[发明专利]用于燃气轮机燃料切换的控制方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及控制技术领域，尤其涉及一种用于燃气轮机燃料切换的控制方法和系统。

背景技术

燃料的多适应性一直是燃气轮机的一项重要关键技术，但由于部分燃料的热值较低，使得工业发电用燃气轮机有时需要利用高热值燃料启动，然后再切换到低热值燃料下，再进行长期满负荷运行。在这些燃料切换过程中，以气体燃料之间的切换最为困难，特别是气体燃料之间热值、体积相差越大，其切换过程越容易燃烧不稳定，因此如何进行不同气体燃料之间的平稳切换，保证切换过程燃烧稳定不熄火一直是燃气轮机控制设计的难点。一般的气体燃料切换的流程如图1所示，首先通过控制阀关闭#2燃料，供应#1燃料，燃气轮机通过燃烧#1燃料启动到部分负荷，然后再开始逐步开启#2燃料的控制控制阀，同时逐步关小#1燃料的控制阀，直到最终#1燃料停止供应，#2燃料供应稳定，最后再持续增加#2燃料使燃气轮机工作到满负荷。

现有的气体燃料切换过程通常为线性切换，即#1燃料和#2燃料以相同的速率分别增加和减少。这种气体燃料切换控制对燃料控制控制阀的选型提出了极高的要求，为了在燃料低流量阶段对燃料的流量进行精确的控制，需要控制阀具有很好的线性度，而具有很好的线性度的控制阀成本较高且难以实现。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种能够通过普通的控制阀实现对燃料的正常切换的方法。

本发明提供了一种用于燃气轮机燃料切换的控制方法，该方法包括：

在将启动燃料切换到正常燃料时，以正常燃料对应的第一控制阀的最大开启速度将所述第一控制阀的阀位开启到最大非线性阀位；在启动燃料对应的第二控制阀的阀位降低到最大非线性阀位时，以第二控制阀所对应的最大关闭速度将所述第二控制阀关闭。

进一步的，该方法还包括：在所述第一控制阀和所述第二控制阀均大于最小线性阀位时，根据所述第二控制阀关闭的速度开启所述第一控制阀。

进一步的，在所述正常燃料对应的第一控制阀开启到最大非线性阀位时，以当前正常燃料和启动燃料中热值较低的燃料对应的速度作为另一燃料的调节速度，直至所述启动燃料对应的第二控制阀的阀位降低到最大非线性阀位。

进一步的，所述方法还包括：

在将启动燃料切换到正常燃料之前，调节第二控制阀的阀位大于最大非线性阀位，并调节所述启动燃料对应的压力阀使燃气轮机到达预订的燃料切换负荷。

进一步的，所述最大非线性阀位为对应控制阀最大阀位的10％。

本发明还提供了一种用于燃气轮机燃料切换的控制系统，包括：

切换控制模块，用于在将启动燃料切换到正常燃料时，以正常燃料对应的第一控制阀的最大开启速度将所述第一控制阀的阀位开启到最大非线性阀位；在启动燃料对应的第二控制阀的阀位降低到最大非线性阀位时，以第二控制阀所对应的最大关闭速度将所述第二控制阀关闭。

进一步的，所述切换控制模块还用于在所述第一控制阀和所述第二控制阀均大于最小线性阀位时，根据所述第二控制阀关闭的速度开启所述第一控制阀。

进一步的，所述切换控制模块还用于在所述正常燃料对应的第一控制阀开启到最大非线性阀位时，以当前正常燃料和启动燃料中热值较低的燃料对应的速度作为另一燃料的调节速度，直至所述启动燃料对应的第二控制阀的阀位降低到最大非线性阀位。

进一步的，所述系统还包括：

启动控制模块，用于在将启动燃料切换到正常燃料之前，调节第二控制阀的阀位大于最大非线性阀位，并调节所述启动燃料对应的压力阀使燃气轮机到达预订的燃料切换负荷。

进一步的，所述最大非线性阀位为对应控制阀最大阀位的10％。

本发明中，在将启动燃料切换到正常燃料时，以正常燃料对应的第一控制阀的最大开启速度将所述第一控制阀的阀位开启到最大非线性阀位；在启动燃料对应的第二控制阀的阀位降低到最大非线性阀位时，以第二控制阀所对应的最大关闭速度将所述第二控制阀关闭。这样一方面，能够使控制阀在非线性阀位的时间大大缩短，降低了控制的不确定性，能够通过普通的控制阀实现对燃料的正常切换。另一方面，降低了切换时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为气体燃料切换的流程示意图；

图2为本发明一实施例提供的用于燃气轮机燃料切换的控制方法的流程示意图；