專利名稱：燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)惰性氣體保護(hù)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組(Combined Cycle Power Plant，簡(jiǎn)稱CCPP)的惰性氣體保護(hù)控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
中國(guó)已是世界上最大的鋼鐵生產(chǎn)國(guó)，鋼鐵在生產(chǎn)過(guò)程中伴隨產(chǎn)生大量的高爐煤氣 (Bre)、焦?fàn)t煤氣(COG)、轉(zhuǎn)爐煤氣(LDG)等可燃性氣體。我國(guó)鋼鐵企業(yè)高爐煤氣年產(chǎn)量為 7000 9000億m3，除煉鐵使用外仍有大量富余煤氣。燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)可利用鋼鐵廠富余煤氣產(chǎn)熱發(fā)電，全廠熱效率較高，可達(dá)43% 45%，即有效利用了二次能源， 又降低了環(huán)境污染。CCPP機(jī)組的燃機(jī)在啟停過(guò)程中需利用高壓惰性氣體吹掃置換燃機(jī)Syngas模塊入口的高壓煤氣，由于燃機(jī)Syngas模塊工作壓力較高，一般為18 22bar，且燃機(jī)調(diào)試時(shí)啟停頻繁，因此，吹掃保護(hù)氣體也必須維持在一定壓力范圍內(nèi)，既不能過(guò)低，低于燃機(jī)跳機(jī)限值則燃機(jī)跳機(jī)；也不能過(guò)高，高于安全閥起跳壓力則安全閥動(dòng)作。同時(shí)，由于吹掃瞬間保護(hù)氣壓降較大，加之受調(diào)節(jié)閥動(dòng)作滯后所限，惰性保護(hù)氣系統(tǒng)壓力很難保證穩(wěn)定運(yùn)行。一旦惰性保護(hù)氣系統(tǒng)壓力不足，燃機(jī)在啟停過(guò)程中燃料“油切氣”和“氣切油”都不能完成，嚴(yán)重影響機(jī)組運(yùn)行。傳統(tǒng)保護(hù)氣控制調(diào)節(jié)多采用減壓閥，但是其存在如下弊端一、吹掃過(guò)程中減壓閥瞬間流量跟不上，導(dǎo)致壓力低于預(yù)設(shè)值后可能會(huì)造成燃機(jī)跳機(jī)；二、不吹掃過(guò)程中閥后壓力波動(dòng)，因減壓閥本身閥門的泄漏導(dǎo)致閥后壓力緩慢升高，易導(dǎo)致閥后安全閥動(dòng)作，或者因后續(xù)管道的泄漏導(dǎo)致保護(hù)氣壓力緩慢下降而減壓閥不能及時(shí)開(kāi)啟，壓力無(wú)法迅速恢復(fù)。因此，惰性氣體的吹掃、保護(hù)系統(tǒng)及控制一直是困擾CCPP機(jī)組正常運(yùn)行的一個(gè)難點(diǎn)ο

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于為CCPP機(jī)組提供一種惰性氣體保護(hù)及控制系統(tǒng)，滿足CCPP機(jī)組的正常運(yùn)行。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)解決方案為燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)惰性氣體保護(hù)控制系統(tǒng)是由中壓儲(chǔ)罐，中壓調(diào)節(jié)閥組，增壓系統(tǒng)，高壓儲(chǔ)罐，高壓調(diào)節(jié)閥組，高壓保護(hù)回路組成。所述的中壓儲(chǔ)罐上設(shè)有氣體入口和氣體出口，中壓調(diào)節(jié)閥組由第一調(diào)節(jié)閥、一對(duì)球閥及管道構(gòu)成，一對(duì)球閥分別經(jīng)管道設(shè)置在調(diào)節(jié)閥的兩端，中壓調(diào)節(jié)閥組的氣體進(jìn)口與中壓儲(chǔ)罐上的氣體出口管道連接，在中壓調(diào)節(jié)閥組的進(jìn)口管道和出口管道上設(shè)有旁路管道，旁路管道上設(shè)置截止閥，增壓系統(tǒng)由第一增壓裝置、第二增壓裝置構(gòu)成，中壓調(diào)節(jié)閥組的氣體出口經(jīng)管道分別與第一增壓裝置、第二增壓裝置連接，第一增壓裝置、第二增壓裝置的氣體出口經(jīng)管道合為一路連接至高壓儲(chǔ)罐的氣體進(jìn)口，高壓調(diào)節(jié)閥組為兩路，分別由第二調(diào)節(jié)閥、第三調(diào)節(jié)閥、兩對(duì)球閥及管道構(gòu)成，第二調(diào)節(jié)閥及第三調(diào)節(jié)閥的兩端分別設(shè)有球閥，高壓調(diào)節(jié)閥組的氣體進(jìn)口與高壓儲(chǔ)罐上的氣體出口管道連接，在兩路高壓調(diào)節(jié)閥組的進(jìn)口管道和出口管道上分別設(shè)有旁路管道，旁路管道上串聯(lián)設(shè)置兩個(gè)截止閥，兩路高壓調(diào)節(jié)閥組的氣體出口分別經(jīng)管道與第一燃機(jī)Syngas 