CN206973269U - 燃气发动机燃料气的热值和华白指数调节装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种燃气发动机燃料气的热值和华白指数调节装置，它包括高热值燃气处理系统、低热值燃气处理系统和发动机燃气处理系统，所述的高热值燃气处理系统为一用一备包括加热前分流系统A、加热器A6和加热后分流系统A，加热前分流系统A内分为前支路通路A1和前支路通路A2；所述的加热后分流系统A包括后支路通路A1和后支路通路A2；所述的发动机燃气处理系统包括混合器19和热值仪20；所述的高热值燃气处理系统和低热值燃气处理系统的结构和组成相似且为并联关系，高热值燃气处理系统和低热值燃气处理系统对应部件的标号分别以首字母A和B区分。本实用新型的有益效果是：多功能处理、能够调节和控制热值以及华白指数、安全可靠。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种燃气发动机燃料气的热值和华白指数调节装置。
背景技术
燃气发动机通常采用管输天然气、气化后的液化天然气、气化后的液化石油气、高炉气、焦炉煤气等燃料气中的一种或多种混合作为其动力能源。然而就选定的燃气发动机而言，由于其燃料喷嘴面积、喷嘴前后燃烧的压比和燃烧状况的设计是针对某一具体压力和热值的燃料来设计的，因而一旦设计和制造完成，其允许燃料热值变化的范围是有限的。燃料热值过大的变化，对发动机的输出功率、排放烟气、热部件寿命和燃烧的稳定都会造成影响，有时就不得不通过更换燃烧控制系统的硬件来满足要求。对于一个给定的燃料燃烧系统，通常采用华白指数WI(Wobbe Index)来衡量燃料热值的可变化范围。
发动机燃烧室内是有一定压力的，为了确保燃料以一定流量和速度喷入燃烧室，燃料喷嘴的入口处必须具有一定的压力，过高或过低都会使燃烧室内的火焰偏离设计区域，影响发动机的正常运行，甚至对热部件造成损失。另外在不同的运行工况下，燃烧室内的压力是不同的，这就要求进入燃烧室燃料的压力也相应变化，因此发动机自带的燃料模块在发动机控制系统的控制下，一直对进入燃烧室的燃料压力进行着调节。为确保发动机自带的燃料模块在发动机控制系统的控制下能正常工作，同时考虑到管道、过滤器、加热器等设备造成的压降，因此对进入发动机燃料模块前的燃料气压力有着稳定的要求。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种多功能处理、能够调节和控制热值以及华白指数、安全可靠的燃气发动机燃料气的热值和华白指数调节装置。
本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种燃气发动机燃料气的热值和华白指数调节装置，它包括高热值燃气处理系统、低热值燃气处理系统和发动机燃气处理系统，所述的高热值燃气处理系统包括加热前分流系统A、加热器A6和加热后分流系统A，加热前分流系统A内分为前支路通路A1和前支路通路A2，前支路通路A1和前支路通路A2的结构组成相似且为并联关系，前支路通路A1包括切断阀A1A、过滤器A2A、流量计A3A、流量控制阀A4A和热值仪A35A，切断阀A1A、过滤器A2A、流量计A3A、流量控制阀A4A依次首尾连接，热值仪A35A的进口管路T1连通于过滤器A2A与流量计A3A之间的管路中，热值仪A35A在切断阀A1A与流量控制阀A4A之间的管路上连接有多个测点；所述的加热器A6的进口与流量控制阀A4A的出口连接；所述的加热后分流系统A包括后支路通路A1和后支路通路A2，后支路通路A1和后支路通路A2的结构和组成相似且为并联关系，所述的后支路通路A1包括切断阀A9A、联锁切断阀A10A、调压器A11A、调节阀A12A、测压仪A55A和切断阀A16A，切断阀A9A、联锁切断阀A10A、调压器A11A、调节阀A12A和切断阀A16A依次首尾连接，测压仪A55A在调节阀A12A和切断阀A16A之间的管路上连接有多个测点，切断阀A9A的进口与加热器A6的出口连接，切断阀A16A的出口与止回阀A18的进口连接；所述的发动机燃气处理系统包括混合器19和热值仪20，混合器19的进口与止回阀A18的出口连接，混合器19的出口与发动机燃气管道连接，热值仪20在发动机燃气管道上连接有多个测点；所述的高热值燃气处理系统和低热值燃气处理系统的结构和组成相似且为并联关系，高热值燃气处理系统和低热值燃气处理系统对应部件的标号分别以首字母A和B区分。
进一步地，所述的前支路通路A1和前支路通路A2、后支路通路A1和后支路通路A2均根据实际需要单独设置或共同组合设置。
进一步地，所述的切断阀A16A与止回阀A18之间的管路上连接安装有热值反馈阀A17，热值反馈阀A17与加热器A6连接。
进一步地，所述的过滤器A2A为管道式过滤器或容器式过滤器，能够过滤99％以上的直径不大于1μm的固体颗粒。
进一步地，所述的流量计A3A为质量流量计、超声波流量计、涡轮流量计、涡街流量计、文丘里流量计或皮托流量计，能够测量密度和流量。
进一步地，所述的加热器A6为管壳式热交换器、板片式热交换器或绕管式热交换器；加热器A6上设有温度控制阀A8。
进一步地，所述的止回阀A18为升降式止回阀、旋启式止回阀或蝶式止回阀。
本实用新型具有以下优点：
1、本实用新型所述的燃气发动机燃料气的热值和华白指数调节装置具有多功能处理、能够调节和控制热值以及华白指数、安全可靠的特点，本实用新型主要针对两股及两股以上高、低热值燃气进行混合时，对各股燃气进行机械杂质过滤、流量调节和计量、热值和华白指数检测计量、加热、压力调节和切断等，并控制各股燃气混合后的混合燃气的压力、控制和调节其热值和华白指数，保证进入燃气发动机的燃气模块的燃料气符合发动机燃气技术要求，功能处理多，控制和调节有效方便，装置设备整体安全可靠。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本发明所述的前支路通路A1和前支路通路A2单独设置时逆时针旋转90°的结构示意图；
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的描述，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。
如图1和图2所示，一种燃气发动机燃料气的热值和华白指数调节装置，它包括高热值燃气处理系统、低热值燃气处理系统和发动机燃气处理系统，所述的高热值燃气处理系统包括加热前分流系统A、加热器A6和加热后分流系统A，加热前分流系统A内分为前支路通路A1和前支路通路A2，前支路通路A1和前支路通路A2的结构组成相似且为并联关系，前支路通路A1包括切断阀A1A、过滤器A2A、流量计A3A、流量控制阀A4A和热值仪A35A，切断阀A1A、过滤器A2A、流量计A3A、流量控制阀A4A依次首尾连接，热值仪A35A的进口管路T1连通于过滤器A2A与流量计A3A之间的管路中，热值仪A35A在切断阀A1A与流量控制阀A4A之间的管路上连接有多个测点；所述的加热器A6的进口与流量控制阀A4A的出口连接；所述的加热后分流系统A包括后支路通路A1和后支路通路A2，后支路通路A1和后支路通路A2的结构和组成相似且为并联关系，所述的后支路通路A1包括切断阀A9A、联锁切断阀A10A、调压器A11A、调节阀A12A、测压仪A55A和切断阀A16A，切断阀A9A、联锁切断阀A10A、调压器A11A、调节阀A12A和切断阀A16A依次首尾连接，测压仪A55A在调节阀A12A和切断阀A16A之间的管路上连接有多个测点，切断阀A9A的进口与加热器A6的出口连接，切断阀A16A的出口与止回阀A18的进口连接；所述的发动机燃气处理系统包括混合器19和热值仪20，混合器19的进口与止回阀A18的出口连接，混合器19的出口与发动机燃气管道连接，热值仪20在发动机燃气管道上连接有多个测点；所述的高热值燃气处理系统和低热值燃气处理系统的结构和组成相似且为并联关系，高热值燃气处理系统和低热值燃气处理系统对应部件的标号分别以首字母A和B区分。
进一步地，作为本实用新型的优选实施方式，所述的前支路通路A1和前支路通路A2、后支路通路A1和后支路通路A2均根据实际需要单独设置或共同组合设置；所述的切断阀A16A与止回阀A18之间的管路上连接安装有热值反馈阀A17，热值反馈阀A17与加热器A6连接；所述的过滤器A2A为管道式过滤器或容器式过滤器，能够过滤99％以上的直径不大于1μm的固体颗粒；所述的流量计A3A为质量流量计、超声波流量计、涡轮流量计、涡街流量计、文丘里流量计或皮托流量计，能够测量密度和流量；所述的加热器A6为管壳式热交换器、板片式热交换器或绕管式热交换器；加热器A6上设有温度控制阀A8；所述的止回阀A18为升降式止回阀、旋启式止回阀或蝶式止回阀。
本实用新型的工作过程如下：将本实用新型的各个系统按照图1和图2所示的连接关系进行安装，本实用新型安装完成后即可开始使用。对华白指数的调整和修正：利用流量计A3A/A3B、流量计B3A/B3B分别测量出高热值燃气、低热值燃气的流量和密度，在热值仪A35A/A35B、热值仪B35A/B35B中分别测量出高热值燃气、低热值燃气的热值，通过通过PLC或DCS的编程运算，分别计算出高、低热值燃气的华白指数A1、B1，在热值仪20中测量出混合后的燃气发动机燃料气的热值，计算出其华白指数W1；将华白指数W1与规定值进行对比，分别调整高、低热值燃气的流量，使得混合后的燃气发动机燃料气的华白指数在规定值的范围之内。对一个给定的燃气发动机燃烧系统，在高、低热值燃气给定的条件下，采用修正华白指数MWI来衡量气体燃料热值的可变化范围，修正华白指数MWI的计算式为：
式中：LHV为燃料气的低位热值，单位：Btu/Scf(1MJ/Nm3＝26.83919Btu/Scf)；
MWgas为燃料气的相对分子质量；
28.96为空气的相对分子质量；
Tgas为燃料气温度，单位：兰氏度°R，°R＝°F+459.67，°F为华氏度，°F＝32+℃×1.8；
SG为燃料气密度与空气密度之比；
调整高、低热值燃气的混合配比、压力以及混合燃料气的温度、压力均可实现对华白指数的调整和修正。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。
Claims (7)
1.一种燃气发动机燃料气的热值和华白指数调节装置，其特征在于：它包括高热值燃气处理系统、低热值燃气处理系统和发动机燃气处理系统，所述的高热值燃气处理系统包括加热前分流系统A、加热器A6和加热后分流系统A，加热前分流系统A内分为前支路通路A1和前支路通路A2，前支路通路A1和前支路通路A2的结构组成相同且为并联关系，前支路通路A1包括切断阀A1A、过滤器A2A、流量计A3A、流量控制阀A4A和热值仪A35A，切断阀A1A、过滤器A2A、流量计A3A、流量控制阀A4A依次首尾连接，热值仪A35A的进口管路T1连通于过滤器A2A与流量计A3A之间的管路中，热值仪A35A在切断阀A1A与流量控制阀A4A之间的管路上连接有多个测点；所述的加热器A6的进口与流量控制阀A4A的出口连接；所述的加热后分流系统A包括后支路通路A1和后支路通路A2，后支路通路A1和后支路通路A2的结构和组成相同且为并联关系，所述的后支路通路A1包括切断阀A9A、联锁切断阀A10A、调压器A11A、调节阀A12A、测压仪A55A和切断阀A16A，切断阀A9A、联锁切断阀A10A、调压器A11A、调节阀A12A和切断阀A16A依次首尾连接，测压仪A55A在调节阀A12A和切断阀A16A之间的管路上连接有多个测点，切断阀A9A的进口与加热器A6的出口连接，切断阀A16A的出口与止回阀A18的进口连接；所述的发动机燃气处理系统包括混合器19和热值仪20，混合器19的进口与止回阀A18的出口连接，混合器19的出口与发动机燃气管道连接，热值仪20在发动机燃气管道上连接有多个测点；所述的高热值燃气处理系统和低热值燃气处理系统的结构和组成相同且为并联关系，高热值燃气处理系统和低热值燃气处理系统对应部件的标号分别以首字母A和B区分。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的前支路通路A1和前支路通路A2、后支路通路A1和后支路通路A2均根据实际需要单独设置或共同组合设置。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的切断阀A16A与止回阀A18之间的管路上连接安装有热值反馈阀A17，热值反馈阀A17与加热器A6连接。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的过滤器A2A为管道式过滤器或容器式过滤器，能够过滤99%以上的直径不大于1μm的固体颗粒。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的流量计A3A为质量流量计、超声波流量计、涡轮流量计、涡街流量计、文丘里流量计或皮托流量计，能够测量密度和流量。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的加热器A6为管壳式热交换器、板片式热交换器或绕管式热交换器；加热器A6上设有温度控制阀A8。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的止回阀A18为升降式止回阀、旋启式止回阀或蝶式止回阀。
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