CN214895126U - 一种燃气轮机排气烟道可燃气体在线监测调节装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种燃气轮机排气烟道可燃气体在线监测调节装置，包括取样管、旁路管路、三通电磁阀、可燃气体检测器和电源模块；取样管一端与取样口连接引入被测气体，另一端与三通电磁阀的a端连接；旁路管路一端引入空气，另一端与三通电磁阀的b端连接；三通电磁阀的c端与可燃气体检测器连接，可燃气体检测器对输入的气体进行可燃气体浓度检测，并将其输出至现有的燃气轮机控制模块；当可燃气体浓度大于预设浓度阈值时，燃气轮机控制模块启动对燃气轮机的高盘吹扫。本实用新型能够对燃气轮机排气烟道可燃气体浓度的实时监测，消除可燃气体浓度过高引起燃烧或爆炸的安全隐患，保证了在线监测装置和机组安全可靠运行。

Description

一种燃气轮机排气烟道可燃气体在线监测调节装置

技术领域

本实用新型涉及气体监测的技术领域，更具体地，涉及一种燃气轮机排气烟道可燃气体在线监测调节装置。

背景技术

安萨尔多AE94.3A型“一拖一”燃气-蒸汽单轴联合循环热电联产机组一般以调峰运行为主，启动次数较多，燃气轮机停运后由于天然气供气管道内漏等原因，可能会在排气烟道聚集可燃气体，当温度达到天然气燃点时发生燃烧甚至爆炸，影响机组的安全运行。为了防止这种情况发生，根据通用标准，燃气轮机点火前要对排气烟道进行必要的空气吹扫，空气吹扫量以排气烟道3倍体积为参考。

2019年6月7日公开的中国专利CN109856325A提供了一种9FA燃气轮机联合循环NO₂排放源测量装置和方法，该装置包括发电机、低压缸、中压缸、高压缸、压气机、燃烧室、透平、余热锅炉、烟气分析仪一、烟气分析仪二和烟气分析仪三，发电机、低压缸、中压缸、高压缸、压气机、燃烧室、透平与余热锅炉依次相连，余热锅炉与燃气轮机匹配，烟气分析仪一设置在燃气轮机的透平排气口，烟气分析仪二设置在余热锅炉进口，烟气分析仪三设置在余热锅炉烟囱处，同股上述结构配合，能够准确测量出各位置的烟气中的NO浓度；但仅监测气体浓度，因烟气中可燃气体浓度过高发生燃烧爆炸的现象时有发生，当烟气中的可燃气体浓度聚集过高，则该方案无法应对，存在安全隐患，无法保证机组安全平稳运行。

实用新型内容

本实用新型为克服上述现有技术无法兼顾实时监测可燃气体浓度及消除可燃气体浓度过高引起的安全隐患的缺陷，提供一种燃气轮机排气烟道可燃气体在线监测调节装置，能够对燃气轮机排气烟道可燃气体浓度的实时监测，消除可燃气体浓度过高引起燃烧或爆炸的安全隐患，保证了在线监测装置和机组安全可靠运行。

本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：

本实用新型提供一种燃气轮机排气烟道可燃气体在线监测调节装置，所述装置包括取样管、旁路管路、三通电磁阀、可燃气体检测器和电源模块；

所述取样管的一端与排气烟道取样口连接，引入被测气体，取样管的另一端通过管道与三通电磁阀的a端连接；

所述旁路管路的一端引入空气，旁路管路的另一端通过管道与三通电磁阀的b端连接；

所述三通电磁阀的c端通过管道与可燃气体检测器气体输入端连接，可燃气体检测器信号输出端与燃气轮机控制模块连接；

所述可燃气体检测器对输入的气体进行可燃气体浓度检测，当可燃气体浓度大于预设浓度阈值时，可燃气体检测器向燃气轮机控制模块发送信号，燃气轮机控制模块启动对燃气轮机的高盘吹扫；

所述电源模块为三通电磁阀和可燃气体检测器供电。

旁路管路引入的空气既可以作为附加的冷源，又可以作为可燃气体浓度超标后对监测装置内管道的排空吹扫气源，还可以作为隔离措施，燃气轮机控制模块在机组点火后自动旁路掉排气烟道的高温排气。