模塊的氣體入口、第二燃機(jī)Syngas模塊的氣體入口連接，兩路高壓調(diào)節(jié)閥組出口管道之間設(shè)置通路管道，通路管道上設(shè)有聯(lián)通阻斷閥，兩路高壓調(diào)節(jié)閥組出口管道上還分別設(shè)有高壓保護(hù)回路管道，高壓保護(hù)回路管道連接至中壓儲(chǔ)罐上的氣體出口與中壓調(diào)節(jié)閥組氣體進(jìn)口的連接管道上，在接自第一燃機(jī)Syngas模塊氣體入口管道的高壓保護(hù)回路管道上，沿氣體流動(dòng)方向依次設(shè)置截止閥、第四調(diào)節(jié)閥、止回閥、截止閥，在接自第二燃機(jī)Syngas模塊氣體入口管道的高壓保護(hù)回路管道上，沿氣體流動(dòng)方向依次設(shè)置截止閥、第五調(diào)節(jié)閥、止回閥、截止閥。在所述的中壓調(diào)節(jié)閥組氣體出口管道上設(shè)有智能壓力表PIC，智能壓力表PIC經(jīng)信號(hào)線連接DCS控制系統(tǒng)，DCS控制系統(tǒng)經(jīng)信號(hào)線連接第一調(diào)節(jié)閥。在所述的高壓儲(chǔ)罐上設(shè)有智能壓力表PIC，智能壓力表PIC經(jīng)信號(hào)線連接DCS控制系統(tǒng)，DCS控制系統(tǒng)經(jīng)信號(hào)線分別連接第一增壓裝置、第二增壓裝置。在所述的第一燃機(jī)Syngas模塊的氣體入口連接管道上設(shè)有智能壓力表PIC，智能壓力表PIC經(jīng)信號(hào)線連接DCS控制系統(tǒng)，DCS控制系統(tǒng)經(jīng)信號(hào)線分別連接第二調(diào)節(jié)閥和第四調(diào)節(jié)閥。在所述的第二燃機(jī)Syngas模塊的氣體入口管道上設(shè)有智能壓力表PIC，智能壓力表Pic經(jīng)信號(hào)線連接DCS控制系統(tǒng)，DCS控制系統(tǒng)經(jīng)信號(hào)線分別連接第三調(diào)節(jié)閥和第五調(diào)節(jié)閥。由于采用了以上方案，本發(fā)明的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)惰性氣體保護(hù)控制系統(tǒng)，通過(guò)中壓儲(chǔ)罐對(duì)惰性保護(hù)氣進(jìn)行一級(jí)緩沖，使中壓惰性氣體氣源更加穩(wěn)定。緩沖后的中壓惰性氣體經(jīng)中壓調(diào)節(jié)閥組進(jìn)行流量調(diào)節(jié)控制。中壓調(diào)節(jié)閥組氣體出口管道上的智能壓力表 PIC與第一調(diào)節(jié)閥聯(lián)鎖，當(dāng)中壓調(diào)節(jié)閥組后的惰性氣體壓力低于設(shè)定值時(shí)，通過(guò)DCS控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)第一調(diào)節(jié)閥開(kāi)度，使合適流量的中壓惰性氣體進(jìn)入增壓系統(tǒng)。在增壓系統(tǒng)中，中壓惰性氣體壓力升高，變?yōu)楦邏憾栊詺怏w。高壓惰性氣體通過(guò)管道進(jìn)入高壓儲(chǔ)罐進(jìn)行二級(jí)緩沖，從而使高壓惰性氣體氣源容量增大，而且壓力更加穩(wěn)定。高壓儲(chǔ)罐上的智能壓力表 PIC與第一增壓裝置、第二增壓裝置聯(lián)鎖，當(dāng)高壓惰性氣體用量較大致使高壓儲(chǔ)罐氣體壓力低于設(shè)定值時(shí)，通過(guò)DCS系統(tǒng)控制第一增壓裝置、第二增壓裝置的啟停，使高壓儲(chǔ)罐的惰性氣體壓力穩(wěn)定在合理范圍。經(jīng)高壓儲(chǔ)罐緩沖后的高壓惰性氣體，通過(guò)高壓調(diào)節(jié)閥組進(jìn)行流量調(diào)節(jié)控制。燃機(jī)正常運(yùn)行時(shí)不需要惰性氣體吹掃保護(hù)，然而由于高壓調(diào)節(jié)閥組后的閥門可能發(fā)生內(nèi)漏，消耗一定量的惰性氣體，因此在燃機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，高壓調(diào)節(jié)閥組需要保持一定開(kāi)度，維持閥門后系統(tǒng)壓力在合理范圍。當(dāng)燃機(jī)啟停時(shí)，需要惰性氣體進(jìn)行吹掃保護(hù)， 此時(shí)，第二調(diào)節(jié)閥、第三調(diào)節(jié)閥通過(guò)調(diào)節(jié)指令控制開(kāi)度。