放散管路。

进一步的，所述第一回水管道、第二回水管道及再循环管道上均设置有截止阀及止回阀。

一种燃机电厂点火气系统的点火方法，包括以下步骤：

将点火气输送到点火储气罐内；

热水加热器中装有除盐水，热水加热器底部设置有电加热器将除盐水加热到设定温度，然后用第一增压泵将热水打到点火储气罐内；

点火储气罐内设有换热盘管，热水通过该盘管与点火气换热，将点火气温度加热到饱和温度，换热后的热水经回水管道回到热水加热器；

点火储气罐内被加热到饱和温度，压力达到设定压力的饱和点火气经点火气输送管道进入再热器，再热器的加热介质热水来自热水加热器，热水经第三增压泵加压后输送到再热器，换热后回到热水加热器重新被加热；

在再热器中饱和点火气被加热到有设定过热度的过热蒸气，经再热器加热后过热点火气被输送至燃机。

本发明的有益效果：

1、本发明利用热水加热器加热液体介质，通过热交换将热量传递至点火储气罐中将点火气加热到饱和温度，满足点火气压力的要求。

2、本发明利用再热器实现对饱和温度的点火气的再热，继而使点火气具有一定的过热度且完全不含液态，满足了点火气的温度及安全性的要求。

3、本发明点火储气罐及再热器的后的管道上设置有含安全阀、常闭球阀和常闭截止阀管路，其中，安全阀用于点火储气罐超压时释放设备的压力，保护设备的安全；常闭球阀和常闭截止阀的放散管路作用是，检修时打开常闭球阀和常闭截止阀，罐内的点火气通过此管路引到集中放散管放散掉。

4、本发明热水加热器与点火储气罐之间的供水管道上设置有备用增压泵，提高了热水加热器与点火储气罐热交换的可靠性。

5、本发明的增加泵均设有再循环管道，用于调节泵的流量，防止低流量时引起泵的震动。

附图说明

图1为本发明的燃机电厂点火气系统示意图；

图2为本发明的燃机电厂点火气系统中的图例符号示意图；

图中，1、热水加热器，2、电加热器，3、第一回水管道，4、第一再循环管道，5、第一供水管道，6、第二回水管道，7、第二再循环管道，8、第二供水管道，9、第一滤网，10、第二滤网，11、第三滤网，12、第一增压泵，13、第二增压泵，14、第三增压泵，15、点火储气罐，16、丙烷输送管道，17、气相接口，18、液相接口，19、再热器，20、旁路，21、至集中放散管，22、至燃机。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明进行详细说明：

对于同一种介质来讲，饱和蒸汽温度和饱和蒸汽压力是对应关系，即所需压力要求越高，相应的气体温度也要提升。因此，点火储气罐设置加热装置加热液态燃料来提高液态燃料温度，加热一段时间后，液态蒸发成为饱和蒸汽，相应饱和气体温度达到对应的饱和压力，即可满足燃机用气点火压力要求。

对于纯丙烷，压力1.6Mpa时对应的饱和温度为48℃，即需要将纯丙烷加热到48℃可满足燃机对点火气压力的要求。

对于纯丁烷，压力1.6Mpa时对应的饱和温度为107℃，即需要将纯丁烷加热到107℃可满足燃机对点火气压力的要求。

对于丙烷和丁烷的混合物，根据混合比例的不同，达到1.6Mpa的压力所需加热到的温度介于48℃～107℃之间。

点火气选择纯丙烷或丙烷和丁烷的混合物也是可以实现的，但相对于纯丁烷来说，需加热的温度较高，安全性、经济性不如纯丙烷，因此本申请选用纯丙烷作为点火气。

如图1所示，一种燃机电厂点火气系统，它包括一个点火储气罐15，一个热水加热器1(内含电加热器2)，一个再热器19，三个增压泵(分别为第一增压泵12、第二增压泵13、第三增压泵14)，三个滤网(分别为第一滤网9、第二滤网10、第三滤网11)(说明：作用是过滤掉水中的杂质，特别是运行初期，由于设备、管道在施工过程中不可避免的会产生的杂质，运行之前虽会对管道设备清洗但也清洗不干净，因此需加滤网，运行一段时间之后就没有太多杂质了)，若干阀门及连接设备及阀门的管道。

点火储气罐15上设置有气相接口与液相接口，气相接口17和液相接口18分别与丙烷槽车的气相接口和液相接口连接，将槽车中的纯丙烷输送到点火储气罐15内。热水加热器1中装有除盐水(说明：除盐水是最好最廉价的换热介质，不考虑其他介质)，热水加热器1底部设置有电加热器2将除盐水加热到90℃左右，然后用第一增压泵12将热水打到点火储气罐15内，点火储气罐15内设有换热盘管，热水通过该盘管与纯丙烷换热，将丙烷温度加热到48度，换热后的热水经第一回水管道3回到热水加热器1。第二增压泵13为备用泵，第一增压泵12、第二增压泵13后均设有第一再循环管道4，用于调节泵的流量，防止低流量时引起泵的震动。

点火储气罐15内被加热到48℃，压力达到1.6Mpa的饱和丙烷蒸汽经丙烷输送管道16进入再热器19，在再热器19中饱和丙烷蒸汽被加热到有10℃过热度的过热蒸气，即温度达到58℃。燃机厂家不允许有液态的丙烷进入至燃机22，因此需将丙烷蒸汽加热到有10℃的过热度。经再热器19加热后温度为58℃，压力为1.6Mpa的过热丙烷蒸气即点火气被输送至燃机22。再热器19设置有一旁路20。

