[发明专利]一种控制燃气轮机燃料韦伯修正指数的系统和方法

说明书

本发明公开了一种控制燃气轮机燃料韦伯修正指数的系统，包括燃气轮机、燃料加热器、燃料处理装置、燃料热值分析仪、减温减压装置、排空装置和控制装置组成，燃气轮机、燃料加热器、燃料处理装置、燃料热值分析仪、减温减压装置和排空装置之间通过输送管线相连接，位于减温减压装置与燃气轮机的输送管线上安装有三通式燃料温度控制阀，三通式燃料温度控制阀的进口输入有气体燃料且出口与燃料处理装置相连接。本发明基于韦伯修正指数与燃料温度、热值及比重相关，借助于余热锅炉中压省煤器的出口给水来加热燃气轮机的燃料温度，通过调节被加热的燃料量或加热工质流量，使燃料的韦伯修正指数维持在燃烧系统的许可范围内。

技术领域

本发明涉及燃气轮机及其联合循环领域技术领域，具体为一种控制燃气轮机燃料韦伯修正指数的系统和方法。

背景技术

燃气轮机运行时常会遇到燃料组分的变化，对于特定的燃烧系统而言，这种变化将引起燃烧放热的改变，可能会导致排放超标、燃烧不稳定、甚至引起急剧的热声耦合振荡，致使机组停机。衡量燃气轮机对燃料适用性的指标之一是韦伯修正指数，其含义在于，具有相同韦伯修正指数的不同燃料，在相同的燃烧压力下，能释放出相同的热负荷，在燃料切换时可使燃烧器保持相似的热负荷和燃空比，因此韦伯修正指数是一个燃料的互换性指标。

本发明基于韦伯修正指数与燃料温度、热值及比重相关，借助于余热锅炉中压省煤器的出口給水来加热燃气轮机的燃料温度，通过调节被加热的燃料量或加热工质流量，使燃料的韦伯修正指数维持在燃烧系统的许可范围内，同时使燃料温度满足燃气轮机性能、运行灵活性的要求，避免了因燃料组分变化引起的燃烧调整；采用余热锅炉中压省煤器出口的給水加热燃料，并借助于中低压給水之间压差自流到低压省煤器，节约了能源，提高联合循环机组的效率

然而，现有的控制燃气轮机燃料韦伯修正指数的方式存在以下的问题：（1）燃气轮机厂家一般规定在燃料切换时，韦伯指标的变化不大于设计燃料的±5%～10%。为保证燃烧稳定、高效及低排放，通常通过燃烧调整来适用燃料的变化，但燃料组分的变化预见性差，燃烧调整往往迟后于燃料组分的变化，可能会引起排放超标、甚至燃烧不稳定而跳机；（2）现有的缺乏一整套高效的控制燃气轮机燃料韦伯修正指数的系统和方法，导致燃气轮机燃料运作过程中易产生运作不佳的问题。为此，需要设计相应的技术方案解决存在的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种控制燃气轮机燃料韦伯修正指数的系统和方法，解决了燃气轮机厂家一般规定在燃料切换时，韦伯指标的变化不大于设计燃料的±5%～10%。为保证燃烧稳定、高效及低排放，通常通过燃烧调整来适用燃料的变化，但燃料组分的变化预见性差，燃烧调整往往迟后于燃料组分的变化，可能会引起排放超标、甚至燃烧不稳定而跳机，这一技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种控制燃气轮机燃料韦伯修正指数的系统，包括燃气轮机、燃料加热器、燃料处理装置、燃料热值分析仪、减温减压装置、排空装置和控制装置组成，所述燃气轮机、燃料加热器、燃料处理装置、燃料热值分析仪、减温减压装置和排空装置之间通过输送管线相连接，位于所述减温减压装置与燃气轮机的输送管线上安装有三通式燃料温度控制阀，所述三通式燃料温度控制阀的进口输入有气体燃料且出口与燃料处理装置相连接，所述燃料热值分析仪的取样口输入有标准燃气且另一侧与排空装置相连接，所述燃气轮机的燃料进口处安装有温度传感器，所述控制装置分别与温度传感器、三通式燃料温度控制阀的电气转换器I/P、燃料热值分析仪和燃气轮机电性连接，所述控制装置通过线路连接有来自燃机控制系统的信号。

作为本发明的一种优选实施方式，所述燃料加热器为管壳式加热器且管侧为加热工质，所述加热工质来自余热锅炉的中压省煤器的出口，冷却后依靠中低压给水之间的压差返回到余热锅炉的低压省煤器的入口形成有冷却后工质。

作为本发明的一种优选实施方式，所述三通式燃料温度控制阀还可以设置为燃料开关阀，所述控制装置与燃料开关阀相连接。