設(shè)在第一燃機(jī)Syngas模塊氣體入口連接管道上的智能壓力表PIC通過(guò)DCS控制系統(tǒng)對(duì)第二調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，使第二調(diào)節(jié)閥后的惰性氣體壓力維持在設(shè)定范圍。設(shè)在第二燃機(jī)Syngas模塊氣體入口連接管道上的智能壓力表PIC通過(guò)DCS控制系統(tǒng)對(duì)第三調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，使第三調(diào)節(jié)閥后的惰性氣體壓力維持在設(shè)定范圍。第二調(diào)節(jié)閥、第三調(diào)節(jié)閥的控制程序?yàn)樵诖祾咭凰查g，為抵消吹掃帶來(lái)的壓降，第二調(diào)節(jié)閥、第三調(diào)節(jié)閥開(kāi)到所需耗氣量的某一固定閥位(0 <閥門開(kāi)度< 100%)。吹掃過(guò)程中，為防止設(shè)在第一燃機(jī)Syngas模塊的氣體入口連接管道上的安全閥或第二燃機(jī)Syngas模塊的氣體入口連接管道上的安全閥動(dòng)作，壓力超過(guò)預(yù)設(shè)值則第二調(diào)節(jié)閥或第三調(diào)節(jié)閥自動(dòng)投運(yùn)自動(dòng)穩(wěn)壓模式，吹掃指令結(jié)束前，提前一定時(shí)間關(guān)閉或關(guān)小第二調(diào)節(jié)閥或第三調(diào)節(jié)閥，用于抵消吹掃結(jié)束瞬間的升壓。吹掃指令結(jié)束后，延時(shí)一定時(shí)間再次自動(dòng)投運(yùn)自動(dòng)穩(wěn)壓模式，維持壓力在預(yù)設(shè)值給管道充壓。當(dāng)設(shè)在第一燃機(jī)Syngas模塊的氣體入口連接管道上的智能壓力表PIC的壓力高于二級(jí)預(yù)設(shè)壓力上限值時(shí)，第四調(diào)節(jié)閥自動(dòng)開(kāi)啟泄壓，部分高壓氣體回流至中壓儲(chǔ)罐出口的中壓惰性氣體管道，當(dāng)設(shè)在第一燃機(jī)Syngas模塊的氣體入口連接管道上的智能壓力表 PIC的壓力低于二級(jí)預(yù)設(shè)壓力下限值時(shí)，第四調(diào)節(jié)閥自動(dòng)關(guān)閉；當(dāng)設(shè)在第二燃機(jī)Syngas模塊的氣體入口連接管道上的智能壓力表PIC的壓力高于二級(jí)預(yù)設(shè)壓力上限值時(shí)，第五調(diào)節(jié)閥自動(dòng)開(kāi)啟泄壓，部分高壓氣體回流至中壓儲(chǔ)罐出口的中壓惰性氣體管道，當(dāng)設(shè)在第二燃機(jī)Syngas模塊的氣體入口連接管道上的智能壓力表PIC的壓力低于二級(jí)預(yù)設(shè)壓力下限值時(shí)，第五調(diào)節(jié)閥自動(dòng)關(guān)閉。本發(fā)明的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)惰性氣體保護(hù)控制系統(tǒng)采用調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)控制惰性氣體的流量，其避免了因采用減壓閥而產(chǎn)生的吹掃過(guò)程中減壓閥瞬間流量跟不上、壓力波動(dòng)等問(wèn)題。同時(shí)，調(diào)節(jié)閥和相關(guān)壓力進(jìn)行聯(lián)鎖，通過(guò)相關(guān)控制程序?qū)φ{(diào)節(jié)閥進(jìn)行精確調(diào)節(jié)， 保證在合理壓力范圍的高壓惰性氣體進(jìn)入第一燃機(jī)Syngas模塊、第二燃機(jī)Syngas模塊進(jìn)行吹掃保護(hù)，確保燃機(jī)在啟停過(guò)程中燃料“油切氣”和“氣切油”過(guò)程順利完成，從而為燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的安全運(yùn)行提供了有力保障。本發(fā)明的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)惰性氣體保護(hù)控制系統(tǒng)控制靈活、調(diào)節(jié)精確，可實(shí)現(xiàn)全程無(wú)人值守自動(dòng)操作，對(duì)燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組適應(yīng)性好，可廣泛應(yīng)用于燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組和燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組，且能用于多臺(tái)燃機(jī)并聯(lián)運(yùn)行的機(jī)組。