再热器19的加热介质热水同样来自热水加热器1，热水经第三增压泵14加压后输送到再热器19，换热后通过第二回水管道6回到热水加热器1重新被加热。第三增压泵14(说明：点火气这套系统只是在燃机点火时才用，平时不用，为降低工程造价，此处的增压泵不再考虑备用泵。当然，若设置备用泵整套系统可靠性会更高)不设备用泵，泵后设置第二再循环管道7。

第一增压泵12、第二增压泵13、第三增压泵14前所在的第一供水管道5及第二供水管道8均设置有滤网及截止阀，第一增压泵12、第二增压泵13、第三增压泵14后所在的第一供水管道5及第二供水管道8上设置止回阀及截止阀。

点火储气罐15上设置两个安全阀，用于点火储气罐15超压时释放设备的压力，保护设备的安全；同时设置有含常闭球阀和常闭截止阀的放散管路，检修时打开常闭球阀和常闭截止阀，罐内的丙烷通过此管路引到集中放散管21放散掉。再热器19后的管道上同样设置含安全阀、常闭球阀和常闭截止阀的管路，作用同上。本发明中的燃机电厂点火气系统中的图例符号如图2所示。

燃机电厂会对点火气的温度、压力和成分提要求，本点火气系统就是为了实现燃机电厂的要求而设计出来的。最大优点是用热水对点火储气罐内的点火气加热，这样点火气的温度在掌控之中，事故情况下也不会超过水的沸点100度，厂家要求最高不能超过120度，因此可以保证安全。如果采用电加热器直接加热点火气，事故情况下会超过120度，不安全。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种燃机电厂点火气系统，其特征是，包括点火储气罐，所述点火储气罐内储存有点火气，所述点火储气罐与热水加热器相连，所述热水加热器将装有的液体介质加热到设定温度后通过第一增压泵将加热后的液体介质打到点火储气罐内，将热量传递给点火储气罐内的点火气，将点火气加热至饱和温度，加热至饱和温度的点火气传输至再热器，在再热器中进行再次加热至点火气的状态为过热蒸气，经过再热器的点火气传输至燃机利用；

所述点火气为纯丙烷，所述液体介质为除盐水。

2.如权利要求1所述的一种燃机电厂点火气系统，其特征是，所述点火储气罐上设置有气相接口与液相接口，分别与运送纯丙烷的槽车的气相接口与液相接口连接，将槽车中的点火气输送到点火储气罐内。

3.如权利要求1所述的一种燃机电厂点火气系统，其特征是，所述热水加热器中装有的液体介质为除盐水，所述热水加热器底部设置有电加热器，用于将除盐水加热到设定温度。

4.如权利要求1所述的一种燃机电厂点火气系统，其特征是，所述点火储气罐内设有换热盘管，所述第一增压泵打到点火储气罐内的加热后的液体介质通过该换热盘管与点火气换热，将点火气温度加热到饱和温度。

5.如权利要求4所述的一种燃机电厂点火气系统，其特征是，在所述点火储气罐内通过该换热盘管与点火气换热后的热水经第一回水管道回到热水加热器。

6.如权利要求5所述的一种燃机电厂点火气系统，其特征是，所述燃机电厂点火气系统还包括第二增压泵，所述第二增压泵为第一增压泵的备用泵，所述第一增压泵、第二增压泵后均设有再循环管道，连接至热水加热器，用于调节泵的流量，防止低流量时引起泵的震动。

7.如权利要求1所述的一种燃机电厂点火气系统，其特征是，所述点火储气罐与再热器通过点火气输送管道相连，所述点火气输送管道上设置有止回阀、截止阀及球阀；

所述再热器还设置有一旁路，所述旁路的一端与再热器的输入端相连，另一端与再热器的输出端相连，所述旁路管道上还设置有常闭球阀。

8.如权利要求6所述的一种燃机电厂点火气系统，其特征是，所述再热器的加热介质热水来自热水加热器，热水加热器的热水经第三增压泵加压后输送到再热器，再热器中换热后的水通过第二回水管道回到热水加热器重新被加热；

所述第三增压泵后设置再循环管道连接至热水加热器。

9.如权利要求8所述的一种燃机电厂点火气系统，其特征是，所述点火储气罐上设置两个安全阀，用于点火储气罐超压时释放设备的压力，保护设备的安全；所述点火储气罐设置有含常闭球阀和常闭截止阀的放散管路，检修时打开常闭球阀和常闭截止阀，罐内的点火气通过此管路引到集中放散管放散掉；

所述再热器后的管道上设置含安全阀、常闭球阀和常闭截止阀的管路，该管路连接至放散管路；

所述第一回水管道、第二回水管道及再循环管道上均设置有截止阀及止回阀。

10.根据权利要求1-9任一所述的一种燃机电厂点火气系统的点火方法，其特征是，包括以下步骤：

将点火气输送到点火储气罐内；

热水加热器中装有除盐水，热水加热器底部设置有电加热器将除盐水加热到设定温度，然后用第一增压泵将热水打到点火储气罐内；

点火储气罐内设有换热盘管，热水通过该盘管与点火气换热，将点火气温度加热到饱和温度，换热后的热水经回水管道回到热水加热器；

点火储气罐内被加热到饱和温度，压力达到设定压力的饱和点火气经点火气输送管道进入再热器，再热器的加热介质热水来自热水加热器，热水经第三增压泵加压后输送到再热器，换热后回到热水加热器重新被加热；

在再热器中饱和点火气被加热到有设定过热度的过热蒸气，经再热器加热后过热点火气被输送至燃机。