[實用新型]一種適用于燃機電廠的天然氣摻混氫氣系統

有效

• 申請號: 202222123494.5
• 申請日: 2022-08-12
• 公開（公告）號: CN217843521U
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 趙宏鵬;魏顯安;何適;耿夢竹;裴育峰;于暢
• 申請（專利權）人: 中國電力工程顧問集團東北電力設計院有限公司
• 主分類號: F17D3/01
• 分類號: F17D3/01;F17D3/12;F17D3/18;F02C7/22
• 代理公司: 長春眾益專利商標事務所(普通合伙) 22211
• 代理人: 譚帥

本實用新型提出一種適用燃機電廠的天然氣摻混氫氣系統，配置主要包括：天然氣調壓單元、天然氣計量單元、氫氣調壓單元、混氣單元、摻氫天然氣增壓單元、摻氫天然氣前置模塊，在天然氣系統、氫氣系統必備配置的基礎上，額外配置混氣單元的PLC控制柜，燃氣報警裝置等，可以實現混氣單元的就地控制，也可以接入電廠DCS進行遠程控制，本實用新型提出的天然氣摻混氫氣系統，可適用于進行氫氣摻混的F級及以上規模的燃機電廠天然氣摻混氫氣系統，擬定了不同邊界條件下的天然氣摻混氫氣的系統方案，確定了燃機電廠摻混氫氣的系統配置，為未來燃機電廠摻混氫氣可行性提供了解決方案。

技術領域

本實用新型屬于燃機發電及氫利用技術領域，適用于具備摻混氫氣條件的燃機電廠的天然氣摻混氫氣系統的系統擬定、設備配置、運行控制。

背景技術

氫氣是清潔、高效、零碳的能源載體，可在交通、工業及發電等多領域發揮作用。摻氫天然氣可以改善燃燒特性，降低碳排放，具有重要的工程應用價值，也是促進氫能產業規模推廣的重要途徑之一。目前國內外已經開始有一些項目進行燃機摻混氫氣的試驗電站，F級重型燃氣輪機在摻氫比為10％～20％時，已經可以實現安全和穩定燃燒，并滿足排放的要求。未來隨著可再生能源的規模化發展以及快速增長的調峰需求，利用新能源發電制取“綠氫”并存儲，再以“綠氫”為燃料進行發電的燃氫電站可能成為碳中和時期電網中重要的靈活性電源之一，具有重要的研究價值。然而，目前的天然氣摻混氫氣系統還存在諸多問題：

(1)目前燃機主機廠的天然氣摻氫主要集中在試驗階段，且機組一般較小，系統通常較為簡單，更側重于燃機本體尤其是燃燒器的測試，然而，整個燃機電廠的天然氣系統如何配置氫氣，系統如何擬定還不明確，導致電廠投資估算時存在缺項。

(2)目前天然氣摻混僅考慮常溫摻混，只有少數工業燃氣輪機機組進行了摻混性試驗，或是部分燃氣輪機燃燒高爐煤氣或類似低熱值氣體，系統較為簡單，沒有摻氫天然氣增壓模塊，沒有摻氫天然氣前置處理模塊，沒有對天然氣摻混氫氣單元以及摻混氫氣后的天然氣處理方式進行分析，導致目前對于天然氣摻氫在燃機電廠的應用存在很大不確定性。

(3)未來隨著可再生能源的規模化發展，利用新能源發電制取“綠氫”比例逐步增加，更大調峰能力的F級及以上燃氫電站已經開始進行示范，對于摻混氫氣的天然氣系統的方案還缺乏系統研究。

實用新型內容

為解決燃氫電站天然氣摻氫系統方案設計不明確等問題，本實用新型提出一種適用于燃機電廠的天然氣摻混氫氣系統，該系統能夠依據目前各種不同的氫源，針對不同壓力的天然氣和氫氣，擬定天然氣摻混氫氣系統的方案，為天然氣摻混的燃機電廠的天然氣系統做出系統配置。

為達到上述目的，本實用新型提供一種適用于燃機電廠的天然氣摻混氫氣系統，包括：天然氣調壓單元、天然氣計量單元、氫氣調壓單元、氫氣計量單元、混氣單元和摻氫天然氣前置模塊，所述的天然氣計量單元與天然氣入口閥門通過管道連接，所述的天然氣調壓單元與天然氣計量單元通過管道連接，所述的氫氣計量單元與氫氣入口閥門連接，所述的氫氣調壓單元與氫氣計量單元通過管道連接，所述的混氣單元分別與天然氣調壓單元、氫氣調壓單元和摻氫天然氣前置模塊通過管道連接，所述的摻氫天然氣前置模塊與燃機電廠的燃氣輪機入口連接。

一種適用于燃機電廠的天然氣摻混氫氣系統，包括天然氣調壓單元、天然氣計量單元、氫氣調壓單元、氫氣計量單元、混氣單元、摻氫天然氣前置模塊和摻氫天然氣增壓單元，所述的天然氣計量單元與天然氣入口閥門通過管道連接，所述的天然氣調壓單元與天然氣計量單元通過管道連接，所述的氫氣計量單元與氫氣入口閥門連接，所述的氫氣調壓單元與氫氣計量單元通過管道連接，所述的混氣單元分別與天然氣調壓單元、氫氣調壓單元和摻氫天然氣增壓單元通過管道連接，所述的摻氫天然氣前置模塊分別摻氫天然氣增壓單元和燃機電廠的燃汽輪機入口連接。

與常規燃機電廠天然氣系統相比，本實用新型的有益效果是：