CN112780417B - 一种应用氮气隔离的燃气轮机启动优化控制系统及方法 - Google Patents

一种应用氮气隔离的燃气轮机启动优化控制系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112780417B
CN112780417B CN202110258121.6A CN202110258121A CN112780417B CN 112780417 B CN112780417 B CN 112780417B CN 202110258121 A CN202110258121 A CN 202110258121A CN 112780417 B CN112780417 B CN 112780417B
Authority
CN
China
Prior art keywords
natural gas
valve
isolation
isolation section
nitrogen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110258121.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112780417A (zh
Inventor
刘林
华敏
周仁米
沈叔云
韩峰
王贤明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Energy Group Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Zhejiang Energy Group Research Institute Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang Energy Group Research Institute Co Ltd filed Critical Zhejiang Energy Group Research Institute Co Ltd
Priority to CN202110258121.6A priority Critical patent/CN112780417B/zh
Publication of CN112780417A publication Critical patent/CN112780417A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112780417B publication Critical patent/CN112780417B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/26—Starting; Ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
    • F02C9/26—Control of fuel supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
    • F02C9/26—Control of fuel supply
    • F02C9/32—Control of fuel supply characterised by throttling of fuel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)

Abstract

本发明涉及一种应用氮气隔离的燃气轮机启动优化控制系统，包括：天然气辅助截止阀、天然气截止阀、天然气放散阀一、天然气放散阀二、天然气控制阀一、天然气控制阀二、充氮隔离一次阀、充氮隔离二次阀、隔离段一压力测点、隔离段二压力测点及相应连接管道；天然气截止阀前方设置天然气辅助截止阀，天然气截止阀与天然气辅助截止阀之间形成隔离段一。本发明的有益效果是：本发明可应用于各型使用天然气作为燃料的燃气轮机组中，在正常状态下可确保天然气系统与燃气轮机装置有效隔离，使燃气轮机在启动初期免于天然气清吹，提高机组启动速度，降低启动费用，提升机组经济性和快速响应能力。