附圖為本發(fā)明燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)惰性氣體保護(hù)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖其中中壓儲(chǔ)罐1中壓儲(chǔ)罐1上的氣體入口 2中壓儲(chǔ)罐1上的氣體出口 3第一調(diào)節(jié)閥 4第一增壓裝置5第二增壓裝置6高壓儲(chǔ)罐8的氣體進(jìn)口 7高壓儲(chǔ)罐8高壓儲(chǔ)罐8上的氣體出口 9第二調(diào)節(jié)閥10第三調(diào)節(jié)閥11聯(lián)通阻斷閥12第四調(diào)節(jié)閥13第五調(diào)節(jié)閥14 第一燃機(jī)Syngas模塊15第二燃機(jī)Syngas模塊1具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述如附圖所示燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)惰性氣體保護(hù)控制系統(tǒng)是由中壓儲(chǔ)罐1、中壓調(diào)節(jié)閥組、增壓系統(tǒng)、高壓儲(chǔ)罐8、高壓調(diào)節(jié)閥組、高壓保護(hù)回路組成。該系統(tǒng)適用于多種惰性氣體，包括氮?dú)?、二氧化碳、氦氣，氖氣，氬氣，氪氣，氙氣或氡氣等。所述的中壓?chǔ)罐1上設(shè)有氣體入口 2和氣體出口 3，還設(shè)有壓力表和安全閥。中壓惰性氣體來(lái)自于中壓惰性氣體管網(wǎng)，經(jīng)管道由氣體入口 2進(jìn)入中壓儲(chǔ)罐1，在中壓儲(chǔ)罐1中進(jìn)行一級(jí)緩沖。中壓儲(chǔ)罐1可以1臺(tái)，也可以是1臺(tái)以上并聯(lián)或串聯(lián)，可增強(qiáng)緩沖效果和可靠性。一級(jí)緩沖后的中壓惰性氣體經(jīng)管道進(jìn)入中壓調(diào)節(jié)閥組進(jìn)行流量調(diào)節(jié)。中壓調(diào)節(jié)閥組由第一調(diào)節(jié)閥4、一對(duì)球閥及管道構(gòu)成，一對(duì)球閥分別經(jīng)管道設(shè)置在調(diào)節(jié)閥4的兩端，中壓調(diào)節(jié)閥組的氣體進(jìn)口與中壓儲(chǔ)罐1上的氣體出口 3管道連接，在中壓調(diào)節(jié)閥組的進(jìn)口管道和出口管道上設(shè)有旁路管道，旁路管道上設(shè)置截止閥。在所述的中壓調(diào)節(jié)閥組氣體出口管道上設(shè)有智能壓力表PIC，智能壓力表PIC經(jīng)信號(hào)線連接DCS控制系統(tǒng)，DCS控制系統(tǒng)經(jīng)信號(hào)線連接第一調(diào)節(jié)閥4。中壓調(diào)節(jié)閥組氣體出口管道上的智能壓力表PIC與第一調(diào)節(jié)閥 4聯(lián)鎖，當(dāng)中壓調(diào)節(jié)閥組后的惰性氣體壓力低于設(shè)定值時(shí)，通過(guò)DCS控制系統(tǒng)調(diào)大第一調(diào)節(jié)閥4的開(kāi)度，使合適流量的中壓惰性氣體進(jìn)入增壓系統(tǒng)；當(dāng)中壓調(diào)節(jié)閥組后的惰性氣體壓力高于設(shè)定值時(shí)，通過(guò)DCS控制系統(tǒng)調(diào)小第一調(diào)節(jié)閥4的開(kāi)度，使合適流量的中壓惰性氣體進(jìn)入增壓系統(tǒng)。增壓系統(tǒng)由第一增壓裝置5、第二增壓裝置6構(gòu)成，中壓調(diào)節(jié)閥組的氣體出口經(jīng)管道分別與第一增壓裝置5、第二增壓裝置6連接，第一增壓裝置5、第二增壓裝置6 的氣體出口經(jīng)管道合為一路連接至高壓儲(chǔ)罐8的氣體進(jìn)口 7，在管道上設(shè)置止回閥。在增壓系統(tǒng)中，中壓惰性氣通過(guò)增壓裝置升壓變?yōu)楦邏憾栊詺怏w。高壓惰性氣體作為第一燃機(jī) Syngas模塊15、第二燃機(jī)Syngas模塊16的密封保護(hù)氣體使用。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，第一增壓裝置5和第二增壓裝置6分別可為1臺(tái)或1臺(tái)以上，采用并聯(lián)方式布置。臺(tái)數(shù)增多可提高增壓系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。 