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CN114183249A - 双燃料燃气轮机燃油供应系统 - Google Patents

双燃料燃气轮机燃油供应系统 Download PDF

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CN114183249A CN202111519904.1A CN202111519904A CN114183249A CN 114183249 A CN114183249 A CN 114183249A CN 202111519904 A CN202111519904 A CN 202111519904A CN 114183249 A CN114183249 A CN 114183249A
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白冰
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Abstract

本发明提供一种双燃料燃气轮机燃油供应系统，双燃料燃气轮机通常能够分别使用燃油和天然气作为燃料运行，并能够实现两种燃料间的相互切换。根据燃气轮机的运行要求，为确保燃气轮机在使用燃油运行时，燃油的供应压力能够满足机组的点火起动及正常运行要求，并优化燃油系统的准备时间，以串联泵系统为基础，设计燃油供应系统，通过设置输送泵将燃油箱中的燃油抽出，输送至下游管线，在泵后设置带有自力式调压阀的旁通管路，通过控制旁通泄放量使管线内的燃油压力达到燃气轮机点火支路的压力要求。经过调压的燃油到达增压泵前，经过增压泵增压至燃气轮机运行所需的较高压力。在输送泵和增压泵上游均设置有过滤器，对泵体进行保护。

Description

双燃料燃气轮机燃油供应系统
技术领域
本专利涉及燃气轮机技术领域，特别涉及双燃料燃气轮机用燃油供应系统。
背景技术
1)某型国产25MW双燃料燃气轮机，能够使用天然气和燃油为燃料，并能够实现两种燃料的相互切换。
2)燃气轮机的燃油供应系统用于为燃气轮机提供满足起动、运行要求的燃油。但是，由于某型国产25MW双燃料燃气轮机的特殊要求，在起动时所需的点火燃油压力与运行时的燃油供应压力要求并不相同。
3)为解决该型燃气轮机的燃油供应需求，使用串联泵的方式，将流量匹配的低压输送泵与高压增压泵串联，用低压输送泵的压力满足点火要求，同时向高压增压泵供应运行燃油，再由高压增压泵进行增压，使燃油压力达到运行要求。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种双燃料燃气轮机燃油供应系统，为实现燃气轮机在起动及运行过程中的燃油供应，选用具有自吸能力的输送泵，以及输出压力较高的增压泵，将两种泵进行串联。燃油箱中的燃油被输送泵吸入并初步增压，将燃油送至柱塞泵前，增压至燃气轮机运行所需的较高压力。
本发明的目的是这样实现的：在燃油系统入口设置有气动球阀一，气动球阀一的上、下游分别设置有手动球阀一和手动球阀三，在气动球阀一旁设置带有手动球阀四的旁通管路，燃油经过气动球阀一后，经过Y型过滤器进行预过滤，输送泵将燃油增压并由压力表进行对泵的运行状态进行监测；燃油经过输送泵后，进入双联过滤器进行精过滤，压差变送器的引压管分别设置在双联过滤器的上、下游，在双联过滤器的下游设置带有自力式调压阀以及单向阀的旁路；经过自力式调压阀调压后的燃油，通过热电阻、压力变送器压力表监测其温度和压力；经过调压后的燃油，通过支路进入燃气轮机点火管线，用于燃气轮机点火；经过调压后的燃油进入增压泵增压，增压泵下游设置有金属软管，带有气动球阀二的旁通路用于在燃料切换准备阶段，由输送泵将燃油输送至增压泵下游，实现燃油的提前充注，气动球阀二在增压泵启动的同时关闭；增压泵的下游设置有溢流阀，用于在系统流程出现堵塞时将增压泵输出的燃油泄放至燃油箱，自力式调压阀和溢流阀泄放的燃油汇集至同一管线返回燃油箱并在管线上设置单向阀；增压泵增压后的燃油进入到篮式过滤器，由篮式过滤器进行过滤，所述篮式过滤器的上游设置有热电阻，篮式过滤器的下游即系统出口设置有压力表，压差变送器的引压管分别设置在篮式过滤器的上、下游，用于监测栏式过滤器的状态，提醒用户及时更换滤芯。
本发明还包括这样一些结构特征：
1.所述双联过滤器为一用一备，可实现实时切换，确保系统能够正常运行。