优选地，燃气轮机正常运转时，电源模块向三通电磁阀供电，三通电磁阀的b端—c端连通，旁路管路引入的空气经三通电磁阀的b端—c端至可燃气体检测器；燃气轮机停机进行空气吹扫时，电源模块断开向三通电磁阀的供电，三通电磁阀的a端—c端连通，取样管引入的被测气体经三通电磁阀的a端—c端至可燃气体检测器供其检测；当空气吹扫结束后燃气轮机再次启动，电源模块再次向三通电磁阀供电，三通电磁阀的b端—c端再次连通，旁路管路引入的空气再次进入监测调节装置；当可燃气体检测器测得的可燃气体浓度大于预设浓度阈值时，燃气轮机控制模块启动对燃气轮机的高盘吹扫。

优选地，所述装置还包括冷却器，所述冷却器设置在排气烟道取样口与取样管的一端之间。所述冷却器的用于对取样管引入的被测气体进行冷却，防止高温的被测气体进入监测装置后，损坏装置内的设备。

优选地，所述装置还包括减压阀和除湿器；

所述减压阀的一端与取样管的另一端连接，减压阀的另一端与除湿器的一端连接，除湿器的另一端与三通电磁阀的a端连接。

所述减压阀用于降低来自排气烟道的压力，保护监测装置的运行安全；所述除湿器用于去除可燃气体燃烧时产生的水分。

优选地，所述装置还包括二氧化硫滤除器，所述二氧化硫滤除器设置于三通电磁阀的c端与可燃气体检测器之间。所述二氧化硫滤除器用于去除可燃气体燃烧时产生的含硫成分。

优选地，所述装置还包括流量指示器，所述流量指示器设置于二氧化硫滤除器与可燃气体检测器之间。所述流量指示器用于直观显示进入可燃气体检测器的气体流量，气体流量过大时，限制取样管的进气流量，起到限流作用。

优选地，所述装置还包括火灾报警器，所述火灾报警器与可燃气体检测器信号输出端连接，当可燃气体浓度大于预设浓度阈值时，可燃气体检测器向火灾报警器发送信号，火灾报警器发出火灾报警。所述火灾报警器用于将报警信息快速通知运维人员，提高运维效率。

优选地，所述取样管的长度至少为20米。所述取样管的作用是在冷却器故障时，对被测气体起到自然冷却的效果，防止高温的被测气体进入监测装置后，损坏装置内的设备。取样管长度可根据现场设备实际布置，短于20米自然冷却效果不佳；选择散热特性良好的金属作为材料制成。

优选地，所述管道为尼龙管道。尼龙管具有耐磨损、耐腐蚀、耐高温、表面光滑，防生锈和结垢淤积、柔软易弯曲，便于安装、尺寸稳定、渗透率小、电阻大的优点。

优选地，所述可燃气体检测器为泵吸式可燃气体检测器。泵吸式可燃气体检测器通过电源模块带动配置的气泵对被测气体进行抽气，检测速度快，对危险区域可进行远距离测试，保证监测装置和运维人员的安全。

与现有技术相比，本实用新型技术方案的有益效果是：

本实用新型通过设置取样管引入被测气体，设置旁路管路引入空气，取样管可以对被测气体进行自然冷却，防止高温的被测气体进入监测装置后，损坏装置内的设备；将取样管和旁路管路连接至三通电磁阀后，供可燃气体检测器检测可燃气体浓度，通过改变电源模块对三通电磁阀的通断电，切换进入可燃气体检测器的气体，实现在线监测装置对燃气轮机排气烟道可燃气体浓度的实时监测；当燃气轮机排气烟道可燃气体浓度超过预设浓度阈值时，燃气轮机控制模块启动对燃气轮机的高盘吹扫，防止发生燃气轮机停运天然气供气管道内漏等原因使可燃气体浓度过高发生燃烧甚至爆炸的情况，消除了安全隐患；旁路管路引入的空气既可以作为附加的冷源，又可以作为可燃气体浓度超标后对在线监测装置内管道的排空吹扫气源，还可以作为隔离措施，燃气轮机控制模块在机组点火后自动旁路掉排气烟道的高温排气，保证了在线监测装置和机组安全可靠运行。

附图说明

图1为实施例1所述燃气轮机排气烟道可燃气体在线监测调节装置的示意图；

图2为实施例2所述燃气轮机排气烟道可燃气体在线监测调节装置的示意图；

1-取样管，2-旁路管路，3-三通电磁阀，4-可燃气体检测器，5-电源模块，6-冷却器，7-减压阀，8-除湿器，9-二氧化硫滤除器，10-流量指示器，11-火灾报警器。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的说明。

