一种低热值燃气轮机的煤气放散系统及其放散方法与流程

[0001]
本发明涉及一种煤气放散系统，特别涉及一种寒冷地区钢铁厂的低热值燃气轮机的煤气放散系统及其放散方法。


背景技术：

[0002]
某些钢铁厂的煤气蒸汽联合循环发电机组中的燃气轮机组，是采用高炉煤气与焦炉煤气混合的低热值燃料气为燃料，但该燃气轮机组在起动时，需要使用高热值的天然气，启动后，当机组上升至一定负荷，再用低热值煤气逐渐代替高热值的天然气，在取代过程中，需要进行煤气热值调节放散；另外，在机组运行过程中，当煤气压缩系统超压时，也需要进行煤气的放散，因此，在燃气轮机组中均设置有煤气火炬放散系统；在燃气轮机的火炬放散系统中，一般在整套煤气压缩系统的合成气放散模块、煤气水分离器、压缩机出口管道分别设置煤气放散点，将各放散煤气汇接至火炬放散塔，进行燃烧放散；为了使煤气的放散过程畅通无阻，在煤气放散点到火炬放散塔的放散管路上一般不设置任何阀门；为了防止空气从火炬放散塔的出口进入到煤气散放管道中，引起煤气爆炸，一般在煤气放散系统中，设置分液罐和水封罐，通过水封将放散系统与大气隔绝，杜绝空气中的氧气倒灌进入到煤气散放管道后与煤气混合后，发生回火或爆炸；但在寒冷地区，由于气温较低，需要在分液罐和水封罐中设置伴热系统，以保证水封不结冰，使放散煤气通过水封能进行正常的火炬放散，这种结构增加了整套系统的投资，设备维护也存在不易的缺陷；此外，煤气放散中，火炬放散塔出口处应保持在微正压状态下，以保证空气不会到灌进煤气放散管道中，但当天气气压发生剧烈变化时，火炬放散塔出口处的微正压状态容易被破坏，使空气进入到煤气散放管道中，如何避免此现象的发生，成为现场需要解决的一个难题。