2.所述自力式调压阀为阀前取压，监测输送泵下游压力，并通过调整阀门开度，将流程内压力调节至0.18～0.3MPa，泄放的燃油通过管线返回燃油箱。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：双燃料燃气轮机通常能够分别使用燃油和天然气作为燃料运行，并能够实现两种燃料间的相互切换。根据燃气轮机的运行要求，为确保燃气轮机在使用燃油运行时，燃油的供应压力能够满足机组的点火起动及正常运行要求，并优化燃油系统的准备时间，以串联泵系统为基础，设计燃油供应系统，通过设置输送泵将燃油箱中的燃油抽出，输送至下游管线，在泵后设置带有自力式调压阀的旁通管路，通过控制旁通泄放量使管线内的燃油压力达到燃气轮机点火支路的压力要求。经过调压的燃油到达增压泵前，经过增压泵增压至燃气轮机运行所需的较高压力。在输送泵和增压泵上游均设置有过滤器，对泵体进行保护。
附图说明
为了清晰表达本发明的技术方案，下面对本发明所需的附图作简单的介绍。需要说明的是，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于相关领域的技术人员来讲，可参照此附图获得更多设计思路。
图1是本发明双燃料燃气轮机的实施示例图。
图中件号说明：1-手动球阀一；2-气动球阀一；3-手动球阀三；4-手动球阀四；5-Y型过滤器；6-输送泵；7-压力表；8-双联过滤器；9-压差变送器；10-热电阻；11-压力变送器；12- 压力表；13-增压泵；14-金属软管；15-气动球阀二；16-溢流阀；17-热电阻；18-篮式过滤器； 19-压差变送器；20-压力表；21-手动球阀；22-压力变送器；23-减压阀；24-单向阀；25-自力式调压阀。
具体实施方式
下面将结合附图，对本专利的技术方案进行清楚、完整的描述，需注意的是，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性设计的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
两泵串联设计时，螺杆泵的额定流量应高于柱塞泵的额定流量，系数可取1.3～1.5；输送泵的出口压力为0.5MPa，泵后设置旁通管路，装有阀前取压式的自力式调压阀，通过调节回流，将泵后的压力降低为0.18～0.3MPa，在调压后的管线上引出燃气轮机点火路供油支管，向燃气轮机点火油路供应燃油。经过调压后的燃油进入主流程柱塞泵入口，增压至8MPa，供入燃气轮机运行油路。除输送泵、增压泵及自力式调压阀外，在系统中配有必要的压力、温度仪表，用以监控系统运行状态，并在系统中设置过滤器，对泵进行保护，同时确保燃气轮机所需的燃油洁净度要求。
如图1，在燃油系统入口设置有气动球阀2，用于在火灾等紧急情况下对燃油供应进行切断，实现隔离；所述气动球阀一1的上、下游分别设置有手动球阀一1和三3，用于气动球阀一1检修时进行隔离。在气动球阀1旁设置带有手动球阀四4的旁通管路，用于在气动球阀检修或故障时确保燃油供应通畅；燃油经过气动球阀一1后，经过Y型过滤器5进行预过滤，用于保护输送泵6；所述输送泵6将燃油增压至0.5MPa，由压力表7进行对泵的运行状态进行监测；燃油经过输送泵后，进入双联过滤器8进行精过滤，压差变送器9的引压管分别设置在双联过滤器8的上、下游，用于监测双联过滤器8的状态，提醒用户切换滤器或更换滤芯；所述双联过滤器8为一用一备，可实现实时切换，确保系统能够正常运行；在双联过滤器8的下游，设置带有自力式调压阀25，以及单向阀24的旁路，用于调节输送泵6下游的供油压力；所述自力式调压阀25为阀前取压，监测输送泵6下游压力，并通过调整阀门开度，将流程内压力调节至0.18～0.3MPa，泄放的燃油通过管线返回燃油箱；经过所述自力式调压阀25调压后的燃油，通过热电阻10、压力变送器11压力表12监测其温度和压力；所述压力表12用于直观显示调压后的燃油压力数值，可用于自力式调压阀25的设定值整定；经过调压后的燃油，通过支路进入燃气轮机点火管线，用于燃气轮机点火；经过调压后的燃油，随即进入增压泵13，由增压泵13将其增压至8MPa；增压泵13下游设置有金属软管14，用于吸收泵运行振动，保护系统；带有气动球阀二15的旁通路，用于在燃料切换准备阶段，由输送泵将燃油输送至增压泵下游，实现燃油的提前充注，节约增压泵启动后向下游管线的注油时间，减少燃料切换所需时间；所述气动球阀二15，在增压泵启动的同时关闭；所述增压泵13的下游设置有溢流阀16，用于在系统流程出现堵塞时将增压泵13输出的燃油泄放至燃油箱，防止增压泵13下游超压，损坏设备；所述自力式调压阀25和溢流阀16泄放的燃油汇集至同一管线返回燃油箱，为避免溢流阀16泄放的高压燃油倒灌回流，设置单向阀24；所述增压泵25增压后的燃油，进入到篮式过滤器18，由篮式过滤器18进行过滤，保护系燃气轮机相关设备；所述篮式过滤器18的上游设置有热电阻17，监测增压后的燃油温度；所述篮式过滤器18的下游，即系统出口设置有压力表20，用于监测系统出口的燃油压力；压差变送器19的引压管分别设置在篮式过滤器18的上、下游，用于监测栏式过滤器18的状态，提醒用户及时更换滤芯。

