燃氣輪機的甲烷添加系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】燃氣輪機的甲烷添加系統(tǒng)，其包括主進氣管(10)、甲烷容器(20)、甲烷添加管路(23)、預混室(30)、燃料采樣器(14)、燃料氣體分析儀(40)、進氣壓力傳感器(12)、甲烷壓力傳感器(22)、和壓差控制器(42)。預混室設置于主進氣管的管路中，且預混室經(jīng)由甲烷添加管路與甲烷容器連通。燃料采樣器設置于預混室的下游，燃料氣體分析儀可根據(jù)采樣結果向控制閥輸出控制信號。設置于甲烷添加管路，壓差控制器可根據(jù)進氣壓力傳感器和甲烷壓力傳感器的輸出信號向調節(jié)閥輸出的控制信號。該甲烷添加系統(tǒng)可以通過向天然氣燃料中添加甲烷，從而提高了燃氣輪機使用天然氣燃料的適應性，并保證工作穩(wěn)定。
【專利說明】燃氣輪機的甲烷添加系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及燃氣輪機的甲烷添加系統(tǒng)，具體來說是一種以天然氣為燃料的燃氣輪機的甲烷添加系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]由于天然氣來源的不同，其品質有所差異，因此在以天然氣為燃料的燃氣輪機，其工作過程可能會由此產(chǎn)生波動。如遇天然氣品質較差的情況，如體現(xiàn)其熱負荷的華白指數(shù)(WI)過低時，燃氣輪機便無法平穩(wěn)燃燒，進而導致排氣急劇惡化，動力輸出降低，甚至可能出現(xiàn)停機。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的是提供一種燃氣輪機的甲烷添加系統(tǒng)，其可以通過向天然氣燃料中添加甲烷，提高了燃氣輪機使用天然氣燃料的適應性，避免燃氣輪機工作易受天然氣品質的影響，從而保證了燃氣輪機的工作可靠性。
[0004]本實用新型提供了燃氣輪機的甲烷添加系統(tǒng)，其包括一個主進氣管、一個甲烷容器、一個甲烷添加管路、一個預混室、一個燃料采樣器、一個燃料氣體分析儀、一個進氣壓力傳感器、一個甲烷壓力傳感器、一個調節(jié)閥、一個控制閥、和一個壓差控制器。甲烷容器經(jīng)由調節(jié)閥與甲烷氣源連通；甲烷添加管路與甲烷容器連通，且甲烷添加管路上設有一個控制閥；預混室設置于主進氣管的管路中，且預混室經(jīng)由甲烷添加管路與甲烷容器連通；燃料采樣器設置于主進氣管且位于預混室的下游；燃料氣體分析儀可根據(jù)燃料采樣器的采樣分析結果向控制閥發(fā)送控制信號；進氣壓力傳感器位于預混室的上游，用于檢測主進氣管內的天然氣壓力；甲烷壓力傳感器設置于甲烷添加管路，以測量甲烷添加管路中的甲烷壓力；壓差控制器可根據(jù)甲烷壓力與天然氣壓力的差值向調節(jié)閥發(fā)送控制信號。
[0005]在燃氣輪機的甲烷添加系統(tǒng)的一種示意性實施方式中，預混室為球形，主進氣管與預混室連通的天然氣進氣口和出氣口的連線為該預混室的最大徑向長度，甲烷添加管路與預混室連通的甲烷進氣口位于天然氣進氣口和出氣口連線的一側。
[0006]在燃氣輪機的甲烷添加系統(tǒng)的另一種示意性實施方式中，甲烷進氣口的位置可使甲烷由此排出的方向垂直于所述主進氣口和主出氣口的連線，并在該方向的最大尺寸上。
[0007]在燃氣輪機的甲烷添加系統(tǒng)的還一種示意性實施方式中，燃料氣體分析儀包括一個華白指數(shù)儀。
[0008]在燃氣輪機的甲烷添加系統(tǒng)的又一種示意性實施方式中，甲烷容器中為加壓液態(tài)甲烷。
[0009]本實用新型的燃氣輪機的甲烷添加系統(tǒng)，可以對進入燃氣輪機的燃料進行實時控制，當燃氣輪機所用的天然氣燃料的熱負荷低于一個設定值時，甲烷添加系統(tǒng)可以向主進氣管中加入甲烷，以提高燃氣輪機燃料的熱負荷，從而提高了燃氣輪機可使用的天然氣的適用范圍，并且能夠保持燃氣輪機工作性能的穩(wěn)定?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0010]以下附圖僅對本實用新型做示意性說明和解釋，并不限定本實用新型的范圍。
