燃气蒸汽联合循环机组燃料系统简介 下载本文

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燃气蒸汽联合循环机组燃料系统简介

作者:周俊

来源:《中国科技博览》2016年第30期

中图分类号:TM611 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)30-0001-01 一.引言

燃料系统是燃气蒸汽联合循环机组的重要辅助系统,负责接收、计量来自上游燃料供应商的天然气,并对天然气进行加热、过滤、调压、流量调节以适应燃机运行的需要。本文详细介绍国内某厂三菱M701F级联合循环机组的燃料系统,其系统构成为天然气调压站、燃机间外燃机供气系统、燃机间内燃机供气系统。 二.天然气调压站

天然气调压站由进口紧急关断单元、计量单元、水浴炉加热单元、过滤单元、电加热器及启动锅炉调压单元、燃机调压单元组成,见图1。该系统为燃料预处理系统,其作用是对供气站来的燃气进行接收及计量,并进行过滤、加热和调压,确保满足机组运行需要。 进口紧急关断单元:当发生紧急情况时,进口紧急关断阀迅速关闭,切断调压站的燃气源。

计量单元:流量计将测得的实际天然气流量、温度、压力一起传送给流量计算机,计算出天然气的耗量。

水浴炉单元:加热天然气,以满足下游对天然气温度的要求。 过滤单元:作用是对天然气进行过滤,将杂质分离出来。

电加热器及启动锅炉调压单元:由于天然气压降会产生温度降,设置电加热器以保证进入启动锅炉调压部分入口的天然气温度,进而保证启动锅炉调压出口的天然气温度。天然气经过启动锅炉调压系统的两级调压后,压力降至设定范围。

燃机调压单元:该单元对天然气进行调压以满足燃机运行需要,调压线由一个SSV(快速切断阀),一个监控调压器和一个工作调压器组成。 三.燃机间外燃机供气系统

燃气供气温度是稳定燃烧的关键条件,当供气温度异常时,机组可能会负荷回切,严重时将引起燃烧不稳,甚至导致机组跳机,因此燃气供气温度必须严格监控。

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燃机间外燃机供气系统主要设备包括燃气流量计、温控阀、燃气加热器、末级过滤器、燃气温度变送器、燃气压力变送器及压力开关等,见图2。该系统其作用是调节燃气温度为燃机负荷所对应的温度值。

燃气流量计:计量单台机组瞬时燃气耗量及燃气总耗量,同时将数据传至DCS监视。 燃气加热器:主要由燃气管线、TCA(转子冷却空气)管线及三台TCA风扇组成。风扇运行时,将空气由TCA管线吹向燃气管,空气作为传热介质将热量由压气机排气传给了燃气,使作为冷却燃气轮机转子的空气得到进一步冷却,同时使燃气得到了加热。 温控阀:通过控制燃气加热器的主路、旁路流量达到控制燃气温度的目的。

末级过滤器:燃机进气前的最后一级过滤部件,保证燃料清洁度,防止下游燃气阀及燃烧器喷嘴因杂质而产生损坏、堵塞。

燃气压力变送器及压力开关:设有压力变送器,向DCS输出燃气压力值,燃气压力低时,DCS上将发燃气压力低报警;燃气压力继续降低时,燃气压力低保护动作,机组负荷回切;燃气压力降至极低值,机组燃气压力低低保护动作跳机。 四.燃机间内燃机供气系统

燃机间内燃机供气系统主要设备为燃气截止阀、燃气排空阀、燃料压力控制阀、燃气流量控制阀、主燃料和值班燃料分配总管等,见图3。

该系统的作用是在机组运行时,调节进入燃烧室的燃气流量及压力;在机组停运后,截断燃气供应,并将燃气截止阀下游管线内的燃气排空;在机组跳机时,立即截断燃气供应。该系统中之所以设置主燃料流程与值班燃料流程,是因为M701F燃机采用的是干式低NOx燃烧器,该燃烧器共有9个喷嘴,其中8个主喷嘴沿燃烧器周向布置,为预混燃烧喷嘴,还有一个值班喷嘴布置在燃烧器中心,为扩散燃烧喷嘴。预混燃烧能降低火焰温度,减少NOx生成,但燃烧稳定性不好,而扩散燃烧稳定性好,但火焰温度高,NOx生成量高。同时采用两种燃烧方式既可保证燃烧稳定性,又可降低烟气中的NOx含量。

燃气截止阀:液动阀,设有安全油。安全油建立后,该阀打开;当安全油泄去,该阀关闭,截断燃气供应,燃机熄火。

燃气排空阀:液动阀,当燃气截止阀关闭时,该阀打开,排除燃气截止阀后天然气;当燃气截止阀打开时,该阀则关闭。

燃气压力控制阀:分为主燃料压力控制阀及值班燃料压力控制阀,都是液动调节阀,未设置安全油。设置燃气压力控制阀的目的有两个:一是根据燃机速度与负荷,调节燃气供气压力,并控制阀前后压差,从而使燃气流量与流量控制阀的开度成线性关系;二是保证机组停机

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时,快速切断燃烧室的燃气供应。不设置安全油是因为该阀在燃机熄火时随燃气截止阀一同关闭,但约1分钟后该阀需再次打开一定时间,排出流量控制阀前压力控制阀后的残留燃气。 燃气流量控制阀:分为主燃料流量控制阀和值班燃料流量控制阀,都是液动调节阀,设有安全油。 五.总结

由于联合循环机组在国内的运行经验仍在积累中,我们需加大对该系统的关注和研究力度,熟悉其运行方式与原理,以能够有效处理该系统发生的问题,确保机组运行安全。