高壓惰性氣體從高壓儲(chǔ)罐8的氣體進(jìn)口 7通過(guò)管道進(jìn)入高壓儲(chǔ)罐8進(jìn)行二級(jí)緩沖，從而使高壓惰性氣體氣源容量增大，而且壓力更加穩(wěn)定。高壓儲(chǔ)罐8上的智能壓力表 PIC與第一增壓裝置5、第二增壓裝置6聯(lián)鎖。理論上，機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)本應(yīng)不消耗惰性氣體，增壓裝置應(yīng)處于備用狀態(tài)。但實(shí)際上，下游管道因閥門內(nèi)漏，使惰性保護(hù)氣體壓力下降， 因此應(yīng)設(shè)計(jì)能力大小不同的惰性氣體增壓裝置。當(dāng)機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，第二增壓裝置6關(guān)閉， 第一增壓裝置5開(kāi)啟，以維持高壓儲(chǔ)罐8的壓力穩(wěn)定在預(yù)設(shè)范圍，彌補(bǔ)因下游管道閥門內(nèi)漏而產(chǎn)生的系統(tǒng)壓力下降。在所述的高壓儲(chǔ)罐8上設(shè)有智能壓力表PIC和安全閥，智能壓力表PIC經(jīng)信號(hào)線連接DCS控制系統(tǒng)，DCS控制系統(tǒng)經(jīng)信號(hào)線分別連接第一增壓裝置5、第二增壓裝置6。當(dāng)燃機(jī)啟停需要惰性保護(hù)氣吹掃時(shí)，高壓儲(chǔ)罐8內(nèi)的壓力逐漸降低，當(dāng)壓力低于設(shè)定值時(shí)，設(shè)在高壓儲(chǔ)罐8上的智能壓力表PIC通過(guò)DCS與第二增壓裝置6的聯(lián)鎖，控制開(kāi)啟第二增壓裝置6。第一增壓裝置5與第二增壓裝置6的進(jìn)氣壓力、排氣壓力相同，額定流量不同，第二增壓裝置6的額定流量大于第一增壓裝置5。高壓儲(chǔ)罐8可以是1臺(tái)，也可以是1臺(tái)以上，多臺(tái)時(shí)可采用并聯(lián)方式布置，臺(tái)數(shù)增多可增加惰性保護(hù)氣系統(tǒng)的吹掃能力， 惰性氣體儲(chǔ)罐總?cè)莘e需滿足一定次數(shù)以上的連續(xù)吹掃，從而提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。 經(jīng)高壓儲(chǔ)罐8緩沖后的高壓惰性氣體，通過(guò)高壓調(diào)節(jié)閥組進(jìn)行流量調(diào)節(jié)控制。高壓調(diào)節(jié)閥組為兩路，分別由第二調(diào)節(jié)閥10、第三調(diào)節(jié)閥11、兩對(duì)球閥及管道構(gòu)成。第二調(diào)節(jié)閥10及第三調(diào)節(jié)閥11的兩端分別設(shè)有球閥，高壓調(diào)節(jié)閥組的氣體進(jìn)口與高壓儲(chǔ)罐8上的氣體出口 9管道連接，在兩路高壓調(diào)節(jié)閥組的進(jìn)口管道和出口管道上分別設(shè)有旁路管道，旁路管道上串聯(lián)設(shè)置兩個(gè)截止閥。串聯(lián)兩個(gè)截止閥可起到更好的止漏、止泄作用。旁路管道的管徑小于主路管道的管徑。旁路管道的作用是一、燃機(jī)啟動(dòng)時(shí)，可打開(kāi)相應(yīng)旁路管道上的兩個(gè)截止閥，用于吹掃高壓調(diào)節(jié)閥組后管道中的空氣；二、第二調(diào)節(jié)閥10、第三調(diào)節(jié)閥11開(kāi)度調(diào)整時(shí)，閥前、閥后壓差增大，可打開(kāi)相應(yīng)旁路管道上的兩個(gè)截止閥，提高高壓調(diào)節(jié)閥組后的管道壓力，迅速減小高壓調(diào)節(jié)閥組前后壓差。兩路高壓調(diào)節(jié)閥組的氣體出口分別經(jīng)管道與第一燃機(jī)Syngas模塊15的氣體入口、第二燃機(jī)Syngas模塊16的氣體入口連接，兩路高壓調(diào)節(jié)閥組出口管道之間設(shè)置通路管道，通路管道上設(shè)有聯(lián)通阻斷閥12。兩路高壓調(diào)節(jié)閥組出口管道上還分別設(shè)有高壓保護(hù)回路管道，高壓保護(hù)回路管道連接至中壓儲(chǔ)罐1上的氣體出口 3與中壓調(diào)節(jié)閥組氣體進(jìn)口的連接管道上。在接自第一燃機(jī)Syngas模塊15氣體入口管道的高壓保護(hù)回路管道上，沿氣體流動(dòng)方向依次設(shè)置截止閥、第四調(diào)節(jié)閥13、止回閥、截止閥；在接自第二燃機(jī)Syngas模塊16 氣體入口管道的高壓保護(hù)回路管道上，沿氣體流動(dòng)方向依次設(shè)置截止閥、第五調(diào)節(jié)閥14、止回閥、截止閥。