IGCC燃机的点火气恒压切换装置、点火系统、燃机、IGCC机组

摘要

本实用新型提供了IGCC燃机的点火气恒压切换装置、点火系统、燃机、IGCC机组，所述点火气恒压切换装置包括两组储气钢瓶与一套包含有双气源管路的气源切换系统，每组所述储气钢瓶均单独经由一组水浴气化器与所述双气源管路择一导通，所述双气源管路的分支管路上均设置有一级减压阀并在汇通处设置切换阀，所述切换阀用于根据其两端汇通处的点火气压差，自动切换两组所述储气钢瓶的投用状态。通过本实用新型所述的IGCC燃机的点火气恒压切换装置、点火系统、燃机、IGCC机组，使得IGCC燃机在点火启动过程中，能够通过不同气源组的自动切换，来始终安全可靠地为IGCC燃机持续性提供恒压点火气，同时避免造成点火气的燃料浪费。

说明书

技术领域

本实用新型涉及能源与动力工程技术领域，具体而言，涉及IGCC燃机的点火气恒压切换装置、点火系统、燃机、IGCC机组。

背景技术

IGCC(整体煤气化-燃气蒸汽联合循环)发电技术是把煤气化和燃气-蒸汽联合循环系统有机集成的一种洁净煤发电技术。IGCC机组主要包括如下工艺系统：煤气化系统、合成气净化系统、空气分离系统、联合循环系统。

适用于IGCC机组的联合循环系统采用大型中低热值燃气轮机，中低热值燃气轮机各燃烧室均配有双燃料(合成气、轻柴油)混合燃烧器，其启动过程如下：先向燃烧器投入点火气，待点火成功后，再投轻柴油进行稳定燃烧并将负荷带到预设值；待上游合成气各参数满足燃机进气条件后，燃机进气阀打开，平稳切换到合成气工况持续做功。

现有技术中，点火气通常采用气体燃料(典型的如丙烷)，其是以液体形态高压储存于储气钢瓶中。点火过程中，点火系统出口需要维持例如约0.8MPa的稳定压力，随着储气钢瓶中点火气的逐渐消耗，当点火气不足以维持点火系统出口压力稳定到达0.8MPa时，会造成点火失败。一旦点火失败，将需重新返回点火准备程序，进而造成大量燃料及公用消耗的浪费；同时IGCC机组无法及时按照电网调度进行并网操作，进而也会影响电网安全。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型要解决的技术问题是：第一方面在于提供一种IGCC燃机的点火气恒压切换装置，使得IGCC燃机在点火启动过程中，能够通过不同气源组的自动切换，来始终安全可靠地为IGCC燃机持续性提供恒压点火气，同时避免造成点火气的燃料浪费。

为解决上述第一方面技术问题，本实用新型提供了一种IGCC燃机的点火气恒压切换装置，包括两组储气钢瓶与一套包含有双气源管路的气源切换系统，每组所述储气钢瓶均单独经由一组水浴气化器与所述双气源管路择一导通，所述双气源管路的分支管路上均设置有一级减压阀并在汇通处设置切换阀，所述切换阀用于根据其两端汇通处的点火气压差，自动切换两组所述储气钢瓶的投用状态。

优选地，在所述双气源管路的汇通管路上，所述切换阀的后端还连通有二级减压阀。

优选地，在所述分支管路上，每个所述一级减压阀的前端均设置有第一截止阀，或在任意一组所述水浴气化器的气相出口管上还均设置有第二截止阀。

优选地，所述双气源管路还包括有应急管路，所述应急管路两端均开设于所述第一截止阀与所述第二截止阀之间，且在所述应急管路上还设置有第五截止阀。

优选地，任意一组所述储气钢瓶均包含有四支并联设置的储气瓶罐。

优选地，任意一组所述水浴气化器还均包括液体加热池及安置于所述液体加热池中的电加热盘管、液相进口管，所述液相进口管一端通过其上设置的液相进口阀与所述储气钢瓶的并联母管导通，另一端与所述气相出口管导通和/或一体成型。