[0011]圖1用于說明燃氣輪機的甲烷添加系統(tǒng)的示意性實施方式。
[0012]標號說明
[0013]10 主進氣管
[0014]12 進氣壓力傳感器
[0015]14 燃料采樣器
[0016]20 甲烷容器
[0017]22 甲烷壓力傳感器
[0018]23 甲烷添加管路
[0019]24 調節(jié)閥
[0020]30 預混室
[0021]31 天然氣進氣口
[0022]32 甲烷進氣口
[0023]33 出氣口
[0024]34 控制閥
[0025]40 燃料氣體分析儀
[0026]42 壓差控制器
[0027]50 燃氣輪機。
【具體實施方式】
[0028]為了對實用新型的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照【專利附圖】

【附圖說明】本實用新型的【具體實施方式】，在各圖中相同的標號表示相同的部分。
[0029]在本文中，“示意性”表示“充當實例、例子或說明”，不應將在本文中被描述為“示意性”的任何圖示、實施方式解釋為一種更優(yōu)選的或更具優(yōu)點的技術方案。在本文中，“一個”不僅表示“僅此一個”，也可以表示“多于一個”的情形。在本文中，“上游”、“下游”是以流體的流動方向來劃分的。
[0030]如圖1所示，燃氣輪機的甲烷添加系統(tǒng)包括一個主進氣管10、一個調節(jié)閥24、一個甲烷容器20、一條甲烷添加管路23、一個控制閥34、一個預混室30、一個燃料采樣器14、一個燃料氣體分析儀40、一個進氣壓力傳感器12、一個甲燒壓力傳感器22、和一個壓差控制器42。
[0031]如圖所示，主進氣管10 —端與天然氣源(圖中未示)連通的主進氣管10，另一端與燃氣輪機50的進氣系統(tǒng)連通。甲烷容器20可經(jīng)由調節(jié)閥24與甲烷源(圖中未示)連通，甲烷添加管路23可與甲烷容器20連通，且甲烷添加管路23上設有控制閥34。預混室30設置于主進氣管10的管路中，預混室30經(jīng)由甲烷添加管路23與甲烷容器20連通。
[0032]燃料采樣器14可設置于主進氣管10，其獲取的進氣樣品送入燃料氣體分析儀40，燃氣分析儀可根據(jù)對獲取樣品的分析結果向控制閥34發(fā)送控制信號。例如，在燃氣輪機的甲烷添加系統(tǒng)的示意性實施方式中，燃料氣體分析儀40包括一個華白指數(shù)儀，華白指數(shù)儀測定的進氣樣品的華白指數(shù)，當測定的華白指數(shù)低于維持穩(wěn)定工作的最低值時，燃料氣體分析儀40可向控制閥34發(fā)送一個控制信號，打開控制閥。由于甲烷熱值較高，混入甲烷后，進入燃氣輪機50中的燃料的華白指數(shù)得以提高。同樣，華白指數(shù)儀測定出為正常值時，燃料氣體分析儀40可向控制閥34發(fā)送一個控制信號，關閉控制閥。
[0033]在圖1所示的示意性實施方式中，進氣壓力傳感器12位于預混室30的上游，用于檢測主進氣管10內的天然氣壓力，甲烷壓力傳感器22則用于測量甲烷容器20的甲烷出口壓力，壓差控制器42可根據(jù)進氣壓力傳感器12和甲烷壓力傳感器22，向調節(jié)閥24發(fā)送控制信號，即當甲烷出口壓力小于預混室30上游的主進氣管10內的壓力時，壓差控制器42發(fā)送控制信號，打開調節(jié)閥24，甲烷源向甲烷容器20中補充甲烷，以保證天然氣和甲烷的等壓混合。在一種示意性實施方式中，甲烷容器20中為加壓液態(tài)甲烷。
[0034]如圖1所示，在燃氣輪機的甲烷添加系統(tǒng)的一種示意性實施方式中，預混室30為球形，如圓球形或橢球形，主進氣管10與預混室30連通的進口為天然氣進氣口 31，主進氣管10與預混室30連通的出口為出氣口 33，為天然氣進氣口 31和出氣口 33的連線為該預混室30的最大徑向長度。甲烷添加管路23與預混室30連通的甲烷進氣口 32位于天然氣進氣口 31和出氣口 33連線的一側。在燃氣輪機的甲烷添加系統(tǒng)的一種示意性實施方式中，甲烷進氣口 32的位置可使甲烷由此排出方向垂直于主進氣口 31和主出氣口 33連線的方向，并在該方向的最大尺寸上。
