[发明专利]一种应用氮气隔离的燃气轮机启动优化控制系统及方法

说明书

本发明涉及一种应用氮气隔离的燃气轮机启动优化控制系统，包括：天然气辅助截止阀、天然气截止阀、天然气放散阀一、天然气放散阀二、天然气控制阀一、天然气控制阀二、充氮隔离一次阀、充氮隔离二次阀、隔离段一压力测点、隔离段二压力测点及相应连接管道；天然气截止阀前方设置天然气辅助截止阀，天然气截止阀与天然气辅助截止阀之间形成隔离段一。本发明的有益效果是：本发明可应用于各型使用天然气作为燃料的燃气轮机组中，在正常状态下可确保天然气系统与燃气轮机装置有效隔离，使燃气轮机在启动初期免于天然气清吹，提高机组启动速度，降低启动费用，提升机组经济性和快速响应能力。

技术领域

本发明涉及燃气轮机天然气供应领域，具体涉及一种应用氮气隔离的燃气轮机启动优化控制系统及方法。

背景技术

燃气轮机大多使用天然气作为燃料，而天然气作为一种危险气体，爆炸极限在4％-16％，存在爆炸风险。燃气轮机与余热锅炉烟气侧相连接，为防止余热锅炉炉膛内可能存在的天然气发生爆燃，依据美国消防协会编订的NFPA85—2007《锅炉与燃烧系统的危险等级标准》第8部分对余热锅炉和燃气轮机排气系统清吹时间的规定：“燃气轮机对尾部烟道的清吹倍率应为5倍，且清吹时间不得少于5分钟。

燃气轮机电厂实际情况：一般燃气轮机电厂规定清吹时间为8-10分钟。由于燃气机组一直在日启夜停，频繁启动，过长的启动时间，会加剧余热锅炉参数变化，余热炉蒸汽金属管道产生疲劳应力。机组在清吹过程中，随着燃机排气温度迅速下降，余热炉的蒸汽管壁温度下降明显。而减少或取消吹扫能减少外部动力单元工作时间，可以降低厂用电率。

综上所述，亟需发明一种取消清吹环节的应用氮气隔离的燃气轮机启动优化控制系统及方法。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种应用氮气隔离的燃气轮机启动优化控制系统及方法。

这种应用氮气物理隔离的燃气轮机机组启动优化控制装置，包括天然气辅助截止阀、天然气截止阀、天然气放散阀一、天然气放散阀二、天然气控制阀一、天然气控制阀二、充氮隔离一次阀、充氮隔离二次阀、隔离段一压力测点、隔离段二压力测点及相应连接管道；天然气截止阀前方设置天然气辅助截止阀，天然气截止阀与天然气辅助截止阀之间形成隔离段一，隔离段一上设置天然气放散阀一和隔离段一压力测点；天然气截止阀后方与天然气控制阀一和天然气控制阀二之间形成隔离段二，隔离段二上设置天然气放散阀二和隔离段二压力测点，隔离段二上还设置有充氮隔离一次阀和充氮隔离二次阀。

作为优选：天然气辅助截止阀、天然气截止阀、天然气放散阀、天然气放散阀、天然气控制阀和天然气控制阀均设有位置开关。

作为优选：充氮隔离一次阀与充氮隔离二次阀之间的管道上设有压力测点。

作为优选：隔离段一设置在隔离段二前方。

这种应用氮气隔离的燃气轮机启动优化控制系统的控制方法，包括以下步骤：

S1、燃气机组停机熄火后，天然气辅助截止阀和天然气截止阀关闭，隔离段一对应的天然气放散阀一打开，天然气控制阀一和天然气控制阀二关闭，隔离段二对应的天然气放散阀二打开，待隔离段二压力测点压力测量值下降至常压后，关闭隔离段二对应的天然气放散阀二，依次开启充氮隔离一次阀和充氮隔离二次阀，保持隔离段二压力测点压力测量值比隔离段一压力测点压力测量值高30kPa以上；

S2、通过充氮隔离一次阀和充氮隔离二次阀注入氮气后，对天然气辅助截止阀、天然气截止阀、天然气控制阀一、天然气控制阀二、天然气放散阀一及天然气放散阀二上的位置开关进行连续监测；并对隔离段一和隔离段二对应的压力进行连续监测；