[實(shí)用新型]一種提高IGCC電站燃機(jī)冬季運(yùn)行穩(wěn)定性的裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201921234042.6
• 申請(qǐng)日: 2019-07-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN211038840U
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 穆延非;史紹平;張波;陳新明;閆姝
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)華能集團(tuán)有限公司;中國(guó)華能集團(tuán)清潔能源技術(shù)研究院有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F02C6/00
• 分類(lèi)號(hào): F02C6/00;F02C6/18;F02C9/20;F02C7/08
• 代理公司: 西安通大專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 李鵬威

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種提高IGCC電站燃機(jī)冬季運(yùn)行穩(wěn)定性的裝置，通過(guò)在透平出口與壓氣機(jī)進(jìn)口之間連接一根廢氣回注管道，將透平出口處的部分廢氣引入到燃機(jī)壓氣機(jī)進(jìn)口處，與進(jìn)口空氣混合，該在冬季環(huán)境溫度較低時(shí)，不僅能夠提高燃機(jī)進(jìn)氣溫度，而且能夠?qū)⑷紮C(jī)進(jìn)氣空氣流量降低至合格水平，從而能夠有效的解決由于冬季環(huán)境溫度降低造成的燃燒不穩(wěn)定，燃燒室蜂鳴的報(bào)警頻繁的問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于IGCC電站技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用燃機(jī)的部分廢氣回注壓氣機(jī)來(lái)提高燃機(jī)冬季運(yùn)行穩(wěn)定性的裝置。

背景技術(shù)

整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)(IGCC電站)，是將煤氣化技術(shù)和燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)相結(jié)合的先進(jìn)發(fā)電系統(tǒng)，既有較高的發(fā)電效率，又有極好的環(huán)保性能，是一種有發(fā)展前景的潔凈煤發(fā)電技術(shù)。在IGCC電站中，氣化爐產(chǎn)生的合成氣燃料送入燃機(jī)做功，燃機(jī)排出的廢氣加熱余熱鍋爐而產(chǎn)生蒸汽，蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)進(jìn)一步做功。燃機(jī)在IGCC站中起到了承上啟下的作用，其運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性，是整個(gè)電站穩(wěn)定、安全運(yùn)行的保證。

某IGCC電站的燃機(jī)系統(tǒng)在冬季環(huán)境溫度低于15℃時(shí)，燃燒室內(nèi)火焰燃燒不穩(wěn)定，主要表現(xiàn)為燃燒室內(nèi)路蜂鳴監(jiān)視系統(tǒng)檢測(cè)出壓力波動(dòng)大于80mbar的持續(xù)時(shí)間大于0.4s的報(bào)警信號(hào)頻繁出現(xiàn)。而且環(huán)境溫度與蜂鳴信號(hào)具有一致的相關(guān)性，環(huán)境溫度越高，蜂鳴消失；環(huán)境溫度越低，蜂鳴越頻繁。頻繁的蜂鳴報(bào)警，不僅能導(dǎo)致過(guò)燃料切換回燃油工況或跳機(jī)事件，也有可能造成燃燒室隔熱瓦裂紋等事故。

通過(guò)理論計(jì)算分析，影響燃機(jī)燃燒室燃燒穩(wěn)定性運(yùn)行的主要原因有兩點(diǎn)，一方面為冬季環(huán)境溫度降低導(dǎo)致空氣的密度提高，在壓氣機(jī)的進(jìn)口導(dǎo)葉角度不變的情況下，燃燒室進(jìn)口空氣質(zhì)量流量增加；另一方面為冬季環(huán)境溫度降低，也導(dǎo)致了燃燒室進(jìn)口空氣溫度降低。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)上面所述背景，本實(shí)用新型目的是提出一種利用燃機(jī)的部分廢氣回注來(lái)提高燃燒室進(jìn)氣口溫度、同時(shí)降低壓氣機(jī)進(jìn)氣空氣質(zhì)量，進(jìn)而提高冬季運(yùn)行穩(wěn)定性的裝置。

為達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：一種提高IGCC電站燃機(jī)冬季運(yùn)行穩(wěn)定性的裝置，包括壓氣機(jī)進(jìn)口與透平出口，所述壓氣機(jī)進(jìn)口處的空氣經(jīng)壓氣機(jī)壓縮后與合成氣燃料一并進(jìn)入燃燒室，燃燒室中燃燒后產(chǎn)生的高溫燃?xì)膺M(jìn)入透平做功，透平的動(dòng)力輸出端連接有發(fā)電機(jī)，所述透平用于驅(qū)動(dòng)燃機(jī)發(fā)電機(jī)發(fā)電；所述透平連接有用于排出廢氣的透平出口；所述壓氣機(jī)進(jìn)口與透平出口之間還設(shè)置有廢氣回注管道，所述廢氣回注管道上設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥。

進(jìn)一步的，由于壓氣機(jī)的抽吸作用，所述壓氣機(jī)進(jìn)口處的空氣壓力為-0.1KPa～-0.5KPa，所述透平出口的相對(duì)壓力為1Kpa～4KPa。

進(jìn)一步的，所述流量調(diào)節(jié)閥用于控制透平出口到壓氣機(jī)進(jìn)口的廢氣回注量。

進(jìn)一步的，所述流量調(diào)節(jié)閥用于控制廢氣回注量占?jí)簹鈾C(jī)進(jìn)口進(jìn)入空氣總量為0.1％～10％。

進(jìn)一步的，所述廢氣回注管道上還設(shè)置有備用調(diào)節(jié)閥。

進(jìn)一步的，還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括溫度傳感器和處理器；

所述溫度傳感器設(shè)置在壓氣機(jī)進(jìn)口，用于采集壓氣機(jī)進(jìn)口內(nèi)的混合氣的溫度傳送給處理器，處理器將接收到的混合氣的溫度值與預(yù)設(shè)溫度值進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果輸出控制信號(hào)控制流量調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度調(diào)整。

本實(shí)用新型還公開(kāi)了一種提高IGCC電站燃機(jī)冬季運(yùn)行穩(wěn)定性的方法，當(dāng)壓氣機(jī)進(jìn)口處的空氣溫度值低于設(shè)定值時(shí)，打開(kāi)流量調(diào)節(jié)閥，透平出口的廢氣通過(guò)廢氣回注管道進(jìn)入壓氣機(jī)進(jìn)口與空氣進(jìn)行混合，提升混合氣的溫度。

進(jìn)一步的，通過(guò)控制流量調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)廢氣回注量，根據(jù)環(huán)境溫度的變化，當(dāng)環(huán)境溫度越低，閥門(mén)開(kāi)度越大；環(huán)境溫度提高，適度地減小閥門(mén)開(kāi)度。