[發(fā)明專利]多燃料系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910698327.3
• 申請日: 2019-07-31
• 公開（公告）號: CN110529878B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發(fā)明（設計）人: 曾維;王丹;王嬋珂;沈秀利;謝衛(wèi)紅
• 申請（專利權）人: 中國航發(fā)南方工業(yè)有限公司
• 主分類號: F23R3/28
• 分類號: F23R3/28;F23N1/00
• 代理公司: 長沙智嶸專利代理事務所(普通合伙) 43211
• 代理人: 劉宏

本發(fā)明公開了一種多燃料系統(tǒng)。本發(fā)明的多燃料系統(tǒng)，可以獨立輸送氣體燃料、液體燃料和固體燃料，便于單獨調(diào)節(jié)各種燃料的輸送流量；另外，還可以輸入空氣以起到對液體燃料進行輔助霧化的作用，同時與粉末狀的固體燃料摻混形成氣固混合物，可以有效地提高固體燃料的輸送效率；并且，通過電子調(diào)節(jié)控制器獲取燃氣輪機實時的技術狀態(tài)指標參數(shù)和外界的控制指令并由此解算出各種燃料的輸送量，進而向各個輸送管路系統(tǒng)中的計量設備發(fā)出燃料量調(diào)節(jié)指令，確保各個燃料輸送管路系統(tǒng)輸入至燃氣輪機燃燒室中的總?cè)剂狭繚M足燃氣輪機的總能量需求，可以隨時隨地在多種燃料之間切換，且不用停機維護，并且在切換燃料的過程中可以保證連續(xù)能源輸出。

技術領域

本發(fā)明涉及燃氣輪機技術領域，特別地，涉及一種多燃料系統(tǒng)。

背景技術

目前的燃氣輪機，特別是由航空發(fā)動機改進而成的航改燃氣輪機，其主要是以單一種燃料為使用介質(zhì)，這對于多種燃料的使用環(huán)境(如：可移動的應急電源系統(tǒng)、旅行營地、戰(zhàn)地臨時駐點等)，燃氣輪機的燃料可能要求就地取材，有什么燒什么；或者由于某些特殊用途的要求(如：某種特定的排放物要求)，須要求多種燃料按指定的比例進行燃燒。由于各種燃料間物相(固體、液體和氣體)和熱值的差異，使得每種燃料都需要開發(fā)研制相應的燃料供給系統(tǒng)。想更換某燃料就要把燃氣輪機的整個燃料供給系統(tǒng)統(tǒng)統(tǒng)換掉，由此將帶來燃氣輪機維護成本的增加和可靠性的降低。為解決該問題，急需設計一款多燃料系統(tǒng)，能夠隨時隨地切換燃料，而不用停機進行拆換維護。

現(xiàn)有的多燃料系統(tǒng)可以獨立使用天然氣和燃油，以天然氣為主，燃油為輔，在燃氣輪機低狀態(tài)可切換，可保證不停機，但是其切換擾動大，且對于燃料品質(zhì)要求較高，燃料品種的涵蓋面狹窄，甚至規(guī)定了某個品種的燃油(如：0#柴油)，并且現(xiàn)有的多燃料系統(tǒng)在切換時不可保證連續(xù)能源(電能、熱能)輸出。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種多燃料系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有的多燃料系統(tǒng)存在的切換擾動大、切換時不可保證連續(xù)能源輸出、對燃料品質(zhì)要求高及燃料品種涵蓋面狹窄的技術問題。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種多燃料系統(tǒng)，用于給燃氣輪機提供燃料，包括

氣體燃料輸送管路系統(tǒng)、液體燃料輸送管路系統(tǒng)、固體燃料輸送管路系統(tǒng)、空氣輸送管路系統(tǒng)、多相燃料噴嘴及電子調(diào)節(jié)控制器，所述氣體燃料輸送管路系統(tǒng)、液體燃料輸送管路系統(tǒng)、固體燃料輸送管路系統(tǒng)和空氣輸送管路系統(tǒng)均與所述多相燃料噴嘴連接，所述氣體燃料輸送管路系統(tǒng)用于從氣體燃料源中抽取氣體燃料并輸送至多相燃料噴嘴，所述液體燃料輸送管路系統(tǒng)用于從液體燃料源中抽取液體燃料并輸送至多相燃料噴嘴，所述固體燃料輸送管路系統(tǒng)用于從固體燃料源中抽取固體燃料并輸送至多相燃料噴嘴，所述多相燃料噴嘴用于與燃氣輪機連接以給燃氣輪機的燃燒室提供燃料，所述固定燃料被制成粉末狀，所述空氣輸送管路系統(tǒng)還與所述固體燃料輸送管路系統(tǒng)連接以使空氣與粉末狀的固體燃料摻混形成氣固混合物；

所述氣體燃料輸送管路系統(tǒng)、液體燃料輸送管路系統(tǒng)、固體燃料輸送管路系統(tǒng)和空氣輸送管路系統(tǒng)均包括一個控制該管路系統(tǒng)輸送流量的計量設備，所述計量設備與所述電子調(diào)節(jié)控制器連接，所述電子調(diào)節(jié)控制器還用于獲取控制指令和燃氣輪機的技術狀態(tài)指標參數(shù)并根據(jù)獲取的控制指令和燃氣輪機的技術狀態(tài)指標參數(shù)解算出各種燃料的輸送量，進而控制各個管路系統(tǒng)中的計量設備對應地調(diào)節(jié)其輸送的燃料量。

進一步地，在燃氣輪機進入工作狀態(tài)后，所述電子調(diào)節(jié)控制器獲取燃氣輪機實時的技術狀態(tài)指標參數(shù)，并基于等轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)原則和最大排氣溫度調(diào)節(jié)原則調(diào)整各個輸送管路系統(tǒng)輸送的燃料量。

進一步地，所述等轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)原則是指控制燃氣輪機按照目標控制轉(zhuǎn)速nL運行的調(diào)節(jié)規(guī)律，所述電子調(diào)節(jié)控制器根據(jù)燃氣輪機反饋的當前轉(zhuǎn)速n與目標控制轉(zhuǎn)速nL，通過查取轉(zhuǎn)速n與燃料總能量H的特性曲線中所對應的燃料能量并計算出燃料能量差值ΔH，再根據(jù)燃料能量差值ΔH解算出需要調(diào)節(jié)供給的燃料變化量，最后控制對應燃料路上的計量設備調(diào)節(jié)燃料流量以增加或減少相應的燃料量。