实施例1

本实施例提供一种燃气轮机排气烟道可燃气体在线监测调节装置，如图1所示，所述装置包括取样管1、旁路管路2、三通电磁阀3、可燃气体检测器4和电源模块5；

所述取样管1的一端与排气烟道取样口连接，引入被测气体，取样管1的另一端通过管道与三通电磁阀3的a端连接；

所述旁路管路2的一端引入空气，旁路管路2的另一端通过管道与三通电磁阀3的b端连接；

所述三通电磁阀3的c端通过管道与可燃气体检测器4气体输入端连接，可燃气体检测器4信号输出端与燃气轮机控制模块连接；

所述可燃气体检测器4对输入的气体进行可燃气体浓度检测，当可燃气体浓度大于预设浓度阈值时，可燃气体检测器4向燃气轮机控制模块发送信号，燃气轮机控制模块启动对燃气轮机的高盘吹扫；

所述电源模块5为三通电磁阀3和可燃气体检测器4供电。

在具体实施过程中，燃气轮机正常运转时，电源模块5向三通电磁阀3供电，三通电磁阀3的b端—c端连通，旁路管路2引入的空气经三通电磁阀3的b端—c端至可燃气体检测器4；燃气轮机停机进行空气吹扫时，电源模块5断开向三通电磁阀3的供电，三通电磁阀3的a端—c端连通，取样管1引入的被测气体经三通电磁阀3的a端—c端至可燃气体检测器4供其检测；当空气吹扫结束后燃气轮机再次启动，电源模块5再次向三通电磁阀3供电，三通电磁阀3的b端—c端再次连通，旁路管路2引入的空气再次进入监测调节装置；当可燃气体检测器4测得的可燃气体浓度大于预设浓度阈值时，燃气轮机控制模块启动对燃气轮机的高盘吹扫。

旁路管路2引入的空气既可以作为附加的冷源，又可以作为可燃气体浓度超标后对监测装置内管道的排空吹扫气源，还可以作为隔离措施，燃气轮机控制模块在机组点火后自动旁路掉排气烟道的高温排气。

实施例2

本实施例提供一种燃气轮机排气烟道可燃气体在线监测调节装置，如图2所示，所述装置包括取样管1、旁路管路2、三通电磁阀3、可燃气体检测4、电源模块5、冷却器6、减压阀7、除湿器8、二氧化硫滤除器9、流量指示器10和火灾报警器11；

所述冷却器6的一端通过管道与排气烟道取样口连接，引入被测气体，冷却器6的另一端通过管道与取样管1的一端连接，取样管1的另一端通过管道与减压阀7的一端连接，减压阀7的另一端通过管道与除湿器8的一端连接，除湿器8的另一端通过管道与三通电磁阀3的a端连接，三通电磁阀3的c端通过管道与二氧化硫滤除器9的一端连接，二氧化硫滤除器9的另一端通过管道与流量指示器10的一端连接，流量指示器10的另一端通过管道与可燃气体检测器4气体输入端连接，可燃气体检测器4信号输出端与火灾报警器11和燃气轮机控制模块连接；

所述旁路管路2的一端引入空气，旁路管路2的另一端通过管道与三通电磁阀3的b端连接；

所述可燃气体检测器4对输入的气体进行可燃气体浓度检测，并将检测到的可燃气体浓度输出至火灾报警器11和现有的燃气轮机控制模块；当可燃气体浓度大于预设浓度阈值时，火灾报警器11发出火灾报警、燃气轮机控制模块将燃气轮机启动方式切换至高盘吹扫模式；本实施例中，预设浓度阈值为25％LEL。

所述电源模块5为三通电磁阀3和可燃气体检测器4供电。

在本实施例中，所述取样管1为长度至少20米、外径10毫米的铜管；所述管道为尼龙管道；所述可燃气体检测器4为泵吸式可燃气体检测器。

在具体实施过程中，机组正常运转时，电源模块5稳定地向三通电磁阀3供电，此时三通电磁阀3的b端—c端连通，可燃气体检测器4检测旁路管路2引入的空气；当机组停机进行空气吹扫时，电源模块5停止向三通电磁阀3供电，此时三通电磁阀3的a端—c端连通，被测气体经冷却器6和取样管1冷却、减压阀7减压、除湿器8除湿、二氧化硫滤除器9滤除含硫成分、流量指示器10指示限流后，进入可燃气体检测器4进行可燃气体浓度检测，当可燃气体浓度大于预设浓度阈值时，可燃气体检测器4向火灾报警器11和燃气轮机控制模块发出信号，火灾报警器11发出火灾报警、燃气轮机控制模块启动对燃气轮机的高盘吹扫。机组正常运行时吹扫时间为360S，若可燃气体浓度超过预设浓度阈值时，燃气轮机控制模块启动对燃气轮机的高盘吹扫，吹扫时间为720秒；燃气轮机点火失败时，下一次启动的吹扫时间为720S。本实施例不仅能实时监测燃气轮机排气烟道可燃气体浓度，还可对被测气体实现冷却、减压、吸湿、除硫过滤、限流操作，保证在线监测装置安全、经济、可靠运行。