Claims (3)

1.双燃料燃气轮机燃油供应系统，其特征在于：在燃油系统入口设置有气动球阀一，气动球阀一的上、下游分别设置有手动球阀一和手动球阀三，在气动球阀一旁设置带有手动球阀四的旁通管路，燃油经过气动球阀一后，经过Y型过滤器进行预过滤，输送泵将燃油增压并由压力表进行对泵的运行状态进行监测；燃油经过输送泵后，进入双联过滤器进行精过滤，压差变送器的引压管分别设置在双联过滤器的上、下游，在双联过滤器的下游设置带有自力式调压阀以及单向阀的旁路；经过自力式调压阀调压后的燃油，通过热电阻、压力变送器压力表监测其温度和压力；经过调压后的燃油，通过支路进入燃气轮机点火管线，用于燃气轮机点火；经过调压后的燃油进入增压泵增压，增压泵下游设置有金属软管，带有气动球阀二的旁通路用于在燃料切换准备阶段，由输送泵将燃油输送至增压泵下游，实现燃油的提前充注，气动球阀二在增压泵启动的同时关闭；增压泵的下游设置有溢流阀，用于在系统流程出现堵塞时将增压泵输出的燃油泄放至燃油箱，自力式调压阀和溢流阀泄放的燃油汇集至同一管线返回燃油箱并在管线上设置单向阀；增压泵增压后的燃油进入到篮式过滤器，由篮式过滤器进行过滤，所述篮式过滤器的上游设置有热电阻，篮式过滤器的下游即系统出口设置有压力表，压差变送器的引压管分别设置在篮式过滤器的上、下游，用于监测栏式过滤器的状态，提醒用户及时更换滤芯。
2.根据权利要求1所述的双燃料燃气轮机燃油供应系统，其特征在于：所述双联过滤器为一用一备，可实现实时切换，确保系统能够正常运行。
3.根据权利要求1所述的双燃料燃气轮机燃油供应系统，其特征在于：所述自力式调压阀为阀前取压，监测输送泵下游压力，并通过调整阀门开度，将流程内压力调节至0.18～0.3MPa，泄放的燃油通过管线返回燃油箱。
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