Description

一种应用氮气隔离的燃气轮机启动优化控制系统及方法
技术领域
本发明涉及燃气轮机天然气供应领域，具体涉及一种应用氮气隔离的燃气轮机启动优化控制系统及方法。
背景技术
燃气轮机大多使用天然气作为燃料，而天然气作为一种危险气体，爆炸极限在4％-16％，存在爆炸风险。燃气轮机与余热锅炉烟气侧相连接，为防止余热锅炉炉膛内可能存在的天然气发生爆燃，依据美国消防协会编订的NFPA85—2007《锅炉与燃烧系统的危险等级标准》第8部分对余热锅炉和燃气轮机排气系统清吹时间的规定：“燃气轮机对尾部烟道的清吹倍率应为5倍，且清吹时间不得少于5分钟。
燃气轮机电厂实际情况：一般燃气轮机电厂规定清吹时间为8-10分钟。由于燃气机组一直在日启夜停，频繁启动，过长的启动时间，会加剧余热锅炉参数变化，余热炉蒸汽金属管道产生疲劳应力。机组在清吹过程中，随着燃机排气温度迅速下降，余热炉的蒸汽管壁温度下降明显。而减少或取消吹扫能减少外部动力单元工作时间，可以降低厂用电率。
综上所述，亟需发明一种取消清吹环节的应用氮气隔离的燃气轮机启动优化控制系统及方法。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种应用氮气隔离的燃气轮机启动优化控制系统及方法。
这种应用氮气物理隔离的燃气轮机机组启动优化控制装置，包括天然气辅助截止阀、天然气截止阀、天然气放散阀一、天然气放散阀二、天然气控制阀一、天然气控制阀二、充氮隔离一次阀、充氮隔离二次阀、隔离段一压力测点、隔离段二压力测点及相应连接管道；天然气截止阀前方设置天然气辅助截止阀，天然气截止阀与天然气辅助截止阀之间形成隔离段一，隔离段一上设置天然气放散阀一和隔离段一压力测点；天然气截止阀后方与天然气控制阀一和天然气控制阀二之间形成隔离段二，隔离段二上设置天然气放散阀二和隔离段二压力测点，隔离段二上还设置有充氮隔离一次阀和充氮隔离二次阀。
作为优选：天然气辅助截止阀、天然气截止阀、天然气放散阀、天然气放散阀、天然气控制阀和天然气控制阀均设有位置开关。
作为优选：充氮隔离一次阀与充氮隔离二次阀之间的管道上设有压力测点。
作为优选：隔离段一设置在隔离段二前方。
这种应用氮气隔离的燃气轮机启动优化控制系统的控制方法，包括以下步骤：
S1、燃气机组停机熄火后，天然气辅助截止阀和天然气截止阀关闭，隔离段一对应的天然气放散阀一打开，天然气控制阀一和天然气控制阀二关闭，隔离段二对应的天然气放散阀二打开，待隔离段二压力测点压力测量值下降至常压后，关闭隔离段二对应的天然气放散阀二，依次开启充氮隔离一次阀和充氮隔离二次阀，保持隔离段二压力测点压力测量值比隔离段一压力测点压力测量值高30kPa以上；
S2、通过充氮隔离一次阀和充氮隔离二次阀注入氮气后，对天然气辅助截止阀、天然气截止阀、天然气控制阀一、天然气控制阀二、天然气放散阀一及天然气放散阀二上的位置开关进行连续监测；并对隔离段一和隔离段二对应的压力进行连续监测；
S3、在充氮隔离系统工作正常情况下，下次燃气轮机启动前，提前关闭充氮隔离一次阀和充氮隔离二次阀，关闭隔离段一的天然气放散阀一，燃气轮机组一旦挂闸，先关闭天然气放散阀，开启天然气辅助截止阀，天然气截止阀、天然气放散阀二、天然气控制阀一和天然气控制阀二在燃气轮机启动后按照相关控制程序开启，燃气轮机正常启动，同时取消清吹环节。
作为优选：所述步骤S2中，对天然气辅助截止阀、天然气截止阀、天然气控制阀一、天然气控制阀二、天然气放散阀一及天然气放散阀二上的位置开关的连续监测一旦丢失，燃气轮机下次启动时进行清吹程序。
作为优选：所述步骤S2中，对隔离段一和隔离段二对应的压力的连续监测一旦丢失，或是隔离段二压力测点压力测量值与隔离段一压力测点压力测量值的差值小于20kPa，燃气轮机下次启动时进行清吹程序。
本发明的有益效果是：本发明可应用于各型使用天然气作为燃料的燃气轮机组中，在正常状态下可确保天然气系统与燃气轮机装置有效隔离，使燃气轮机在启动初期免于天然气清吹，提高机组启动速度，降低启动费用，提升机组经济性和快速响应能力。