技术实现要素：

[0003]
本发明提供了一种低热值燃气轮机的煤气放散系统及其放散方法，解决了寒冷地区钢铁厂的燃气轮机的煤气放散系统存在结构复杂维护不方便的技术问题。
[0004]
本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：一种低热值燃气轮机的煤气放散系统，包括点散塔、分子封和等离子点火器，在放散塔上，连通有放散煤气汇集总管，在放散煤气汇集总管上，分别连通有合成气点火放散模块的放散排气管、低压放散管、高压放散管、厂区低压氮气母管和气水分离器排气管，在气水分离器排气管的另一端，连接有气水分离器，在放散塔的顶端出口上连接有分子封，在分子封的顶端出口上连接有等离子点火器；在放散煤气汇集总管与放散塔的连接处，分别设置有管内氧量监测仪和管内气压表；在分子封的入口上，连接有吹扫氮气管道，在吹扫氮气管道上，串联有吹扫氮气电控阀和单向阀。
[0005]
分子封是由圆柱形内筒、圆柱形中筒和圆柱形外筒组成的，圆柱形中筒套接在圆柱形外筒中，圆柱形内筒套接在圆柱形内筒中，在圆柱形外筒的下端口与圆柱形内筒的下端外侧壁之间连接有圆锥形封闭罩，在圆柱形中筒的上端口上连接有中筒顶端半球形封闭
罩，在圆柱形内筒与圆柱形中筒之间，设置有环形柱状气体下排通道，在圆柱形中筒与圆柱形外筒之间，设置有环形柱状气体上排通道，环形柱状气体下排通道的上端口，通过中筒顶端半球形封闭罩内腔，与圆柱形内筒的上端口连通在一起，环形柱状气体下排通道的下端口，通过圆锥形封闭罩内腔，与环形柱状气体上排通道连通在一起，环形柱状气体上排通道的上端口与圆柱形外筒的上端口连通在一起，圆柱形内筒的下端口与放散塔的顶端出口连通在一起；在圆柱形内筒与圆柱形中筒之间设置有中筒支撑支架，在圆柱形中筒与圆柱形外筒之间设置有外筒支撑支架。
[0006]
一种低热值燃气轮机的煤气放散系统的放散方法，其特征包括以下步骤：（一）当低热值燃气轮机机组起动、停机或系统超压时，合成气点火放散模块的放散排气管、低压放散管和高压放散管中的放散煤气，经放散煤气汇集总管后，依次通过圆柱形内筒内腔、中筒顶端半球形封闭罩内腔、环形柱状气体下排通道、圆锥形封闭罩内腔、环形柱状气体上排通道和圆柱形外筒的上端口被等离子激光点火器点燃放散，点火响应时间，要延后低热值燃气轮机机组起动、停机或系统超压时间20秒钟；（二）在煤气放散时间段以外时间，通过放散煤气汇集总管，持续向分子封罐内充入氮气，该氮气的流速为0.03-0.06米/每秒钟，该氮气从圆柱形内筒的下端口进入，从圆柱形外筒的上端口流出；（三）当管内氧量监测试测得的氧含量超出设定值，通过吹扫氮气管道向分子封罐内吹扫氮气，同时通过厂区低压氮气母管向放散煤气汇集总管内吹扫氮气，排出放散系统管路中的超标氧气。
[0007]
本发明兼顾了经济性和安全性，可用于低热值煤气燃气轮机的高压可燃气体的火炬放散处理，通过设置塔顶的分子密封装置，设置测氧量仪、测压表和自动充氮吹扫系统，并采用火炬延迟点火的措施，根本防止了放散系统的内爆、回火等事故发生，省略了分液槽、水封槽及其附属系统，降低了工程的初建及运维成本，整套系统自动控制，减小了运维人员工作强度。
附图说明
[0008]
图1是本发明的结构示意图；图2是本发明的分子封2的结构示意图。
具体实施方式
[0009]
下面结合附图对本发明进行详细说明：一种低热值燃气轮机的煤气放散系统，包括放散塔1、分子封2和等离子点火器3，在放散塔1上，连通有放散煤气汇集总管4，在放散煤气汇集总管4上，分别连通有合成气点火放散模块的放散排气管5、低压放散管6、高压放散管7、厂区低压氮气母管8和气水分离器排气管9，在气水分离器排气管9的另一端，连接有气水分离器10，在放散塔1的顶端出口上连接有分子封2，在分子封2的顶端出口上连接有等离子点火器3；在放散煤气汇集总管4与放散塔1的连接处，分别设置有管内氧量监测仪11和管内气压表12；在分子封2的入口上，连接有吹扫氮气管道13，在吹扫氮气管道13上，串联有吹扫氮气电控阀15和单向阀14。
[0010]
分子封2是由圆柱形内筒16、圆柱形中筒19和圆柱形外筒23组成的，圆柱形中筒19
套接在圆柱形外筒23中，圆柱形内筒16套接在圆柱形内筒16中，在圆柱形外筒23的下端口与圆柱形内筒16的下端外侧壁之间连接有圆锥形封闭罩22，在圆柱形中筒19的上端口上连接有中筒顶端半球形封闭罩20，在圆柱形内筒16与圆柱形中筒19之间，设置有环形柱状气体下排通道21，在圆柱形中筒19与圆柱形外筒23之间，设置有环形柱状气体上排通道24，环形柱状气体下排通道21的上端口，通过中筒顶端半球形封闭罩20内腔，与圆柱形内筒16的上端口18连通在一起，环形柱状气体下排通道21的下端口，通过圆锥形封闭罩22内腔，与环形柱状气体上排通道24连通在一起，环形柱状气体上排通道24的上端口与圆柱形外筒23的上端口25连通在一起，圆柱形内筒16的下端口17与放散塔1的顶端出口连通在一起；在圆柱形内筒16与圆柱形中筒19之间设置有中筒支撑支架26，在圆柱形中筒19与圆柱形外筒23之间设置有外筒支撑支架27；分子封2也可称为分子密封装置，是一个罐体结构，在该罐体中流动有微正压的氮气流，将罐出口外的空气阻隔在罐外。
[0011]
一种低热值燃气轮机的煤气放散系统的放散方法，其特征包括以下步骤：（一）当低热值燃气轮机机组起动、停机或系统超压时，合成气点火放散模块的放散排气管5、低压放散管6和高压放散管7中的放散煤气，经放散煤气汇集总管4后，依次通过圆柱形内筒16内腔、中筒顶端半球形封闭罩20内腔、环形柱状气体下排通道21、圆锥形封闭罩22内腔、环形柱状气体上排通道24和圆柱形外筒23的上端口25被等离子激光点火器3点燃放散，点火响应时间，要延后低热值燃气轮机机组起动、停机或系统超压时间20秒钟；采用火炬延迟点火的措施，可以减少操作人员误判，提高火炬放散塔的点火成功率，防止放散系统内爆、回火等事故发生；放散气体在放散管系内的流速较快，对放散管道具有一定的吹扫作用，可以将氧量仪检测不到又滞留在放散管网系内的氧气快速吹出，再次增加系统安全性，经过计算，在放散点发出放散信号后40秒后进行点火效果较优；（二）在煤气放散时间段以外时间，通过放散煤气汇集总管4，持续向分子封2罐内充入氮气，该氮气的流速为0.03-0.06米/每秒钟，该氮气从圆柱形内筒16的下端口17进入，从圆柱形外筒23的上端口25流出；使放散塔入口处时刻保持微正压，防止到灌进入空气；本发明对放散气体热值和流量变化大的不同行业放散系统皆具有良好的适用性；（三）当管内氧量监测试11测得的氧含量超出设定值，打开吹扫氮气电控阀15，通过吹扫氮气管道13向分子封2罐内吹扫氮气，同时，打开第二吹扫氮气电控阀29，通过厂区低压氮气母管8上的第二单向阀28，向放散煤气汇集总管4内吹扫氮气，排出放散系统管路中的超标氧气。