相同或相似的标号对应相同或相似的部件；

附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种燃气轮机排气烟道可燃气体在线监测调节装置，其特征在于，所述装置包括取样管(1)、旁路管路(2)、三通电磁阀(3)、可燃气体检测器(4)和电源模块(5)；

所述取样管(1)的一端与燃气轮机排气烟道的取样口连接，引入被测气体，取样管(1)的另一端与三通电磁阀(3)的a端连接；

所述旁路管路(2)的一端引入空气，旁路管路(2)的另一端与三通电磁阀(3)的b端连接；

所述三通电磁阀(3)的c端通过管道与可燃气体检测器(4)气体输入端连接，可燃气体检测器(4)信号输出端与燃气轮机控制模块连接；

所述可燃气体检测器(4)对输入的气体进行可燃气体浓度检测，当可燃气体浓度大于预设浓度阈值时，可燃气体检测器(4)向燃气轮机控制模块发送信号，燃气轮机控制模块启动对燃气轮机的高盘吹扫；

所述电源模块(5)为三通电磁阀(3)和可燃气体检测器(4)供电。

2.根据权利要求1所述的燃气轮机排气烟道可燃气体在线监测调节装置，其特征在于，燃气轮机正常运转时，电源模块(5)向三通电磁阀(3)供电，三通电磁阀(3)的b端—c端连通，旁路管路(2)引入的空气经三通电磁阀(3)的b端—c端至可燃气体检测器(4)；燃气轮机停机进行空气吹扫时，电源模块(5)断开向三通电磁阀(3)的供电，三通电磁阀(3)的a端—c端连通，取样管(1)引入的被测气体经三通电磁阀(3)的a端—c端至可燃气体检测器(4)供其检测；当空气吹扫结束后燃气轮机再次启动，电源模块(5)再次向三通电磁阀(3)供电，三通电磁阀(3)的b端—c端再次连通，旁路管路(2)引入的空气再次进入监测调节装置；当可燃气体检测器(4)测得的可燃气体浓度大于预设浓度阈值时，燃气轮机控制模块启动对燃气轮机的高盘吹扫。

3.根据权利要求2所述的燃气轮机排气烟道可燃气体在线监测调节装置，其特征在于，所述装置还包括冷却器(6)，所述冷却器(6)设置在排气烟道的取样口与取样管(1)的一端之间。

4.根据权利要求3所述的燃气轮机排气烟道可燃气体在线监测调节装置，其特征在于，所述装置还包括减压阀(7)和除湿器(8)；

所述减压阀(7)的一端与取样管(1)的另一端连接，减压阀(7)的另一端与除湿器(8)的一端连接，除湿器(8)的另一端与三通电磁阀(3)的a端连接。

5.根据权利要求4所述的燃气轮机排气烟道可燃气体在线监测调节装置，其特征在于，所述装置还包括二氧化硫滤除器(9)，所述二氧化硫滤除器(9)设置于三通电磁阀(3)的c端与可燃气体检测器(4)气体输入端之间。

6.根据权利要求5所述的燃气轮机排气烟道可燃气体在线监测调节装置，其特征在于，所述装置还包括流量指示器(10)，所述流量指示器(10)设置于二氧化硫滤除器(9)与可燃气体检测器(4)气体输入端之间。

7.根据权利要求6所述的燃气轮机排气烟道可燃气体在线监测调节装置，其特征在于，所述装置还包括火灾报警器(11)，所述火灾报警器(11)与可燃气体检测器(4)信号输出端连接，当可燃气体浓度大于预设浓度阈值时，可燃气体检测器(4)向火灾报警器(11)发送信号，火灾报警器(11)发出火灾报警。

8.根据权利要求7所述的燃气轮机排气烟道可燃气体在线监测调节装置，其特征在于，所述取样管(1)的长度至少为20米。

9.根据权利要求8所述的燃气轮机排气烟道可燃气体在线监测调节装置，其特征在于，所述管道为尼龙管道。

10.根据权利要求9所述的燃气轮机排气烟道可燃气体在线监测调节装置，其特征在于，所述可燃气体检测器(4)为泵吸式可燃气体检测器。

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