[实用新型]一种适用于燃机电厂的天然气掺混氢气系统有效

专利信息
申请号: 202222123494.5 申请日: 2022-08-12
公开(公告)号: CN217843521U 公开(公告)日: 2022-11-18
发明(设计)人: 赵宏鹏;魏显安;何适;耿梦竹;裴育峰;于畅 申请(专利权)人: 中国电力工程顾问集团东北电力设计院有限公司
主分类号: F17D3/01 分类号: F17D3/01;F17D3/12;F17D3/18;F02C7/22
代理公司: 长春众益专利商标事务所(普通合伙) 22211 代理人: 谭帅
地址: 130021 吉林*** 国省代码: 吉林;22
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摘要:
搜索关键词: 一种 适用于 机电 天然气 氢气 系统
【说明书】:

实用新型提出一种适用燃机电厂的天然气掺混氢气系统,配置主要包括:天然气调压单元、天然气计量单元、氢气调压单元、混气单元、掺氢天然气增压单元、掺氢天然气前置模块,在天然气系统、氢气系统必备配置的基础上,额外配置混气单元的PLC控制柜,燃气报警装置等,可以实现混气单元的就地控制,也可以接入电厂DCS进行远程控制,本实用新型提出的天然气掺混氢气系统,可适用于进行氢气掺混的F级及以上规模的燃机电厂天然气掺混氢气系统,拟定了不同边界条件下的天然气掺混氢气的系统方案,确定了燃机电厂掺混氢气的系统配置,为未来燃机电厂掺混氢气可行性提供了解决方案。

技术领域

本实用新型属于燃机发电及氢利用技术领域,适用于具备掺混氢气条件的燃机电厂的天然气掺混氢气系统的系统拟定、设备配置、运行控制。

背景技术

氢气是清洁、高效、零碳的能源载体,可在交通、工业及发电等多领域发挥作用。掺氢天然气可以改善燃烧特性,降低碳排放,具有重要的工程应用价值,也是促进氢能产业规模推广的重要途径之一。目前国内外已经开始有一些项目进行燃机掺混氢气的试验电站,F级重型燃气轮机在掺氢比为10%~20%时,已经可以实现安全和稳定燃烧,并满足排放的要求。未来随着可再生能源的规模化发展以及快速增长的调峰需求,利用新能源发电制取“绿氢”并存储,再以“绿氢”为燃料进行发电的燃氢电站可能成为碳中和时期电网中重要的灵活性电源之一,具有重要的研究价值。然而,目前的天然气掺混氢气系统还存在诸多问题:

(1)目前燃机主机厂的天然气掺氢主要集中在试验阶段,且机组一般较小,系统通常较为简单,更侧重于燃机本体尤其是燃烧器的测试,然而,整个燃机电厂的天然气系统如何配置氢气,系统如何拟定还不明确,导致电厂投资估算时存在缺项。

(2)目前天然气掺混仅考虑常温掺混,只有少数工业燃气轮机机组进行了掺混性试验,或是部分燃气轮机燃烧高炉煤气或类似低热值气体,系统较为简单,没有掺氢天然气增压模块,没有掺氢天然气前置处理模块,没有对天然气掺混氢气单元以及掺混氢气后的天然气处理方式进行分析,导致目前对于天然气掺氢在燃机电厂的应用存在很大不确定性。

(3)未来随着可再生能源的规模化发展,利用新能源发电制取“绿氢”比例逐步增加,更大调峰能力的F级及以上燃氢电站已经开始进行示范,对于掺混氢气的天然气系统的方案还缺乏系统研究。

实用新型内容

为解决燃氢电站天然气掺氢系统方案设计不明确等问题,本实用新型提出一种适用于燃机电厂的天然气掺混氢气系统,该系统能够依据目前各种不同的氢源,针对不同压力的天然气和氢气,拟定天然气掺混氢气系统的方案,为天然气掺混的燃机电厂的天然气系统做出系统配置。

为达到上述目的,本实用新型提供一种适用于燃机电厂的天然气掺混氢气系统,包括:天然气调压单元、天然气计量单元、氢气调压单元、氢气计量单元、混气单元和掺氢天然气前置模块,所述的天然气计量单元与天然气入口阀门通过管道连接,所述的天然气调压单元与天然气计量单元通过管道连接,所述的氢气计量单元与氢气入口阀门连接,所述的氢气调压单元与氢气计量单元通过管道连接,所述的混气单元分别与天然气调压单元、氢气调压单元和掺氢天然气前置模块通过管道连接,所述的掺氢天然气前置模块与燃机电厂的燃气轮机入口连接。

一种适用于燃机电厂的天然气掺混氢气系统,包括天然气调压单元、天然气计量单元、氢气调压单元、氢气计量单元、混气单元、掺氢天然气前置模块和掺氢天然气增压单元,所述的天然气计量单元与天然气入口阀门通过管道连接,所述的天然气调压单元与天然气计量单元通过管道连接,所述的氢气计量单元与氢气入口阀门连接,所述的氢气调压单元与氢气计量单元通过管道连接,所述的混气单元分别与天然气调压单元、氢气调压单元和掺氢天然气增压单元通过管道连接,所述的掺氢天然气前置模块分别掺氢天然气增压单元和燃机电厂的燃汽轮机入口连接。

与常规燃机电厂天然气系统相比,本实用新型的有益效果是:

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