优选地，所述切换阀包括T型阀体及容放在所述T型阀体内部的横向滑动阀芯，位于所述横向滑动阀芯左右两侧的进气控制腔与两个所述一级减压阀的出口端择一导通，所述T型阀体对应于所述横向滑动阀芯的后方开设有出气腔。

本实用新型要解决的技术问题还在于：第二方面提供一种IGCC燃机的点火系统，和/或第三方面提供一种IGCC燃机，和/或第四方面提供一种IGCC机组，使得IGCC燃机在点火启动过程中，能够通过不同气源组的自动切换，来始终安全可靠地为IGCC燃机持续性提供恒压点火气，同时避免造成点火气的燃料浪费。

为解决上述第二方面技术问题，本实用新型提供了一种IGCC燃机的点火系统，包括第一方面任一实施例所述的IGCC燃机的点火气恒压切换装置。

为解决上述第三方面技术问题，本实用新型提供了一种IGCC燃机，包括第一方面任一实施例所述的IGCC燃机的点火气恒压切换装置。

为解决上述第四方面技术问题，本实用新型提供了一种IGCC机组，包括第一方面任一实施例所述的IGCC燃机的点火气恒压切换装置。

相对于现有技术而言，本实用新型所述的IGCC燃机的点火气恒压切换装置、点火系统、燃机、IGCC机组具有以下有益效果：

使得IGCC燃机在点火启动过程中，能够通过不同气源组的自动切换，来始终安全可靠地为IGCC燃机持续性提供恒压点火气，同时避免造成点火气的燃料浪费。

附图说明

构成本实用新型的一部分附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例1中所述的一种IGCC燃机的点火气恒压切换装置的第一平面结构示意图；

图2为本实用新型实施例1中所述的一种IGCC燃机的点火气恒压切换装置的第二平面结构示意图；

图3为本实用新型实施例1中所述的一种切换阀的平面结构示意图。

附图标记说明：

100-储气钢瓶，101-主供气组，102-备用气组，200-水浴气化器，201-第一水浴气化器，202-第二水域气化器，300-气源切换系统；

1-第三截止阀，2-第四截止阀，3-液相进口阀，4-第二截止阀，5-第一截止阀，6-一级减压阀，7-切换阀，71-T型阀体，72-横向滑动阀芯，73-进气控制腔，74-出气腔，8-二级减压阀，9-第五截止阀，10-温度控制器，1001-热电阻，11-就地温度表，12-就地压力表。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、技术方案和优点更加清楚易懂，下面将结合附图及实施例，对本实用新型做进一步的详细说明。应当理解，本实用新型在此所描述的具体实施例仅是构成本实用新型的部分实施例，其仅用以解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限定，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1

参见图1-3所示，本实用新型提供了一种IGCC燃机的点火气恒压切换装置，包括两组储气钢瓶100与一套包含有双气源管路的气源切换系统300，每组所述储气钢瓶100均单独经由一组水浴气化器200与所述双气源管路择一导通，所述双气源管路的分支管路上均设置有一级减压阀6并在汇通处设置切换阀7，所述切换阀7用于根据其两端汇通处的点火气压差，自动切换两组所述储气钢瓶100的投用状态。

具体的，点火气例如液态丙烷通常以高压形式储存于两组储气钢瓶100中，IGCC燃机在点火准备程序中，两组水浴气化器200均会投入使用，以将其各自相对应的储气钢瓶100中喷出的液态丙烷进行加热气化，从而确保IGCC燃机在点火启动过程中，两组储气钢瓶100可以随时维持一运一备。

更为具体的，储气钢瓶100包括左侧的主供气组101与右侧的备用气组102，主供气组101通过第一水浴气化器201与双气源管路的左端分支管路导通，备用气组102通过第二水浴气化器202与双气源管路的右端分支管路导通，左右两端分支管路上均设置有一级减压阀6。通过对两个一级减压阀6其出口压力的适当差异化设置，在切换阀7的两端汇通处会形成一定的点火气压差，进而在一次点火过程中，位于切换阀7左端的主供气组101可以表现为投用状态，与此同时，位于切换阀7右端的备用气组102则会表现为备用状态。