附图说明
图1为应用氮气隔离的燃气轮机启动优化控制系统示意图。
附图标记说明：1、隔离段一；2、隔离段二；3、天然气辅助截止阀；4、天然气截止阀；5、天然气放散阀一；6、天然气放散阀二；7、天然气控制阀一；8、天然气控制阀二；9、充氮隔离一次阀；10、充氮隔离二次阀；11、隔离段一压力测点；12、隔离段二压力测点。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
实施例一
所述应用氮气隔离的燃气轮机启动优化控制系统，包括：天然气辅助截止阀3、天然气截止阀4、天然气放散阀一5、天然气放散阀二6、充氮隔离一次阀9、充氮隔离二次阀10、天然气控制阀一7、天然气控制阀二8、隔离段一压力测点11、隔离段二压力测点12、位置开关及相应连接管道。在原有的天然气截止阀4前方增装有天然气辅助截止阀3，天然气截止阀4与天然气辅助截止阀3之间形成隔离段一1，隔离段一1上设置天然气放散阀一5，通过天然气放散阀5保证隔离段一为常压，隔离段一1上设置隔离段一压力测点11，监测相关压力。使用氮气作为隔离气源，天然气截止阀4与天然气控制阀一7和天然气控制阀二8之间形成隔离段二2(天然气截止阀4与天然气控制阀一7、天然气控制阀二8之间形成封闭管段，在此注入氮气)，隔离段二2上设置天然气放散阀二6，隔离段二2上增装充氮隔离一次阀9和充氮隔离二次阀10，用以注入氮气，隔离段二2上设置隔离段二压力测点12，监测相关压力。
作为一种优选的实施例，天然气辅助截止阀3、天然气截止阀4、天然气放散阀5、天然气放散阀6、天然气控制阀7、天然气控制阀8均设有位置开关，带有位置开关功能。
作为一种优选的实施例，充氮隔离一次阀9与充氮隔离二次阀10之间的管道上设有压力测点。
作为一种优选的实施例，隔离段一1设置在隔离段二2前方，通过天然气放散阀一5保证前方隔离段为常压。
通过压力变送器监控隔离段一1、隔离段二2的压力，通过各阀门上的位置开关监控天然气辅助截止阀3、天然气截止阀4、天然气控制阀一7、天然气控制阀二8、天然气放散阀一5、天然气放散阀二6的位置。
实施例二
本发明的启动优化控制模块位于燃气轮机燃料模块，天然气通过该模块进入燃气轮机燃烧器。其控制方法：
燃气机组停机熄火后，天然气辅助截止阀3、天然气截止阀4关闭，隔离段一1对应的天然气放散阀一5打开。
燃气机组停机熄火后，天然气截止阀4、天然气控制阀一7、天然气控制阀二8关闭，隔离段二2对应的天然气放散阀二6打开，待隔离段二压力测点12压力测量值(P3)下降至常压后，关闭隔离段二2对应的天然气放散阀二6，依次开启充氮隔离一次阀9、充氮隔离二次阀10，保持隔离段二压力测点12压力测量值(P3)比隔离段一压力测点11压力测量值(P2)高30kPa以上(数据来源于日常机组充氮保养经验数据)。
投入隔离段二2的充氮隔离一次阀9、充氮隔离二次阀10后(即通过充氮隔离一次阀9、充氮隔离二次阀10注入氮气后)，需对天然气辅助截止阀3、天然气截止阀4、天然气控制阀一7、天然气控制阀二8、天然气放散阀一5及天然气放散阀二6上的位置开关进行连续监测，一旦连续监测丢失，下次启动需重新进行清吹程序。
投入隔离段二2的充氮隔离一次阀9、充氮隔离二次阀10后，需对隔离段一1、隔离段二2对应的压力进行连续监测，一旦连续监测丢失，或是隔离段二压力测点12压力测量值(P3)与隔离段一压力测点11压力测量值(P2)的差值小于20kPa(数据来源于日常机组充氮保养经验数据)，下次启动需重新进行清吹程序。
在充氮隔离系统工作正常情况下，下次燃气轮机启动前，需提前关闭充氮隔离一次阀9、充氮隔离二次阀10，关闭隔离段一1的天然气放散阀一5，机组一旦挂闸，先关闭天然气放散阀6，开启天然气辅助截止阀3，天然气截止阀4、天然气放散阀二5、天然气控制阀一7、天然气控制阀二8在燃气轮机启动后按照相关控制程序开启(不同机型的控制阀配置不同，开启次序也不同)，燃气轮机正常启动，同时取消清吹环节。

