[发明专利]一种燃料灵活混用及切换的燃气轮机燃料供应装置及控制方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及一种气液燃料混用及切换的装置、控制方法，具体来说，涉及用于控制燃气轮机不同的气液态燃料计量及切换的系统、方法及装置。

背景技术

燃气轮机对工作环境的适应和灵活性主要由当地可提供燃料种类及量决定的，近年来，随着燃气轮机应用行业、区域及用途的扩大，目前单态燃料或单种类燃料供应装置的燃机已阻碍了燃气轮机进一步推广，而多燃料灵活混用及切换的装置及控制方法就在该背景下提出的。

燃料供应装置采用了气态燃料供应单元A与液态燃料供应单元B双通道结构形式，其单元A可实现为燃机提供气态燃料，单元B可实现为液态提供燃料，如果单元A供应装置出现故障或气态燃料供应短缺，可通过供应单元B保证燃机正常工作；同样，如果单元B供应装置出现故障或液态燃料供应短缺，可通过供应单元A保证燃机正常工作。燃料混用及切换的燃气轮机供应装置包括气液态燃料供应单元及多种控制逻辑方法，通过采用上述通路结构形式及控制方法大大提高了燃气轮机的灵活性和适应环境的能力。

发明内容

本发明为解决燃气轮机燃料供应装置灵活性和对环境适应性差的问题，进而提出了一种气液燃料灵活混用及切换的燃气轮机燃料供应装置及控制方法，其发明技术方案包括气态燃料供应单元A、液态燃料供应单元B、燃料供应及切换控制逻辑。

方案中气态燃料供应单位A包括手动开关阀、过滤器、压力调节阀、压力传感器、电磁开关阀、带变频电机的螺杆压缩泵、单向阀、稳压阀、排气控制阀、主燃料阀、燃气控制阀及燃气旁通阀等组成，原理如图1所示，其工作流程为：控制系统检测气态燃料管道压力及部件状态，根据系统状态及压力调节阀调压后燃料流到电磁开关阀，燃机控制单元通过逻辑信号打开电磁开关阀，通过控制系统计算单元估算燃料需求量，并通过改变螺杆压缩泵电机频率达到改变并计量燃料流量目的，计量后的燃料送到主燃料阀，当燃气点火时，控制系统发送打开主燃料阀及燃气旁通阀指令，并点燃燃料，燃料点燃后系统关闭燃气旁通阀气路，打开燃气控制阀由主燃料气路供气，同时多余的气态燃料也可通过排气阀排向大气，控制方法流程如图2所示。

方案中液态燃料供应单元B包括手动开关阀、过滤器、压力传感器、电磁开关阀、带变频电机的齿轮泵、安全阀、稳压阀、放油阀、主燃油控制阀、主油路控制阀及副油路控制阀等组成，原理如图1所示，其工作流程为：其液态燃料增压计量机构控制为通过控制指令打开电磁阀开关，液态燃料流到齿轮泵前，齿轮泵根据燃机所需燃料量，通过改变齿轮泵电机频率达到改变并计量燃料流量目的，如泵后燃料压力过高，系统自动打开安全阀，燃料回流泵前，同样多余燃油也可通过放油阀回流油箱，其余计量后的燃料送到主燃料阀，当燃料点火时，控制系统发送打开主燃油控制阀和副油路控制阀指令，并点燃燃料，燃料点燃后系统关闭副油路控制阀油路，打开主油路控制阀由主油路供油，控制方法流程如图3所示。

方案中燃料控制逻辑包括燃料供应、共同工作及切换逻辑等，燃机控制单元通过检测、运算、控制及逻辑运算功能，可实现上述所述气态燃料供应、液态燃料供应及气液燃料共同供应功能，同时通过逻辑控制，由供应单元A切换到供应单元B,或供应单元B切换到供应单元A,可实现气态燃料供应向液态燃料切换或可实现液态燃料供应向气态燃料切换，控制方法流程如图4所示。

附图说明

图1为气液燃料增压计量控制原理图；

图2为气态燃料控制方法流程图；

图3为液态燃料控制方法流程图；

图4为气液（或液气）燃料切换控制方法流程图；

其中1是手动开关阀Ⅱ，2是过滤器Ⅱ，3是压力传感器Ⅲ，4是压力检测信号，5是电磁开关阀Ⅱ，6是电磁开关阀控制信号，7是齿轮泵，8是齿轮泵转速控制信号，9是安全阀，10是放油阀，11是燃料回流控制信号，12是压力检测信号，13是压力传感器Ⅳ，14是液态燃料副路控制信号，15是副油路控制阀，16是液态燃料主路控制信号，17是主油路控制阀，18是液态主燃料控制信号，19是主燃油控制阀，20是燃机控制器，21是燃烧室，22是手动开关阀Ⅰ，23是过滤器Ⅰ，24是压力调节阀，25是压力检测信号，26是压力传感器Ⅰ，27是电磁开关控制信号，28是电磁开关阀Ⅰ，29是螺杆压缩泵，30是螺杆压缩泵控制信号，31是单向阀，32是稳压阀，33是排气控制信号，34是排气控制阀，35是压力信号，36是压力传感器Ⅱ，37是气态主燃料阀控制信号，38是主燃气控制阀，39是燃气旁通阀控制信号，40是燃气旁通阀，41是主气路控制阀，42是燃气控制阀控制信号。