在一次点火过程中，当主供气组101中储存的点火气随着历次点火消耗以及本次点火的逐渐消耗而即将消耗完毕之际，根据储气钢瓶内气液平衡原理，主供气组101出口压力才会逐渐快速降低，从而导致切换阀7两端汇通处的点火气压差会将满足预设切换条件，此时切换阀7会将自动执行切换动作，进而备用气组102会将自动代替主供气组101进入投用状态。而在点火结束后，可选择对主供气组101进行及时更换，以确保下次点火伊始主供气组101可以被重新投用；或者也可通过对两个一级减压阀6其出口压力的反向调节，在下次点火伊始先选择备用气组102进行投用。

由此，通过本实用新型所述的IGCC燃机的点火气恒压切换装置，使得IGCC燃机在点火启动过程中，能够通过不同气源组的自动切换，来始终安全可靠地为IGCC燃机持续性提供恒压点火气，同时避免造成点火气的燃料浪费。

优选地，在所述双气源管路的汇通管路上，所述切换阀7的后端还连通有二级减压阀8。

具体的，通过二级减压阀8对切换阀7其出口点火气的进一步减压设置，可以适当提高两个一级减压阀6的出口压力，从而有利于两个一级减压阀6其出口压力的适当差异化设置，进而：一是在精密度上可以大幅降低对于切换阀7乃至两个一级减压阀6的选型压力；二是不论主供气组101与备用气组102中的哪一组进行投用，其均可以通过二级减压阀8的二次减压，摆脱两个一级减压阀6其出口压力的差异化干扰，进而可以统一为IGCC燃机持续性提供更为稳定可靠的恒压点火气；三是整套点火气恒压切换装置的运行稳定性会将得到大幅提高。

更为具体的，例如满载状态的储气钢瓶100其初始存储压力为10MPa，进而两个一级减压阀6其出口压力则可以按照如下方式进行适当的差异化设置：与主供气组101对应导通的可以设定为1.6MPa，另一个与备用气组102对应导通的则可以设定为1.5MPa，而二级减压阀8的出口压力则可以设定为0.8MPa。在一次点火过程中，随着主供气组101点火气的逐渐消耗，当其出口压力无法再稳定维持至1.6MPa乃至逐渐快速降低至1.4MPa时，切换阀7两端汇通处的点火气压差会将满足预设切换条件，此时切换阀7会将自动执行切换动作，进而备用气组102会将自动代替主供气组101进入投用状态。

优选地，在所述分支管路上，每个所述一级减压阀6的前端均设置有第一截止阀5，或在任意一组所述水浴气化器200的气相出口管上还均设置有第二截止阀4。

具体的，在一次点火过程中，第一截止阀5与第二截止阀4均处于导通状态，而第一截止阀5乃至第二截止阀4的设置，既可以在点火结束后再对例如主供气组101进行更换，也可以在一次点火过程中即直接对例如主供气组101进行更换。

优选地，所述双气源管路还包括有应急管路，所述应急管路两端均开设于所述第一截止阀5与所述第二截止阀4之间，且在所述应急管路上还设置有第五截止阀9。

具体的，在一次点火过程中，第五截止阀9通常处于常闭状态。只有当例如左侧的主供气组101其点火气近乎耗尽、且位于右侧端的一级减压阀6发生故障时，第五截止阀9才会应急打开，以将备用气组102中的点火气经由应急管路直接导通至左侧端的一级减压阀6处进行降压输出。在此本领域技术人员可以理解的是，在第五截止阀9应急打开的同时，位于右侧端的第一截止阀5、以及位于左侧端的第二截止阀4也需应急关闭。

优选地，所述切换阀7包括T型阀体71及容放在所述T型阀体71内部的横向滑动阀芯72，位于所述横向滑动阀芯72左右两侧的进气控制腔73与两个所述一级减压阀6的出口端择一导通，所述T型阀体71对应于所述横向滑动阀芯72的后方开设有出气腔74。