Claims (6)

1.一种应用氮气隔离的燃气轮机启动优化控制系统的控制方法，其特征在于，所述应用氮气隔离的燃气轮机启动优化控制系统，包括天然气辅助截止阀（3）、天然气截止阀（4）、天然气放散阀一（5）、天然气放散阀二（6）、天然气控制阀一（7）、天然气控制阀二（8）、充氮隔离一次阀（9）、充氮隔离二次阀（10）、隔离段一压力测点（11）、隔离段二压力测点（12）及相应连接管道；天然气截止阀（4）前方设置天然气辅助截止阀（3），天然气截止阀（4）与天然气辅助截止阀（3）之间形成隔离段一（1），隔离段一（1）上设置天然气放散阀一（5）和隔离段一压力测点（11）；天然气截止阀（4）后方与天然气控制阀一（7）和天然气控制阀二（8）之间形成隔离段二（2），隔离段二（2）上设置天然气放散阀二（6）和隔离段二压力测点（12），隔离段二（2）上还设置有充氮隔离一次阀（9）和充氮隔离二次阀（10）；包括以下步骤：
S1、燃气机组停机熄火后，天然气辅助截止阀（3）和天然气截止阀（4）关闭，隔离段一（1）对应的天然气放散阀一（5）打开，天然气控制阀一（7）和天然气控制阀二（8）关闭，隔离段二（2）对应的天然气放散阀二（6）打开，待隔离段二压力测点（12）压力测量值下降至常压后，关闭隔离段二（2）对应的天然气放散阀二（6），依次开启充氮隔离一次阀（9）和充氮隔离二次阀（10），保持隔离段二压力测点（12）压力测量值比隔离段一压力测点（11）压力测量值高30kPa以上；
S2、通过充氮隔离一次阀（9）和充氮隔离二次阀（10）注入氮气后，对天然气辅助截止阀（3）、天然气截止阀（4）、天然气控制阀一（7）、天然气控制阀二（8）、天然气放散阀一（5）及天然气放散阀二（6）上的位置开关进行连续监测；并对隔离段一（1）和隔离段二（2）对应的压力进行连续监测；
S3、在充氮隔离系统工作正常情况下，下次燃气轮机启动前，提前关闭充氮隔离一次阀（9）和充氮隔离二次阀（10），关闭隔离段一（1）的天然气放散阀一（5），燃气轮机组一旦挂闸，先关闭天然气放散阀（6），开启天然气辅助截止阀（3），天然气截止阀（4）、天然气放散阀二（5）、天然气控制阀一（7）和天然气控制阀二（8）在燃气轮机启动后按照相关控制程序开启，燃气轮机正常启动，同时取消清吹环节。
2.根据权利要求1所述的应用氮气隔离的燃气轮机启动优化控制系统的控制方法，其特征在于：天然气辅助截止阀（3）、天然气截止阀（4）、天然气放散阀（5）、天然气放散阀（6）、天然气控制阀（7）和天然气控制阀（8）均设有位置开关。
3.根据权利要求1所述的应用氮气隔离的燃气轮机启动优化控制系统的控制方法，其特征在于：充氮隔离一次阀（9）与充氮隔离二次阀（10）之间的管道上设有压力测点。
4.根据权利要求1所述的应用氮气隔离的燃气轮机启动优化控制系统的控制方法，其特征在于：隔离段一（1）设置在隔离段二（2）前方。
5.根据权利要求1所述的应用氮气隔离的燃气轮机启动优化控制系统的控制方法，其特征在于：所述步骤S2中，对天然气辅助截止阀（3）、天然气截止阀（4）、天然气控制阀一（7）、天然气控制阀二（8）、天然气放散阀一（5）及天然气放散阀二（6）上的位置开关的连续监测一旦丢失，燃气轮机下次启动时进行清吹程序。
6.根据权利要求1所述的应用氮气隔离的燃气轮机启动优化控制系统的控制方法，其特征在于：所述步骤S2中，对隔离段一（1）和隔离段二（2）对应的压力的连续监测一旦丢失，或是隔离段二压力测点（12）压力测量值与隔离段一压力测点（11）压力测量值的差值小于20kPa，燃气轮机下次启动时进行清吹程序。
CN202110258121.6A 2021-03-10 2021-03-10 一种应用氮气隔离的燃气轮机启动优化控制系统及方法 Active CN112780417B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110258121.6A CN112780417B (zh) 2021-03-10 2021-03-10 一种应用氮气隔离的燃气轮机启动优化控制系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110258121.6A CN112780417B (zh) 2021-03-10 2021-03-10 一种应用氮气隔离的燃气轮机启动优化控制系统及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112780417A CN112780417A (zh) 2021-05-11
CN112780417B true CN112780417B (zh) 2023-07-28