[0035]即預混室若為圓球形，天然氣進氣口 31和出氣口 33的連線為圓球的一條直徑，甲烷的進氣方向是垂直于該直徑的另一條直徑的方向；預混室若為橢球形，則天然氣進氣口31和出氣口 33的連線為橢球的一條長軸，甲烷的進氣方向是垂直于該長軸的短軸方向。采用這種結構，在無需補充甲烷時，預混室30為主進氣管10的一部分；在添加甲烷時，預混室30使天然氣與甲烷氣的均勻混合，且可以減少對主進氣管10內氣流的影響。
[0036]采用本實用新型的燃氣輪機的甲烷添加系統(tǒng)，可以對進入燃氣輪機的燃料進行實時控制，一旦發(fā)現(xiàn)天然氣的熱負荷低于一個設定值時，甲烷添加系統(tǒng)即可以向主進氣管中加入甲烷，以提高燃氣輪機進氣的熱負荷，從而提高了燃氣輪機可使用的天然氣的適用范圍，并且能夠保持燃氣輪機工作性能的穩(wěn)定。
[0037]上文所列出的一系列的詳細說明僅僅是針對本實用新型的可行性實施例的具體說明，它們并非用以限制本實用新型的保護范圍，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經(jīng)適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。凡未脫離本實用新型技藝精神所作的等效實施方案或變更，如特征的組合、分割或重復，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.燃氣輪機的甲烷添加系統(tǒng)，它包括一個與天然氣源連通的主進氣管(10)； 其特征在于，所述的甲烷添加系統(tǒng)包括: 一個甲烷容器(20)，其經(jīng)由一個調節(jié)閥(24)與甲烷氣源連通； 一個與所述甲烷容器(20)連通的甲烷添加管路(23)，且該甲烷添加管路(23)上設有一個控制閥(34)； 一個設置于所述主進氣管(10)的管路中的預混室(30)，且所述預混室(30)經(jīng)由所述甲烷添加管路(23)與所述甲烷容器(20)連通； 一個設置于所述主進氣管(10)的燃料采樣器(14)，其位于所述預混室(30)的下游；一個燃料氣體分析儀(40)，其可根據(jù)所述燃料采樣器(14)的采樣分析結果向所述控制閥(34)發(fā)送控制信號； 一個進氣壓力傳感器(12)，其位于所述預混室(30)的上游，用于檢測所述主進氣管(10)內的天然氣壓力； 一個設置于所述甲烷添加管路(23)的甲烷壓力傳感器(22)，以測量所述甲烷添加管路(23)中的甲烷壓力；和 一個壓差控制器(42)，其可根據(jù)所述甲烷壓力與所述天然氣壓力的差值向所述調節(jié)閥(24)發(fā)送控制信號。
2.如權利要求1所述的甲烷添加系統(tǒng)，其中所述預混室(30)為球形， 所述主進氣管(10)與該預混室(30)連通的天然氣進氣口(31)和出氣口(33)的連線為該預混室(30)的最大徑向長度， 所述甲烷添加管路(23)與該預混室(30)連通的甲烷進氣口(32)位于所述天然氣進氣口(31)和出氣口(33)連線的一側。
3.如權利要求2所述的甲烷添加系統(tǒng)，其中所述甲烷進氣口(32)的位置可使甲烷由此排出的方向垂直于所述進氣口(31)和出氣口(33)的連線，并在該方向的最大尺寸上。
4.如權利要求1所述的甲烷添加系統(tǒng)，其中所述燃料氣體分析儀(40)包括一個華白指數(shù)儀。
5.如權利要求1所述的甲烷添加系統(tǒng)，其中所述甲烷容器(20)中為加壓液態(tài)甲烷。
【文檔編號】F02C3/22GK203742790SQ201420139438
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年3月26日 優(yōu)先權日:2014年3月26日
【發(fā)明者】高辰, 呂松軍, 唐仕云 申請人:西門子（中國）有限公司