燃機(jī)正常運(yùn)行時(shí)不需要惰性氣體吹掃保護(hù)，然而由于高壓調(diào)節(jié)閥組后的閥門可能發(fā)生內(nèi)漏，消耗一定量的惰性氣體，因此在燃機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，高壓調(diào)節(jié)閥組需要保持一定開(kāi)度，維持閥門后系統(tǒng)壓力在合理范圍。在所述的第一燃機(jī)Syngas模塊15的氣體入口連接管道上設(shè)有智能壓力表PIC，智能壓力表PIC經(jīng)信號(hào)線連接DCS控制系統(tǒng)，DCS控制系統(tǒng)經(jīng)信號(hào)線分別連接第二調(diào)節(jié)閥10和第四調(diào)節(jié)閥13。在所述的第二燃機(jī)Syngas模塊16的氣體入口管道上設(shè)有智能壓力表PIC，智能壓力表PIC經(jīng)信號(hào)線連接DCS控制系統(tǒng)，DCS控制系統(tǒng)經(jīng)信號(hào)線分別連接第三調(diào)節(jié)閥11和第五調(diào)節(jié)閥14。當(dāng)燃機(jī)啟停時(shí)，需要惰性氣體進(jìn)行吹掃保護(hù)，此時(shí)，第二調(diào)節(jié)閥10、第三調(diào)節(jié)閥11通過(guò)調(diào)節(jié)指令控制開(kāi)度。第二調(diào)節(jié)閥10、第三調(diào)節(jié)閥11的DCS控制原程序采取單PID控制調(diào)節(jié)，通過(guò)設(shè)在燃機(jī)Syngas模塊15的氣體入口連接管道上的智能壓力表PIC的測(cè)量壓力值與設(shè)定壓力值大小的比較來(lái)控制閥門動(dòng)作，穩(wěn)定壓力至吹掃所需設(shè)定值?？刂瞥绦?yàn)樵诖祾咭凰查g，為抵消吹掃帶來(lái)的壓降，第二調(diào)節(jié)閥10、第三調(diào)節(jié)閥11開(kāi)到所需耗氣量的某一固定閥位(0 <閥門開(kāi)度< 100% )。吹掃過(guò)程中，為防止設(shè)在第一燃機(jī)Syngas模塊15的氣體入口連接管道上的安全閥或第二燃機(jī)Syngas模塊16的氣體入口連接管道上的安全閥動(dòng)作，壓力超過(guò)預(yù)設(shè)值則第二調(diào)節(jié)閥10 或第三調(diào)節(jié)閥11自動(dòng)投運(yùn)自動(dòng)穩(wěn)壓模式，吹掃指令結(jié)束前，提前一定時(shí)間關(guān)閉或關(guān)小第二調(diào)節(jié)閥10或第三調(diào)節(jié)閥11，用于抵消吹掃結(jié)束瞬間的升壓。吹掃指令結(jié)束后，延時(shí)一定時(shí)間再次自動(dòng)投運(yùn)自動(dòng)穩(wěn)壓模式，維持壓力在預(yù)設(shè)值給管道充壓。當(dāng)下次需要吹掃時(shí)循環(huán)此過(guò)程實(shí)現(xiàn)全程無(wú)人值守自動(dòng)操作。聯(lián)通阻斷閥12平時(shí)為關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)?shù)诙{(diào)節(jié)閥10出現(xiàn)故障時(shí)，打開(kāi)聯(lián)通阻斷閥12，則第三調(diào)節(jié)閥11可以用于第一燃機(jī)Syngas模塊15的保護(hù)吹掃；當(dāng)?shù)谌{(diào)節(jié)閥11出現(xiàn)故障時(shí)，打開(kāi)聯(lián)通阻斷閥12，則第二調(diào)節(jié)閥10可以用于第二燃機(jī) Syngas模塊16的保護(hù)吹掃。當(dāng)設(shè)在第一燃機(jī)Syngas模塊15的氣體入口連接管道上的智能壓力表PIC的壓力、設(shè)在第二燃機(jī)Syngas模塊16的氣體入口連接管道上的智能壓力表 PIC的壓力高于一級(jí)預(yù)設(shè)壓力上限值，且第四調(diào)節(jié)閥13、第五調(diào)節(jié)閥14不動(dòng)作時(shí)，設(shè)在第一燃機(jī)Syngas模塊15的氣體入口連接管道上的安全閥和設(shè)在第二燃機(jī)Syngas模塊16的氣體入口連接管道上的自動(dòng)開(kāi)啟泄壓，保證燃機(jī)安全；當(dāng)設(shè)在第一燃機(jī)Syngas模塊15的氣體入口連接管道上的智能壓力表PIC的壓力、設(shè)在第二燃機(jī)Syngas模塊16的氣體入口連接管道上的智能壓力表PIC的壓力低于一級(jí)預(yù)設(shè)壓力下限值時(shí)，第二調(diào)節(jié)閥10、第三調(diào)節(jié)閥 11開(kāi)度自動(dòng)調(diào)大，增流保壓，維持吹掃燃機(jī)Syngas模塊的惰性氣體在預(yù)設(shè)壓力范圍。