Family

ID=75762506

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110258121.6A Active CN112780417B (zh) 2021-03-10 2021-03-10 一种应用氮气隔离的燃气轮机启动优化控制系统及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112780417B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114017185B (zh) * 2021-10-11 2022-11-29 广东粤电新会发电有限公司 一种燃气轮机天然气调节管道充氮气阻防泄漏系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1971012A (zh) * 2005-11-07 2007-05-30 通用电气公司 燃气轮机燃料再循环系统和氮气清洗系统的方法和装置
CN101353983A (zh) * 2007-07-24 2009-01-28 通用电气公司 并联汽轮机燃料控制阀
CN214741695U (zh) * 2021-03-10 2021-11-16 浙江浙能技术研究院有限公司 应用氮气隔离的燃气轮机启动优化控制系统

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4335397B2 (ja) * 2000-02-01 2009-09-30 三菱重工業株式会社 ガスタービン燃料ガス漲装置
FR2989736B1 (fr) * 2012-04-18 2014-05-16 Ge Energy Products France Snc Procede de purge d'une turbine a gaz
US10865709B2 (en) * 2012-05-23 2020-12-15 Herng Shinn Hwang Flex-fuel hydrogen reformer for IC engines and gas turbines

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1971012A (zh) * 2005-11-07 2007-05-30 通用电气公司 燃气轮机燃料再循环系统和氮气清洗系统的方法和装置
CN101353983A (zh) * 2007-07-24 2009-01-28 通用电气公司 并联汽轮机燃料控制阀
CN214741695U (zh) * 2021-03-10 2021-11-16 浙江浙能技术研究院有限公司 应用氮气隔离的燃气轮机启动优化控制系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN112780417A (zh) 2021-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20120240591A1 (en) Method for shutting down a generator to prepare the generator for restart
CN112780417B (zh) 一种应用氮气隔离的燃气轮机启动优化控制系统及方法
CN110671605A (zh) 一种混氢天然气管道阀室安全放空系统及方法
CN203162944U (zh) 一种氢气燃烧器系统
CN214741695U (zh) 应用氮气隔离的燃气轮机启动优化控制系统
CN202133294U (zh) 一种加热炉煤气管道氮气自动吹扫装置
CN210831431U (zh) 一种混氢天然气管道阀室安全放空系统
CN210716217U (zh) 一种气动执行机构失去气源阀门保位分体装置
JPH05248269A (ja) ガス燃料の燃焼制御方法
JP3212895B2 (ja) ガスタービンの燃料供給装置およびその制御装置
WO2022183697A1 (zh) 一种电站锅炉蒸汽吹灰系统及其智能检漏识别方法
CN109708004A (zh) 一种低压燃气管道微小泄露在线监测系统及方法
EP3511537B1 (en) Gas turbine cogeneration system and operation mode change method therefor
JPH01147215A (ja) ガス燃焼機器に於ける二重遮断弁の漏洩検出方法
CN113551914B (zh) 一种燃油喷嘴试验件防积碳结构及方法
CN109386737B (zh) 富氧燃料系统安全切断阀泄漏检测装置及方法
CN214533240U (zh) 一种天然气介质燃调系统
CN218032701U (zh) 一种带燃气泄漏检测的燃烧控制系统
CN220926822U (zh) 煤气零放散自动控制系统
CN221004740U (zh) 一种具备压降速率检测装置的天然气管道破管保护系统
CN219976489U (zh) 一种锅炉烧嘴天然气伴烧操作控制装置
CN114033513B (zh) 一种火电机组应急启动供汽系统及方法
CN217499056U (zh) 一种能够实现气压控制的系统
CN220366428U (zh) 一种锅炉蒸汽吹灰系统
CN210688308U (zh) 一种导热油炉点火系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant