CN214741695U - 应用氮气隔离的燃气轮机启动优化控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型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。本实用新型的有益效果是：本实用新型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

应用氮气隔离的燃气轮机启动优化控制系统

技术领域

本实用新型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。

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。

实用新型内容

本实用新型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。

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、天然气放散阀一、天然气放散阀二、天然气控制阀一和天然气控制阀二均设有位置开关。

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。

本实用新型的有益效果是：本实用新型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实用新型做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型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，通过天然气放散阀一5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

本实用新型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二6，开启天然气辅助截止阀3，天然气截止阀4、天然气放散阀一5、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 (4)

1.一种应用氮气隔离的燃气轮机启动优化控制系统，其特征在于：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)。

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，其特征在于：天然气辅助截止阀(3)、天然气截止阀(4)、天然气放散阀一(5)、天然气放散阀二(6)、天然气控制阀一(7)和天然气控制阀二(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，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，其特征在于：隔离段一(1)设置在隔离段二(2)前方。

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