當(dāng)設(shè)在第一燃機(jī)Syngas模塊15的氣體入口連接管道上的智能壓力表PIC的壓力、設(shè)在第二燃機(jī)Syngas模塊16的氣體入口連接管道上的智能壓力表PIC的壓力高于二級(jí)預(yù)設(shè)壓力上限值時(shí)，第四調(diào)節(jié)閥13、第五調(diào)節(jié)閥14自動(dòng)開(kāi)啟泄壓，部分高壓氣體回流至中壓儲(chǔ)罐1出口的中壓惰性氣體管道；當(dāng)設(shè)在第一燃機(jī)Syngas模塊15的氣體入口連接管道上的智能壓力表PIC的壓力、設(shè)在第二燃機(jī)Syngas模塊16的氣體入口連接管道上的智能壓力表PIC的壓力低于二級(jí)預(yù)設(shè)壓力下限值時(shí)，第四調(diào)節(jié)閥13、第五調(diào)節(jié)閥14自動(dòng)關(guān)閉。
由于兩臺(tái)或多臺(tái)燃機(jī)布置位置與高壓儲(chǔ)罐8的距離可能不同，因此不同機(jī)組控制邏輯不盡相同。如果兩臺(tái)或多臺(tái)機(jī)共用一個(gè)調(diào)節(jié)閥，該調(diào)節(jié)閥需同時(shí)接收各機(jī)組的吹掃指令，當(dāng)一臺(tái)機(jī)組調(diào)試時(shí)，因閥門控制邏輯與其他機(jī)組不相同，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)壓力波動(dòng)，從而可能影響其他機(jī)組運(yùn)行安全；而且實(shí)際運(yùn)行時(shí)會(huì)出現(xiàn)兩臺(tái)或多臺(tái)機(jī)分別吹掃、先后吹掃或同時(shí)吹掃的情況，工況復(fù)雜不利于調(diào)節(jié)閥投運(yùn)自動(dòng)穩(wěn)壓模式。因此，當(dāng)有兩臺(tái)或多臺(tái)燃機(jī)時(shí)， 機(jī)組惰性保護(hù)氣吹掃系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置為單元制，每臺(tái)機(jī)組設(shè)置一個(gè)調(diào)節(jié)閥分別控制，運(yùn)行時(shí)互相不干擾，增加系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。
權(quán)利要求
1.燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)惰性氣體保護(hù)控制系統(tǒng)，其特征在于燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)惰性氣體保護(hù)控制系統(tǒng)是由中壓儲(chǔ)罐(1)，中壓調(diào)節(jié)閥組，增壓系統(tǒng)，高壓儲(chǔ)罐(8)，高壓調(diào)節(jié)閥組，高壓保護(hù)回路組成，所述的中壓儲(chǔ)罐(1)上設(shè)有氣體入口( 和氣體出口(3)，中壓調(diào)節(jié)閥組由第一調(diào)節(jié)閥G)、一對(duì)球閥及管道構(gòu)成，一對(duì)球閥分別經(jīng)管道設(shè)置在調(diào)節(jié)閥(4) 的兩端，中壓調(diào)節(jié)閥組的氣體進(jìn)口與中壓儲(chǔ)罐(1)上的氣體出口( 管道連接，在中壓調(diào)節(jié)閥組的進(jìn)口管道和出口管道上設(shè)有旁路管道，旁路管道上設(shè)置截止閥，增壓系統(tǒng)由第一增壓裝置(5)、第二增壓裝置(6)構(gòu)成，中壓調(diào)節(jié)閥組的氣體出口經(jīng)管道分別與第一增壓裝置 (5)、第二增壓裝置(6)連接，第一增壓裝置(5)、第二增壓裝置(6)的氣體出口經(jīng)管道合為一路連接至高壓儲(chǔ)罐(8)的氣體進(jìn)口(7)，高壓調(diào)節(jié)閥組為兩路，分別由第二調(diào)節(jié)閥(10)、 第三調(diào)節(jié)閥(11)、兩對(duì)球閥及管道構(gòu)成，第二調(diào)節(jié)閥(10)及第三調(diào)節(jié)閥(11)的兩端分別設(shè)有球閥，高壓調(diào)節(jié)閥組的氣體進(jìn)口與高壓儲(chǔ)罐(8)上的氣體出口(9)管道連接，在兩路高壓調(diào)節(jié)閥組的進(jìn)口管道和出口管道上分別設(shè)有旁路管道，旁路管道上串聯(lián)設(shè)置兩個(gè)截止閥， 兩路高壓調(diào)節(jié)閥組的氣體出口分別經(jīng)管道與第一燃機(jī)Syngas模塊(1 的氣體入口、第二燃機(jī)Syngas模塊(16)的氣體入口連接，兩路高壓調(diào)節(jié)閥組出口管道之間設(shè)置通路管道，通路管道上設(shè)有聯(lián)通阻斷閥(12)，兩路高壓調(diào)節(jié)閥組出口管道上還分別設(shè)有高壓保護(hù)回路管道，高壓保護(hù)回路管道連接至中壓儲(chǔ)罐(1)上的氣體出口( 與中壓調(diào)節(jié)閥組氣體進(jìn)口的連接管道上，在接自第一燃機(jī)Syngas模塊(1 氣體入口管道的高壓保護(hù)回路管道上，沿氣體流動(dòng)方向依次設(shè)置截止閥、第四調(diào)節(jié)閥(13)、止回閥、截止閥，在接自第二燃機(jī)Syngas模塊(16)氣體入口管道的高壓保護(hù)回路管道上，沿氣體流動(dòng)方向依次設(shè)置截止閥、第五調(diào)節(jié)閥(14)、止回閥、截止閥。