具体的，在两个进气控制腔73预设压差的参数控制下，横向滑动阀芯72可根据需要进行精确的横向滑动，进而使得两个进气控制腔73与出气腔74择一导通，以此实现按需自动切换两组储气钢瓶100的投用状态。切换阀7的上述设置结构简单可靠，可有效满足不同气源组的按需自动切换。

优选地，任意一组所述储气钢瓶100均包含有四支并联设置的储气瓶罐。

具体的，不论是主供气组101，还是备用气组102，当其均包含有四支并联设置的储气瓶罐时，整套点火气恒压切换装置乃至点火系统的运行无疑将会更加稳定可靠，并有利于降低人工需频繁检查与更换例如主供气组101的频率，进而有利于提高IGCC机组的作业效率。

更为具体的，例如每支储气瓶罐充装45kg点火气，正常点火每次消耗约50kg点火气，由此运行人员可根据点火次数初步判断出主供气组101历次消耗的点火气消耗量，进而再需根据情况进行现场检查与更换。

优选地，每支储气瓶罐上均设置有第三截止阀1，或在所述储气钢瓶100的并联母管上，还设置有与每支所述储气瓶罐一一对应的第四截止阀2。

具体的，在一次点火过程中，第三截止阀1与第四截止阀2均会处于开启状态，而在对例如主供气组101进行更换时，第三截止阀1与第四截止阀2的设置将极大方便对每支储气瓶罐的检查更换及其后续的充气、储运等。

优选地，任意一组所述水浴气化器200还均包括液体加热池及安置于所述液体加热池中的电加热盘管、液相进口管，所述液相进口管一端通过其上设置的液相进口阀3与所述并联母管导通，另一端与所述气相出口管导通和/或一体成型。

具体的，液体加热池中的加热介质例如可以为除盐水，液体加热池中可以设置有进水口、排水手阀，以对液体加热池中的除盐水进行补充与更换；电加热盘管用于对液体加热池中的除盐水进行电加热，点火气通过液相进口阀3进入液相进口管，进而在水浴气化器200中吸收除盐水的热量后被气化和升温，最后经由气相出口管、第二截止阀4导通至气源切换系统300。

作为本实用新型的其中一种优选示例，水浴气化器200还可以包括与电加热盘管电连接的温度控制器10。温度控制器10包含有测温元件(通常为热电阻1001)，并通过对电加热盘管的间歇式启停控制，精确监测及控制除盐水温度在一恒定的温度范围内，例如可精确控制在60～63摄氏度范围内，进而在确保水浴气化器200稳定可靠运行的同时，有利于实现水浴气化器200的高效节能运行。

更进一步地，在所述液体加热池底部，所述液相进口管与所述气相出口管均呈盘管状，以适当延长点火气在液体加热池底部的通气升温时间。

更进一步地，液相进口阀3为液相进口电磁阀，并与所述温度控制器10电连接，进而在一次点火过程中，例如当温度控制器10监测到除盐水温度达到50摄氏度时，温度控制器10即可控制液相进口电磁阀开启。

更进一步地，液体加热池中还可以设置有就地温度表11，气相出口管上也可以设置有就地压力表12，以分别方便运行人员对除盐水温度、储气钢瓶100其出口压力的观察及预判。

实施例2

参见图1-3所示，本实用新型还提供了一种IGCC燃机的点火系统，具有实施例1中所述的IGCC燃机的点火气恒压切换装置。

本实用新型还提供了一种IGCC燃机，具有实施例1中所述的IGCC燃机的点火气恒压切换装置。

本实用新型还提供了一种IGCC机组，具有实施例1中所述的IGCC燃机的点火气恒压切换装置。

具体的，本领域技术人员在此可以理解的是，实施例2中所提供的点火系统、和/或燃机、和/或IGCC机组，当其具有实施例1中所述的IGCC燃机的点火气恒压切换装置时，其所对应的技术问题的解决及其技术效果的取得，均可参见实施例1中对于IGCC燃机的点火气恒压切换装置的叙述，在此不再一一赘述。

虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。