2.如權(quán)利1要求所述的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)惰性氣體保護(hù)控制系統(tǒng)，其特征在于在所述的中壓調(diào)節(jié)閥組氣體出口管道上設(shè)有智能壓力表PIC，智能壓力表PIC經(jīng)信號(hào)線連接 DCS控制系統(tǒng)，DCS控制系統(tǒng)經(jīng)信號(hào)線連接第一調(diào)節(jié)閥(4)。
3.如權(quán)利1要求所述的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)惰性氣體保護(hù)控制系統(tǒng)，其特征在于在所述的高壓儲(chǔ)罐8上設(shè)有智能壓力表PIC，智能壓力表PIC經(jīng)信號(hào)線連接DCS控制系統(tǒng)，DCS 控制系統(tǒng)經(jīng)信號(hào)線分別連接第一增壓裝置(5)、第二增壓裝置(6)。
4.如權(quán)利1要求所述的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)惰性氣體保護(hù)控制系統(tǒng)，其特征在于在所述的第一燃機(jī)Syngas模塊(1 的氣體入口連接管道上設(shè)有智能壓力表PIC，智能壓力表 PIC經(jīng)信號(hào)線連接DCS控制系統(tǒng)，DCS控制系統(tǒng)經(jīng)信號(hào)線分別連接第二調(diào)節(jié)閥(10)和第四調(diào)節(jié)閥(13)。
5.如權(quán)利1要求所述的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)惰性氣體保護(hù)控制系統(tǒng)，其特征在于在所述的第二燃機(jī)Syngas模塊(16)的氣體入口管道上設(shè)有智能壓力表PIC，智能壓力表PIC 經(jīng)信號(hào)線連接DCS控制系統(tǒng)，DCS控制系統(tǒng)經(jīng)信號(hào)線分別連接第三調(diào)節(jié)閥(11)和第五調(diào)節(jié)閥(14)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組的惰性氣體保護(hù)控制系統(tǒng)，其由中壓儲(chǔ)罐、中壓調(diào)節(jié)閥組、增壓系統(tǒng)、高壓儲(chǔ)罐、高壓調(diào)節(jié)閥組、高壓保護(hù)回路組成。來(lái)自中壓惰性氣體管網(wǎng)的中壓惰性氣體進(jìn)入中壓儲(chǔ)罐進(jìn)行一級(jí)緩沖后，經(jīng)中壓調(diào)節(jié)閥組到增壓裝置升壓，再進(jìn)入高壓儲(chǔ)罐二次緩沖。高壓儲(chǔ)罐中的高壓惰性氣體經(jīng)高壓調(diào)節(jié)閥組進(jìn)入燃機(jī)Syngas模塊進(jìn)行吹掃，確保燃機(jī)在啟停過(guò)程中燃料“油切氣”和“氣切油”過(guò)程順利完成，從而為燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的安全運(yùn)行提供了有力保障。本發(fā)明的控制系統(tǒng)控制靈活、調(diào)節(jié)精確，可實(shí)現(xiàn)全程無(wú)人值守自動(dòng)操作，可廣泛應(yīng)用于燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組和燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組，且能用于多臺(tái)燃機(jī)并聯(lián)運(yùn)行的機(jī)組。
文檔編號(hào)F02C9/16GK102562302SQ20121003372
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月15日
發(fā)明者周建洲, 朱文淵, 李先旺, 李春暉, 李社鋒, 楊鍵, 艾慶文 申請(qǐng)人:武漢都市環(huán)保工程技術(shù)股份有限公司